فولاد چگونه ساخته میشود؟
فولاد یکی از پرمصرف ترین و مهمترین فلزی است که در دنیا مورد استفاده گسترده ای قرار می گیرد. یکی از مهمترین دلایل برای استفاده فراوان از فولاد آن است که نیاز به انرژی کمی برای تولید دارد. در واقع فلز فولاد با محیط زیست سازگاری دارد و کاملاً قابل بازیافت است. همین امر را می توان یکی از ویژگی های مثبت فولاد حساب کرد. در ادامه به شما خواهیم گفت که فولاد چگونه ساخته می شود؟
فولاد از چه چیزی ساخته می شود؟
عنصر اصلی فولاد آهن است که یکی از فراوان ترین عناصر در پوسته زمین شناخته شده است. آلیاژ های به کار رفته در فولاد عمدتاً آهن و 0.002 تا 2.1 درصد کربن می باشد. علت استفاده کم از کربن به خاطر رنج قوی ساختار مولکولی آن است که این ترکیب ایجاد می کند.
در واقع نتیجه نهایی خواصی مانند سختی و استحکام کششی را در فولاد به وجود می آورد. فولاد می تواند از عناصر دیگری هم تشکیل شود مانند: منگنز، تیتانیوم، نیکل، کبالت، مولیبدن و یا وانادیم.
در ادامه این مطلب از آرتاویل ساخت به شما خواهیم گفت که فولاد چگونه ساخته می شود؟ همچنین شما را با خواص آن آشنا خواهیم کرد.
فولاد چگونه ساخته می شود؟
مراحل ساخت و تولید فولاد به این شیوه می باشد که سنگ آهن را حرارت داده و در کوره های مخصوص ذوب می کنند. این عمل انجام می شود تا ناخالصی های موجود در فولاد حذف شود و کربن به ترکیب آن اضافه شود. امروزه اکثر فولاد ها را با استفاده از یکی از این دو فرایند زیر می سازند:
- کوره ذوب آهن
- کوره قوس الکتریکی (EAF)
جالب است بدانید که کوره های ذوب آهن عمدتاً از مواد های خام مانند زغال کک سنگ آهن و سنگ آهک با اندکی قراضه فولاد برای ساخت فولاد استفاده می کنند. این در حالی می باشد که کوره های قوس الکتریکی به طور عمده از قراضه آهن برای تولید فولاد استفاده می کند.
خواص انواع فولاد ساخته شده در کارخانجات
فولاد به دلیل هزینه کم و خواص زیاد آن باعث شده است تا در ساختمان سازی و صنعت از آن استفاده گسترده ای شود. از جمله ویژگی های فولاد را می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- چقرمگی: چقرمگی نشان می دهد که فولاد به چه اندازه قبل از شکسته شدن مقاوم است
- سختی: مقاومت در برابر افزایش تدریجی فشار و یا فرورفتگی
- استحکام کششی: قدرت یک ماده در برابر کشیده شدن قبل از شکستن
- قدرت تسلیم: مقاومت فولاد در برابر تغییر شکل
- چکش خواری: قابلیت شکل دادن فولاد به وسیله چکش یا فشار دادن بدون آنکه بشکند
- شکل پذیری: توانایی شکل دادن به فولاد بدون از دست رفتن چقرمگی آن و انعطاف پذیری در طول کار
چند نوع فولاد در کشور ساخته می شود؟
چهار گروه اصلی از آلیاژ های فولادی مانند کربن، فولاد آلیاژی، ابزار فولادی و فولاد ضد زنگ وجود دارد که در زیر توضیح مختصری برای هر کدام آورده شده است.
فولاد کربنی: فولادهای با کربن بالا، متوسط و یا ملایم از نظر شکل پذیری و سختی متفاوت هستند. برای مثال فولادهای ملایم یا کم کربن در مقایسه با سایر فولاد ها از سختی کم و انعطاف پذیری بیشتری دارند؛ همچنین فولادهای پر کربن سخت تر از دیگر فولاد ها هستند.
فولاد آلیاژی: فولاد آلیاژی با استفاده از عناصری که خواص فوق العاده ای دارند ساخته می شود. در واقع همه فولادها آلیاژی هستند و بسیاری از آنها عنصر اضافی دارد. لازم به ذکر است که فولاد های آلیاژی غیر معمولی هستند و برای یک کاربرد خاص بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.
ابزار فولادی: در واقع فولاد با عناصری مانند مولیبدن، تنگستن و وانادیوم حرارت می بیند تا سختی آن بالاتر برود؛ همچنین از این ترکیبات برای ساخت ابزارهای فولادی استفاده می شود.
فولاد ضد زنگ: در حقیقت فولاد ها با آلیاژ کروم ترکیب می شوند تا در برابر زنگ زدگی از مقاومت بالایی برخوردار باشند.
فولاد ضد زنگ از چه آلیاژ هایی تشکیل می شود؟
فولاد ضد زنگ به ماده سبز شناخته می شود و قابل بازیافت است همچنین از نظر محیطی بی اثر و خنثی می باشد و طول عمر بالایی دارد.
فولادهای زنگ نزن ترکیبی از آلیاژ آهن و کروم هستند، همچنین فولاد باید حداقل 10.5 درصد کرم داشته باشد.
علاوه بر کروم آلیاژ های دیگری هم هستند که به فولاد ضد زنگ اضافه می کنند؛ در زیر آن ها را نام برده ایم:
- نیکل
- مس
- کربن
- منگنز
- گوگرد
- مولیبدن
- نیتروژن
- سیلیکون
چرا به فولاد ضد زنگ، آلیاژی به غیر از کروم اضافه می کنند؟
ترکیب آلیاژ های گفته شده برای به کار بردن در ساخت فولاد با دقت بالایی اندازه گیری می شوند. دلیل این کار اطمینان از کیفیت بالای محصول می باشد و اما دلایل رایج برای افزودن فلزات و آلیاژهای دیگر به فولاد ضد زنگ را در زیر برایتان آورده ایم :
- بهبود شکل پذیری
- بهبود جوش پذیری
- کنترل خواص مغناطیس
- قدرت فولاد ضد زنگ
- افزایش مقاومت در برابر دمای بالا و دمای پایین
در ساخت فولاد چه مراحلی باید طی شود؟
نورد گرم: در مرحله نورد گرم، فولاد مجدد تبلور می شود و همین امر به تنظیم ابعاد ناهموار فولاد کمک بسزایی می کند.
نورد سرد: از نورد سرد در مواقعی که به دقت بالا نیاز است استفاده میشود؛ همچنین این دما زیر دمای تبلور مجدد می دهد.
آنیل کردن: فولاد پس از نورد تحت فرآیند بازپخت قرار میگیرد به وسیله چرخه های سرمایش و گرمایش کنترل می شود. این چرخه‌ها به به نرم شدن فولاد کمک می کند.
رسوب زدایی: هنگامی که فولاد از مراحل بالا عبور می کند رسوب روی سطح آن انباشته می شود. از بین بردن این رسوب برای اینکه خاصیت ضد زنگ در برابر خوردگی و مقاومت در برابر لکه ایجاد می کند ضروری است.
برش دادن: پس از اینکه فولاد آماده شد دسته برش داده می شود. برش دهی مطابق با نیاز و سفارش مشتری می باشد. متداول ترین روش برش دهی فولاد روش های چاقوهای دایره ای، چاقوهای گیوتینی، تیغه های پر سرعت و یا مشت زدن به قالب ها می باشد.
به پایان رساندن: فولاد در این مرحله به شکل نهایی جمع آورش می شود و برای ارسال به دست مشتری می رسد.
