الشيء الوحيد الذي يفصل حديد الزهر عن الفولاذ المصبوب هو نسبة الكربون — وهذا الفرق الوحيد يغيّر المتانة وقابلية اللحام والتكلفة تمامًا. الفروق، اختبارات التمييز، ودليل الاختيار.

📋 مواد السباكة → · الحديد الخام (الزهر الأولي) → — نورّد المُلقِّحات والمُكوِّرات ومواد الشحن لضبط كيمياء المسبك الصحيحة.

ما هو حديد الزهر وما هو الفولاذ المصبوب؟

كلاهما سبيكة حديد-كربون، وكلاهما يُصهر ويُصبّ في قوالب. الفرق الحاسم الوحيد هو نسبة الكربون — وهو يغيّر طبيعة المادتين من الأساس:

حديد الزهر: كربون أعلى من 2.1٪ (عمليًا 2.5–4.0٪). الكربون الزائد لا يبقى ذائبًا وينفصل على هيئة جرافيت حر.
الفولاذ المصبوب: كربون أقل من 2.1٪ (عادة ≤0.30٪ في الفولاذ المصبوب الإنشائي). كل الكربون يبقى ذائبًا؛ لا يوجد جرافيت حر.

باختصار: وجود جرافيت حر = حديد زهر؛ غياب الجرافيت = فولاذ مصبوب. لهذا بالضبط يكون حديد الزهر هشًّا والفولاذ المصبوب متينًا — فرقائق الجرافيت تعمل كشقوق دقيقة موزّعة داخل المادة.

لا تخلط بينهما: الحديد الخام هو المنتج الوسيط الخام الخارج من الفرن العالي؛ أما حديد الزهر فهو المنتج النهائي الناتج عن إعادة صهر الحديد الخام وصبّه في قوالب.

نسبة الكربون والتركيب

العنصر	زهر رمادي	زهر مطيل (كروي الجرافيت)	فولاذ مصبوب (كربوني)
الكربون (C)	2.5–4.0	3.2–3.8	≤ 0.30
السيليكون (Si)	1.0–3.0	1.8–2.8	≤ 0.60
المنغنيز (Mn)	0.4–1.0	0.1–0.5	0.5–1.0
الجرافيت الحر	رقائقي	كروي	لا يوجد

استخدم أداة التركيب الكيميائي لمقارنة التحاليل درجةً بدرجة.

الخواص الميكانيكية

الخاصية	زهر رمادي (EN-GJL-250)	مطيل (EN-GJS-400-15)	فولاذ مصبوب (≈A216 WCB)
مقاومة الشد (Rm)	250–350 ميجاباسكال	≥ 400 ميجاباسكال	485–655 ميجاباسكال
حد الخضوع (Rp0.2)	لا خضوع واضح	≥ 250 ميجاباسكال	≥ 250 ميجاباسكال
الاستطالة (A)	< 1٪	≥ 15٪	≥ 22٪
الصلادة	180–220 HB	130–180 HB	130–190 HB
متانة الصدم	منخفضة جدًا	متوسطة	عالية
إخماد الاهتزاز	ممتاز	جيد	ضعيف
الكثافة	~7.1–7.2 غ/سم³	~7.1 غ/سم³	~7.8 غ/سم³

الحكاية الحقيقية في الجدول هي عمود الاستطالة: الزهر الرمادي يستطيل أقل من 1٪ — أي ينكسر دون إنذار. الفولاذ المصبوب يستطيل 22٪؛ يتشوّه قبل أن ينكسر ويمنحك وقتًا. هذا السبب وحده وراء صنع القطع الحرجة للسلامة من الفولاذ المصبوب.

لتحويل الصلادة بين HB/HRC/Rm استخدم محوّل الصلادة.

السلوك في السباكة والتصنيع

الكربون لا يحكم المتانة فحسب، بل يحكم أيضًا السلوك داخل المسبك:

	حديد الزهر	الفولاذ المصبوب
درجة حرارة الصب	~1350–1450 °م	~1550–1650 °م
السيولة (ملء المقاطع الرقيقة)	ممتازة	ضعيفة
انكماش التجمّد	منخفض (الجرافيت يتمدد ويعوّض)	مرتفع — المغذّيات ضرورية
قابلية التشغيل الآلي	ممتازة (الجرافيت يعمل كمزلّق)	متوسطة
قابلية اللحام	ضعيفة	جيدة
التكلفة النسبية	منخفضة	مرتفعة

حديد الزهر صديق المسبك: ينصهر أبرد، ويملأ الجدران الرقيقة، وينكمش قليلًا، ويُشغَّل بسهولة. الفولاذ المصبوب أقوى — لكنه يفرض ثمنًا في كل خطوة.

كيف تميّز بينهما؟ (في الورشة، خلال دقيقة)

اختبار البرادة (الأوثق): خذ بُرادة بالمبرد أو المثقاب. حديد الزهر يعطي بُرادة مسحوقية متفتّتة (بسبب الجرافيت). الفولاذ المصبوب يعطي بُرادة متصلة ملتفّة.
اختبار الشرر: على حجر الجلخ، يعطي حديد الزهر شررًا قصيرًا محمرًّا باهتًا مع تفرّعات دقيقة كثيفة قرب الطرف. الفولاذ المصبوب يعطي شررًا أطول أصفر-أبيض ساطعًا وأكثر استقامة.
اختبار الصوت: اطرق بالمطرقة. الفولاذ يرنّ. حديد الزهر الرمادي يعطي طقّة خافتة ميتة — دليل مباشر على الإخماد الممتاز الذي يجعله مادة قواعد المكائن.
سطح الكسر: حديد الزهر الرمادي يكسر رماديًّا باهتًا حبيبيًّا. الفولاذ يكسر لامعًا ليفيًّا/حريريًّا.
الكثافة: حديد الزهر ~7.1 غ/سم³ مقابل الفولاذ ~7.8 غ/سم³ — عند الحجم نفسه يكون الفولاذ أثقل بوضوح. احسب بأداة كثافة الفولاذ.

⚠️ اختبار المغناطيس لا يَصلح. كلٌّ من حديد الزهر والفولاذ المصبوب الكربوني مغناطيسي حديدي؛ المغناطيس يجذب الاثنين. المغناطيسية ليست وسيلة للتمييز.

لحام حديد الزهر بالفولاذ

عمل شائع كثيرًا ما يُفسَد. ممكن — لكن لا تجرّبه بقطب فولاذي عادي. تتحوّل منطقة اللحام إلى حديد زهر أبيض صلب هشّ (كربيد) وتتشقّق.

الطريقة الصحيحة:

استخدم قطب نيكل-حديد (ENiFe-CI)؛ النيكل يتحمّل الكربون ويمنع تكوّن الكربيدات الهشّة.
سخّن مسبقًا إلى 200–300 °م وبرّد القطعة ببطء (في الرماد أو تحت غطاء).
نفّذ خرزات لحام قصيرة ودع القطعة تبرد بينها — إدخال الحرارة المنخفض أساسي.
اطرق (peening) الخرزة وهي ساخنة لتفريغ الإجهاد؛ معظم التشقّق مصدره إجهاد الانكماش.

إن كان الوصل يحمل حِملًا حرجًا: فكّر في وصلة مثبّتة بالبراغي/ميكانيكية. لحام حديد الزهر أسلوب إصلاح، لا حل تصميمي.

أيهما تختار؟

اختر حديد الزهر إذا:

كانت القطعة تعمل تحت الضغط (قواعد المكائن، مجاري الانزلاق، كتل المحركات)
كان إخماد الاهتزاز مهمًّا (مكائن القطع — ما لا يستطيعه الفولاذ)
كان الشكل معقّدًا رقيق الجدران (ميزة السيولة)
لزمت مقاومة التآكل وسهولة التشغيل
كانت التكلفة القيد الأساسي

اختر الفولاذ المصبوب إذا:

تعرّضت القطعة لأحمال صدم أو شد أو ديناميكية
كانت حرجة للسلامة — يجب أن تتشوّه قبل أن تنكسر (الرافعات، السكك، أجزاء الضغط)
لزمت بنية ملحومة أو إصلاح لاحق باللحام
لزمت متانة عند الحرارة المنخفضة (حديد الزهر يزداد هشاشة في البرد)
ستُعالَج القطعة لاحقًا حراريًّا

الزهر المطيل (EN-GJS) هو الحل الوسط: قابلية الصب والتكلفة كحديد الزهر، مع مطيلية معتبرة (استطالة 15٪). لهذا يسيطر على أعمدة المرفق وأغلفة صناديق التروس وأنابيب الضغط والوصلات. وما يحوّل الجرافيت من رقائق إلى كرات هو مُكوِّرات FeSiMg والمُلقِّحات المُضافة أثناء الصب.

مجالات التطبيق

القطاع	حديد الزهر	الفولاذ المصبوب
صناعة المكائن	قواعد المكائن، المجاري، الحذّافات	التروس، القارنات، القطع عالية الحِمل
السيارات	كتل المحركات، أقراص الفرامل، بطانات الأسطوانات	قطع التعليق، الأعمدة
الطاقة / الصمامات	الأجسام (ضغط منخفض)	أجسام الصمامات، قطع الضغط العالي
البنية التحتية	أنابيب الصرف، أغطية الفتحات، الأنابيب المطيلة	وصلات السكك، قطع الرافعات
صناعة السباكة	سلسلة الزهر الرمادي/المطيل	مصبوبات فولاذية، كرات الطحن

التوريد من Aktif Çelik

تورّد Aktif Çelik السلسلة الكاملة التي تحتاجها المسابك لبلوغ الكيمياء المستهدفة: الحديد الخام (زهر تكرير وزهر سباكة وزهر مطيل)، والمُلقِّحات ومُكوِّرات FeSiMg، والسبائك الحديدية، وكرات السباكة/الطحن. يدعمك فريقنا الفني في حساب الشحنة وضبط الكبريت/المغنيسيوم واختيار الدرجة. تواصل معنا للحصول على تقارير التحليل والعيّنات.

حديد الزهر مقابل الفولاذ المصبوب: الفروق، كيف تميّزهما، وأيهما تختار