درباره فولاد  
درباره آهن20 آگهی‌های خرید آگهی‌های فروش مناقصه‌ها مزایده‌ها دانستنی‌های فولاد قیمت روز آگهی‌های خدمات

درباره فولاد

درباره ی فولاد

فولاد چیست؟

  فولاد آلیاژیست از آهن و کربن که شامل کمتر از 2% کربن، 1%  منگنز و مقداره کمی سیلیسیم، فسفر، گوگرد و اکسیژن می باشد. فولاد مهمترین ماده برای مهندسی و ساخت ساختمان است. این ماده در تمام جنبه های زندگی استفاده میشود: از قبیل صنعت ماشین و خودرو سازی، ساخت انواع یخچال ها و ماشین های شستشو، ساخت کشتی ها و هواپیماها و قطار های حمل و نقل و همچنین چاقو ها و ابزار آلات پزشکی و جراحی.

 

استیل چگونه ساخته می شود؟

  غالبا فولاد از طریق یکی از دو روش زیر ساخته میشود:

1-    روش کوره ی بلند : در این روش از مواد ناخالصی مثل سنگ آهن، سنگ آهک وکک برای تولید فولاد استفاده میشود.

2-    روش کوره ی قوس الکتریکی (احیای مستقیم) : این روش بسیار ساده تر و سریع تر از روش اول انجام میگیرد.     در این روش از ضایعات فولاد استفاده میشود. فلزات بازیافتی وارد کوره میشوند و با ذوب مجدد به همراه ترکیبات دیگر فلزات، فلز نهایی به دست می آید.

3-    روش کوره ی باز : از این روش برای تولید فولاد در سال های اخیر بسیار کمتر بهره برداری شده.

 

 

چند نوع فولاد وجود دارد؟

  فولاد یک تولید تک نیست. بیش از 3500 سطح مختلف از فولاد با نوع فیزیکی و ترکیب شیمیایی و کیفیت زیست محیطی مختلف وجود دارد. تقریبا 75% از فولاد های مدرن در 20 سال اخیر توسعه یافته اند. اگر برج ایفل امروز دوباره ساخته شود. مهندسان فقط به یک سوم فولادی که در آغاز به کار رفته نیازمندند. خودرو های امروزی با فولاد های جدیدساخته میشوند که قوی تر که با توجه به استحکام بالایی که دارا هستند اما تا حدود 35% سبکتر از گذشته شده اند.

 

 

 

 

چه مقدار فولاد در سال تولید میشود؟

تولید جهانی فولاد خام در سال 2014 به 000  000 665 1 تن رسید. در سال 2013، 000 000 606 1 تن تولید شده بود.

 

 

آیا فولاد از لحاظ زیست محیطی مساعد و سازگار است؟پایداری و قدرت تحمل آن به چه صورت است؟

            فولاد با محیط زیست بسیار مهربان و ساعد و بطور کامل قابل بازیافت است. دارای پایداری زیادی است همچنین با سایر مواد ترکیب میشود. مستلزم مقدار کمی از انرژی برای تولید بوده. ابداع ساخت فولاد سبک وزن (به عنوان مثال در ساختمان خودرو ها و وسایل نقلیه ریلی) کمک می کند به صرفه جویی در انرژی و منابع. صنعت فولاد تلاش های بسیاری برای محدود کردن آلودگی زیست محیطی در دهه های اخیر انجام داده است. مصرف انرژی سوخت فسیلی و نشر دی اکسید کربن کاهش یافته به طوری که به نصف آن مقداری که در سال 1960 میلادی بود حتی نشر گرد و غبار بیشتر کاهش یافته است.

 

 

         آیا فولاد می تواند بازیافت شود؟

            بله، به طور فوق العاده ساده. خاصیت آهنربایی منحصر به فرد فولاد آن را تبدیل می کند به یک ماده ای که راحت میتوان به وسیله ی بازیافتش از جریان هدر رفتنش جلوگیری کرد. اینکه خواص فولاد بدون تغییر باقی می ماند باعث می شود که مدت زمان بازیافت فولاد (هر چقدر هم که طولانی باشد یا به دلیلی دیر بازیافت شود) مشکلی ایجاد نکند. تولید فولاد از روش کوره ی قوس الکتریکی (EAF) می تواند منحصرا برای بازیافت فولاد استفاده شود. لازم به ذکر است که فولاد بیشترین ماده ی بازیافت شده در جهان است.

 

 

        کدام کشور بیشترین فولاد را تولید می کند؟ (2014-2013)

            در صدر جدول تولید کننده های فولاد چین با تولید سالانه 7/822 میلیون تن در سال 2014 و 822 میلیون تن در سال 2013 قرار دارد. در رده ی دوم کشور ژاپن با تولید 7/110 و 6/110 میلیون تن در سال های 2014 و 2013 قرار دارد. در رتبه سوم هم ایالات متحده آمریکا با تولید 2/88 و9/86 میلیون تن در سال های 2014 و2013 قرار دارد. کشور ایران در رتبه ی چهاردهم این جدول قرار دارد با تولید 3/16 و 4/15 در سال های 2014 و 2013.

 

 

       چه کسی فولاد را اختراع کرد؟

             اینکه چه کسی اولین فولاد را تولید کرد هنوز مبهم و ناشناخته است. از 200 سال قبل از میلاد، تعداد زیادی از  جوامع، فولاد را در قالب ها و اشکال گوناگونی تولید کرد اند. یک مخترع بریتانیایی به نام هنری بسمر (Henry Bessemer) اولین تکنیک تولید حجم انبوهی از فولاد را در سال 1850 میلادی ارائه داد. فولاد هنوز با استفاده از همان تکنولوژیی یعنی دمیدن هوا میان آهن گداخته برای اکسید کردن مواد و جداسازی ناخالصی ها تولید میشود که اساس مراحل تولید را بسمر می نامند.

 

 

       چرا فولاد زنگ میزند؟

             عناصر و مواد زیادی به واسطه ی واکنش های شیمیایی با عناصر دیگر تغیر میابند.هنگامی که فولاد با آب و اکسیژن در تماس باشد یک واکنش شیمیایی روی می دهد و فولاد شروع به برگشت به حالت اولیه خود می کند. (اکسید آهن) در ساخت فولاد های امروزی این مشکل به راحتی بر طرف شده به وسیله ی یک ماده ی پوشش دهنده. پوشش های زیادی از مواد مختلف میتوانند کاربردی باشند برای فولاد. همچنین از روش رنگ کردن در پوشش ماشین ها و از لعاب کاری برای یخچال و دیگر اسباب خانگی استفاده میشود. در روش های دیگر عناصری از قبیل نیکل و کروم برای زنگ ناپذیر کردن  اضافه میشوند، که میتوانند کمک کنند در پیشگیری از زنگ زدگی.

 

 فولاد Corten جزء دسته ای از فولادهای ساختمانی با نام دسته ضد فرسایشی می باشد که پایداری آنها در مقابل شرایط جوی با افزودن مقدار کمی از عناصر از قبیل مس ، فسفر ، نیکل و کروم بهبود یافته است.

این فولاد با یک سرعت کمتری نسبت به فولادهای ساده کربنی زنگ می زند و تحت شرایط آب و هوایی مناسب می تواند یک لایه اکسیدی آهن هیداراته پایدار ایجاد کند که این لایه حملات بیشتر بر روی سطح را به تأخیر انداخته و از این رو برای شرایط آب و هوایی دشوار نیز مناسب می باشد. این فولاد دارای کاربرد وسیعی در واگن های راه آهن و کانتینر ها برای حمل مواد زائد می باشند. این طبقه از فولادها در فرایند ریخته گری مداوم به صورت اسلب تولید می گردند که به شدت در معرض ترک های مرکزی قرار دارند.
فاکتورهای مؤثر برای به وجود آمدن ترک مرکزی در اسلب های فولادی Corten عبارتند از:
1 جدایش
2 شرایط سرد کردن
3 شرایط ماشین
4 سرعت ریخته گری



جدایش :
جدایش به معنی غیر یکنواختی ترکیب شیمیایی می باشد که ناشی از پس زدن جسم حل شده در محلول توسط مذاب در طی فرایند انجماد می باشد به طوری که جامد در مقایسه با مذاب دارای انحلال پذیری کمتری می باشد. همچنین افزایش حجمی عناصر رایج از قبیل کربن، منگنز، فسفر و گوگرد در فولاد می تواند منجر به اصلاح عیب جدایش در فولادها شود. حال آنکه جدایش در حد میکرو ناشی از تفاوت در ترکیب مذاب بین دندریتی و دندریت های بی اثر(inert) می باشد و جدایش ماکرو نیز با غیر یکنواختی ترکیب شیمیایی در مقیاس بزرگ در قسمت ریخته شده ارتباط مستقیم دارد.
فولادهای Corten دارای مقداری از کربن در حدود 10/0 درصد به همراه 085/0 درصد فسفر می باشند و از این رو در طی فرایند انجماد در این فولادها ابتدا مستقیماً فاز δ تشکیل می شود و در نهایت از طریق یک استحاله پریتکتیک تبدیل به فاز γ شده و این امر منتج به ایجاد یک افت حجمی یا انقباض در مذاب می گردد که به وسیله جریان ذوب باقیمانده به طور مثال ایجاد جدایش ماکرو ناشی از ضریب نفوذ بالای فسفر در فاز δ، تقویت می شود. همچنین این اتفاق می تواند در نتیجه جابجایی فیزیکی مکان های جدایش ماکرو به دلیل حرکت سیال و کریستال های آزاد باشد. حرکت سیال به دلایل متعددی از قبیل تفاوت در چگالی ناشی از شیب حرارتی و غلظتی در مذاب که منجر به انتقال حرارت به صورت آزاد می شود ، تبادل حرارتی اجباری به دلیل همزدن از طریق حرکت دورانی گاز و پاشش جریان مذاب، کشش سطحی سیال رانده شده به نزدیکی سطح قالب و همچنین مکش مذاب از بخش بین دندریتی به علت انقباض فلز در طی فرایند انجماد که در اکثر موارد به وسیله تورم سطح فلز ناشی از عقب زنی غلطک ها یا تنش های جزئی در پوسته منجمد شده در نتیجه شیب حرارتی تشدید می شود، صورت می پذیرد.
به منظور کاهش جدایش و در نتیجه کاهش ایجاد ترک های داخلی، یک منطقه متجانس پیشنهاد می شود. در مذاب، تعداد زیادی کریستال های کوچک شناور وجود دارد. هنگامی که فرایند فوق گداز کم می شود، این کریستال ها شروح به رشد می کنند و در نهایت تشکیل یک منطقه متجانس یا هم محور را می دهند. بنابراین دمای فوق گداز باید تا حد امکان پایین باشد تا جدایش ماکرو کمتری در ناحیه مرکزی اتفاق بیافتد. این امر به طور وضوح تأثیر دمای فوق گداز را بر روی جدایش در راستای خط مرکزی و همچنین ایجاد ترک در این ناحیه را نشان می دهد .
با خمیدگی غلطک، جدایش مرکزی تشدید می شود. زیرا غلطک خم شده ناشی از تنش حرارتی وارده بر آن به صورت غیر معمولی دوران می کند و از این رو به واسطه غلطک خمیده، هنگامی که سمت محدب غلطک با سطح اسلب تماس پیدا می کند اسلب با یک کاهش چشمگیر در ضخامت مواجه می گردد و سبب جاری شدن فولاد مذاب باقی مانده شده که ممکن است سبب افزایش غلظت عناصر موجود در آلیاژ شود. همچنین، جدایش در امتداد خط مرکزی در حالتی که اسلب دائماً در معرض نقصان ناشی از تماس با سمت محدب غلطک قرار دارد، ممکن است به دلیل جاری شدن فولاد مذاب غنی شده به خارج، این نقصان به طور موضعی اصلاح گردد، از طرف دیگر در حالتی که اسلب به طور مکرر در معرض نقصان کمتر ناشی از تماس با سمت مقعر غلطک قرار داشته باشد، به دلیل ریزش فولاد مذاب غنی به داخل و در نتیجه فشرده شدن فولاد مذاب در قسمت غلطک، جدایش می تواند با وخامت بیشتری همراه باشد و از این رو منتج به پراکندگی جدایش مرکزی در جهت ریخته گری می گردد.



شرایط سرد کردن :
بازگرم کردن سطحی، پدیده ای است که بر اساس اختلاف دمای بین سطح ریخته گری در زیر منطقه اسپری آب و دمای ثابت نسبی محصول ریخته شده در حدود 2 متر پایین تر از قالب، تعریف می شود. اندازه و تعداد ترک ها با اعمال بازگرم سطحی کمتر با کاهش مواجه گردیدند. اگر پاشش آب خنک کننده به طور یکنواخت و در یک فاصله طولی کوتاهتر اعمال شود، موجب بازگرم قابل توجه و افزایش چشمگیر در ایجاد ترک ها می شود. این اتفاق ناشی از افت ناگهانی در میزان خروج گرما از سطح در نتیجه حرکت اسلب از منطقه اسپری آب به سمت منطقه خنک کننده تابشی، می باشد. دما در خط مرکزی ناگهان کاهش می یابد و به یکباره تمامی گرمای نهان خود را از دست می دهد. خط مرکزی منقبض شده و در معرض تنش قرار می گیرد و همزمان در منطقه داکتیلیته کم منتج به ترک مرکزی می شود.
تشکیل ترک خط مرکزی می تواند به وسیله افزایش شدت خنک کنندگی اسپری برای سطح خط نورد در نقطه پایان انجماد، متوقف گردد. افزایش خنک کنندگی اسپری یک تأثیر سودمند را به همراه دارد، زیرا منتج به ایجاد یک پوسته خنک می شود که می تواند به طور مؤثر تری در برابر فشار فرواستاتیک مقاومت کند. خنک کردن اسپری با شدت بالا می تواند دندیریت های ظریفی را در اسلب ایجاد کند و از این رو باعث کاهش جدایش ماکرو و تشکیل ترک های داخلی گردد.
شرایط ماشین
این یکی از مهمترین عواملی است که بر روی تشکیل ترک در امتداد خط مرکزی مؤثر می باشد. فاصله نامناسب غلطک می تواند منتهی به برآمدگی پوسته جامد شود که ایجاد جدایش در امتداد خط مرکزی را تشدید می کند. اگر پوسته به بیرون متورم شود یک فضای خالی در منطقه مرکزی مذاب ایجاد می شود، از این رو مکش مذاب بین دندریتی ناخالص را از منطقه خمیری اطراف یه منطقه مرکزی افزایش می دهد. تنظیم مجدد فاصله غلطک ها در ماشین ریخته گری مداوم منجر به کاهش ایجاد ترک های مرکزی در اسلب های تولیدی می شود. کرنش ایجاد شده که منتهی به تشکیل ترک می شود ناشی از برآمدگی وسیع سطحی به علت فضای کم بوده و معمولاً به دلیل اعمال نیروی حاصل از تورم بر روی مناطقی با نرمی کمتر در نزدیکی خط جامد در ناحیه مرکزی می باشد.
به طور کلی در تکیه گاه غلطک های ماشین ریخته گری اسلب یک سوراخ مرکزی برای خنک کردن اسلب به وسیله آب تعبیه شده است و این غلطک ها به طور متداول غلطک های گرم نامیده می شوند. این امر موجب می شود که سطح غلطک گرم شده در طی فرایند ریخته گری، بیش از پیش در معرض خمیدگی قرار گیرد. همچنین، تمایل غلطک به خمیدگی متناسب با توان سوم طول آن می باشد.
زمانی که اسلب گرم وارد فاصله بین دو غلطک می شود، در نتیجه فشار فرواستاتیک به کار برده شده، یک تغییر شکل خمشی برای غلطک اتفاق می افتد. این خمیدگی در حدود 1 میلیمتر می باشد و تقریباً ثابت باقی می ماند. به هر حال یک وقفه کوتاه (در حدود 1 دقیقه) در فرایند ریخته گری به وجود می آید و اسلب متوقف می شود ( که ممکن است به علت برآمدگی ناشی از تنظیم نا مناسب دستگاه باشد) و غلطک نیز به دلایل حرارتی، به اندازه قابل توجهی نسبت به اسلب تاب بر می دارد. همراه با عقب زنی مجدد، غلطک برای یک مدت زمان مشخص به طور غیر معمول می چرخد تا این که یک تعادل دمایی حاکم شود، که بعد از آن غلطک به وضعیت خمیدگی ثابت باز می گردد. در توقف، غلطک های گرم مقدار بیشتری خمیده می شوند و مدت زمان طولانی تری برای بازگشت به حالت اولیه طول می کشد. به طور کلی ممکن است بازگشت به حالت اولیه در غلطک های گرم هرگز رخ ندهد. تنظیم ماشین نیز بر روی سایش غلطک ها به ویژه برای غلطک هایی با قطر کوچک به علت ترکیب تنش و خوردگی، بسیار تأثیر گذار می باشد.
با توجه به تأثیر تنش ناشی از برآمدگی بین غلطک ها و نامیزانی غلطک ها ، جانمایی مناسب غلطک بر حسب لزوم انجام می شود. همچنین از آنجایی که گام های تنگ در غلطک احتمال خمیدگی آن را کاهش می دهند و منجر به افزایش نامیزانی آن می شوند، اعمال یک گام (pitch) مناسب در غلطک ضروری می باشد. زمانی که برآمدگی در هر گامی از غلطک رخ می دهد و به ناچار غلطک ها از تنظیم خارج می گردند (در حقیقت بدیهی است که در برخی از غلطک ها می تواند صفر باشد) باید توجه بیشتری به ایجاد برآمدگی نمود.



سرعت ریخته گری :
هرچه سرعت ریخته گری بالاتر باشد زمان کمتر برای خروج حرارت وجود دارد. بنابراین، طول مذاب داخلی بیشتر شده و منطقه خمیری افزایش می یابد و ضخامت پوسته به محض خروج از قالب که منتج به برآمدگی اسلب و جدایش ماکرو در مرکز اسلب می شود، کاهش می یابد. ریخته گری با سرعت کمتر منجر به ایجاد پوسته قوی تر می شود که می تواند در مقابل فشار فرواستاتیک مقاومت کرده و احتمال جدایش را کاهش دهد. بهینه سازی سرعت ریخته گری ضروری می باشد به طوری که این سرعت نباید کمتر از یک محدوده معین بوده زیرا در غیر این صورت می تواند به طور جدی موجب کاهش تولید گردد.



یکی از نقایص این روش است. بعد از ورود مذاب به قالب و زمانی که اولین لایه منجمد میشود، مذابی در پشت این پوسته منجمد شده قرار دارد و به واسطه حرکت دورانی بر آن فشار وارد می کند. این فشار در پوسته استوانهای شکل در حال انقباض، تنشهای محیطی ایجاد می کند.


 الف- ترک گرم یا پارگی 
یکی از نقایص این روش است. بعد از ورود مذاب به قالب و زمانی که اولین لایه منجمد میشود، مذابی در پشت این پوسته منجمد شده قرار دارد و به واسطه حرکت دورانی بر آن فشار وارد می کند. این فشار در پوسته استوانهای شکل در حال انقباض، تنشهای محیطی ایجاد می کند. در همین حال در ضخامت منجمد شده قطعه یک انقباض و در قالب به سبب افزایش درجه حرارت آن، یک انبساط حرارتی به وجود می آید که سبب شکل گیری یک فاصله هوایی گشته و قطعه از حمایت سرتاسری قالب محروم می ماند. در این زمان اگر تغییر شکل ناشی از تنش محیطی فراتر از مقاومت گسیختگی فلز در آن درجه حرارت گردد، پوسته دچار ترک طولی می گردد. البته در صورت پر شدن این ترک با مذاب نیز عیب به نام عیب سردجوشی در سطح تماس ایجاد می گردد.
روشهای جلوگیری از بروز این نقص عبارتند از:
کاهش درجه حرارت ریخته گری، کاهش سرعت ریخته گری، افزایش درجه حرارت پیشگرم قالب، به کارگیری سرعت دورانی کمتر در شروع ریخته گری و افزایش ضخامت تقالب با استفاده از لایه پوشش عایق در سطح داخلی قالب.
ب) ترکهای عرضی
ترکهای عرضی از دیگر نقایص ایجاد شده در لوله می باشد که می تواند در نتیجه تمرکز شدید تنشهای حرارتی و یا به خاطر انبساط گرافیت و گیر کردن لوله در قالب ایجاد شود. این ترکها به علت عدم انقباض آزاد تحت تاثیر سرعت سرد شدن بالا نیز ایجاد می شوند و با کاهش سرعت سرد شدن رفع می شوند.

 

مطالب مرتبط

اطلاعات عمومی آهن      

اصطلاحات تجاری      

آلیاژکاری      

سرد کاری      

عملیات حرارتی      

تابکاری

اطلاعات کارخانجات فولادی        

نیلینگ      

محاسبه برش ورق        

انتشار آگهی در تلگرام

 

دانلود کنید