جهت مشاوره و استعلام قیمت تماس بگیرید : 09121504568

خرید آنلاین آهن آلات

فولاد چگونه ساخته می شود؟
طبق گزارش انجمن جهانی فولاد، 1869.9 میلیون تن فولاد در سال 2019 تولید شد. این نشان دهنده افزایش 3.4 درصدی تولید نسبت به سال 2018 و بیش از دو برابر تولید در سال 1999 است. نیاز جهان به فولاد روز به روز در حال افزایش است. در ساخت و ساز، صنعت و تولید استفاده می شود. از آنجایی که هم قوی و هم ارزان است، برای تمام انواع تولید ایده آل است.

فولاد از چه چیزی ساخته شده است؟
آهن، جزء اصلی فولاد، یکی از فراوان ترین عناصر در پوسته زمین است. تمام آلیاژهای فولاد عمدتاً آهن و 0.002-2.1 درصد کربن وزنی هستند. در این محدوده، کربن با آهن پیوند می زند تا یک ساختار مولکولی قوی ایجاد کند. ریزساختار شبکه حاصل به دستیابی به خواص خاصی از مواد مانند استحکام کششی و سختی کمک می کند که ما در فولاد به آن تکیه می کنیم.

اگرچه تمام فولادها از آهن و کربن ساخته شده اند، 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 "دستور العمل" یک آلیاژ فولادی بر خواص مواد آن تأثیر می گذارد. روش ساخت و تصفیه فولاد این توانایی ها را بیشتر می کند.

یک گروه قابل توجه از آلیاژهای فولاد حاوی کروم است. همه این آلیاژها معمولاً به عنوان فولاد ضد زنگ شناخته می شوند.

نحوه ساخت فولاد
در ابتدایی ترین حالت، فولاد با مخلوط کردن کربن و آهن در دمای بسیار بالا (بالاتر از 2600 درجه فارنهایت) ساخته می شود.

فولادسازی اولیه از محصولی به نام «آهن» فولاد ایجاد می‌کند. آهن خام، آهن ذوب شده از سنگ معدن است که حاوی کربن بیشتری نسبت به فولاد است.

فولادساز از سیستمی استفاده می کند که اکسیژن را از طریق ذوب آهن خام حباب می کند. این فرآیند اکسیداسیون مساوی را در سراسر فلز مذاب ایجاد می کند. اکسیداسیون کربن اضافی را حذف می کند. همچنین ناخالصی های ساخته شده از عناصری مانند سیلیکون، فسفر و منگنز را تبخیر یا متصل می کند.

فولادسازی ثانویه "در ملاقه" انجام می شود. این فرآیند پالایش و آلیاژسازی فولاد است. فولادسازی ثانویه می تواند با ذوب ضایعات شروع شود یا یک فرآیند اولیه را ادامه دهد. برای بدست آوردن یک آلیاژ خاص می توان عناصر را اضافه کرد. فولادکار همچنین می تواند ناخالصی های سطحی را حذف کند (سرباره زدایی). ملاقه تا دمای مورد نیاز برای فرآیندهای شیمیایی لازم گرم و سرد می شود.

فولاد تکمیل
در یک ریخته گری، فولاد ماسه یا سرمایه گذاری است که به شکل های طرح دار ریخته می شود. در یک کارخانه فولاد، فولاد توسط یک ریخته گری پیوسته به مواد خام ساختمانی ریخته می شود. کاستورهای پیوسته به جای قطعات تقریباً ساخته شده، اشکال فولاد خام استاندارد شده را ایجاد می کنند. فولاد خام ماشینکاری یا به محصولات نهایی تبدیل می شود. کارخانه های فولادسازی معمولاً ورق، شمش، میله، بلوم، لوله، شمش و مفتول ریخته می شوند و تشکیل می دهند.

یک آسیاب همچنین ممکن است فولاد نورد گرم یا سرد را در طول تولید انجام دهد. این فرآیندها شکل ها و پرداخت های متفاوتی را ایجاد می کنند. قبل از حمل و نقل، فولاد ممکن است برش داده شود، قرقره شود یا قبل از خروج از کارخانه بسته شود.

در ریخته گری یا آسیاب، فولاد ممکن است تحت عملیات حرارتی قرار گیرد. مراحل نهایی مانند خاموش کردن، تمپر کردن، نرمال کردن و بازپخت می‌تواند نحوه رفتار آلیاژ را در یک کاربرد شکل دهد.

اختراع فولاد
باستان شناسان قدیمی ترین فولاد را در محوطه ای به قدمت 4000 سال پیش در ترکیه پیدا کردند. فولادهای بوته مانند فولاد معروف ووتز هند جنوبی، به طور مداوم در اوایل قرن 4 قبل از میلاد ساخته شدند. با این حال، تا اواسط دهه 1800، فولادسازی فوق العاده چالش برانگیز بود.

فولاد در حدود 2700 درجه فارنهایت ذوب می شود. حفظ این گرمای بالا برای کوره‌های باستانی که فولاد بوته‌ای را می‌سازند، یک چالش بود. علاوه بر این، ناخالصی ها در آلیاژهای فولادی، ساخته شده از عناصری مانند سیلیکون و منگنز، یافت می شوند. مدیریت اینها هنوز یک چالش است. در فولادسازی باستانی، آنها فرآیند طولانی و چند مرحله ای را انجام می دادند. بنیانگذاران یک روز طولانی را صرف گرم کردن، هم زدن، زدودن سرباره و گرم کردن مجدد آلیاژهای خود می کردند. پس از ریخته‌گری فولاد، سپس توسط آهنگرها کار شد. کوبیدن به سندان شکل های نهایی را ایجاد کرد. همچنین به توزیع و کاهش واریانس کربن، منافذ، یا اجزاء کمک کرد.

در سال 1856، هنری بسمر یک حق اختراع برای فرآیند ایجاد فولاد به روشی جدید به دست آورد. استفاده از مبدل بسمر، به جای ظروف مذاب سنتی، به فولادساز اجازه می داد هوا را از طریق فلز مذاب حباب کند. در واکنش به هوا، ناخالصی ها اکسید می شوند و از گاز خارج می شوند. اکسیداسیون همچنین به ایجاد و حفظ گرمای زیاد لازم برای فولادسازی کمک کرد.

فرآیندی که یک بار در روز کامل در ریخته گری و زمان بیشتری در فورج با یک فرآیند 20 دقیقه ای جایگزین می شد که می توانست 5 تن فولاد ایجاد کند. فولاد بسمر نیز قوی‌تر و با کیفیت‌تر از آن چیزی بود که اکثر فولادسازان می‌توانستند به آن امیدوار باشند. این نوآوری از انقلاب صنعتی حمایت کرد.

آیا فولاد مغناطیسی است؟
بیشتر فولادها مغناطیسی هستند، اما نه همه آنها. فولاد بیشتر از آهن ساخته می شود و آهن مغناطیسی است. فرومغناطیس برای اولین بار در طبیعت در "لودستون" - سنگ های ساخته شده از مگنتیت، اکسید آهن، در طبیعت کشف شد. عناصر دیگر نیز فرومغناطیسی هستند، مانند کبالت و نیکل. این عناصر گاهی اوقات در فولاد نیز یافت می شوند.

فولادهای زنگ نزن به طور معروف غیر مغناطیسی هستند، هرچند همه 

فولادهای ضد زنگ حاوی آهن و بسیاری از آنها حاوی نیکل هستند. حقیقتاً، فقط برخی از آلیاژهای ضد زنگ غیر مغناطیسی هستند. فولاد زنگ نزن آستنیتی - که حاوی نیکل است - در بیشتر موارد غیر مغناطیسی است (اگرچه هنگام کار می تواند بسیار خفیف مغناطیسی شود.) انواع دیگر، مانند آلیاژهای فریتی یا مارتنزیتی، ضد زنگ و مغناطیسی هستند.

خواص فولاد
فولاد به دلیل خواص مواد خاص آن همراه با هزینه نسبی کم آن بسیار رایج است. آلیاژهای فولاد در مقایسه با بسیاری دیگر از مصالح ساختمانی و ابزارسازی (مانند چوب، سنگ، بتن یا چدن) پیشنهاد می‌کنند:

سختی: مقاومت در برابر فرورفتگی هنگام فشار دادن با افزایش تدریجی فشار
چقرمگی: زمانی که ماده تغییر شکل می‌دهد، چقرمگی نشان می‌دهد که تا چه حد قبل از شکستگی پیش می‌رود
قدرت تسلیم: مقاومت در برابر تغییر شکل در حالی که کشیده می شود با افزایش تدریجی فشار
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 - کارکردن فلز اغلب آن را شکننده‌تر می‌کند، اما مواد انعطاف‌پذیر در طول کار به این سرعت ترد نمی‌شوند.
محدوده آزمایش شده این خواص بین آلیاژها متفاوت است، اما به طور کلی، فولاد نسبت به بسیاری از مواد دیگر هم سخت تر و هم سخت تر (کمتر شکننده تر) است.

نظرات ثبت شده

نظری درباره این مطلب ثبت نشده است ، شما نفر اول باشید

نظر خود را به اشتراک بگزارید ایمیل شما در سایت نمایش داده نخواهد شد

جهت مشاوره و استعلام قیمت تماس بگیرید
09121504568