نورد گرم شامل مراحلی از جمله گرم کردن فلز تا دمای تبلور مجدد آن است که برای شکل دادن به فلزات و فولاد است. به طور کلی، منظور از نورد، عبور دادن فلزات از بین دو غلطک است که باعث صفحه ای شدن فلز می شود. نورد گرم با نورد سرد تفاوت هایی دارد. در نورد گرم، فلز تحت حرارت بالا قرار گرفته و به تدریج سرد می شود. در ادامه این مطلب از مرکزآهن قصد داریم به معرفی کامل نورد گرم و مزایا و مراحل انجام آن بپردازیم.
تاریخچه نورد به هزاران سال پیش بر می گردد. شاید باور نکنید اما نورد حتی در تاریخ مصریان باستان هم وجود داشته است. در گذشته، فلزاتی را از معادن استخراج می کردند و سپس با عبور دادن از بین دو غلطک بزرگ سنگی، آن را صاف می کردند. بعد از مدت ها این فرآیند هم دچار تغییر و تحول شد.
سرانجام مهندسان به این نتیجه رسیدند که با حرارت دادن به فلز تا دمای تبلور مجدد آن، می توانند فلزات را سریع تر خم کنند. البته این فرآیند هم مشکلاتی داشت از جمله اینکه، نورد گرم باعث تولید صفحات فلزی نرم و شکل پذیری می شود. به همین دلیل یک روش دیگر نورد به نام نورد سرد هم ایجاد شد که تفاوت های زیادی با نورد گرم دارد.
نورد گرم هم شامل مراحلی است که هر مرحله به دانش و مهارت خاصی نیاز دارد. اصلی ترین مراحل نورد گرم عبارتند از:
در اولین مراحل نورد گرم، شمش فلز آماده می شود. فلز مورد نظر در ابعاد مشخص تهیه شده و در مراحل ابتدایی داخل دستگاه قرار می‌گیرد تا برای نورد گرم آماده شود.
شمش های فلزات قبل از پوسته زدایی، در یک دستگاه به نام پیش گرم کن قرار می گیرند تا آماده گرم شدن اصلی شوند.
به منظور افزایش کیفیت فولاد در این مرحله پوسته های فولاد به روش های مختلف از روی آن برداشته می شوند.
در این مرحله فلز به دمای مورد نظر رسیده و برای کاهش ضخامت، از بین غلطک هایی که فاصله آنها در اندازه معین تنظیم شده، عبور می کند و فرآیند نورد تکمیل می شود.
در مرحله آخر، ضخامت ورق های فولادی اندازه گیری می شود و به وسیله دستگاه تابگیر، تاب فلز مورد نظر از بین می رود. در نهایت فلز به صورت تدریجی در دمای اتاق یا به هر روش دیگری خنک شده و در اندازه های مشخص برش داده می شود.
دمای نورد گرم برای فولادهای مختلف متفاوت است. این دما برای فولادهای کم آلیاژ چیزی حدود 1200 درجه سانتی گراد تعیین می شود. به طور کلی دمای نورد گرم حدود 50 الی 100 درجه سانتیگراد بیشتر از دمای تبلور مجدد است.
نورد گرم مزایای زیادی دارد. البته بعضی از ویژگی ها برای آن تعریف شده اند که باعث می شود برای پاره ای از موارد کاربردی نباشد. بعضی از ویژگی های مثبت نورد گرم عبارتند از:
یکی دیگر از ویژگی های مثبت نورد گرم این است که فرآیند مقرون به صرفه تری دارد. به عبارت دیگر این فرآیند به نیروی کمتری نیاز دارد و ماشین آلات و دستگاه های کمتری برای انجام فرآیند نورد گرم مورد نیاز است. به همین دلیل هزینه های لازم برای انجام آن کم بوده و به این ترتیب فولاد نورد گرم، کم هزینه و مقرون به صرفه خواهد بود. قیمت ورق روغنی که به روش نورد گرم تهیه شده هم معمولا کمتر از بقیه ورق های فلزی است.
نورد گرم و نورد سرد هر دو معایب و مزایایی دارند. به همین دلیل، افرادی که از فلزات و ورق های فلزی استفاده می کنند باید از روش های تولید آن آگاهی داشته و با اطلاع از ویژگی های مثبت و منفی آن را تهیه کنید. در اینجا بعضی از معایب فولاد نورد گرم را معرفی می کنیم.
یکی از مهم ترین معایب فولاد نورد گرم، عدم دقت در ابعاد و اندازه های آن است. به طوری که ورق های فولاد نورد گرم معمولا در ابعاد دقیق قابل تولید نیستند. همچنین گوشه های ورق هایی که به روش نورد گرم تولید شده اند، گرد تر هستند، اما اگر به فولاد نورد سرد توجه کنید، ورق های این نورد دارای گوشه های تیزتر و ابعاد دقیق تری هستند.
یکی دیگر از معایب فولاد نورد گرم این است که به انرژی زیادی نیاز دارد که اثرات زیست محیطی بدی به همراه خواهد داشت (این موضوع به دلیل افزایش دمای فولاد تا دمای تبلور مجدد آن پیش می آید) یکی از معایب جالب نورد گرم هم این است که تمام فلزات نمی توانند به روش نورد گرم تهیه شوند و این موضوع به دلیل پایین بودن نقطه ذوب آن ها پیش می آید.
با وجود معایبی مانند اندازه های نامعین و عدم دقت کافی در تعیین ابعاد ورق های فولادی نورد گرم، این ورق ها کاربردهای بسیار زیادی دارند. در ادامه بعضی از کاربردهای نورد گرم را بیان می کنیم:
یک کاربرد مهم نورد گرم در ساخت و ساز است. زمانی که به صفحات سنگین نیاز است که دوام و استحکام پل ها و سازه های بزرگ و سنگین را تامین کنند، از فولاد نورد گرم استفاده می شود. این نوع فولاد برای استفاده در تولید انواع مقاطع فلزی باز و بسته مانند مقطع قوطی و لوله یا مقاطع تیرآهن ها و ستون ها هم کاربرد دارند. قیمت ورق گالوانیزه در مراکز مختلف متفاوت است و بر اساس کاربرد آن تعیین می شود.
استحکام و چقرمگی بالا باعث کاربرد ویژه فولاد نورد گرم در کشتی سازی نیز شده است. امروزه دیگر بیشتر بخش های کشتی از فولاد ساخته می شوند که مقاومت بالا دارد و استحکام مناسبش، ضریب اطمینان ساخت کشتی را بالا می برد. این نوع فولاد برای ساخت چرخ دنده و قطعات مختلف موتور کشتی گرفته تا بدنه و عرشه کشتی کاربرد دارد.
با توجه به مقاومت مناسب فولاد نورد گرم و مقرون به صرفه بودن آن، این ورق ها برای ساخت انواع قطعات خودرو مانند شاسی ها و قطعات مختلف موتور و حتی قاب و چرخ دنده ها استفاده می شوند.
با توجه به اینکه فولاد نورد گرم استحکام کافی دارد و در برابر خوردگی مقاومت خوبی از خود نشان می دهد، این فولاد در ساخت نیروگاه های آب، سازه های دریایی و موارد این چنینی هم کاربرد دارد.
ساخت ماشین آلات کشاورزی و ماشین آلات صنعتی معمولا هزینه بر است. فولاد نورد گرم، بهترین گزینه برای ساخت چنین دستگاه ها و تجهیزاتی است که در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند و مقاومت و استحکام مناسبی برای آن ها مورد نیاز است.
یک ویژگی و کاربرد فولاد نورد گرم این است که مقاومت این فولاد و سختی آن کمتر از فولاد نورد سرد است. به دلیل حرارت دیدن فولاد نورد گرم تا دمای بالای دمای تبلور مجدد، این فولاد سختی کم و انعطاف پذیری بیشتری نسبت به فولاد نورد سرد دارد. به همین دلیل فرم دهی و شکل دادن به آن آسان تر است.
بعد از اینکه فولاد سرد تولید شد، آن را به دمایی بالاتر از تبلور مجدد می رسانند تا بعضی از ویژگی های مکانیکی و ساختار متالورژیکی آن باز گردد. بعد از حرارت دادن به فولاد به روش های معین و در مدت زمان مشخصی، آن را سرد می کنند. تابکاری در کوره های جعبه ای و پیوسته صورت می گیرد. در تابکاری کامل بر اساس یک برنامه مشخص فولاد را گرم و سرد می کنند.
این کار باعث افزایش ویژگی چکش خواری فلز می شود. در تابکاری هم دمایی فولاد در مدت زمان کوتاهی سرد می شود که باعث ایجاد تغییراتی در حالات متالورژیکی می شود. در نهایت بعد از این دو مرحله، تابکاری کروی و کار گرم انجام می شود و قیمت ورق سیاه تعیین می شود.
در فرآیند نورد گرم باید دمای فلز را به صورت یکنواخت و تدریجی افزایش دهیم و این موضوع هم نیازمند افزایش دمای فلز به صورت طولانی مدت و یکنواخت است. این امر به اندازه ای اهمیت دارد که افزایش غیر یکنواخت دما در نورد گرم باعث تولید فولاد غیر یکنواخت می شود.
جمع بندی
در این مطلب سعی کردیم به معرفی فرآیند نورد گرم و مراحل انجام آن بپردازیم. برای انجام این فرآیند دمای فولاد تا 50 الی 100 درجه سانتی گراد بالای دمای تبلور مجدد افزایش داده شده و به روش مشخص خنک می شود. فولاد نورد گرم در ساخت انواع مقاطع ساختمانی مانند لوله و تیرآهن کاربرد دارد. فرم دهی و شکل دهی این نوع فولاد بسیار آسان است.
سوالات متداول
در این عملیات دما به صورت یکنواخت سرد و گرم می شود تا ورق ها شکل یکنواخت و پیوسته ای داشته باشند.
فلزاتی که دمای ذوب پایین تری دارند برای نورد گرم مناسب نیستند.
این دما حدود 50 الی 100 درجه سانتی گراد بیشتر از دمای تبلور مجدد فلز است.
مرکزآهن، مرجعی تخصصی و به روز برای کسب دانش و اطلاع از آخرین تحولات بازار آهن و فولاد است. با وبلاگ جامع ما، همیشه از آخرین اخبار و اطلاعات این صنعت آگاه باشید.