در علم شیمی به ترکیب چند فلز و یا چند عنصر مختلف با هم آلیاژ گفته می شود. مانند آلیاژ آلومینیوم، آلیاژ فولادی، آلیاژ برنز، آلیاژ منگنز و انواع دیگری از آلیاژها. فولاد یک آلیاژ بسیار پر کاربرد است که از ترکیب آهن و کربن به دست می آید. اکنون فولاد آلیاژی به چه معنا می باشد؟ فولاد آلیاژی منظور ترکیبی از آهن و کربن و چند عنصر دیگر است.
در واقع 90٪ محصولات فلزی که در زندگی روزانه و دور و برمان می بینیم فلز خالص نیست و در اصل چیزی است که ما از آن آلیاژ می نامیم. فرآیند آلیاژی برای این صورت می گیرد که به فلز اولیه خواص مطلوب تری ببخشد. هواپیماها، دوچرخه‌ها، قابلمه های آشپزی و خیلی از وسایل دور و اطراف ما معمولاً از انواع آلیاژهای مختلف ساخته می شوند. برخی از آلیاژهای معروف شامل برنج، فلز لحیم‌کاری، پیوتر و نقره استرلینگ است. در این مقاله به بررسی همه جانبه انواع قیمت ورق آلیاژی خواهیم پرداخت.
بنابراین تعاریف ورق آلیاژی نوعی ورق آهن است که دارای ترکیبات شیمیایی مختلفی بوده و با ورق آهنی که فقط از آهن خالص تهیه شده متفاوت است. ورق آلیاژی از ترکیبات شیمیایی متفاوتی توسط فرآیند نورد گرم کردن به دست می آید و به دلیل تفاوت در ترکیبات شیمیایی و حضور عناصر آلیاژی مختلف در ورق آلیاژی، انواع بی شماری از این محصول با کاربردهای مختلف تولید می شود. بعد از اینکه بررسی کردیم ورق آلیاژی چیست، در ادامه مقاله شما را با انواع ورق آلیاژی و کاربردهای آن آشنا خواهیم کرد.
همان طور که گفتیم مخلوط کردن فلزات با یکدیگر یا غیر فلزات مزایای بسیاری دارد. این مواد ترکیبی می توانند باعث افزایش سختی، کاهش نقاط ذوب و افزایش مقاومت کششی شوند. از آنجا که فلزات خالص از نقطه ذوب بالایی برخوردار هستند، تمایل دارند که بسیار نرم باشند. مثلاً طلای خالص بسیار نرم و قابل انعطاف است و به راحتی حتی با مقدار کمی از گرما خم می شود. به همین دلیل، بیشتر جواهرات طلا در واقع از آلیاژ می باشند.
فلزات بسیار واکنش پذیر بوده و از نقاط ذوب بالایی برخوردار هستند. به عنوان مثال آهن بسیار قوی است اما با رطوبت هوا واکنش نشان می دهد و خیلی راحت می تواند زنگ بزند. چدن به عنوان یک آلیاژ می تواند به جلوگیری از این امر کمک کند. ورق های آلیاژی قابل بازیافت بوده و برای محیط زیست خطری ندارند.
در بازار آهن، ورق ها به صورت، رول فرم (کویل یا حلقه) و شیت فرم (برش شده) تولید و به بازار عرضه می گردند. دو نوع تکنولوژی مختلف با نام های نورد سرد و نورد گرم برای تولید انواع ورق آلیاژی استفاده می شود. محصول تولید شده در نورد گرم، ورق سیاه و محصول نورد سرد، ورق روغنی نام دارد.همانطور که قبلا گفته شد ورق های آلیاژی را با ترکیبات شیمیایی متفاوتی می سازند از این رو انواع و گریدهای متعددی از ورق آلیاژی تولید و روانه بازار می شود که برای استفاده در کاربردهای گوناگون به کار می رود.
ورق های آلیاژی فولاد
در بازار آهن، کلمه فولاد را برای ورق هایی که فقط از آهن و کربن تهیه شده اند یا همان ورق آهن معمولی یا کربن استیل (همان ورق st37 ) به کار می برند. از آنجا که مواد مختلفی در ترکیبات آلیاژها به کار می رود بنابراین هر آلیاژ خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوت و به طبع آن کاربردهای متفاوتی دارد و صنایع مختلف نیازمند فولادهای مختلف هستند که باید در انتخاب آن ها دقت شود. قیمت آلیاژهای آهن از ورق معمولی آهن بالاتر است چون خواص بهتری دارد. ولی باید در انتخاب نوع آن ها برای کارهای صنعتی بسیار دقت شود، زیرا انتخاب اشتباه می تواند خسارت های بسیار بالایی را به بار آورد.
ورق آلیاژی A516 که از دسته ورق های آلیاژی گرم به شمار می رود دارای گریدهای مختلف ۵۵، ۶۰، ۶۵، ۷۰ است که با وجود اختلاف خیلی نا چیز در ترکیبات شیمیایی هر کدام از گریدها، خواص کاملا متفاوتی را برای هر گرید مشاهده می‌‌کنیم. به همین علت توصیه می شود به هنگام خرید این ورق آلیاژی گواهینامه تولید آن را نیز بخواهید. در گواهینامه تولید این محصول مشخصات هر گرید و خواص شیمیایی و مکانیکی آن ها ذکر شده است. این نوع ورق همچنین از دسته ورق آتشخوار به حساب می آید زیرا می تواند دمای بسیار بالا را تحمل کند.
این نوع ورق در دسته ورق های مخزنی قرار دارد. از ویژگی های آن می توان به خاصیت خم کاری و جوشکاری اشاره کرد. ورق آلیاژی A283 در چهار گرید C, B, A و D تولید و روانه بازار می شود. خواص مکانیکی هر کدام از گریدها با هم متفاوت بوده و برای تشخیص خواص آن ها نیاز به انجام آزمایشات فیزیکی و شیمیایی و زمان بر است. از این رو به هنگام خرید این محصول نیز بایستی گواهینامه معتبر شامل مشخصات شیمیایی و مکانیکی آن از فروشنده دریافت شود. از بین چهار گرید این نوع ورق آلیاژی، گرید C بیشترین کاربرد و تقاضا را دارد.
ورق آلیاژی A36
نوع دیگری از ورق آلیاژی وجود دارد که برای محیط های دریایی با ترکیبات شیمیایی و خواص مکانیکی به خصوص تولید می شود و با نام ورق دریایی معروف است. این ورق آلیاژی همچنین در دسته ورق های گرم قرار دارد زیرا با فرآیند نورد گرم تولید می شود. از ویژگی های مهم این محصول مقاومت بالای آن به آب شور دریا و استحکام خمشی (به سادگی خم نمی شود) آن است. خواص مکانیکی این نوع ورق آلیاژی بسیار مهم است و بیشتر از ترکیب شیمیایی به هنگام خرید محصول مورد توجه قرار می گیرد هر چند که همین ترکیب شیمیایی است که بر خواص مکانیکی ورق آلیاژی تاثیر می گذارد و آن را تعیین می کند.
ورق ضد سایش چیست ؟
برای اینکه بیشتر سوال ورق آلیاژی چیست را توضیح دهیم نوع دیگری از این محصولات را معرفی می کنیم. سایش به معنی خورده و کنده شدن سطح یک جسم بر اثر اصطکاک و ساییدگی است. نوعی ورق آلیاژی وجود دارد که استحکام بسیار بالایی داشته و تغییر شکل موضعی یعنی ساییدگی در آن خیلی کم و به کندی صورت می گیرد. کربن و منگنز دو عنصر بسیار مهم در ترکیب شیمیایی ورق ضدسایش هستند که باعث ایجاد لایه هایی از کاربید آهنی که نوعی ترکیب بسیار سخت است می شوند. هرچقدر میزان کربن در ورق آلیاژی بیشتر باشد استحکام و خواص ضد سایشی آن افزایش می یابد. این محصول و البته همه ورق های آلیاژی در سایزها و ضخامت های مختلف تولید و روانه بازار می شوند.
ورق آلیاژی آجدار
ورق آجدار نیز یکی از پرمصرف ترین نوع ورق آلیاژی است که در دو نوع آجدار پرسی و آجدار فابریکی تولید میشود. ورق آلیاژی فابریکی که از طریق فرآیند نورد گرم و توسط غلتک های مخصوص به صورت فابریک آجدار میشود نسبت به نوع پرسی از کیفیت بیشتری برخوردار بوده و دامنه کاربردهای آن نیز بیشتر است.
ورقهای آلیاژی استیل
همان طور که گفته شد از ترکیب آهن و کربن، فولاد تهیه می شود و با افزودن عنصر کروم، فولاد حاصل به نام فولاد ضد زنگ نام می گیرد. ورق استیل یا فولاد ضد زنگ یا استنلس استیل، مصارف مختلفی داشته و به دو گروه کلی زیر تقسیم بندی می شود:
ورق استنلس استیل در ایران تولید نمی شود و از کشورهایی نظیر آفریقای جنوبی، تایوان، چین و غیره وارد می شود. با افزایش درصد کربن در این ورق ها از میزان شکل پذیری این محصول کاسته شده ولی سختی و مقاومت آن افزایش می یابد.
وجود حداقل 10/5 درصد کروم در این آلیاژ باعث می شود که استیل ضد زنگ شود. ضد زنگ شدن این فلز به این خاطر است که کروم وقتی در مجاورت هوا قرار می گیرد اکسید کروم را تشکیل می دهد که مثل یک لایه بی رنگ روی استیل را می پوشاند و مانع زنگ زدن آن می شود.
فولاد زنگ نزن در برابر دماهای بسیار بالا (تا ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد) و بسیار پایین (تا ۲۰۰- درجه سانتی گراد) مقاومت خوبی از خود نشان می‌دهد. ورق استیل ویژگی هایی مانند براقی، زیبایی، سطح صاف و صیقلی، عدم زنگ زدگی یا خوردگی به مرورزمان، دارد. این نوع ورق آلیاژی، خود به انواع مختلفی طبقه بندی می شود که ورق آلیاژی استیل سری 300 پرکاربردترین است و از بین سری 300 هم ورق آلیاژی استیل 304 رایج تر می باشد. استیل 304 به نام استیل ۸-۱۸ هم معروف بوده چون 18 درصد کروم و 8 درصد نیکل دارد.
ورق های آلیاژی برنج
از دیگر انواع ورق آلیاژی می توان به آلیاژ برنج اشاره کرد. آلیاژ برنج، یکی از آلیاژهای مس است که با فلز روی ترکیب می شود. میزان عنصر روی در آلیاژ برنج حداکثر 40 درصد است. گاهی برای افزایش خواص آلیاژ برنج به آن عناصر دیگری مانند نیکل، آلومینیوم، سیلیسیم، قلع، منگنز و سرب به مقدار 4 درصد اضافه می کنند که به آن برنج مخصوص می گویند.
ورق های آلیاژی برنج را بر اساس میزان عنصر روی موجود در آن ها به چند دسته طبقه بندی می‌کنند. ورق آلیاژی برنج، رنگی زرد رنگ و شبیه طلا دارند، سختی و مقاومت کششی بالایی داشته و در مقابل خوردگی هم مقاوم است؛ خیلی دیر اکسید و کدر شده و لکه به خود می گیرد. این آلیاژ خاصیت میکروب کشی و خاصیت مغناطیسی کمی دارد و می توان از ورق های آلیاژی برنج در مصارف قفل ها، بست ها، رادیاتورها، دستگیره های درب، مخصوصاً درب اتاق های بیمارستانی و غیره استفاده کرد.
ورقهای آلیاژی فسفر برنز
یکی دیگر از آلیاژهای مس، آلیاژ فسفر برنز نام دارد. این آلیاژ حاوی حدود 10 درصد قلع و مقدار خیلی کمی فسفر می‌باشد. عنصر فسفر باعث افزایش خاصیت شکل پذیری و عنصر قلع موجب افزایش مقاومت در برابر خوردگی و زنگ زدگی می شود. ورق های آلیاژی فسفر برنز در برابر خستگی و سایش بسیار مقاوم هستند. آن ها همچنین رسانایی خوبی نسبت به الکتریسیته از خود نشان می دهند چون بر پایه مس ساخته شده اند. ضریب اصطکاک پایین، استحکام بالا، الاستیسیته بودن و ریز دانه بودن از جمله بقیه خصوصیات این ورق آلیاژی است.
از ورقهای آلیاژی فسفر برنز در صنعت الکترونیک و قطعات کامپیوتری، حمل و نقل سوخت هسته ای، در تولید فنرهای به کار رفته در ماشین های صنعتی، ساخت مهره ها، پیچ و بست ها، ساخت پروانه کشتی در صنعت کشتی رانی، سیم گیتار آکوستیک و غیره استفاده می شود.
ورق های آلیاژی پیوتر
پیوتر یکی دیگر از انواع ورق آلیاژی است که از قلع و مس (حدود ۸۵ تا ۹۹ درصد قلع و بقیه مس و عناصر دیگر) تشکیل می شود. عنصر مس باعث افزایش سختی در ورق های آلیاژی پیوتر می شود. در بعضی از پیوترها با کیفیت پایین تر، عنصر سرب جایگزین می شود و رنگ ورق را متمایل به آبی می کند. از پیوتر برای تهیه ظروف، زیورآلات، وسایل تزیینی و دکوری و غیره استفاده می شود.
ورق های آلیاژی آمالگام
ورق های آلیاژی آمالگام، آلیاژ جیوه با یک فلز دیگر است. نسبت جیوه موجود در این آلیاژ تعیین می کند که شکل این آلیاژ مایع، به صورت خمیر نرم یا جامد باشد. تقریباً تمام فلزات می توانند آمالگام هایی با جیوه تشکیل دهند به جز آهن، پلاتین، تنگستن و تانتالوم. استفاده از آمالگام های جیوه و نقره در دندانپزشکی از اهمیت بالایی برخوردار بوده و در فرآیند استخراج طلا از سنگ معدن از آمالگام جیوه و طلا استفاده می شود. همچنین در دندانپزشکی از آلیاژهای جیوه با فلزاتی مانند نقره، مس، ایندیوم، قلع و روی هم استفاده می شود. در دندانپزشکی از آمالگام نقره و قلع با مقادیر جزئی مس و روی برای پر کردن دندان ها استفاده می شود.
ورق های آلیاژی قلع اندود
گاهی اوقات بر روی ورق های فولاد یا آهن را با لایه نازکی از قلع می پوشانند که به این کار قلع اندود کردن می گویند. قلع اندود کردن ورق های آهن و فولاد باعث می شود که ورق آلیاژی در مقابل زنگ زدگی مقاومت بسیار بالایی از خود نشان دهد. این خاصیت همچنین باعث می شود که از این نوع از انواع ورق آلیاژی قلع اندود در صنعت کنسروسازی استفاده شود. این ورق ها انعطاف پذیری و مقاومت بالایی دارند و در برابر فرسایش مقاوم هستند. ورق های آلیاژی قلع اندود همچنین در صنایع بسته بندی رنگ، صنایع مختلف، خودروسازی، نرده سازی و غیره کاربرد دارد.
ورق های آلیاژی فلزات گران بها
با اضافه کردن یکی از عناصر پالادیوم، مس، نیکل، روی، منگنز و نقره به طلا، طلای سفید به وجود می آید ولی متأسفانه این ترکیب به مرور زمان درخشندگی خود را از دست می دهد. برای اینکه این اتفاق نیفتد روی این آلیاژ یک لایه فلز رودیم روکش می کنند.
با اضافه کردن عنصر مس به طلا، طلای رزگلد ایجاد می شود. اضافه کردن مس به طلا هم باعث تغییر رنگ آن و هم باعث کاهش عیار طلا می شود.
از رایج ترین انواع ورق آلیاژی مورد استفاده در صنعت زیورآلات، نقره استرلینگ است که در واقع نوعی آلیاژ نقره با مس می باشد به طوری که 92/5 درصد نقره و 7/5 درصد مس است. وجود مس باعث افزایش سختی نقره و افزایش چکش خواری آن می شود و رنگ آن را تغییر نمی دهد. از نقره استرلینگ در صنعت جواهرسازی استفاده می شود و برای درخشندگی آن، ورق را با لایه نازکی از نقره خالص یا رودیم یا طلا روکش می کنند.
هم اکنون لازم است بدانیم این تکنولوژی چه کاربردهای مهمی در صنعت دارد. همان طور که می دانیم آهن معمولی یکی از پرکاربردترین فلز در تمام جهان است. ولی این آهن معمولی تحت تاثیر شرایطی مثل دمای بسیار بالا و یا دمای خیلی پایین دوام کمی دارد و از این رو برای صنایع جدید استفاده چندانی ندارد. به همین دلیل متخصصین و دانشمندان با ایجاد تغییراتی در ترکیب شیمیایی این فلز موفق به تولید ماده ای به کرات محکم تر و بادوام تر از خود آهن شدند که امروزه با نام ورق آلیاژی در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد.
این ورق در دماهای بالا و پایین، فضاهای پرفشار و کم فشار، ساخت قطعات، صنایع هواپیماسازی، صنایع راه سازی و شهرسازی، مصارف نیازمند به استحکام و سختی بالا، مصارف ضد اصطکاکی و غیره کاربرد دارد. این ماده فوق قوی نسبت به خورندگی هوا و زنگ زدگی و همچنین نسبت به آب شور دریا مقاوم است، بنابراین در صنعت کشتی سازی نیز کاربرد ویژه ای دارد. مقاومت ورق آلیاژی به اسید کاربرد آن را در صنایع داروسازی، نفت و پتروشیمی نیز افزایش داده است.
به طور کلی ورق آلیاژی در صنایع نفت، صنایع غذایی، ساخت پالایشگاه ها و هر جایی که در آن روغن و فشار و دماهای خیلی پایین و یا خیلی بالا باشد مورد استفاده قرار می گیرد. در بخش قبل این مقاله به معرفی انواع ورق آلیاژی پرداختیم. در این قسمت اجازه بدهید کاربردهای هر کدام از ورقهای آلیاژی را به تفکیک بررسی کنیم.
کاربرد ورق آلیاژی A516
این ورق به دلیل مقاومت بسیار بالا به حرارت بیشتر در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی به کار گرفته شده و برای ساخت انواع مخازن حرارتی مورد استفاده قرار می گیرد. برای تولید مخازن حرارتی ابتدا به وسیله سه غلتک عملیات خم کاری را روی ورق آلیاژی پیاده کرده تا مخزن شکل بگیرد و بعد بقیه عملیات جوشکاری درزها با دقت بسیار زیاد انجام می شود، زیرا بی توجهی در بستن درزها عواقب خطرناکی در پی خواهد داشت.
کاربرد ورق آلیاژی A36
این ورق دریایی همان طور که از نامش پیداست برای طراحی بدنه کشتی و قایق های مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. هر وسیله دیگری که با آب دریا در تماس است مثل انواع زیردریایی نیز به وسیله همین ورق آلیاژی طراحی و تولید می شود.
کاربرد ورق آلیاژی A283
این نوع ورق نسبت به دو نوع قبلی کاربرد ساده و معمولی تری دارد. از آنجایی که نه تاب حرارت را می آورد و نه آب شور دریا، برای ساخت مخازن حمل سوخت مورد استفاده قرار می گیرد. از این نوع ورق آلیاژی برای ساخت انواع مخازن پر فشار و کم فشار نیز بهره گرفته می شود.
کاربرد ورق آلیاژی ضدسایش
این محصول کاربردهای ویژه ای در کارخانجات صنایع غذایی دارد. در ماشین هایی که اصطکاک زیاد ایجاد می کنند مثل دستگاه های خمیر سازی از ورق آلیاژی ضد سایش استفاده می شود. در ساخت یخچال های صنعتی با دمای بسیار پایین نیز از همین ورق های آلیاژی ضدسایش بهره می برند. به طور کل هر جا که اصطکاک و ساییدگی زیاد اتفاق می افتد و یا نیاز به دمای خیلی پایین باشد استفاده از ورق آلیاژی برای ایمنی بیشتر توصیه می شود.
کاربرد ورق آلیاژی آجدار
این ورق در بسیاری از صنایع مثل صنایع غذایی، پتروشیمی و پالایشگاهی و در جاهایی که اصطکاک بسیار زیاد است مورد استفاده قرار می گیرد.
به طور خلاصه کاربرد این محصول به شرح زیر است:
جمع‌بندی
ورق آلیاژی از پرمصرف ترین و پرکاربردترین ماده است زیرا مزایای زیادی در صنایع مختلف دارد. مقاومت بالا در برابر دماهای بالا و پایین و همچنین مقاومت به خورندگی و ویژگی هایی از این قبیل باعث شده است کاربرد این محصول نیز بیشتر شود. بسیاری از صنایع تولیدات خود را مدیون وجود این ماده ارزشمند هستند. حتی چیزهایی که به نظر ما عادی هستند و هر روز با آن ها سروکار داریم به واسطه همین ورق های آلیاژی تولید و به دست ما رسیده اند. پس اگر این ورق های آلیاژی امروز نبودند معلوم نبود که زندگی با چه سختی هایی طی می شد.
در این مقاله توانستیم تا حدودی به سوال ورق آلیاژی چیست پاسخ داده و برخی انواع و کاربردهای آن را نیز بیان کنیم. صحبت در مورد ورق آلیاژی زیاد است و این اطلاعات تنها بخشی از داستان ورق آلیاژی را بازگو می کند. دقت داشته باشید که برای تهیه محصول ورق آلیاژی از فروشندگان معتبر خرید کرده و گواهینامه معتبر هر محصول را که حاوی اطلاعات دقیق راجع به آن است را از آن ها دریافت کنید. ورق آلیاژی با کیفیت، برابر است با ایمنی بیشتر و محصولات با کیفیت تر.