وبلاگ

فولاد | نحوه ساخت

فولادمبارکه

یکی از مهم‌ترین و پرمصرف‌ترین فلزی که در دنیا مورد استفاده قرار می‌گیرد، فولاد نام دارد. نیاز به انرژی کم برای تولید، یکی از مهم‌ترین دلایل برای استفاده فراوان از فولاد است. از طرف دیگر فلز فولاد کاملا قابل بازیافت است و با محیط زیست سازگاری دارد این موضوع یکی از ویژگی‌های مثبت فولاد حساب می‌شود. از آنجایی که این فلز کاربردهای زیادی در ساخت و ساز دارد بد نیست با نحوه ساخت آن نیز آشنا بشویم. ساخت انواع فولادهای آلیاژی مثل میلگرد آلیاژی، میلگرد آلیاژی ck45 و دیگر محصولات این چنینی با اضافه کردن ترکیبات متفاوتی از عناصر به فولاد صورت می‌گیرد که در این مقاله با این ترکیبات بیشتر آشنا خواهید شد.

از چه چیزی ساخته می‌شود؟

آهن، عنصر اصلی فولاد، یکی از فراوان ترین عناصر در پوسته زمین است. تمام آلیاژهای فولاد عمدتاً آهن و 0.002 تا 2.1 درصد کربن هستند. دلیل استفاده از این میزان کربن رنج قوی ساختار مولکولی است که این ترکیب ایجاد می‌کند. نتیجه نهایی خواص خاصی مانند استحکام کششی و سختی را در فولاد به وجود می‌آورد.
اگرچه تمام فولادها از آهن و کربن ساخته شده‌اند، اما انواع مختلف فولاد حاوی درصدهای متفاوتی از هر عنصر است. فولاد همچنین می تواند شامل عناصر دیگری مانند: نیکل، مولیبدن، منگنز، تیتانیوم، بور، کبالت یا وانادیم باشد. افزودن عناصر مختلف به “دستورالعمل” برای تولید فولاد آلیاژی بر خواص آن تأثیر می‌گذارد. یک گروه قابل توجه از آلیاژهای فولاد حاوی کروم است. همه آلیاژهای این دسته به عنوان فولاد ضد زنگ شناخته می‌شوند.

با چه فرآیندی ساخته می شود؟

برای تولید فولاد، سنگ آهن را حرارت داده و در کوره‌هایی مخصوص ذوب می‌کنند که در آن ناخالصی‌ها حذف شده و کربن به ترکیب آن اضافه می‌شود. امروزه اکثر فولادها با استفاده از یکی از این دو فرآیند زیر ساخته می‌شوند:

  1. کوره ذوب آهن
  2. کوره قوس الکتریکی (EAF)

کوره‌های ذوب آهن عمدتاً از مواد خام (سنگ آهن، سنگ آهک و زغال کک) با مقداری قراضه فولاد برای ساخت فولاد استفاده می‌کنند، در حالی که کوره های قوس الکتریکی عمدتاً از قراضه آهن برای تولید فولاد استفاده می‌کنند.

آشنایی با خواص انواع فولادهای ساخته شده در کارخانجات

فولاد به دلیل خواص زیاد و هزینه کم آن در ساختمان سازی و صنعت زیاد استفاده می‌شود. از جمله ویژگی‌های فولاد می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • سختی: مقاومت در برابر فرورفتگی هنگام فشار دادن با افزایش تدریجی فشار.
  • چقرمگی: هنگامی که ماده تغییر شکل می‌دهد، چقرمگی نشان می‌دهد که فولاد تا چه اندازه قبل از اینکه شکسته شود مقاومت می‌کند.
  • قدرت تسلیم: مقاومت در برابر تغییر شکل در حالی که فولاد با افزایش تدریجی فشار کشیده می‌شود.
  • استحکام کششی: توانایی یک ماده برای مقاومت در برابر کشیده شدن قبل از شکستن.
  • چکش خواری: قابلیت شکل دادن با چکش یا فشار دادن بدون شکستن.
  • شکل‌پذیری: توانایی شکل‌دهی بدون از دست دادن چقرمگی – کار کردن با فلز اغلب آن را شکننده‌تر می‌کند، اما مواد انعطاف‌پذیر در طول کار به این سرعت ترد نمی‌شوند.
    محدوده آزمایش شده این خواص، بین آلیاژ مختلف فولاد متفاوت است، اما به طور کلی، فولاد نسبت به بسیاری از مواد دیگر هم سخت تر بوده و هم کمتر شکسته می‌شود.

چند نوع فولاد در کشور ساخته می‌شود؟

چهار گروه اصلی از آلیاژهای فولادی وجود دارد: کربن، ابزار فولادی، فولاد آلیاژی و فولاد ضد زنگ.

  1. فولاد کربنی: فولادهای ملایم، متوسط و با کربن بالا عمدتاً از نظر سختی و شکل پذیری متفاوت هستند. فولادهای ملایم یا کم کربن در مقایسه با سایر فولادها انعطاف پذیری بیشتر و سختی کمتری دارند. از طرف دیگر فولادهای پر کربن سخت‌تر هستند. با این حال، فولادهای با کربن بالا معمولا شکل پذیری کمتری دارد.
  2. ابزار فولادی: فولاد با کربن بالا و ترکیب شده با عناصری مانند تنگستن، وانادیوم یا مولیبدن را حرارت می‌دهند تا سختی فولاد بالاتر برود. از این ترکیبات برای ساخت ابزارهای فولادی استفاده می‌کنند.
  3. فولاد آلیاژی: این نوع فولاد معمولا با استفاده از عناصری که خواص فوق‌العاده دارند (و معمولا در ترکیبات استفاده نمی‌شوند) ساخته می‌شوند. واقعیت این است که همه فولادها آلیاژی هستند و بسیاری از آنها عنصر اضافی دارند. با این حال، فولادهای آلیاژی، فولادهای غیر معمولی هستند که برای یک کاربرد خاص ساخته شده‌اند.
  4. ف_ولاد ضد زنگ: این فولادها با آلیاژ کروم ترکیب می‌شوند این ترکیب به آن‌ها کمک می‌کند مقاومت بالاتری در برابر زنگ‌زدگی پیدا کنند.

فولاد ضد زنگ را با چه آلیاژهایی می‌سازند؟

فولاد ضد زنگ یکی از محصولات کاملاً قابل بازیافت است که به “ماده سبز” نیز شناخته می‌شود. در بخش ساخت و ساز، نرخ بازیابی فولاد ضد زنگ نزدیک به 100٪ است. فولاد ضد زنگ همچنین از نظر محیطی خنثی و بی اثر بوده و طول عمر بسیار بالایی دارند. علاوه بر این، زمانی که این آلیاژ از فولاد با آب تماس پیدا می‌کند، دستخوش تغییر نشده و ثابت می‌ماند.
آلیاژهای فولاد زنگ نزن ترکیبی از آلیاژ آهن و کروم هستند. فولاد زنگ نزن باید حداقل 10.5٪ کروم داشته باشد. نسبت دقیق آهن و کروم استفاده شده در این کالا با توجه به گرید فولاد و مکانی که قرار است از آن استفاده شود، تغییر می‌کند.
علاوه بر کروم می‌توان از آلیاژهایی زیر به فولاد ضد زنگ اضافه کرد:

  • نیکل
  • کربن
  • منگنز
  • مولیبدن
  • نیتروژن
  • گوگرد
  • مس
  • سیلیکون

چرا به فولاد ضد زنگ آلیاژی به غیر از کروم اضافه می‌کنند؟

ما گفتیم که آلیاژ فولاد ضد زنگ کروم و آهن است. پس چرا باید آلیاژ دیگه‌ای به این ترکیب اضافه کنیم؟ این کار سودی برای محصول نهایی دارد؟
ترکیبی که برای ساخت فولاد ضدزنگ استفاده می‌شود با دقت بالایی اندازه گیری می‌شود. دلیل این کار اطمینان از کیفیت بالای محصول نهایی است. پس امکان ندارد تولید کننده فولاد زنگ نزن آلیاژها را بدون دلیل به این ترکیب اضافه کند. دلایل رایج برای افزودن فلزات و گازهای دیگر به آلیاژ فولاد ضد زنگ عبارتند از:

  1. افزایش مقاومت در برابر خوردگی
  2. فزونی مقاومت در برابر دمای بالا
  3. افزایش مقاومت در برابر دمای پایین
  4. بهبود قدرت فولاد ضد زنگ
  5. بهینه ساختن جوش پذیری
  6. بهبود شکل پذیری
  7. کنترل خواص مغناطیس

آنچه در ترکیب فولاد ضد زنگ شما وجود دارد تنها عامل در تعیین ویژگی های منحصر به فرد آن نیست، اما نحوه ساخت آن باعث تغییر بیشتر خواص فولاد می‌شود.

مراحل کلی ساخت فولاد زنگ نزن چیست؟

فرآیند دقیق برای ساخت گریدهای مخلتف فولاد ضد زنگ در مراحل نهایی ساخت دستخوش تغییراتی خواهد شد. نحوه شکل‌گیری، کارکردن و ساخت یک فولاد نقش مهمی در تعیین ظاهر و عملکرد آن دارد. قبل از ایجاد یک محصول فولادی قابل استفاده، ابتدا باید آلیاژ مذاب را ایجاد کنید. به همین دلیل اکثر گریدهای فولادی مراحل شروع مشترکی دارند و در انتها با توجه به نوع فولاد تولید شده توسط کارخانه، مراحل تغییر می‌کنند.
به‌طورکلی مراحل ساخت فولاد به شکل زیر است:

  • اول: ذوب شدن و ریختگی
  • دوم: حذف کربن
  • سوم: تنظیم ترکیبات
  • چهارم: شکل دهی یا ریخته گری

مراحل بالا آن دسته از قدم‌هایی هستند که تمامی محصولات فولادی باید آن را طی کنند. بسته به گرید محصول یا فرمت آن، یک فولاد ممکن است برخی از این مراحل را چندین بار طی کند.

فولاد

در ساخت فولاد چه مراحلی برای شکل‌دهی باید طی شود؟

رایج‌ترین مراحل برای ساخت فو ضدزنگ را می‌توان به موارد زیر تقسیم کرد:

• نورد گرم

این مرحله که در دماهای بالاتر از دمای بلور مجدد فولاد انجام می‌شود، به تنظیم ابعاد فیزیکی ناهموار فولاد کمک می‌کند. کنترل دقیق دما در طول فرآیند، فولاد را به اندازه کافی نرم نگه می‌دارد تا بدون تغییر ساختار کار کند. با چرخاندن مجدد آسیاب در این مرحله ضخامت محصول را به اندازه مورد نظر می‌رسانند.

• نورد سرد

اغلب در مواقعی که نیاز به دقت بالا است از نورد سرد استفاده می شود. نورد سرد زیر دمای تبلور مجدد فولاد رخ می دهد. برای شکل دادن به فولاد از غلتک‌های پشتیبان متعدد استفاده می‌شود. این فرآیند ظاهری جذاب‌تر و یکنواخت‌تر در محصول نهایی ایجاد می‌کند.

• آنیل کردن

پس از نورد، اکثر فولادها تحت فرآیند بازپخت قرار می گیرند. این شامل چرخه‌های گرمایش و سرمایش کنترل شده است. این چرخه ها به نرم شدن فولاد و کاهش استرس داخلی کمک می کنند. دمای دقیق و دفعاتی که این کار انجام می‌شود به گرید محصول بستگی دارد. دمای گرمایش و سرمایش در این مرحله روی محصول نهایی تاثیر می‌گذارد.

• رسوب زدایی

از آنجایی که فولاد از مراحل عبور می‌کند، اغلب رسوب روی سطح انباشته می‌شود. این انباشت تنها غیرجذاب نیست بلکه می تواند بر مقاومت در برابر لکه، دوام و جوش پذیری فولاد نیز تأثیر بگذارد. از بین بردن این رسوب برای ایجاد سد اکسیدی، که خاصیت ضد زنگ را در برابر خوردگی و مقاومت در برابر لکه ایجاد می کند، ضروری است. رسوب زدایی با استفاده از حمام اسید (معروف به اسید شور) یا از طریق گرمایش و خنک کردن کنترل شده در یک محیط بدون اکسیژن انجام می‌شود.
بسته به محصول نهایی، فلز ممکن است برای پردازش بیشتر به نورد یا اکسترود برگردد. به دنبال آن مراحل بازپخت مکرر تا رسیدن به خواص مورد نظر نیز انجام می‌شود.

• برش دادن

هنگامی که فولاد کار شد و آماده شد، دسته برش داده می‌شود. این برش‌دهی مطابق با نیازهای سفارش و کارخانه است. متداول‌ترین روش‌ها برای برش‌دهی فولاد روش های مکانیکی مانند: برش با چاقوهای گیوتینی، چاقوهای دایره‌ای، تیغه‌های پرسرعت یا مشت زدن با قالب هستند.
با این حال، برای اشکال پیچیده، می‌توان از برش شعله یا برش جت پلاسما نیز استفاده کرد. بهترین گزینه هم به عیار فولاد درخواستی و هم به شکل دلخواه محصول تحویلی بستگی دارد.

• به پایان رساندن

فولاد ضد زنگ در انواع روکش های مات تا آینه‌ای موجود است. تکمیل یکی از آخرین مراحل درگیر در فرآیند تولید است. تکنیک های رایج عبارتند از: حکاکی با اسید یا ماسه، سند بلاست، سنگ زنی با تسمه، صاف کردن تسمه و پرداخت تسمه. در این مرحله فولاد به شکل نهایی جمع آوری شده و برای ارسال به مشتری آماده می شود.

شما می‌توانید انواع محصولات فولادی نظیر تسمه بولت و والپست را از طریق سایت مهران پولاد خریداری نمایید.

مطالب مرتبط

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

سبد خرید
سلام، ما از کوکی ها برای بهبود تجربه کاربری شما و ذخیره اطلاعات کاربری شما در وبسایت استفاده میکنیم، با استفاده ما از کوکی ها موافقت میکنید؟