قوطی فولادی ,فولاد مهر سهند

آخرین مقالات

کشف فولاد زنگ نزن 1000 ساله در ایران!

قیمت لوله,قیمت پروفیل, پروفیل برتر,مهر, برند با کیفیت پروفیل,قیمت لوله, قیمت میلگرد,تحلیل بازار آهن, نوسانات پروفیل
 

مقدمه

 فولاد کروم دار که عموما به عنوان "فولاد ضدزنگ" شناخته می شود، از جمله فلزات ساختمانی است که توسعۀ آن به دهه های اخیر بازمی گردد. اما شواهد نشان می دهند که کشف فولاد زنگ نزن قدمتی 1000 ساله در ایران دارد ...

طبق یافته های جدید منتشر شده در نشریۀ Archeology، کشف فولاد زنگ نزن به قرن یازدهم میلادی بازمی گردد. از این فولاد احتمالاً برای ساختن شمشیر، خنجر و چنین سلاح هایی استفاده می شد. اما این فلزات حاوی فسفر نیز بودند که باعث ضعف آن ها می شد.

راشل علی پور (Rachel Alipore)، نویسندۀ اصلی این پژوهش و باستان شناس در دانشگاه کالج لندن، اظهار داشته که این فولاد بوته ای (Crucible Steel) از موادی حاوی حدود 1٪ تا 2٪ کروم و 2٪ فسفر تولید شده است.

باستان شناسان و مورخان، تا امروز کاملاً مطمئن بودند که فولاد کروم دار از مواد مهندسی اختراع شده در سال های اخیر بوده اند. البته فولادهای زنگ نزن امروزی حاوی کروم بسیار بیشتری از فولاد تولید شده توسط ایرانیان باستان است.

این مقالۀ جدید، اولین شواهد را در مورد اضافه کردن مداوم و عمدی یک ماده معدنی دارای کروم (احتمالاً کرومیت) به شارژ اولیۀ فولاد کروم دار ارائه می دهد. از این موضوع می توان نتیجه گرفت که 10 قرن پیش این فولاد ضد زنگ به طور عمدی و با اهداف مشخصی تولید شده است.

ترجمه نسخه های خطی قرون وسطای فارسی، تیم تحقیق را به «چاهک» (Chahak)، یک مکان باستانی در جنوب ایران هدایت کرد. چاهک یک مرکز مهم برای تولید فولاد بوده و تنها مکان باستانی در ایران است که شواهدی از ساخت فولاد را در خود جای داده است

در این منطقه، آهن در بوته های بلند به همراه سایر مواد معدنی و آلی ترکیب می شد. سپس در کوره تحت حرارت بالا قرار می گرفت. پس از ریخته گری و خنک شدن، به صورت سلاح و دیگر ابزارآلات فلزی استفاده می شد. این روش در بسیاری از فرهنگ ها از جمله وایکینگ ها بسیار مهم و رایج بود.

علیپور در این باره گفته است:

فولاد بوته ای به طور کلی یک فولاد با کیفیت بوده است. این فولادها حاوی ناخالصی نبوده و برای تولید سلاح و مهمات و سایر تجهیزات حساس به کار می رفته است.

دست‌خط اصلی به کار رفته در این تحقیق، توسط دانشمند پارسی «ابوریحان بیرونی» و در قرن 10 یا 11 میلادی نوشته شده است. این نسخه با عنوان Al-Jamhir F-Marifah Al-Jawahar دستورالعمل هایی را در مورد چگونگی ساخت فولاد بوته ای ارائه می دهد.

اما یک عبارت مرموز را نیز در خود جای داده است. در این نسخۀ باستانی، از واژۀ Ruskhtaj (به معنای سوختن) استفاده شده که محققان معتقدند اشاره به «کرومیت» دارد.

بقایای بوته، حاوی سرباره بوده است. حفاری در چاهک منجر به کشف بقایایی از ذغال سنگ باقیمانده در سربارۀ بوته قدیمی (مواد زائد باقیمانده از جداسازی فلز) شده است. قدمت رادیوکربن (Radiocarbon) این ذغال سنگ به قرن 10 تا 12 میلادی برمی گردد.

برای تجزیه و تحلیل نمونه های سرباره از یک میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد که آثاری از کرومیت معدنی را نشان داد. سرانجام، تجزیه و تحلیل ذرات فولاد موجود در سرباره نشان می دهد که فولاد مورد نظر بین 1٪ تا 2٪ کروم داشته است. طبق اظهارات دکتر علیپور:

ما متوجه شدیم که فولاد بوته ای کروم دار ساخته شده در چاهک، فقط در نوع خود کروم دارد. عنصری که در تولید فولادهای مدرن مانند فولاد ابزار و فولاد زنگ نزن برای ما مهم است. این فولاد از نظر خواص، مشابه فولاد ابزار مدرن است. مشخص است که مقاومت و سختی ناشی از کروم، باعث افزایش خواص مورد نیاز برای ساخت ابزار می شود.  آثار فولاد بوته ای ایرانی را می توان در موزه های جهان یافت. ما از قبل می دانیم که از فولاد قابل حل (soluble steel)، برای ساخت سلاح ها، زره، عتیقه جات و سایر ابزارها استفاده می شده است.

از منطقه چاهک در نسخه های خطی تاریخی به عنوان محلی برای ساخت تیغه ها و شمشیرها یاد شده است. اما در گزارش ها آمده است که تیغه های تولید شده که با قیمت بسیار بالایی فروخته می شند، شکننده بودند. از این ارزش خود را از دست دادند.

 

10 مزیت کلیدی سخت کاری سطحی فولاد (Case Hardening)

قیمت لوله,قیمت پروفیل, پروفیل برتر,مهر, برند با کیفیت پروفیل,قیمت لوله, قیمت میلگرد,تحلیل بازار آهن, نوسانات پروفیل
 

مقدمه

عملیات حرارتی یکی از تکنیک های موثری است که پس از تولید فولاد، به جهت دستیابی به خواص مناسب از جمله سختی بالا بر روی آن انجام می شود. اما در بسیاری از موارد، نیاز به قطعاتی است که سطح سخت و مغز داشته باشند تا در مواجهه با سایش ها و تنش ها عملکرد مناسبی ارائه دهند. از جمله این قطعات می توان به چرخ دنده ها و یاتاقان های غلتکی اشاره کرد. در این موارد صحبت از نوعی عملیات حرارتی به نام «سخت کاری سطحی» به میان می آید که در این مقاله قصد داریم به بررسی آن بپردازیم ...

سخت کاری سطحی چیست؟

سخت کاری سطحی (Case Hardening)، فرایندی است که در آن سطح فلز با تشکیل یک لایۀ نازک از آلیاژ فلزی روی هستۀ نرم تر تقویت می شود. وقتی کربن از ماده حاوی کربن به سطوح فولاد کم کربن یا فولاد آلیاژی و به ساختار بلوری آن نفوذ می کند، مقاومت و سختی لایۀ خارجی به طور چشمگیری افزایش می یابد. عمق نفوذ کربن را می توان به خوبی کنترل کرد، بنابراین خصوصیات مکانیکی را نیز می توان تحت کنترل نگه داشت.

سخت کاری مواد آهنی از طریق دو روش اصلی انجام می شود:

سخت کاری عمقی (Through Hardening)

سخت کاری سطحی (Case Hardening)

در طی سخت کاری عمقی، قطعه به گونه ای گرم می شود که سطح و هستۀ داخلی هر دو به یک اندازه سخت می شوند. قطعاتی که به سخت کاری عمقی نیاز دارند، در محیطی با کربن بالا گرم می شوند تا از سخت شدن یکنواخت کل قطعه اطمینان حاصل شود. البته سختکاری عمقی می تواند کل تودۀ فلزی را ترد و شکننده کند. اما سخت کاری سطحی، گونه ای از عملیات حرارتی است که می تواند بر این مشکلات فائق آید. در ادامه به بررسی مزایای این روش سخت کاری می پردازیم.

سخت کاری سطحی چه مزایایی به همراه دارد؟

1) بهبود دوام و عمر قطعات فولادی

یکی از مهمترین مزایای سخت کاری سطحی، دوام بالایی است که برای قطعات فولادی فراهم می کند. مقاومت مکانیکی و سختی سطحی حاصل از این عملیات حرارتی در کنار حفظ هستۀ نرم، مقاومت در برابر سایش و عمر خستگی قطعات را به طور قابل توجهی افزایش می دهد. محبوس بودن یک هسته نرم‌تر توانایی جذب انرژی آزاد شده توسط بارهای ضربه ای را بهبود می بخشد. بنابراین به طول عمر و مزیت اقتصادی قطعات صنعتی کمک شایانی می کند.

2) امکان استفاده از فولاد با قابلیت تراش عالی برای کاربردهای سنگین

به طور معمول، آلیاژهای مورد استفاده برای کاربردهای سنگین و حساس دارای قابلیت ماشین کاری کمی هستند. زیرا لازم است از سختی و همچنین استحکام بیشتری برخوردار باشند. در این زمینه، فرایند سختکاری سطحی سبب می شود استفاده از فولاد کم کربن با قابلیت ماشین کاری دقیق، فراهم شود.

این فولادها برای تولید سلاح های جنگی سنگین (به خصوص سلاح های گرم) و سایر کاربردهای مشابه که نیاز به مقاومت مکانیکی، تمام کاری دقیق و هندسه ای مشخص دارند، به کار می روند. زمانی که سخت کاری سطحی پس از ماشینکاری انجام شود، مقاومت در برابر سایش و سختی بیشتری را در سطح قطعات با هندسۀ دقیق ایجاد می کند.

 

3) افزایش عملکرد یاتاقان های غلتکی

گفتیم که سختکاری سطحی یک هستۀ نرمتر ایجاد می کند. این موضوع برای بهبود ناسازگاری یاتاقان های غلتکی مخروطی که مشکلی شایع در این قطعات است، کاربرد زیادی دارد.

یک لایۀ سطحی مستحکم، با یک هستۀ داخلی نرم، مقاومت در برابر شکست را در یک محیط کاری که شامل عدم تنظیم درست، لرزش های مداوم و ضربات شدید است، تضمین می کند. چرخ دنده ها و غلتک های نورد، به منظور اطمینان از دوام آن ها در برابر بارهای ضربه ای و محوری، با عملیات کربوره کردن «Carburizing» سخت کاری می شوند.

4) کاهش صدا و صرفه جویی مصرف انرژی در چرخ دنده های توربین بادی

امروزه فولاد با سطح سخت شده، برای بهبود مقاومت شکست در شرایط بار ضربه ای، انتخابی شایسته محسوب می شود. فولادهای با سطح سخت شده، برای قطعات مهندسی مانند میل بادامک، اجزای پیوند و اتصال، پینیون های رانش و اتصالات یونیورسال ترجیح داده می شوند. این قطعات در تولید کشتی ها، کامیون ها، ماشین آلات زمینی و اتومبیل های مسابقه ای نقش عمده ای ایفا می کنند.

 

از آن جا که اجزای فولادی با سختکاری سطحی، می توانند تنش های چرخه ای (Cyclic Stresses) را تحمل کنند، از این قطعات برای تولید چرخ دنده های توربین در نیروگاه های برق-آبی (Hydroelectric) و نیروی بخار (Steam Power) استفاده می شود.

همچنین به دلیل مقاومت خستگی و مقاومت در برابر سایش بسیار مطلوب، از این نوع اجزای فولادی در خطوط نورد فلزی، جرثقیل های سنگین، ماشین آلات استخراج و سایر کاربردهای مهندسی مکانیک نیز استفاده می شود.

برای چرخ دنده های توربین بادی، فرایند سختکاری سطحی تکامل فنی بیشتری پیدا کرده است. این تکامل فنی، غالبا در مسیر حل چالش تنش های شدید ناشی از افزایش ناگهانی سرعت باد شکل گرفته است.

انتخاب مواد مناسب و اصلاحات فرایند سخت کاری سطحی، باعث کاهش قابل توجه صدای تولید شده توسط عملکرد جعبه دنده می شود، اما سطح صدا به دلیل سایش دندانه های موجود در دنده ها به طور ذاتی افزایش می یابد. از این رو، برای افزایش مقاومت در برابر سایش و عمر خستگی بالاتر، فولادهای آلیاژی با قابلیت سخت شدن عمیق انتخاب می شوند. افزایش محتوای مولیبدن فولاد، سختی پذیری آن را بهبود می بخشد.

بدیهی است که کاهش سایش، صدا و لرزش های ساینده، باعث کاهش حرارت اتلاف شده توسط چرخ دنده ها می شود. بنابراین به صرفه جویی در انرژی در هنگام کار توربین کمک می کند. لازم به ذکر است که سختکاری سطحی باعث بهبود عملکرد میل بادامک (Cam Shafts) می شود. این قطعات در کاربرد های مهندسی تحت فشارهای شدیدی قرار می گیرند.

5) تشکیل تنش های پسماند فشاری در چرخ دنده ها

بر طبق پژوهش های صورت گرفته، سختکاری سطحی چرخ دنده ها باعث ایجاد تنش های فشاری پسماند هم در عمق سختکاری شده و هم در سطح می شود. این تنش های پسماند، از تشکیل ترک جلوگیری کرده و تنش های خمشی (Bending Stress) را هم خنثی می کنند.

روش های پیشرفتۀ سختکاری القایی (Induction Hardening) سبب شده تا سخت کاری سطحی دقیق چرخ دنده های مارپیچی، پینیون ها و چرخ دنده های هیپوئید عملی شود. از دیگر مزایای سخت کاری القایی پیشرفته می توان به عمر طولانی، بهره وری انرژی، سخت کاری دقیق و به حداقل رساندن تغییر شکل قطعات به دلیل کنترل گرمایش اشاره کرد.

6) ایجاد مقاومت فوق العاده در برابر شکست در یاتاقان ها

یاتاقان های ساخته شده از فولاد با سطح سخت شده (مانند یاتاقان غلتکی مخروطی و استوانه ای) دارای مقاومت در برابر شکست و چقرمگی بالاتری هستند. سخت شدن سطحی از خرابی فاجعه بار بلبرینگ جلوگیری می کند، زیرا مقاومت در برابر خستگی بهبود پیدا می کند.

قطعاتی مانند رولبرینگ (Roller Bearing) استوانه ای و مخروطی که تحت عملیات سختکاری سطحی قرار می گیرند، به طور گسترده در تجهیزات متحرک زمینی، بیل های مکانیکی، تجهیزات حفاری، پمپ های مکش، پرس ها و ماشین های لباسشویی استفاده می شوند.

غلتک های مورد استفاده در تجهیزات نورد به منظور تقویت توانایی جذب بارهای ضربه ای سخت کاری سطحی می شوند. همچنین این فرایند، روی بخش های داخلی و خارجی یاتاقان های غلتکی مخروطی بزرگ نیز اجرا می شود تا پذیرش بارهای شعاعی (Radial) و رانشی (Thrust) افزایش یابد.

 

7) بهبود مقاومت در برابر خوردگی و سایش با سخت کاری سطحی (نیتریدینگ) همراه با سخت کاری داپلکس

نیتروژن دهی سطحی (Case Nitriding) که با سخت کاری مارتنزیتی (Duplex Hardening) همراه می شود، منجر به افزایش چشمگیر مقاومت به خوردگی و مقاومت در برابر سایش در فولادها می شود. یاتاقان هایی که تحت این عملیات قرار می گیرند، حتی می توانند در شرایط بدون روانکاری کار کنند و در کاربردهای با سرعت بالا مانند موتور هواپیما مورد استفاده قرار گیرند.

8) بهبود قابلیت جوشکاری فولاد

سخت کاری سطحی قابلیت جوشکاری فولاد را بهبود می بخشد که برای برخی از کاربردهای مهندسی بسیار حائز اهمیت است.

9) به حداقل رسیدن اعوجاج در چرخ دنده ها با نیتروژن دهی سطحی

نیتروژن دهی چرخ دنده های فولادی باعث ایجاد سطوح مقاوم در برابر سایش با کمترین اعوجاج (Distortion) می شود. سطوح نیتروژن دهی شده، مانند سطوح کربن دهی شده، سختی خود را در مجاورت دمای 150 درجۀ سلسیوس (302 درجۀ فارنهایت) از دست نمی دهند.

10) بهبود مقاومت در برابر خستگی چرخ دنده ها

بر اساس ضرورت، تقریبا در تمامی موارد، دندانه های تحت بار در چرخ دنده های انتقال قدرت سنگین سخت می شوند. در تولید چرخ دنده با یک سناریوی معمولی، هزینۀ عملیات حرارتی تقریباً 30٪ از کل هزینه را تشکیل می دهد. یک فرایند سخت کاری سطحی که به درستی انتخاب شده باشد، به صرفه جویی در انرژی، کنترل هزینه، اطمینان، قابلیت نگهداری و سرویس دهی قطعه کمک شایانی می کند. برای دستیابی به مقاومت خمشی و خستگی بالا در چرخ دنده، کنترل سختیِ سطح و تنش های فشاری پسماند حاصل از سختکاری سطحی اهمیت بالایی دارد.

جمع بندی

برای کاربردهایی که قطعات تحت بارهای شوکی، لرزشی و شرایط نامناسب قرار می گیرند، فولاد سخت شده ترجیح داده می شود. سختکاری سطحی علاوه بر افزایش استحکام بدون ایجاد تردی منجر به ایجاد یک سطح مقاوم در برابر سایش می شود که دوام و قابلیت اطمینان بالایی را فراهم می کند.

 

فولاد SPK

قیمت لوله,قیمت پروفیل, پروفیل برتر,مهر, برند با کیفیت پروفیل,قیمت لوله, قیمت میلگرد,تحلیل بازار آهن, نوسانات پروفیل
 

مقدمه

 فولاد SPK که با نام Special K نیز شناخته می‌شود، از پرکاربرد ترین فولادهای پرآلیاژ بوده و فولاد، آلیاژی سردکار است و به اشکال مختلف مانند ورق و میلگرد در صنایع مختلف به کار می رود.

فولاد SPK چیست؟

فولاد SPK با شماره استاندارد DIN1.2080 و نماد X210 Cr12 ، با حدود ۲/۱ درصد کربن و ۱۲ درصد کروم، یک فولاد بسیار پر مصرف در صنایع است. به دلیل شماره استانداردی که دارد گاها با نام فولاد ۱٫۲۰۸۰ نیز شناخته می شود. در بیشتر موارد به روش ریخته گری و یا نورد سرد تولید می شود. از مشخصه های بارز این فولاد، سختی، سختی پذیری و مقاومت به سایش بالاست که به دلیل وجود مقادیر بالایی کروم در آن ناشی میباشد.

با ایجاد اختلافی کم در درصد عناصر پایۀ این فولاد و اضافه کردن عناصری نظیر وانادیوم و تنگستن به آن، فولادهای Spk R و Spk NL تولید می شوند. هر کدام از این فولادها علاوه بر سختی و مقاومت به سایش بالا، ویژگی های به خصوصی دارند. فولاد Spk R با شماره استاندارد ۱٫۲۴۳۶ و فولاد Spk NL با شماره استاندارد ۱٫۲۳۷۹ نامگذاری شده اند.

خواص فولاد SPK

خواص فیزیکی

خواص فیزیکی این فولاد (شامل دانسیته، مدول الاستیسیته یا ضریب کشسانی، گرمای ویژه، مقاومت الکتریکی، ضریب انتقال حرارت و ضریب انبساط حرارتی) در جدول زیر آورده شده است.

خواص مکانیکی

 

تنش تسلیم SPK از ۷۰۰ تا ۱۰۰۰ نیوتن بر میلیمتر مربع تغییر می کند. استحکام کششی آن از ۹۰۰ تا ۱۴۰۰ نیوتن بر میلیمتر مربع بوده و بسته به کاربرد در حدود ۹ تا ۱۱ درصد ازدیاد طول قبل از شکست دارد.

ترکیب شیمیایی

بهبود خواص مکانیکی فولاد SPK

عملیات حرارتی آنیل

لازم است قطعاتی از فولاد SPK که آهنگری یا نورد شده اند، قبل از هر گونه ماشین کاری و سخت کاری تحت عملیات حرارتی آنیل قرار گیرند. سپس، ریزساختار شامل کاربیدهای کروی در زمینه فریتی است که سختی پایین و ماشین‌کاری مناسبی دارد. تشکیل این ریزساختار موجب کاهش سایش و افزایش دوام ابزارهای برشی می‌شود.

عملیات حرارتی سخت کاری

پس از آنیل (بازپخت)، نوبت به عملیات حرارتی سخت‌کاری می‌رسد. سخت‌کاری فولادهای SPK در چند مرحله انجام می‌شود:

۱- ابتدا فولاد تا دمای ۸۱۵ درجه سانتیگراد پیش گرم می‌شود. دلیل آن حساسیت SPK در برابر حرارت‌دهی سریع و نامنظم است. چرا که این فولاد در حضور شیب‌های حرارتی بالا به سادگی ترک می خورد. علاوه بر این، فولادهای SPK هدایت حرارتی پایینی دارند. در نتیجه جذب گرما باید به آهستگی توسط آن‌ها انجام شود.

۲- مرحلۀ بعد آستنیته کردن دو مرحله ای است. مرحله اول در دمای حدود ۹۷۰-۹۶۰ درجه در حمام نمک مذاب و مرحله دوم در دمای حدود ۹۹۰-۹۸۰ درجه در کوره با اتمسفر کنترل شده انجام می‌شود.

- پس از آستنینه کردن، فولاد بایستی در روغن کوئنچ شود. سختی قطعه در این مرحله بین ۶۳-RC 65 می‌رسد. سختی حاصل از کوئنچ تابع دمای آستنیته کردن است. طوری که بیشترین مقدار سختی در دمای حدود ۹۸۰ درجه به دست می‌آید.

۴- در آخر لازم است فولاد SPK تمپر شود. هدف از این عملیات حرارتی، به دست آوردن میکروساختار مارتنزیت بازپخت شده است.

عملیات ساچمه زنی

مشکلی که گاها صنایع مختلف در ضمن عملیات حرارتی سختکاری با آن مواجهند، کاهش ضربه پذیری فولاد SPK در نتیجه افزایش زیاد سختی آن است. بررسی ها نشان می دهند ساچمه زنی به عنوان یک عملیات سطحی تا حد بسیار زیادی عمر خستگی فلزات را افزایش می دهد.

از آنجا که افزایش مقاومت خستگی فولادها در واقع مرتبط با افزایش استحکام کششی آنهاست، یک نتیجه غیر مستقیم عملیات ساچمه زنی می تواند بهبود شرایط سایشی و چقرمگی شکست فولاد آلیاژی SPK باشد.

کاربردهای SPK

قالب‌های کششی سرد و گرم

قالب‌های تولید سرامیک

قالب‌های پانچ و پولک‌زنی

غلتک‌های شکل‌دهی

تیغه‌های برش

قالب های ریختگی تحت فشار آلومینیوم

‌ابزارهای چوب بری تحت تنش بالا و بدون نیاز به چقرمگی خیلی زیاد

ساخت گیج ها

قالب های دوره زنی و سوراخ کاری

قیمت فولاد SPK

قیمت فولاد ابزار SPK نسبت به سایر نمونه های فولاد بیشترمی باشد؛ زیرا تکنولوژی ساخت آن پیچیده‌تر است. همان طور که گفتیم این نوع فولاد به روش نورد سرد تولید می شود. همین موضوع باعث افزایش توانایی تولید آلیاژ های مختلف می گردد و در نتیجه قیمت SPK بالاتر از نمونه های دیگری است که به عنوان مثال در ساختمان سازی مورد استفاده قرار می گیرند.

قیمت روز فولاد SPK  در بازار پر نوسان فولاد ایران، اصلا ثبات ندارد و نمی توان عددی را در این قسمت به عنوان قیمت فولاد در اختیار شما قرار داد. اما بهترین راه در این میان برای به دست آوردن قیمت روزانه فولاد های آلیاژی پر کربن این است که با افراد معتمد در ارتباط باشید و یا به سایت های معتبر در این زمینه مراجعه کنید.

فولاد هادفیلد (Hadfield)

قیمت لوله,قیمت پروفیل, پروفیل برتر,مهر, برند با کیفیت پروفیل,قیمت لوله, قیمت میلگرد,تحلیل بازار آهن, نوسانات پروفیل
 

فولادهای آستنیتی منگنزدار (حاوی حدود ۲/۱ درصد کربن و ۱۲ درصد منگنز) در سال ۱۸۸۲ توسط رابرت هادفیلد ابداع شدند. بعدها این فولادها، به افتخار این متالورژیست برجسته به نام هادفیلد (Hadfield) معروف شد. فولاد هادفیلد با داشتن ترکیب مناسبی از چقرمگی، انعطاف‌پذیری، قابلیت کارسختی و مقاومت در برابر سایش، منحصر به فرد هستند.

نکته جالب در مورد فولاد هادفیلد، در حین انجام عملیات با این فولاد، میزان سختی سطحی این فولادها رفته‌رفته افزایش پیدا کرده و این امر باعث می‌شود تا میزان مقاومت به سایش آن تا حد چشم‌گیری افزایش یابد و  این فولادها از این نظر کاملا مطلوب باشند.

انجام عملیاتی نظیر چکش کاری، کوبش، پرس کاری، نورد سرد و شوک‌های انفجار روی سطح فولاد هادفیلد باعث افزایش استحکام تسلیم و بالا رفتن سختی سطح آن‌ها (ضمن حفظ انعطاف پذیری در مغز) می‌شود. فولادهای آستنیتی منگنزی (هادفیلد) با هدایت حرارتی کم و ضریب انبساط حرارتی زیاد، از فولادهای ساده کربنی متمایز می‌شوند. معمولا این فولادها در درجه حرارت اتاق غیر مغناطیسی هستند و جاذب نیستند.

خانواده فولاد هادفیلد که دارای ویژگی عای هستند، دارای برخی محدودیت‌هایی نیز می باشند که عمده‌ترین آن‌ها عبارتند از:

قابلیت ماشین‌کاری ضعیف

استحکام تسلیم پایین (در محدوده ۳۴۵ تا ۴۱۵ مگاپاسکال)

عدم قابلیت استفاده در کاربردهایی که دقت ابعادی بالایی نیاز باشد.

عدم قابلیت استفاده در تنش‌های بالا و تغییر شکل‌های شدید

اهمیت سختی (Hardness) در فولاد هادفیلد

برای تولید فولاد هادفیلد، بعد از اتمام مرحله عملیات حرارتی، مقدار سختی بالا نبوده و در حدود ۱۷۰ تا ۲۲۰ HB  است. بنابراین در شرایطی که کارسختی وجود نداشته باشد ، نمی‌توان تفاوت زیادی برای این نوع فولادها با فولادهایی که کربن متوسط دارند قائل شد.

لازم به ذکر است در شرایطی که هنگام کار قطعات با جنس فولاد هادفیلد، در سختی آن اثر گذار باشد، (مانند ضربات شدیدی که از چکش‌های سنگ شکن ناشی می شود) سختی فولاد هادفیلد به حدود ۵۵۰HB  نیز می‌رسد.

این افزایش سختی نتیجه یک استحاله مکانیکی یعنی تبدیل آستنیت به مارتنزیت است. افزایش سختی به صورت تدریجی و با روند لایه‌ای از سطح به طرف داخل قطعه صورت می‌گیرد. لازم به ذکر است که تمامی آستنیت موجود در سطح به مارتنزیت تبدیل می‌شود و منظور از لایه لایه بودن افزایش سختی، این می­باشد که ابتدا تمامی آستنیت موجود در سطحی‌ترین قسمت قطعه به مارتنزیت تبدیل می گردد.

مهم‌ترین نکته‌ای که برای این دسته از فولادها وجود دارد و معمولا به آن توجه نمی‌شود، سرعت استحاله آستنیت به مارتنزیت است. با در نظر گرفتن این که سختی فولاد هادفیلد پایین است، اگر قبل از پایان استحاله سایش بسیار شدیدی رخ دهد، امکان دارد که قطعه از بین برود. به خاطر همین موضوع هست که در برخی مواقع، قطعاتی را که می‌خواهند تحت سایش‌های بسیار شدیدی قرار بگیرد را ابتدا با روش هایی مانند سندبلاست یا شات‌بلاست کارسخت کرده و سپس مورد استفاده قرار می‌دهند.

ترکیب شیمیایی فولاد هادفیلد

ترکیب شیمیایی فولادهای آستنیتی منگنزی بر اساس استاندارد ASTM  برای گرید (Grade) های مختلف در جدول زیر آورده شده است. (تمام گرید های ذکر شده در جدول دارای ۰٫۰۷ درصد فسفر هستند.)

تاثیر عناصر مختلف بر خواص فولاد هادفیلد

موارد ذکر شده در جدول بالا، هریک به نحوی روی خواص فولاد هادفیلد تاثیر گذارند. در ادامه به بررسی این تاثیرات می‌پردازیم.

 

عنصر کربن: عمده‌ترین تاثیرات این عنصر عبارتند از: افزایش درجه حرات Acm با افزایش میزان کربن، افزایش استحکام تسلیم، افزایش استحکام کششی تا محدوده معین از کربن و سپس کاهش آن با افزایش کربن، کاهش ازدیاد طول نسبی با افزایش کربن.

عنصر منگنز: منگنز تاثیر اندکی بر استحکام تسلیم دارد. منگنز تا ۱۴ درصد استحکام کششی و ازدیاد طول نسبی را افزایش و در بالاتر از آن کاهش می‌دهد. منگنز عامل پایدار کننده آستنیت است اما نمی‌تواند استحاله آستنیت را متوقف کند.

عنصر سیلسیم: عنصر سیلیسیم به ندرت به عنوان عنصر آلیاژی به ترکیب فولادهای هادفیلد اضافه می‌شود، حضور آن عمدتاً به دلیل استفاده از این عنصر به عنوان اکسیژن‌زدا در فرایند تهیه ذوب است. عنصر سیلسیم تا حدود ۲ درصد استحکام تسلیم فولاد هادفیلد را به مقدار کم افزایش می‌دهد. در بالاتر از ۲٫۲ درصد کاهش سریع در استحکام و انعطاف پذیرحاصل می‌گردد. فولادهای هادفیلد حاوی بیش از ۲٫۳ درصد سیلیسیم قابلیت کار پذیری ندارند.

عنصر نیکل: این عنصر تا حد ۴ درصد و یا بیشتر برای تثبیت فاز آستنیت به کار گرفته می شود. این عنصر، مخصوصاً در جلوگیری از ایجاد کاربیدهای که در محدوده حرارت ۳۰۰۰ تا ۵۰۰۰ درجه سانتیگراد تشکیل می شوند موثر است. وجود نیکل خاصیت غیر مغناطیس فولاد هادفیلد را تقویت و استحکام کششی را کاهش می دهد. اما در حد بیش از ۵ درصد تاثیر آن بر استحکام کششی قابل صرف نظر کردن است.

عنصر وانادیم: این عنصر کاربیدزای بسیار قوی است و بنابراین برای افزایش استحکام تسلیم به این فولادها اضافه می‌شود. انعطاف‌پذیری را کاهش می‌دهد و تاثیری بر روی مقاومت در مقابل سایش ندارد.

عنصر مس: مس نظیر نیکل در محدوده ۱ تا ۵ درصد برای تثبیت فاز آستنیت به کار گرفته می‌شود. تاثیر عنصر مس بر خواص مکانیکی این فولادها به صورت دقیق و کامل مورد مطالعه قرار نگرفته است؛ ولی گزارش‌هایی پراکنده حکایت از ایجاد حالت شکنندگی در فولاد هادفیلد دارند و این پدیده را با محدودیت حلالیت مس در فاز آستنیت مرتبط می‌دانند.

عنصر تیتانیم: استفاده از عنصر تیتانیم برای خنثی کردن اثر فسفر، در کشورهای اروپایی متداول است. این عنصر با ایجاد کاربیدهای پایدار میزان کربن محلول در استنیت را کاهش داده و نتیجه آن خواص معادل رده‌های کم کربن فولادهای هادفیلد است.

عنصر فسفر: اثرات فسفر عبارتند از: کاهش انعطاف‌پذیری به خصوص در پایین‌تر از درجه حرارت اتاق. در بالاتر از ۰٫۰۶ درصد ضمن کاهش انعطاف‌پذیری، تمایل به پارگی گرم در درجه حرارت‌های بالا را افزایش می‌دهد. کاهش عنصر فسفر در حداقل ممکن، همواره و به‌خصوص در مواردی که قطعات جوشکاری می‌شوند توصیه می‌گردد. میزان فسفر در الکترودهای جوشکاری در فولادهای منگنزی، باید در پائین‌ترین حد باشد.

عملیات حرارتی فلزات و کاربردهای آن

قیمت لوله,قیمت پروفیل, پروفیل برتر,مهر, برند با کیفیت پروفیل,قیمت لوله, قیمت میلگرد,تحلیل بازار آهن, نوسانات پروفیل
 

فرآیند عملیات حرارتی روی فلزات در مقیاس صنعتی به منظور بهبود خواص کلی فلزات برای استفاده آنها در کاربردهای آینده انجام می گردد. خواص فلزات شامل چقرمگی، سختی، داکتیلیته، قابلیت ماشین­کاری، اصلاح ساختار دانه، حذف تنش­های درونی و بهبود مقاومت سایش می­باشد. روش­های خاص استفاده شده برای حرارت دادن و سرد کردن فلزات نه تنها برای هر فلز منحصر به فرد هست بلکه برای کاربردهای صنعتی متفاوت نیز یکسان نیست.

ارزیابی شده است که بیش از ۸۰ درصد کل صنایع، فرآیندهای عملیات حرارتی را روی فولادها اجرا می­کنند. اگرچه تعدادی از فلزات آهنی و غیر آهنی دیگر برای هدف­های مشابه حرارت دیده و سرد می­شوند. فلزات آهنی عملیات حرارتی شده معمولاً شامل چدن، آلیاژهای فولاد زنگ نزن و فولاد ابزار می ­باشند، درحالیکه فلزات غیرآهنی عملیات حرارتی شده دیگر شامل آلومینیم، مس، برنج و تیتانیوم می­باشند.

کار سختی و تمپر کردن فلزات

کارسختی خنثی: معمولاً روی فولاد انجام میگردد، در ابتدا این عملیات حرارتی شامل سریع سرد کردن و تمپر کردن فلز به منظور حصول میکروساختار مارتنزیت یا بینیت می باشد. کارسختی خنثی روی فولاد باعث بهبود توانایی آن در تحمل بار و همچنین به طور همزمان منجر به افزایش استحکام، چقرمگی و در برخی موارد مقاومت در دمای بالای آن می­گردد. در مقایسه با سایر فرآیندهای کارسختی، کارسختی خنثی تضمین می­کند که ترکیب شیمیایی سطح فولاد بدون تغییر باقی می­ماند.

کارسختی القایی: این نوع کارسختی به طور بخصوص برای بهبود خواص مکانیکی فلزات آهنی مانند فولادهای کربنی، آلیاژ فولادها، فولادهای زنگ نزن، چدن، آهن داکتیل، آهن چکش خوار یا فلزات پودری استفاده می گردد. به منظور بهبود مقاومت سایشی، سختی سطح و عمر خستگی این فلزات، کارسختی القایی سطح سخت­تری را بدون تغییر دادن ساختار هسته فلز ایجاد می­کند.

آنیل کردن

آنیل کردن معمولاً به منظور بهبود داکتیلیته فلزات انجام می شود. آنیل کردن یک روش از عملیات حرارتی است که فلزات تا دماهای بالا حرارت می بینند تا میکروساختار آنها تغییر کند. به دنبال چنین قرار گرفتن در معرض دمای بالا، در ادامه فلزات به آهستگی سرد گردیده تا زمان کافی برای حذف ترک­های احتمالی در ساختار فلز وجود داشته باشد. در حالی که فولادها بیشتر تحت عملیات آنیل کردن قرار می گیرند، این فرآیند ممکن است روی سایر فلزات مانند مس، آلومینیم و برنج نیز اجرا گردد.

آنیل کردن نرم با هدف حرارت دادن فلزات تا نقطه ای که به شدت نرم شوند انجام می­گردد، در نتیجه این کار روش ساده تری برای تغییر دادن ساختار فلز را ایجاد می­کند. فولادهای پرآلیاژ که شامل مقدار زیادی کربن و همچنین عناصر آلیاژی مس و برنج هستند تحت عملیات آنیل کردن نرم قرار می­گیرند.

تمپر کردن

فلزات معمولاً به منظور بهبود سختی و چقرمگی آنها تحت عملیات تمپر کردن پس از فرآیندهای عملیات حرارتی مانند کارسختی خنثی و سایر فرآیندهای کارسختی به منظور رسیدن به نسبت سختی چقرمگی محصول نهایی فلز قرار می­گیرند. این فرآیند معمولاً پس از سریع سرد کردن یا عملیات های سرد کردن در هوا انجام می گردد، همچنین تمپر کردن به منظور آزاد سازی تنش های ایجاد شده به وسیله فرآیند سریع سرد کردن در فلز انجام می­شود. وابسته به نوع فولادی که تحت عملیات تمپر کردن قرار می­گیرد، یک محدوده دمایی مشخص برای رسیدن به خواص فلز مورد نظر وجود دارد. این محدوده­های دمایی شامل موارد زیر است:

۱۶۰ تا ۳۰۰ درجه سانتیگراد: تمپر کردن دمای پایین، معمولاً برای اجزاء کارسختی شده و فولادهای ابزار کارسرد شده استفاده می­گردد.

۳۰۰ تا ۵۰۰ درجه سانتیگراد: در اکثر مواقع برای تمپر کردن فولادهای فنر یا کاربردهای مشابه استفاده می­گردد.

بیش از ۵۰۰ درجه سانتیگراد: تمپر کردن دمای بالا، برای فولادهای تمپر کردن و سریع سرد شده که برای کاربرد در ابزار دمای بالا و یا فولادهای سرعت بالا استفاده می­گردد.

سریع سرد کردن

کارسختی سریع سرد شده یا سریع سرد کردن شامل حرارت دادن فلزات بیش از دمای بحرانی و کاهش دمای سریع فلزات تا دمای اتاق بوسیله قرار دادن قطعه داغ در آب، روغن یا مایع مناسب دیگر برای سخت کردن کامل ساختار است.

 

با حذف یک فرآیند سرد کردن طولانی، سرد کردن می­تواند میکرو ساختار فلز را تغییر دهد تامحصول نهایی به طور یکنواخت سخت شود.

سرد کردن فشاری: این شکل از سرد کردن بسیار پر طرفدار است زیرا که عملیات حرارتی فلزات برای اجزاء گرد یا تخت بزرگ مانند چرخ دنده ها، قطعات تولیدکننده انرژی بادی، تیغه ­های اره و غیره انجام استفاده می­گردد.

 

آخرین مقالات

تاریخ انتشار :  1400/11/27

جنس لوله چه اهمیتی دارد؟

پی‌وی‌سی PVC

پی‌وی‌سی مخفف کلمه‌ی پلی‌وینیل کلراید (Polovinyl Chloride) است. از انواع مختلف لوله‌های پلاستیکی که در توزیع آب استفاده می‌شود، پی‌وی‌‌سی کاربردهای لوله‌کشی زیادی دارد؛ از استفاده آن به عنوان لوله‌ی آب گذر (قسمت فوقانی لوله‌ کشی که به روشویی‌ها یا کف حمام و وان وصل می‌شوند.) گرفته تا لوله‌های اصلی آب.

بیشترین استفاده‌ آن در لوله‌های آبیاری، خانگی، و لوله‌کشی آبرسانی ساختمان است. پی‌وی‌سی همچنین در سیستم‌های استخر و آب گرم بسیار رایج می‌باشد. پی‌وی‌سی اغلب رنگ سفید دارد ولی امکان این‌که رنگ متفاوتی داشته باشد هم وجود دارد. اصولا می‌توانید از روی رنگ و علامت‌های روی آن تشخیص بدهید که برای چه هدفی استفاده می‌شود. برای مثال، از لوله‌های بنفش با نوشته‌های سیاه روی آن برای انتقال آب بازیافت شده استفاده می‌شود. پی‌وی‌سی همچنین ضخامت‌های مختلفی دارد که به آنها برنامه گفته می‌شود(schedule) و برنامه 40 رایج‌ترین نوع استفاده شده در توزیع آب می‌باشد.

از پی‌وی‌سی معمولا فقط برای لوله‌های آب سرد استفاده می‌شود. بسیاری از سازمانهای نظام مهندسی از آنجایی که گرما در نهایت باعث شکستن این پلاستیک می‌شود، استفاده از پی‌وی‌سی را برای لوله‌های آب گرم ممنوع کرده‌اند. همیشه قبل از استفاده پی‌وی‌سی برای خطوط آبرسانی گرم، محدودیت‌های قانونی محل خود را مطالعه بکنید.

در صورتی که از لوله‌های پی‌وی‌سی در یک ساختمان هم برای آب آشامیدنی و هم غیر آشامیدنی استفاده شود، باید حتما به صورت واضحی آنها را برچسب و نام‌گذاری کرد.  در اتصالات پی‌وی‌سی از یک بتونه برای نرم کردن پی‌وی‌سی استفاده می‌شود و سپس چسب پی‌وی‌سی زده می‌شود تا وسیله اتصال و لوله را باهم ذوب کرده و ترکیب بکند.


سی‌پی‌وی‌سی CPVC

سی‌پی‌وی‌سی مخفف کلمه‌ی پلی‌وینیل کلراید کلر شده (chlorinated polyvinyl chloride) است. این ماده اصولا (ولی نه همیشه) پلاستیکی به رنگ کرمی یا رنگ عاج است. این نوع لوله می‌تواند دماهایی تا سقف 180 درجه فارنهایت را تحمل کند (البته به برنامه یا ضخامت بستگی دارد). به این دلیل از این لوله‌ها می‌توان برای آب سرد و گرم داخل خانه‌ها یا خانه‌های سیار استفاده کرد. قطر خارجی سی‌پی‌وی‌سی همانند لوله‌های مسی و پلی‌اتلین است، به این خاطر وسیله اتصالِ فشار مناسبی که برای آنها استفاده می‌شود (مانند وسیله اتصال sharkbite) برای سی‌پی‌وی‌سی نیز مناسب هستند.

ysnCx9xHQBmSsuFFFhg6DA 624x411

مانند پی‌وی‌سی، در هنگام ایجاد اتصالات سی‌پی‌وی‌سی، باید از بتونه و چسب استفاده کنید. با اینحال مطمئن شوید که روی چسبی که استفاده می‌کنید، نوشته شده باشد که بر روی سی‌پی‌وی‌سی نیز جواب می‌دهد. این نوع چسب اصولا رنگ متفاوتی ، مانند نارنجی، دارد تا بفهمید که از آن برای سی‌پی‌وی‌سی می‌توان استفاده کرد. چسب‌های "همگانی" نیز وجود دارند که به نحوی طراحی شده‌اند که بتوان از آنها روی انواع مختلفی از لوله‌های پلاستیکی استفاده کرد.


پی‌ای‌ایکس PEX

پی‌ای‌ایکس مخفف پلی‌اتلین با اتصال عرضی یا اکس‌ال‌پی‌آی  است، ولی به یاد سپردن پی‌ای‌ایکس بسیار آسان‌تر است. از پی‌ای‌ایکس معمولا برای آب گرم و سرد در خانه‌ها استفاده می‌شود. و همچنین به خاطر مقاومت آن در برابر دماهای گرم و سرد، در سیستم‌های گرمایشی هیدرولیک (مانند سیستم‌های گرمایش از کف رادیاتوری) استفاده می‌شود. از پی‌ای‌ایکس امروزه به خاطر قیمت ارزان و رقابتی، راحتی استفاده و طول لوله‌های درازی که می‌تواند داشته‌باشد، استفاده‌ی بسیار وسیعی می‌شود. پی‌ای‌ایکس را می‌توان به روش‌های مختلف زیادی اتصال داد؛ مانند وسیله‌ی اتصال فشار مناسب و ابزار مخصوص پی‌ای‌ایکس که به همراه حلقه‌های فشاری برای ایمن کردن اتصالات، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 
لوله‌ مسی

این نوع از لوله‌ها اغلب برای توزیع آب گرم و سرد استفاده می‌شود، و همچنین از آنها مرتبا در سیستم‌های تهویه مطبوع یا HVAC برای خطوط برودتی استفاده می‌شود. اگرچه زمانی از آنها در لوله‌کشی گازی نیز استفاده می‌شد، ولی الان این مورد غیر قانونی می‌باشد. لوله‌کشی مسی در هر دو مورد زیر‌زمینی و روی زمینی کاربرد دارد؛ ولی مس می‌تواند تحت تاثیر بعضی از خاک‌ها قرار بگیرد، از این رو در استفاده زیرزمینی باید پوشش مناسب روی آن کشیده شود. به خاطر قیمت مس و زمان کار طولانی‌تر در نصب آن، خیلی از سازنده‌ها به توزیع‌کننده‌های آب جایگزین، مانند پی‌ای‌ایکس روی می‌آورند.

لوله‌های مسی در ضخامت‌های مختلف موجود هستند که با حروف M و L و K مشخص می‌شوند. M نازک‌ترین ضخامت لوله‌های مسی است. لوله‌های مسی را می‌توان به روش‌های مختلف اتصال داد، مانند اتصالات فشاری یا مشعل لحیم‌کاری که با آن می‌توانید با لحیم‌کاری ثانویه لوله‌ها را متصل کنید.


لوله‌های گالوانیزه

لوله‌های فولادی یا آهنی گالوانیزه شده با پوشش روی. این پوشش گالوانیزه از زنگ زدگی لوله توسط آب جلوگیری می‌کند. به خاطر میزان کاری که برای برش، بندکشی و نصب لوله‌های گالوانیزه لازم است، به ندرت از آن در خانه‌ها استفاده می‌شود؛ به جز استفاده‌ی محدود از آن در هنگام ترمیم و بازسازی.

با این‌حال لوله‌های گالوانیزه شده هنوز هم رابط امنی برای انتقال آب آشامیدنی محسوب می‌شود و در توزیع‌های آب در موارد تبلیغاتی بزرگ هم دیده می‌شود.

 

گردآورنده :  الهام نصاب قراملکی

مقالات مرتبط