بسیاری از اوقات این سوال برای کاربران ما پیش می‌آید که ورق آلیاژی چیست؟ ورق آلیاژی یا فولاد کربن، ترکیبی از آهن و کربن با نسبت‌های متفاوت و معمولاً حاوی ۲ درصد کربن وزنی است که اغلب در تولید و ساخت ماشین آلات، ابزار، ساختمان‌های فولادی، پل‌ها و سایر زیرساخت‌ها استفاده می‌شود. از طرف دیگر انواع ورق آلیاژی علاوه بر کربن، حاوی یک یا چند عنصر آلیاژی (معمولاً فلزات دیگری مانند: منگنز، کروم و نیکل) دیگر است. ورق آلیاژی اغلب در قطعات با استحکام بالا مانند چرخ دنده‌ها، شفت‌ها و محورها کاربرد دارد. با این‌وجود، ورق‌های غیرآلیاژی مانند ورق سیاه ST37 نیز طرفداران خاص خود را دارند. این نوع ورق فولادی معمولا در ساخت و ساز استفاده می‌شود و به دلیل انعطاف‌پذیری بالا، اصطلاح «نرمه فولاد» را از آن خود کرده است. برای اطلاع از قیمت ورق سیاه ST37 و استعلام یا پیش‌بینی قیمت آن می‌توانید به سایت پیوان مراجعه کنید. ورق سیاه ST37 در تولید مقاطع فولادی مانند ناودانی، پروفیل، ورق، نبشی، تیرآهن و میلگرد استفاده‌های زیادی دارد.
ورق آلیاژی چیست؟
ورق آلیاژی همان‌طور که گفته شد علاوه بر کربن موجود در فولاد کربن معمولی، حاوی عناصر آلیاژی دیگری (مانند آلومینیوم، کروم، مس، منگنز، نیکل، سیلیکون و تیتانیوم) است. این عناصر خواص مکانیکی فولاد مانند استحکام، سختی، مقاومت در برابر سایش و یا کاهش خوردگی را بهبود می‌دهند. فولاد آلیاژی به‌طور گسترده در حوزه‌های مختلف به‌ویژه در صنایع ساختمانی، خودروسازی و هوافضا استفاده می‌شود. البته هنگام انتخاب انواع ورق آلیاژی ، نوع فولاد مناسب برای یک پروژه نیز مهم است، چرا که باید بدانید می‌خواهید محصول نهایی چه ویژگی‌هایی داشته باشد. به‌عنوان مثال، اگر استحکام و سختی برای شما جزو الزامات اصلی باشد، فولاد آلیاژی ممکن است انتخاب بهتری باشد اما اگر جوشکاری، گزینه مهم‌تری قلمداد شود، فولاد کربنی بهتر خواهد بود.
ورق A283 نیز از انواع ورق آلیاژی است که در اصطلاح به آن ورق مخزنی نیز می‌گویند و از قابلیت شکل‌پذیری، ماشین‌کاری و جوشکاری بالایی برخوردار است. ورق A283 در گریدهای A، B ، C و D موجود است و کمترین میزان کربن را در آلیاژ خود دارد. قیمت ورق A283 برای صاحبان صنایع صنعت نفت و گاز، پتروشیمی، اسکله‌سازی، کشتی‌سازی و ساخت قطعات صنعتی مهم است و در پیوان مدام به‌روزرسانی می‌شود.
فولاد کربن چیست؟
فولاد کربنی نوعی ورق فولادی حاوی کربن است که محتوای کربن بالاتری نسبت به فولاد آلیاژی دارد. فولاد کربنی را می‌توان برای کاربردهای مختلفی از جمله قطعات خودرو، مصالح ساختمانی و ابزارهای دستی استفاده کرد. این فولاد کم آلیاژ به دلیل استحکام و دوام خود شناخته شده است و می‌توان آن را برای افزایش سختی تحت عملیات حرارتی قرار داد. فولاد کربنی نیز نسبت به سایر انواع فولاد مستعد زنگ‌زدگی است. قطعات فولاد کربنی طی فرایندهای آهنگری، ریخته‌گری و ماشین‌کاری تولید می‌شوند. ورق A516 از گروه ورق‌های کربنی با مقادیر اندکی آلیاژ فلزات واسطه مانند گوگرد، منگنز و نافلزاتی مانند فسفر و سیلیکون است. برای اطلاع از قیمت ورق A516 پیوان را به خاطر بسپارید.
خواص انواع ورق آلیاژی
اگر می‌خواهید بدانید برخی از خواص فیزیکی و شیمیایی ورق آلیاژی چیست؟ پیشنهاد می‌کنیم جدول 1 را دنبال کنید.
جدول 1: خواص ورق آلیاژی
|
خواص فیزیکی
|
خواص شیمیایی
|
|
استحکام بالا، شکل‌پذیری خوب، مقاومت بالا در برابر سایش و پارگی، جوش‌پذیری، هدایت حرارتی، مقاومت در برابر خوردگی
|
فولادهای آلیاژی دارای عناصر آلیاژی (مانند کروم، منگنز، مولیبدن و نیکل) بین 1 تا 50 درصد هستند.
|
جدول 2 خواص ورق کربنی را نشان می‌دهد:
جدول 2: خواص ورق کربنی
|
خواص فیزیکی
|
خواص شیمیایی
|
|
سختی و استحکام، مقاومت در برابر سایش و پارگی، شکل‌پذیری، فولاد کربنی مغناطیسی است و می‌تواند در حوزه لوازم الکتریکی هم استفاده شود، نقطه ذوب پایین
|
فولاد کربنی یک آلیاژ آهن-کربن با محتوای کربن کمتر از 2.11 درصد وزنی است.
|
آشنایی با انواع ورق های آلیاژ
برای اطلاع بهتر از این‌که ورق آلیاژی چیست؟ این را هم باید اضافه کنیم که انواع مختلفی از فولاد آلیاژی وجود دارد که هرکدام خواص و کاربردهای منحصر به‌فردی دارند و شامل موارد زیر هستند:
فولاد کم آلیاژ
این فولادها رایج‌ترین نوع ورق آلیاژی هستند و کربن، منگنز، سیلیکون، مس، نیکل و یا مولیبدن را در ساختار خود دارند. فولادهای کم آلیاژ معمولاً ضعیف‌تر و انعطاف‌پذیرتر از سایرین هستند و برای تولید لوله و تیرآهن در صنعت ساختمان‌سازی کاربرد فراوانی دارند.
فولاد پرآلیاژ
فولاد پرآلیاژ حاوی بیش از 5 درصد از سایر عناصر مانند کروم، وانادیم یا تنگستن است. این فولادها فوق‌العاده قوی و سخت هستند و در ساخت و ساز خودرو، تولید برق و تجهیزات پردازش شیمیایی به‌کار گرفته می‌شوند.
فولاد ابزار
فولاد ابزار نوعی فولاد آلیاژی متوسط است که برای ساخت ابزار مناسب بوده و حاوی نسبت بالایی از کربن و عناصر دیگری مانند کروم، منگنز و یا تنگستن است. فولادهای ابزار، فوق‌العاده سخت و بادوام هستند و برای استفاده در ابزارهای برش و حفاری ایده‌آل محسوب می‌شوند.
آشنایی با انواع ورق فولاد کربنی
انواع مختلف فولاد کربنی بر اساس میزان کربن موجود در آلیاژ طبقه‌بندی می‌شوند. در ادامه به توضیحاتی درباره دسته‌بندی فولاد کربنی می‌پردازیم.
فولاد کم کربن (یا فولاد ملایم)
تا 0.30٪ کربن دارد. ورق ST52 در این دسته قرار می‌گیرد و در آلیاژ آن محتوای عناصر سیلیسیُم و منگنز بیشتری جای داده می‌شود که باعث شده از استحکام و خاصیت ارتجاعی و جوش‌پذیری بیشتری نیز برخوردار باشد. مقاومت این ورق در برابر پیچش، خمش و تحمل وزن نیز بسیار بالاست. نمودار قیمت ورق ST52 در سایت پیوان به‌طور مداوم به‌روزرسانی می‌شود و برای خرید ورق ST52 نیز می‌توانید به پیوان مراجعه کنید.
فولاد با کربن متوسط
حاوی 0.31٪ تا 0.60٪ کربن است. ورق CK45 نیز در دسته فولادهای با کربن متوسط قرار دارد که با ویژگی کششی بالا برای تولید انواع میلگرد، ورق‌های فولادی، شمش فولادی با مقطع شش وجهی و مربعی، شمش مسطح و لوله استفاده می‌شود. شما می‌توانید جدول قیمت ورق CK45 را در سایت پیوان مشاهده کنید.
- فولاد پرکربن: حاوی 0.61% تا 1.50% کربن است.
- فولاد با کربن فوق‌العاده بالا: حاوی 1.51٪ تا 2٪ کربن است.
مزایا و معایب فولاد کربنی و ورق آلیاژی چیست؟
در ادامه مزایای فولاد آلیاژی در مقایسه با فولاد کربنی ذکر شده است:
- فولادهای آلیاژی نسبت به فولاد کربنی در برابر سایش و پارگی، مقاومت بیشتری دارند.
- فولادهای آلیاژی در برابر خوردگی مقاومت بیشتری دارند و می‌توانند در محیط های با دمای بالا بدون ترس از آسیب استفاده شوند.
- فولادهای آلیاژی را می‌توان برای افزایش استحکام و سختی، تحت عملیات حرارتی قرار داد و باعث دوام بیشتر آن‌ها شد.
- فولادهای آلیاژی به‌طور کلی قوی‌تر و سخت‌تر از فولادهای کربنی هستند.
- تولید فولادهای آلیاژی گران‌تر از فولادهای کربنی است.
- جوشکاری فولادهای آلیاژی دشوارتر از فولادهای کربنی است.
- فولادهای آلیاژی نسبت به فولادهای کربنی بیشتر در معرض خوردگی هستند.
- فولادهای آلیاژی در مقایسه با فولادهای کربنی دارای سختی و استحکام کمتری هستند.
- فولادهای کربنی را می‌توان راحت‌تر از فولادهای آلیاژی ماشین کاری کرد.
جدول 3 مقایسه بین ورق آلیاژی و فولاد کربنی را نشان می‌دهد:
جدول 3: مقایسه بین فولاد آلیاژی در مقابل فولاد کربنی
|
خاصیت
|
فولاد آلیاژی
|
فولاد کربنی
|
|
رسانایی گرمایی
|
فولادهای آلیاژی از نظر رسانایی حرارتی متفاوت هستند اما عموماً رسانایی کمتری نسبت به فولادهای کربنی دارند
|
فولادهای کربنی رسانایی حرارتی بالاتری دارند.
|
|
استحکام کششی
|
فولادهای آلیاژی استحکام کششی بالاتری نسبت به فولادهای کربنی دارند (تا 960 مگاپاسکال)
|
فولادهای کربنی استحکام کششی کمتری دارند (450 مگاپاسکال)
|
|
برنامههای کاربردی
|
در موارد مختلف در دمای بالا مانند پتروشیمی و نیروگاه استفاده می‌شود
|
در حوزه‌هایی بدون نیاز به دماهای بالا استفاده می‌شود
|
جایگزین‌های متقابل فولاد کربنی و ورق آلیاژی چیست؟
در ادامه به معرفی 2 جایگزین متقابل برای فولاد آلیاژی و کربنی می‌پردازیم.
- فولاد ضدزنگ: مانند فولاد آلیاژی و کربنی، فولاد ضدزنگ به‌راحتی دچار خوردگی نمی‌شود، زنگ نمی‌زند و لکه نمی‌شود. فولاد ضدزنگ آلیاژی حاوی کربن و کروم است.
- آلیاژهای نیکل: آلیاژهای نیکل برای مقاومت بیشتر در برابر خوردگی و اکسیداسیون، حاوی فولاد و نیکل هستند. آن‌ها همچنین می‌توانند دماهای بالا را تحمل کنند و برای استفاده در نیروگاه‌ها و کارخانه‌های شیمیایی ایده‌آل محسوب می‌شوند.
چه شباهت‌هایی بین ورق آلیاژی و فولاد کربنی وجود دارد؟
- فولادهای آلیاژی و فولادهای کربنی هر دو عمدتاً از آهن تشکیل شده‌اند و همچنین حاوی مقادیر کمی از عناصر دیگر مانند کربن، منگنز، کروم، مولیبدن و نیکل هستند.
- هر دو نوع را می‌توان در انواع مختلفی از گریدها نیز تولید کرد که هرکدام مجموعه‌ای از خواص و ویژگی‌های منحصر به‌فرد خود را دارند.
- فولاد آلیاژی و فولاد کربنی هر دو قوی، سخت و بادوام هستند.
- آن‌ها را می‌توان برای افزایش استحکام و سختی، تحت عملیات حرارتی قرار داد.
جایگزین‌هایی برای ورق آلیاژی
در ادامه تعداد دیگری از ترکیبات ذکر شده است که بسته به کاربرد، ممکن است به‌عنوان پایه فولاد کربنی عمل کنند و طبقه بندی ورق آلیاژی بر اساس عنصر آلیاژی پایه را نیز به نحو بهتری ارائه می‌دهند.
- چدن: این فلز از ذوب مجدد آهن خام و معمولاً با مقادیر قابل توجهی ضایعات و گاهی اوقات با فولاد ساخته می‌شود و به‌طور کلی برای ساخت قطعات ریخته‌گری آهن خاکستری کاربرد دارد.
- چدن داکتیل: که به آن چدن گره‌ای، آهن گرافیت کروی یا آهن گره‌ای نیز گفته می‌شود، نوعی از چدن است که در حین عملیات ذوب با عناصری مانند سریم یا منیزیم تصفیه می‌شود. این فرآیند برای القای تشکیل گرافیت آزاد به‌عنوان گره در ماتریس فلزی انجام می‌شود.
- آهن فرفورژه: این آلیاژ آهن با محتوای کربن بسیار کم، در واقع، یک توده نیمه ذوب شده از آهن با افزودن سرباره فیبری (تا 2٪ وزنی) است که به آن بافتی شبیه چوب می‌دهد که هنگام حکاکی یا خم شدن تا حد شکست قابل مشاهده است.
- آلیاژ مس – بریلیم: این آلیاژ مس حاوی 0.5-3 درصد بریلیم و عناصر دیگر است. مس – بریلیم استحکام بالا را با کیفیت غیرمغناطیسی و غیرالکتریکی ترکیب می‌کند.
- آلومینیوم – برنز: آلیاژی از مس با آلومینیوم در نسبت‌های مختلف است. ترکیبات معمولی این آلیاژ 8-12٪ آلومینیوم، 3- 0.5% آهن و 89-91٪ مس هستند این آلیاژ قوی و مقاوم در برابر خوردگی، در صنایع دریایی کاربرد دارد.
- برنج: نسبت روی و مس در این آلیاژ را می‌توان برای رسیدن به خواص مکانیکی و الکتریکی متفاوت تغییر داد.
- فولاد کروم: فولاد کروم با آبکاری یک لایه کروم بر روی فولاد کربنی ایجاد می‌شود، بسیار مقاوم در برابر خوردگی است و برای تولید ابزارآلاتی مانند مته و ظروف کاربرد دارد.
- فولاد مس: آلیاژی از مس و فولاد است که در ساخت واگن‌های مخزن ریلی و پل‌ها استفاده می‌شود.
- فولاد بریلیوم: این آلیاژ بریلیم و آهن به دلیل استحکام بالا و وزن کم به‌طور مرتب در صنعت هوافضا استفاده می‌شود.
- فولاد آلومینیوم: آلومینیوم را می‌توان با فلزات دیگر آلیاژ کرد تا خواص برتری به آن‌ها بدهد. آلیاژهای آلومینیوم شامل آلیاژ آلومینیوم 3003 و آلیاژ آلومینیوم 3004 است. آن‌ها در تولید ظروف پخت و پز، ظروف تحت فشار، قوطی‌های نوشیدنی و صنایع فلزی سبک استفاده می‌شوند.
- فولاد منیزیم: آلیاژی از منیزیم و فولاد است که به دلیل چگالی کم و استحکام بالا در صنعت خودروسازی استفاده می‌شود.
- فولاد تنگستن: آلیاژی از تنگستن و فولاد است که به‌طور منظم در ساخت ابزارهای برش و سایر قطعات مقاوم در برابر سایش استفاده می‌شود.
سخن پایانی
در این مقاله درباره این‌که ورق آلیاژی چیست و انواع ورق آلیاژی کدام است صحبت کردیم و به مقایسه آن با فولاد کربنی پرداختیم و کاربردهای مختلف هرکدام را مورد بحث قرار دادیم. همچنین، نگاهی موشکافانه به برخی از تفاوت‌های کلیدی بین فولاد آلیاژی و فولاد کربنی، آشنایی با انواع ورق های آلیاژ ، فولاد پرآلیاژ و فولاد کم آلیاژ داشتیم و چند طبقه بندی ورق آلیاژی بر اساس عنصر آلیاژی پایه را نیز بیان کردیم.
