فولاد 7034-فولاد با قابلیت عملیات حرارتی (Heat Treatment Steels) -نام های دیگر این فولاد 38C4 – 5135– 530M36 – 530A36 می باشد.

فولاد 7034

خصوصیت : دارای استحکام متوسط، سختی پذیری نسبتاً خوب، سختی متوسط رو به بالا و مقاومت سایشی متوسط

کاربرد: مناسب برای استفاده در قطعات تحت بارگذاری نرمال در صنایع خودرو سازی و ماشین سازی نظیر اجزاء فرمان، سگ دست و …

کاربرد:اجزاء تحت بار قطعات دنده دار، دسته پیستون،میل لنگ ها، برای دگرگونی و اکستروژن سرد

دمای پیش گرم: 150 الی 200 درجه سانتی گراد

الکترود جوشکاری : E9018-B

فولادهای با قابلیت عملیات حرارتی

فولادهای عملیات حرارت پذیر: Heat Treatment Steels

فولاد های عملیات حرارتی پذیر فولادهایی هستند که تحت بارگذاری های شدید پیچش، کشش و خمش مقاومت خیلی خوبی از خود نشان می دهند. و از آنها می توان در ساخت انواع قطعات کوچک و بزرگ در صنایع مختلف استفاده نمود.

فولاد 7034

خصوصیت فولادهای عملیات حرارتی

خصوصیت اصلی فولادهای عملیات حرارتی پذیر همانطور که در ابتدا به آن اشاره شد. مقاومت به کشش، پیچش و خمش می باشد. این گروه از فولادها خواص دیگری نظیر، ماشین پذیری خوب، انعطاف پذیری بالا، مقاومت به شکست. مقاومت به اصطکاک و مقاومت به ضربه را نیز درون خود دارا می باشند.

خواص مثبت

مقاومت به کشش، پیچش و خمش

مقاومت به شکست و ترک

ماشین پذیری خیلی خوب

انعطاف پذیری بالا

مقاومت اصطکاکی بالا

مقاومت به ضربه خیلی خوب

خواص منفی: خصوصیت های مثبت ذکر شده در فولادهای عملیات حرارتی پذیر غیرآلیاژی کمتر می باشد.

فولاد 7034

کاربرد فولادهای عملیات حرارتی

این نوع فولادها به دو دسته تقسیم می گردند.

گروه اول: فولادهای عملیات حرارتی پذیر آلیاژی هستند که دارای عناصر آلیاژی نظیر کروم، مولیبدن، نیکل و وانادیوم میباشند. این گروه از فولادها پس از عملیات سخت کاری و آبدهی استحکام کششی بالایی بدست می آورند که باعث می شود بتوان از این گروه برای ساخت انواع قطعات با سطح مقطع بزرگ تحت بارگذاری شدید استفاده نمود.

گروه دوم : فولادهای عملیات حرارتی پذیر غیر آلیاژی هستند. که به دلیل استحکام و ماشین کاری پائین از آنها میتوان در انواع ساخت قطعات با سطح مقطع کوچک با تنش کاری پائین استفاده نمود.

در نتیجه بطور کلی از فولادهای عملیات حرارتی پذیر می توان در ساخت انواع قطعات با سطح مقطع کوچک نظیر انواع ابزار آلات دستی و کشاورزی (قلم دستی، چاقو، تیغ اره، داس، آچار، پیچ کش، غلطک های صنعتی، شافت های کوچک و قطعات بزرگ و بلند در صنایع خودروسازی که نیاز به استحکام بالا، مقاومت کششی، انعطاف پذیری و مقاومت بالا در برابر شکست دارند، نظیر اجزاء و قطعات دندانه دار، میل لنگ ها، محورهای غیر هم مرکز، شافت های صنایع سیمان، شاسی خودرو، پیچ و مهره محور قطار، صفحه دیسک و موارد مشابه دیگر استفاده نمود.

فولاد 7034

فولاد های پر کاربرد عملیات حرارتی در ایران

به معرفی چند نمونه از فولادهای پر کاربرد عملیات حرارتی پذیر می پردازیم.

فولاد 1.1181 با استاندارد DIN CK35

این فولاد غیر آلیاژی بوده و دارای سختی پذیری متوسط، شکل پذیری عالی و همچنین ماشین کاری خیلی خوب می باشد. از این فولاد می توان در ساخت انواع قطعات خودرو، پیچ و مهره محور قطار، شافت های صنعتی و موارد مشابه دیگر استفاده نمود.

فولاد 1.1191 با استاندارد DIN CK45

این فولاد دارای مقاومت بسیار خوب در برابر اصطکاک، استحکام خوب و مقاومت به ضربه خیلی خوب می باشد. از این فولاد فولاد می توان در ساخت انواع ابزار دستی و کشاورزی نظیر قلم دستی، چاقو، تیغ اره، داس، انواع چکش، آچار. پیچ کش، پیچ و مهره محور کرپی و سایر ابزار ساده استفاده نمود.

فولاد 1.7035 با استاندارد DIN 41Cr4

این فولاد دارای سختی و استحکام متوسط رو به بالا، سختی پذیری نسبتاً خوب با مقاومت سایشی متوسط رو به پائین است. و مناسب برای ساخت قطعات تحت بارگذاری نرمال در صنایع خودرو سازی و ماشین سازی نظیر اجزاء فرمان، سگ دست و … می باشد.

انواع دیگر فولادهای عملیات حرارتی پذیر

1.0432 – C21 – A105

1.0503 – C45

1.0561 – 34Mn4

1.1151 – Ck22

1.1157 – 40Mn4

1.1181 – Ck35

1.1186 – C40E

1.1191 – فولاد حرارتی Ck45

1.1221 – Ck60

1.7033 – 34Cr4

1.7034 – 37Cr4

1.7035 – 41Cr4

1.7707 – 30CrMoV9

فولاد ابزار

فولاد ابزارها دارای تنگستن، مولیبدن، کبالت و وانادیوم در مقادیر مختلف می باشد. که این نوع فولاد در برابر حرارت و فشار مقاومت بسیار بالایی از خود نشان می دهد.

مشخصات فولاد فنر

• شکل پذیر خوب
• قابلیت دسترسی
• عاری از هر گونه نقص و عیب
• هزینه پایین

انواع فولاد فنر

فولاد فنر ck از انواع فولادهای قابل عملیات حرارتی می باشند. که انواع مختلفی دارند. از جمله ی آنها می توان به ck70,ck75,ck60,ck45,ck35 اشاره کرد. که دارای ویژگی و ساختار متفاوتی نسبت به یکدیگر می باشند. این فولاها در صنعت بسیار پُرکاربرد و پُر مصرف می باشند.

کاربرد های فولاد فنر

هر فولاد فنر دارای خاصیت و ویژگی های مختص به خود است. که از انواع کاربردهای فولاد فنر می توان به موارد زیر اشاره نمود.

• فنرهای لوله ای فشاری: فاصله ی میان دایره های این نوع از فنر از یکدیگر زیاد می باشد. تا هنگامی که به آن فشار اعمال می شود بتواند آن را تحمل کند.
• فنر کششی : این نوع از فنرها عملکردی برعکس فنرهای لوله ای فشاری دارند. در این نوع از فنرها فاصله ی دایره ها کمتر بوده و برای اعمال فشار مناسب می باشد.
• فنرهای پیچشی: از این نوع فنرها هنگامی استفاده می شود. که ملاک ما تحمل و ایجاد گشتاور می باشد.
• فنرهای تخت: این فنرها برای جذب نیروهایی از جمله نیروی خمشی مورد استفاده قرار می گیرد.
• فنرهای مخروطی : این فنرها می توانند ضریب سختی غیر برابر را تحمل کنند. بدین صورت که اگر نیروی کمی بر آن وارد شود . به صورت نرم عمل می کند. ولی اگر نیروی بسیار زیادی به آن اعمال شود به صورت سخت عمل می کند.

شرکت خشکه و فولاد پایتخت (( مدیریت : جواد دلاکان )) صنعتگران عزیز، افتخار داریم. که سی سال تجربه گرانبهای خویش را در زمینه عرضه انواع ورق آلیاژی. و انواع فولاد آلیاژی برای خدمت رسانی به شما هموطنان کشور عزیزمان ایران ارائه می دهیم. پیشاپیش از اینکه شرکت خشکه و فولاد پایتخت را جهت خرید خود انتخاب می نمایید سپاسگزاریم.ارتباط با ما:
۰۹۱۲۱۲۲۴۲۲۷
۰۹۳۷۱۹۰۱۸۰۷
تلفن: ۰۲۱۶۶۸۰۰۲۵۱

ارتباط با ما در شبکه های اجتماعی

https://t.me/foolad_paytakht تلگرام

https://www.instagram.com/folad_paytakht اینستاگرام

https://www.instagram.com/foolad_paytakht.ir اینستاگرام

فکس: ۶۶۸۰۰۵۴۶ 

تشکیل لایۀ کاربید کروم بر روی سطح فولاد 1020 AISI کربن. مورد قرار گیری با استفاده از روش نفوذ فعال حرارتی (TRD) و بررسی سینتیک آن

فولاد 1020

خصوصیات لایه کاربیدی که بر روی فلزات و آلیاژها از طریق روش نفوذ فعال حرارتی (TRD) به وجود می آید. شامل مقاومت به سایش، اکسیداسیون، خوردگی و نیز افزایش سختی سطح آنها می باشد. در تحقیق حاضر، سینتیک تشکیل لایه کاربید کروم بر روی فولاد AISI 1020 کربن می دهند که با استفاده از روش حمام نمک مذاب. در دمای 900، 1000 و 1100ºC به مدت 3 تا 9 ساعت مورد مطالعه قرار گرفت.

با استفاده از آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD)، حضور فاز Cr7C3 بر روی سطح فولاد تأیید شد. نتایج حاصل از مشاهدات سطح مقطع نمونه ها. با استفاده از تصاویر حاصل از میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی (SEM)، نشان داد. که یک لایه کاربید کروم پیوسته و نسبتاً یکنواخت بر روی سطح فولاد متشکل است. میکروسختی سطح فولاد پوشش داده شده در محدوده 1321-530 ویکرز (با نیروی 200 گرم) به دست آمد.

بررسی سینتیکی لایه کاربیدی نشان داد. که یک رابطه سهمی شکل بین ضخامت لایه کاربیدی و زمان غوطه وری نمون ها در حمام نمک مذاب وجود دارد. همچنین بر این، انرژی فعال سازی لازم برای این فرآیند برابر با Kj/mol 97/78 حاصل شد. برای پیش بینی ضخامت لایۀ کاربیدی و میکروسختی سطح فولاد از طریق پارامترهاهی فرآیند، نمودارهای ایزوضخامت و ایزوسختی پیشنهاد گردید. همچنین امکان استفاده از یک سری روابط ریاضی برای پیش بینی ضخامت لایه کاربیدی و میکروسختی سطح بررسی گردید.

امروزه فرآیندهای تولید برای بهبود کارآیی قطعات صنعتی با سرعت بالایی در حال پیشرفت می باشند. به نحوی که این قطعات دارای پایداری ابعادی مناسب، استحکام مکانیکی زیاد، به همراه خواص سایشی و خوردگی عالی باشند. یکی از روش های دستیابی به این خواسته ها ایجاد یک لایه سخت و مقاوم به سایش و خوردگی. بر روی یک ماده با استحکام کافی می باشد. در سه دهه اخیر، به اثبات رسید که ایجاد پوشش های سرامیکی، مؤثرترین روش برای افزایش عمر و مقاومت ابزار برش. و دیگر اجزای ماشین آلات در مقابل سایش و خوردگی می باشد. این پوشش ها شامل نیتریدها، کاربیدها و کاربونیتریدهای فلزات انتقالی هستند.

برای تولید چنین پوشش هایی از فرآیندهای متفاوتی استفاده می شود. دو مورد از این فرآیندها شامل فرآیندهای رسوب شیمیایی بخار و رسوب فیزیکی بخار می باشند. که به صورت گسترده در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند. فرآیند سوم، روش نفوذ فعال حرارتی (Thermal Reactive Diffusion) می باشد. که برای تهیه پوشش های کاربیدی، نیتریدی و یا کاربونیتریدی بر روی مواد مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش نحوه تشکیل پوشش به این صورت است که عناصر تشکیل دهنده کاربید از جمله کروم، وانادیم، نایوبیم و … از بیرون برای قطعه تأمین می شود.

این عناصر با کربن یا نیتروژن موجود در قطعه وارد واکنش می شوند. تا لایه ای سخت از جنس کاربید، نیترید و یا کاربونیترید بر روی سطح قطعه تشکیل گردد. چنانچه قطعه، کربن یا نیتروژن کافی برای تشکیل کاربید و یا نیترید را نداشته باشد. (این مقدار برای کربن حدود 0/3 درصد وزنی ذکر شده است). قطعه قبل از این که تحت روش نفوذ فعال حرارتی قرار بگیرد بایستی تحت عملیات کربن دهی و یا نیتروژن دهی قرار گیرد.

امروزه از پوشش های حاوی کروم برای افزایش سختی سطوح فلزات و آلیاژها و همچنین مقاومت به سایش و خوردگی آنها استفاده می گردد. از میان این پوشش ها، پوشش های نفوذی کروم که از طریق روش نفوذ فعال حرارتی (حمام نمک مذاب) به وجود می آیند. دارای اهمیت خاصی می باشند.

تشکیل لایه بین فلزی بر روی سطح فلزات و آلیاژها در حمام مذاب از قوانین نفوذ و واکنش (reaction and diffusion laws) تبعیت می کند. تلاش های مختلفی برای کم کردن این پدیده و یا به عبارتی تخمین ضخامت لایه سخت. با گذشت زمان و همچنین تغییر دما صورت گرفته است. این تلاش ها نشان می دهد که رشد لایه بین فلزی (از جمله کاربید کروم) را رابطه سینتیکی:

d=k’ . t n

پیروی می کند. در این رابطه d ضخامت لایه بین فلزی، t زمان فرایند، ‘k و n به ترتیب ثابت رشد و نمای سینتیکی می باشند. در رابطه مورد بیان، چنانچه n نزدیک به 0/5 باشد (قانون کلاسیک سینتیک) آنگاه رشد لایه توسط نفوذ و چنانچه نزدیک به 1 باشد. آن گاه رشد لایه توسط واکنش بین اجزاءف کنترل می شود. افزون بر این، در برخی از تحقیقات برای پیش بینی ضخامت لایه. بین فلزی که تشکیل گردید با توجه به دما و زمان غوطه وری در حمام. علاوه بر تئوری سینتیک، از روابط ریاضی دیگری نیز به کارگیری شد.

در ضمن در بعضی از این تحقیقات نیز از نمودارهای مرسوم به نمودارهای ایزو-ضخامت (isothickness). و ایزو میکروسختی (isomicrohardness) که از اطلاعات تجربی به دست می آیند، بکارگیری و گزارش گردیدند. بر اساس این روابط ریاضی و نمودارها می توان ضخامت لایه پوشش (کاربید کروم) و میکروسختی سطح نمودارها را در دماها. و زمان هایی به غیر از زمان و دمای پوشش دهی مورد آزمایش، به دست آورد. این روابط ریاضی و نمودارها بر خلاف رابطه سینتیکی که بیان شد. مفهوم فیزیکی نداشته و صرفاً ابزارهایی برای تخمین مقادیر ضخامت پوشش کاربید کروم و همچنین میکروسختی سطح نمونه ها می باشند.

سینتیک تشکیل و رشد پشش کاربید کروم بر روی فولاد AISI D2. و نیز پوشش نیترید تیتانیم بر روی فولاد AISI 1020 با استفاده از فرآیند سمانتاسیون پودری. به ترتیب توسط S.sen و U.sen مورد بررسی قرار گرفت. و انرژی فعال سازی آنها به ترتیب 278 و kj/mol 187 محاسبه گردید.

هدف تحقیق حاضر، تشکیل پوشش کاربید کروم بر روی فولاد AISI 1020 کربن داده شده. با استفاده از روش نفوذ فعال حرارتی و مطالعه سینتیک این روش می باشد. افزون بر این، از تعدادی روابط ریاضی برای پیش بینی ضخامت لایه کاربیدی و میکروسختی سطح بکارگیری شد. در نهایت روابط حاصل با نتایج تجربی و رابطه حاصل از تئوری کلاسیک سینتیک مقایسه گردیدند.

روش انجام تحقیق

در این بررسی، از نمونه های استوانه ای از جنس فولاد 1020 AISI. با قطر 12 و ارتفاع 20 میلیمتر (که ترکیب شیمیایی آن در جدول 1 ارائه شده است) استفاده شد. ابتدا نمونه های فولادی تهیه شده. در مخلوط پودری 90 درصد کربنات باریم و 10 درصد زغال چوب در دمای 1000ºC و به مدت 5 ساعت کربن دهی شدند. سپس هر کدام از نمونه ها در حمام نمک. شامل بوراکس و 10 درصد وزنی پودر کروم در دماهای 900، 1000 و 1100ºC به مدت زمان های 3،6 و 9 ساعت پوشش دهی شدند. نمونه ها بعد از کروم دهی از کوره مقاومتی خارج شدند و در هوا سرد گردیدند.

جدول 1 ترکیب شیمیایی فولاد ساده کربی مورد استفاده در تهیه نمونه ها (اعداد بر حسب درصد وزنی می باشند)

سطح مقطع نمونه های پوشش داده شده، پس از آماده سازی. توسط میکروسکوپ نوری (نوع Union مدل Versamet II) و الکترونی روبشی (TESCAN) مجهز به EDS، تحت آنالیز ساختاری و عنصری قرار گرفتند. آنالیز فازی نیز توسط دستگاه XRD، برای مشخص شدن فازهای موجود در پوشش و نوع کاربید تشکیل شده انجام شد. برای این آنالیز از Ka عنصر مس با طول موج Å 1/542 در محدوده زاویه (2θ)، 20 تا 100 درجه استفاده گردید. ضخامت لایه کاربیدی با استفاده از تصاویر متالوگرافی و با کمک نرم افزار آنالیز کننده تصویر Clemex اندازه گیری شد. همچنین میکروسختی سطح نمونه ها با استفاده از میکروسختی سنج ویکرز (BUEHLER) با اعمال نیروی 200 گرم و زمان 15 ثانیه حاصل شد.

نتایج و بحث

بررسی مشخصات پوشش، نتایج مورد حاصل از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، نشان می دهد. که لایه کاربید متشکل بر روی نمونه ها، مداوم و نسبتاً یکنواخت می باشد. (شکل1)، ضخامت لایه کاربیدی، نسبت به دما و زمان غوطهه وری نمونه ها در حمام، در محدوده 4/2 (برای 900ºC به مدت 3 ساعت). تا 14/5 میکرون (برای 1100ºC به مدت 9 ساعت) قرار دارد، (شکل2).

فولاد 1020

همچنین میکروسختی سطح نمونه ها در محدوده 530 تا 1321 ویکرز (نیروی 200 گرم) قرار داد، (شکل3). با بررسی شکل های (2و3) مشاهده می شود که با افزایش دمای پوشش دهی در یک زمان خاص. مقدار ضخامت لایه کاربید و میکروسختی سطح افزایش می یابد. البته این موضوع در مورد یک دمای خاص و برای زمان های مختلف نیز صادق است.

شکل 1 ریزساختار سطح مقطع نمونه های مورد پوشش. دما و زمان غوطه وری الف) 900ºC و 3 ساعت، ب) 1100ºC و 9 ساعت ج) تصویر مورد حاصل از SEM از سطح مقطع.

نکته دیگری که بایستی بیان شود این است که در واقع پوشش تشکیل شده. بر روی سطح نمونه ها متشکل از دو لایه، یکی لایه کاربید کروم و دیگری محلول جامد کروم و آهن می باشد. کاربید کروم متشکل بر روی سطح از نوع Cr7C3 هست. که توسط نتایج XRD حاصل گردید، (شکل4).

شکل 4 آنالیز XRD از نمونه پوشش داده شده، در دمای 900ºC و زمان 3 ساعت

استدلالی که برای تشخیص لایه کاربید کروم از نوع Cr7C3 بکاری گیری شد از قرار زیر می باشد.

بعنوان مثال چنانچه تصویر الف شکل (1) (نمونه مهیا در دمای 900 و زمان 3 ساعت) در نظر گیری شود. ملاحظه می گردد که بر روی سطح، لایه ای سفید رنگ معلوم و مشخص است. که این لایه در مقابل محلول اچ مقاوم است و به عبارتی دچار خوردگی نشد.

این تصویر، حکایت از وجود ماده ای متفاوت از جنس زیر لایه در سطح نمونه دارد. تفسیر الگوی پراش مورد حاصل از سطح همین نمونه، شکل (4). امکان حضور فازهای Cr7C3،کروم خالص و آهن آلفای خالص را محتمل می داند. حال با توجه به آنالیز خطی عنصری شکل (5) و آنالیزهای نقطه ای مورد انجام از سطح این نمونه مشاهده می شود.

که در هیچ نقطه از سطح، عناصر کروم و آهن به صورت صد در صد و خالص وجود نداشته. و به همین دلیل حضور این دو فاز (کروم و آهن خالص) در سطح امکان نداشته و مردود می باشد. به همین دلیل با توجه به تفسیر الگوی پراش اشعه ایکس، تنها فاز باقیمانده Cr7C3 بوده. که به دلیل وجود مقدار بالای کروم در آن، در مقابل خورندگی محلول اچ مقاوم می باشد. و به همین علت کاملاً روشن نمایان می شود، شکل (1).

فولاد 1020

نکته ای که بایستی در مورد سختی سنجی سطح نمونه ها به آن اشاره شود. این است که سختی مورد اندازه گیری مربوط به سطح نمونه ها که شامل لایه پوشش می باشد. بوده و این سختی مختص لایه پوشش یا کاربیدی نیست. این بدان معناست که فرضاً سختی 1321 ویکرز مورد اندازه گیری، برای کاربید Cr7C3 (لایه پوشش) نیست. بلکه مربوط به سطح نمونه است. که در اثر حضور فاز سخت کاربیدی Cr7C3، سختی آن نسبت به حالت اولیه (130 ویکرز) افزایش پیدا کرده است.

به نظر می رسد اگر شرایط به گونه ای انتخاب شود. که فرو روندۀ دستگاه میکروسختی سنج به هنگام اندازه گیری سختی کاملاً با لایه پوشش درگیر باشد. آن گاه می توان سختی مورد اندازه گیری را به لایه پوشش نسبت داد. ولی در شرایط مورد انجام در این تحقیق، نیروی 200 گرم و زمان 15 ثانیه شرایطی نیست. که فرو رونده فقط در لایه کاربید بماند. و به زیر لایه کاربیدی نفوذ نکرده باشد. حال با تصویر چنین وضعی، هرچه ضخامت لایه کاربیدی بیشتر باشد. در نتیجه فرو رونده دستگاه میکروسختی سنج بیشتر با آن درگیر بوده. و به همین دلیل سختی مورد اندازه گیری مقدار بیشتری دارد.

لایه محلول جامد در زیر لایه کاربید قرار می گیرد. (تصویر به شکل 1)، و تا جایی ادامه می یابد. که مقدار کروم موجود در لایه با مقدار کروم موجود در زمینه برابر گردد (شکل5).

با توجه به اطلاعات مشخص و معلوم در شکل های (2) و (3)، می توان نمودارهایی مطابق شکل (6). به کمک نرم افزار Sigmaplot7.0 استخراج نمود که محورهای آن، پارامترهای فرآیند پوشش دهی باشند. از این نمودارها می توان برای پیش بینی ضخامت لایه کاربید کروم و همچنین میکروسختی سطح نمونه. در شرایط دمایی و زمانی به غیر از دماها و زمان های آزمایش شده استفاده نمود.

همچنین می توان یک سری روابط ریاضی مانند روابط سهموی، گوسین و لورنتزین. را بر داده های موجود با استفاده از نرم افزار Sigmaplot7.0 انطباق داد.نتایج این کار در جدول (2) ارائه شده است. در روابط موجود در جدول (2)، 1 ضخامت لایه کاربیدی (میکرون)، h میکروسختی سطح نمونه ها (ویکرز)، t زمان پوشش دهی (ساعت). T دمای پوشش دهی (کلوین)، R ضریب همبستگی ، a,b,c,d,،x0,y0 ثابت مربوط به هر فرمول می باشند.

با توجه به ضرایب همبستگی مورد محاسبه، ملاحظه می گردد. که روابط گوسین و لورنتزین، نسبت به رابطه سهموی با دقت بیشتری ضخامت و میکروسختی سطحی نمونه ها را تقویت می کنند. اهمیت روابط مورد محاسبه و نمودارهای شکل (6) در عمل ملاحظه می شود. چرا که با استفاده از این موارد می توان ضخامت و میکروسختی سطح را تحت شرایط (دما و زمان) خاص پیش بینی نمود. و یا اینکه برای حصول ضخامت و میکروسختی مورد نظر، شرایط پوشش دهی را در حمام مذاب 10 درصد وزنی کروم در بوراکس محاسبه نمود.

شکل 6 نمودارهای الف) ایزو ضخامت لایه کاربید کروم بر روی فولاد 1020 AISI کربن داده شده. و ب) ایزو میکروسختی سطح آن نسبت به دمای حمام و زمان پوشش دهی.

محاسبه انرژی فعال سازی. اگر از طرفین رابطه سینتیکی (1) لگاریتم گیری شود رابطه زیر به دست می آید:

Ln(d)=L(k’)+n.Ln(t)

از رابطه فوق برای محاسبه n استفاده می شود. بدین ترتیب که چنانچه لگاریتم ضخامت پوشش بر حسب لگاریتم زمانن پوشش دهی در یک دمای معین رسم گردد. آن گاه شیب خط مورد حاصل برابر با n می باشد. این کار برای اطلاعات این تحقیق انجام گردید و نتایج آن در شکل (7) نمایان و مشخص است.

با توجه به ضرایب همبستگی مورد محاسبه (R2) ملاحظه می شود. که اولاً منحنی ها رفتار خطی داشته و ثانیاً شیب آن ها (n) تقریباً برابر با 0/5 می باشد. این بدان معناست که رشد لایه کاربید کروم بر روی فولاد 1020 AISI توسط نفوذ عناصر سازنده آن کنترل می شود. و همچنین رشد آن از قانون سینتیک کلاسیک (رابطه 3) تبعیت می کند. در این تئوری، عمق نفوذ (مجذور ضخامت لایه کاربیدی) به عنوان تابعی از زمان فرآیند در نظر می گیرند.

d2 = k . t

جدول 2 روابط ریاضی مورد محاسبه برای تخمین ضخامت لایه کاربید کروم و میکروسختی سطح

شکل 8 ارتباط ضخامت به توان 2 با زمان غوطه وری برای دماهای مختلف

در رابطه (3)، k ثابت سرعت رشد لایه کاربیدی است. که وابسته به دما می باشد. برای به دست آوری مقدار k بایستی ابتدا نمودار مجذور ضخامت لایه کاربیدی را بر حسب زمان پوشش دهی رسم نماییم. و سپس شیب منحنی را به دست آوریم (شکل8).

دیمانسیون ثابت سرعت رشد لایه کاربیدی برابر با L2/t می باشد. که با دیمانسیون ضریب نفوذ عناصر یکسان می باشد. در رابطه مربوط به قانون اول فیک

ترکیب شیمیایی در واحد حجم، x فاصله و J دبی جریان یک عنصر در واحد سطح و زمان)، D ضریب نفوذ بوده. و دیمانسیون آن برابر با L2/t است. این بدان معناست که ثابت سرعت رشد و ضریب نفوذ از یک جنس بوده. و بنابراین ثابت سرعت رشد لایه کاربیدی با دما رابطه آرنیوسی دارد.

در رابطه مذکور، T دما (کلوین)، R ثابت جهانی گازها (J/mo1k)، Q انرژی فعال سازی (J/mo1) و kº یک ثابت می باشد.

چنانچه از طرفین رابطه (4) لگاریتم گرفته شود، رابطه (5) به دست خواهد آمد.

ثواب سرعت رشد که محاسبه شد. برای دماهای 900، 1000 و 1100ºC به ترتیب برابر با 5/67×12- 10، 1/87 × 11- 10 و m2/h 2/39×10-11 می باشند. با رسم نمودار Ln(k) بر حسب معکوس دما می توان انرژی فعال سازی لازم. برای فرآیند تشکیل کاربید کروم در حمام نمک مذاب را به دست آورد، (شکل9). تفسیر مقدار مورد حاصل به این صورت است. که برای شروع تشکیل یک مول از کاربید کروم بر روی فولاد 1020 AISI کربن داده شده. از طریق حمام مذاب 10 درصد وزنی پودر کروم در بوراکس، بایستی مقدار 97/781 KJ انرژی به سیستم می شود.

با بدست آوری Q و kº می توان با ادغام روابط (3) و (4) ضخامت لایه کاربیدی را. با گذشت زمان در یک دمای معین. از طریق رابطه زیر محاسبه نمود.

در رابطه فوق ضخامت لایه کاربیدی بر حسب متر می باشد. برای ارزیابی روابط گوسین و لورنتزین و رابطه مورد حاصل از سینتیک کلاسیک رابطه (6)، در شکل (10) مقایسه ای بین روابط محاسبه میشود. و اطلاعات تجربی در دمای 1273k صورت پذیرفت. همانگونه که از شکل پیداست، روابط گوسین و لورنتزین تقریباً بر یکدیگر منطبق است. و هر دو تطبق بسیار مناسبی با نقاط مورد اندازه گیری نشان می دهند. رابطه سهموی در مقایسه با دیگر روابط، نامناسب ترین تقریب را ارائه می دهد.

نتیجه گیری

1- هنگامی که از حمام مذاب شامل بوراکس و پودر فلزی خالص برای پوشش دهی استفاده می شود. یک لایه کاربید کروم از نوع Cr7C3 بر روی فولاد 1020 AISI کربن داده شده تشکیل می گردد.

2- بررسی های میکروساختاری سطح مقطع نمونه ها، نشان داد. که پوشش نمونه ها شامل دو لایه کاربیدی و لایه محلول جامد زیر سطحی است. و مغز قطعه فریتی پرلیتی می باشد.

3- میکروسختی سطح نمونه های پوشش داده شده با افزایش دما افزایش می یابد. و می توان از روابط گوسین و لورنتزین جدول (2) برای پیش بینی آن استفاده نمود. ضخامت لایه کاربیدی متشکل بر روی نمونه ها با افزایش دمای فرآیند و زمان پوشش دهی، افزایش می یابد. برای تخمین ضخامت لایه کاربید، روابط ریاضی گوسین و لورنتزین که ارائه گردید. در جدول (2) رابطه مورد حاصل از سینتیک کلاسیک (رابطه) پیشنهاد می گردد.

4- رشد لایه کاربید کروم بر روی فولاد 1020 AISI در حمام مذاب توسط نفوذ اجرای تشکیل دهنده آن کنترل می شود. انرژی فعال سازی لازم برای تشکیل این لایه کاربید کروم بر روی فولاد کربن داده شده در حمام مذاب. شامل 10 درصد وزنی پودر کروم در بوراکس، تقریباً 97/781 kJ/mol می باشد.

نشریه مهندسی متالورژی و مواد – حمیدرضا کریمی زارچی – میثم جلالی – منصور سلطانیه

شرکت خشکه و فولاد پایتخت (( مدیریت : جواد دلاکان )) صنعتگران عزیز، افتخار داریم. که سی سال تجربه گرانبهای خویش را در زمینه عرضه انواع ورق آلیاژی. و انواع فولاد آلیاژی برای خدمت رسانی به شما هموطنان کشور عزیزمان ایران ارائه می دهیم. پیشاپیش از اینکه شرکت خشکه و فولاد پایتخت را جهت خرید خود انتخاب می نمایید سپاسگزاریم.ارتباط با ما:
۰۹۱۲۱۲۲۴۲۲۷
۰۹۳۷۱۹۰۱۸۰۷
تلفن: ۰۲۱۶۶۸۰۰۲۵۱
فکس: ۶۶۸۰۰۵۴۶

ارتباط با ما در شبکه های اجتماعی

https://t.me/foolad_paytakht تلگرام

https://www.instagram.com/folad_paytakht اینستاگرام

https://www.instagram.com/foolad_paytakht.ir اینستاگرام

تشکیل لایۀ کاربید کروم بر روی سطح فولاد 1020 AISI کربن. مورد قرار گیری با استفاده از روش نفوذ فعال حرارتی (TRD) و بررسی سینتیک آن

فولاد 1020

خصوصیات لایه کاربیدی که بر روی فلزات و آلیاژها از طریق روش نفوذ فعال حرارتی (TRD) به وجود می آید. شامل مقاومت به سایش، اکسیداسیون، خوردگی و نیز افزایش سختی سطح آنها می باشد. در تحقیق حاضر، سینتیک تشکیل لایه کاربید کروم بر روی فولاد AISI 1020 کربن می دهند که با استفاده از روش حمام نمک مذاب. در دمای 900، 1000 و 1100ºC به مدت 3 تا 9 ساعت مورد مطالعه قرار گرفت.

با استفاده از آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD)، حضور فاز Cr7C3 بر روی سطح فولاد تأیید شد. نتایج حاصل از مشاهدات سطح مقطع نمونه ها. با استفاده از تصاویر حاصل از میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی (SEM)، نشان داد. که یک لایه کاربید کروم پیوسته و نسبتاً یکنواخت بر روی سطح فولاد متشکل است. میکروسختی سطح فولاد پوشش داده شده در محدوده 1321-530 ویکرز (با نیروی 200 گرم) به دست آمد.

بررسی سینتیکی لایه کاربیدی نشان داد. که یک رابطه سهمی شکل بین ضخامت لایه کاربیدی و زمان غوطه وری نمون ها در حمام نمک مذاب وجود دارد. همچنین بر این، انرژی فعال سازی لازم برای این فرآیند برابر با Kj/mol 97/78 حاصل شد. برای پیش بینی ضخامت لایۀ کاربیدی و میکروسختی سطح فولاد از طریق پارامترهاهی فرآیند، نمودارهای ایزوضخامت و ایزوسختی پیشنهاد گردید. همچنین امکان استفاده از یک سری روابط ریاضی برای پیش بینی ضخامت لایه کاربیدی و میکروسختی سطح بررسی گردید.

امروزه فرآیندهای تولید برای بهبود کارآیی قطعات صنعتی با سرعت بالایی در حال پیشرفت می باشند. به نحوی که این قطعات دارای پایداری ابعادی مناسب، استحکام مکانیکی زیاد، به همراه خواص سایشی و خوردگی عالی باشند. یکی از روش های دستیابی به این خواسته ها ایجاد یک لایه سخت و مقاوم به سایش و خوردگی. بر روی یک ماده با استحکام کافی می باشد. در سه دهه اخیر، به اثبات رسید که ایجاد پوشش های سرامیکی، مؤثرترین روش برای افزایش عمر و مقاومت ابزار برش. و دیگر اجزای ماشین آلات در مقابل سایش و خوردگی می باشد. این پوشش ها شامل نیتریدها، کاربیدها و کاربونیتریدهای فلزات انتقالی هستند.

برای تولید چنین پوشش هایی از فرآیندهای متفاوتی استفاده می شود. دو مورد از این فرآیندها شامل فرآیندهای رسوب شیمیایی بخار و رسوب فیزیکی بخار می باشند. که به صورت گسترده در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند. فرآیند سوم، روش نفوذ فعال حرارتی (Thermal Reactive Diffusion) می باشد. که برای تهیه پوشش های کاربیدی، نیتریدی و یا کاربونیتریدی بر روی مواد مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش نحوه تشکیل پوشش به این صورت است که عناصر تشکیل دهنده کاربید از جمله کروم، وانادیم، نایوبیم و … از بیرون برای قطعه تأمین می شود.

این عناصر با کربن یا نیتروژن موجود در قطعه وارد واکنش می شوند. تا لایه ای سخت از جنس کاربید، نیترید و یا کاربونیترید بر روی سطح قطعه تشکیل گردد. چنانچه قطعه، کربن یا نیتروژن کافی برای تشکیل کاربید و یا نیترید را نداشته باشد. (این مقدار برای کربن حدود 0/3 درصد وزنی ذکر شده است). قطعه قبل از این که تحت روش نفوذ فعال حرارتی قرار بگیرد بایستی تحت عملیات کربن دهی و یا نیتروژن دهی قرار گیرد.

امروزه از پوشش های حاوی کروم برای افزایش سختی سطوح فلزات و آلیاژها و همچنین مقاومت به سایش و خوردگی آنها استفاده می گردد. از میان این پوشش ها، پوشش های نفوذی کروم که از طریق روش نفوذ فعال حرارتی (حمام نمک مذاب) به وجود می آیند. دارای اهمیت خاصی می باشند.

تشکیل لایه بین فلزی بر روی سطح فلزات و آلیاژها در حمام مذاب از قوانین نفوذ و واکنش (reaction and diffusion laws) تبعیت می کند. تلاش های مختلفی برای کم کردن این پدیده و یا به عبارتی تخمین ضخامت لایه سخت. با گذشت زمان و همچنین تغییر دما صورت گرفته است. این تلاش ها نشان می دهد که رشد لایه بین فلزی (از جمله کاربید کروم) را رابطه سینتیکی:

d=k’ . t n

پیروی می کند. در این رابطه d ضخامت لایه بین فلزی، t زمان فرایند، ‘k و n به ترتیب ثابت رشد و نمای سینتیکی می باشند. در رابطه مورد بیان، چنانچه n نزدیک به 0/5 باشد (قانون کلاسیک سینتیک) آنگاه رشد لایه توسط نفوذ و چنانچه نزدیک به 1 باشد. آن گاه رشد لایه توسط واکنش بین اجزاءف کنترل می شود. افزون بر این، در برخی از تحقیقات برای پیش بینی ضخامت لایه. بین فلزی که تشکیل گردید با توجه به دما و زمان غوطه وری در حمام. علاوه بر تئوری سینتیک، از روابط ریاضی دیگری نیز به کارگیری شد.

در ضمن در بعضی از این تحقیقات نیز از نمودارهای مرسوم به نمودارهای ایزو-ضخامت (isothickness). و ایزو میکروسختی (isomicrohardness) که از اطلاعات تجربی به دست می آیند، بکارگیری و گزارش گردیدند. بر اساس این روابط ریاضی و نمودارها می توان ضخامت لایه پوشش (کاربید کروم) و میکروسختی سطح نمودارها را در دماها. و زمان هایی به غیر از زمان و دمای پوشش دهی مورد آزمایش، به دست آورد. این روابط ریاضی و نمودارها بر خلاف رابطه سینتیکی که بیان شد. مفهوم فیزیکی نداشته و صرفاً ابزارهایی برای تخمین مقادیر ضخامت پوشش کاربید کروم و همچنین میکروسختی سطح نمونه ها می باشند.

سینتیک تشکیل و رشد پشش کاربید کروم بر روی فولاد AISI D2. و نیز پوشش نیترید تیتانیم بر روی فولاد AISI 1020 با استفاده از فرآیند سمانتاسیون پودری. به ترتیب توسط S.sen و U.sen مورد بررسی قرار گرفت. و انرژی فعال سازی آنها به ترتیب 278 و kj/mol 187 محاسبه گردید.

هدف تحقیق حاضر، تشکیل پوشش کاربید کروم بر روی فولاد AISI 1020 کربن داده شده. با استفاده از روش نفوذ فعال حرارتی و مطالعه سینتیک این روش می باشد. افزون بر این، از تعدادی روابط ریاضی برای پیش بینی ضخامت لایه کاربیدی و میکروسختی سطح بکارگیری شد. در نهایت روابط حاصل با نتایج تجربی و رابطه حاصل از تئوری کلاسیک سینتیک مقایسه گردیدند.

روش انجام تحقیق

در این بررسی، از نمونه های استوانه ای از جنس فولاد 1020 AISI. با قطر 12 و ارتفاع 20 میلیمتر (که ترکیب شیمیایی آن در جدول 1 ارائه شده است) استفاده شد. ابتدا نمونه های فولادی تهیه شده. در مخلوط پودری 90 درصد کربنات باریم و 10 درصد زغال چوب در دمای 1000ºC و به مدت 5 ساعت کربن دهی شدند. سپس هر کدام از نمونه ها در حمام نمک. شامل بوراکس و 10 درصد وزنی پودر کروم در دماهای 900، 1000 و 1100ºC به مدت زمان های 3،6 و 9 ساعت پوشش دهی شدند. نمونه ها بعد از کروم دهی از کوره مقاومتی خارج شدند و در هوا سرد گردیدند.

جدول 1 ترکیب شیمیایی فولاد ساده کربی مورد استفاده در تهیه نمونه ها (اعداد بر حسب درصد وزنی می باشند)

سطح مقطع نمونه های پوشش داده شده، پس از آماده سازی. توسط میکروسکوپ نوری (نوع Union مدل Versamet II) و الکترونی روبشی (TESCAN) مجهز به EDS، تحت آنالیز ساختاری و عنصری قرار گرفتند. آنالیز فازی نیز توسط دستگاه XRD، برای مشخص شدن فازهای موجود در پوشش و نوع کاربید تشکیل شده انجام شد. برای این آنالیز از Ka عنصر مس با طول موج Å 1/542 در محدوده زاویه (2θ)، 20 تا 100 درجه استفاده گردید. ضخامت لایه کاربیدی با استفاده از تصاویر متالوگرافی و با کمک نرم افزار آنالیز کننده تصویر Clemex اندازه گیری شد. همچنین میکروسختی سطح نمونه ها با استفاده از میکروسختی سنج ویکرز (BUEHLER) با اعمال نیروی 200 گرم و زمان 15 ثانیه حاصل شد.

نتایج و بحث

بررسی مشخصات پوشش، نتایج مورد حاصل از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، نشان می دهد. که لایه کاربید متشکل بر روی نمونه ها، مداوم و نسبتاً یکنواخت می باشد. (شکل1)، ضخامت لایه کاربیدی، نسبت به دما و زمان غوطهه وری نمونه ها در حمام، در محدوده 4/2 (برای 900ºC به مدت 3 ساعت). تا 14/5 میکرون (برای 1100ºC به مدت 9 ساعت) قرار دارد، (شکل2).

فولاد 1020

همچنین میکروسختی سطح نمونه ها در محدوده 530 تا 1321 ویکرز (نیروی 200 گرم) قرار داد، (شکل3). با بررسی شکل های (2و3) مشاهده می شود که با افزایش دمای پوشش دهی در یک زمان خاص. مقدار ضخامت لایه کاربید و میکروسختی سطح افزایش می یابد. البته این موضوع در مورد یک دمای خاص و برای زمان های مختلف نیز صادق است.

شکل 1 ریزساختار سطح مقطع نمونه های مورد پوشش. دما و زمان غوطه وری الف) 900ºC و 3 ساعت، ب) 1100ºC و 9 ساعت ج) تصویر مورد حاصل از SEM از سطح مقطع.

نکته دیگری که بایستی بیان شود این است که در واقع پوشش تشکیل شده. بر روی سطح نمونه ها متشکل از دو لایه، یکی لایه کاربید کروم و دیگری محلول جامد کروم و آهن می باشد. کاربید کروم متشکل بر روی سطح از نوع Cr7C3 هست. که توسط نتایج XRD حاصل گردید، (شکل4).

شکل 4 آنالیز XRD از نمونه پوشش داده شده، در دمای 900ºC و زمان 3 ساعت

استدلالی که برای تشخیص لایه کاربید کروم از نوع Cr7C3 بکاری گیری شد از قرار زیر می باشد.

بعنوان مثال چنانچه تصویر الف شکل (1) (نمونه مهیا در دمای 900 و زمان 3 ساعت) در نظر گیری شود. ملاحظه می گردد که بر روی سطح، لایه ای سفید رنگ معلوم و مشخص است. که این لایه در مقابل محلول اچ مقاوم است و به عبارتی دچار خوردگی نشد.

این تصویر، حکایت از وجود ماده ای متفاوت از جنس زیر لایه در سطح نمونه دارد. تفسیر الگوی پراش مورد حاصل از سطح همین نمونه، شکل (4). امکان حضور فازهای Cr7C3،کروم خالص و آهن آلفای خالص را محتمل می داند. حال با توجه به آنالیز خطی عنصری شکل (5) و آنالیزهای نقطه ای مورد انجام از سطح این نمونه مشاهده می شود.

که در هیچ نقطه از سطح، عناصر کروم و آهن به صورت صد در صد و خالص وجود نداشته. و به همین دلیل حضور این دو فاز (کروم و آهن خالص) در سطح امکان نداشته و مردود می باشد. به همین دلیل با توجه به تفسیر الگوی پراش اشعه ایکس، تنها فاز باقیمانده Cr7C3 بوده. که به دلیل وجود مقدار بالای کروم در آن، در مقابل خورندگی محلول اچ مقاوم می باشد. و به همین علت کاملاً روشن نمایان می شود، شکل (1).

فولاد 1020

نکته ای که بایستی در مورد سختی سنجی سطح نمونه ها به آن اشاره شود. این است که سختی مورد اندازه گیری مربوط به سطح نمونه ها که شامل لایه پوشش می باشد. بوده و این سختی مختص لایه پوشش یا کاربیدی نیست. این بدان معناست که فرضاً سختی 1321 ویکرز مورد اندازه گیری، برای کاربید Cr7C3 (لایه پوشش) نیست. بلکه مربوط به سطح نمونه است. که در اثر حضور فاز سخت کاربیدی Cr7C3، سختی آن نسبت به حالت اولیه (130 ویکرز) افزایش پیدا کرده است.

به نظر می رسد اگر شرایط به گونه ای انتخاب شود. که فرو روندۀ دستگاه میکروسختی سنج به هنگام اندازه گیری سختی کاملاً با لایه پوشش درگیر باشد. آن گاه می توان سختی مورد اندازه گیری را به لایه پوشش نسبت داد. ولی در شرایط مورد انجام در این تحقیق، نیروی 200 گرم و زمان 15 ثانیه شرایطی نیست. که فرو رونده فقط در لایه کاربید بماند. و به زیر لایه کاربیدی نفوذ نکرده باشد. حال با تصویر چنین وضعی، هرچه ضخامت لایه کاربیدی بیشتر باشد. در نتیجه فرو رونده دستگاه میکروسختی سنج بیشتر با آن درگیر بوده. و به همین دلیل سختی مورد اندازه گیری مقدار بیشتری دارد.

لایه محلول جامد در زیر لایه کاربید قرار می گیرد. (تصویر به شکل 1)، و تا جایی ادامه می یابد. که مقدار کروم موجود در لایه با مقدار کروم موجود در زمینه برابر گردد (شکل5).

با توجه به اطلاعات مشخص و معلوم در شکل های (2) و (3)، می توان نمودارهایی مطابق شکل (6). به کمک نرم افزار Sigmaplot7.0 استخراج نمود که محورهای آن، پارامترهای فرآیند پوشش دهی باشند. از این نمودارها می توان برای پیش بینی ضخامت لایه کاربید کروم و همچنین میکروسختی سطح نمونه. در شرایط دمایی و زمانی به غیر از دماها و زمان های آزمایش شده استفاده نمود.

همچنین می توان یک سری روابط ریاضی مانند روابط سهموی، گوسین و لورنتزین. را بر داده های موجود با استفاده از نرم افزار Sigmaplot7.0 انطباق داد.نتایج این کار در جدول (2) ارائه شده است. در روابط موجود در جدول (2)، 1 ضخامت لایه کاربیدی (میکرون)، h میکروسختی سطح نمونه ها (ویکرز)، t زمان پوشش دهی (ساعت). T دمای پوشش دهی (کلوین)، R ضریب همبستگی ، a,b,c,d,،x0,y0 ثابت مربوط به هر فرمول می باشند.

با توجه به ضرایب همبستگی مورد محاسبه، ملاحظه می گردد. که روابط گوسین و لورنتزین، نسبت به رابطه سهموی با دقت بیشتری ضخامت و میکروسختی سطحی نمونه ها را تقویت می کنند. اهمیت روابط مورد محاسبه و نمودارهای شکل (6) در عمل ملاحظه می شود. چرا که با استفاده از این موارد می توان ضخامت و میکروسختی سطح را تحت شرایط (دما و زمان) خاص پیش بینی نمود. و یا اینکه برای حصول ضخامت و میکروسختی مورد نظر، شرایط پوشش دهی را در حمام مذاب 10 درصد وزنی کروم در بوراکس محاسبه نمود.

شکل 6 نمودارهای الف) ایزو ضخامت لایه کاربید کروم بر روی فولاد 1020 AISI کربن داده شده. و ب) ایزو میکروسختی سطح آن نسبت به دمای حمام و زمان پوشش دهی.

محاسبه انرژی فعال سازی. اگر از طرفین رابطه سینتیکی (1) لگاریتم گیری شود رابطه زیر به دست می آید:

Ln(d)=L(k’)+n.Ln(t)

از رابطه فوق برای محاسبه n استفاده می شود. بدین ترتیب که چنانچه لگاریتم ضخامت پوشش بر حسب لگاریتم زمانن پوشش دهی در یک دمای معین رسم گردد. آن گاه شیب خط مورد حاصل برابر با n می باشد. این کار برای اطلاعات این تحقیق انجام گردید و نتایج آن در شکل (7) نمایان و مشخص است.

با توجه به ضرایب همبستگی مورد محاسبه (R2) ملاحظه می شود. که اولاً منحنی ها رفتار خطی داشته و ثانیاً شیب آن ها (n) تقریباً برابر با 0/5 می باشد. این بدان معناست که رشد لایه کاربید کروم بر روی فولاد 1020 AISI توسط نفوذ عناصر سازنده آن کنترل می شود. و همچنین رشد آن از قانون سینتیک کلاسیک (رابطه 3) تبعیت می کند. در این تئوری، عمق نفوذ (مجذور ضخامت لایه کاربیدی) به عنوان تابعی از زمان فرآیند در نظر می گیرند.

d2 = k . t

جدول 2 روابط ریاضی مورد محاسبه برای تخمین ضخامت لایه کاربید کروم و میکروسختی سطح

شکل 8 ارتباط ضخامت به توان 2 با زمان غوطه وری برای دماهای مختلف

در رابطه (3)، k ثابت سرعت رشد لایه کاربیدی است. که وابسته به دما می باشد. برای به دست آوری مقدار k بایستی ابتدا نمودار مجذور ضخامت لایه کاربیدی را بر حسب زمان پوشش دهی رسم نماییم. و سپس شیب منحنی را به دست آوریم (شکل8).

دیمانسیون ثابت سرعت رشد لایه کاربیدی برابر با L2/t می باشد. که با دیمانسیون ضریب نفوذ عناصر یکسان می باشد. در رابطه مربوط به قانون اول فیک

ترکیب شیمیایی در واحد حجم، x فاصله و J دبی جریان یک عنصر در واحد سطح و زمان)، D ضریب نفوذ بوده. و دیمانسیون آن برابر با L2/t است. این بدان معناست که ثابت سرعت رشد و ضریب نفوذ از یک جنس بوده. و بنابراین ثابت سرعت رشد لایه کاربیدی با دما رابطه آرنیوسی دارد.

در رابطه مذکور، T دما (کلوین)، R ثابت جهانی گازها (J/mo1k)، Q انرژی فعال سازی (J/mo1) و kº یک ثابت می باشد.

چنانچه از طرفین رابطه (4) لگاریتم گرفته شود، رابطه (5) به دست خواهد آمد.

ثواب سرعت رشد که محاسبه شد. برای دماهای 900، 1000 و 1100ºC به ترتیب برابر با 5/67×12- 10، 1/87 × 11- 10 و m2/h 2/39×10-11 می باشند. با رسم نمودار Ln(k) بر حسب معکوس دما می توان انرژی فعال سازی لازم. برای فرآیند تشکیل کاربید کروم در حمام نمک مذاب را به دست آورد، (شکل9). تفسیر مقدار مورد حاصل به این صورت است. که برای شروع تشکیل یک مول از کاربید کروم بر روی فولاد 1020 AISI کربن داده شده. از طریق حمام مذاب 10 درصد وزنی پودر کروم در بوراکس، بایستی مقدار 97/781 KJ انرژی به سیستم می شود.

با بدست آوری Q و kº می توان با ادغام روابط (3) و (4) ضخامت لایه کاربیدی را. با گذشت زمان در یک دمای معین. از طریق رابطه زیر محاسبه نمود.

در رابطه فوق ضخامت لایه کاربیدی بر حسب متر می باشد. برای ارزیابی روابط گوسین و لورنتزین و رابطه مورد حاصل از سینتیک کلاسیک رابطه (6)، در شکل (10) مقایسه ای بین روابط محاسبه میشود. و اطلاعات تجربی در دمای 1273k صورت پذیرفت. همانگونه که از شکل پیداست، روابط گوسین و لورنتزین تقریباً بر یکدیگر منطبق است. و هر دو تطبق بسیار مناسبی با نقاط مورد اندازه گیری نشان می دهند. رابطه سهموی در مقایسه با دیگر روابط، نامناسب ترین تقریب را ارائه می دهد.

نتیجه گیری

1- هنگامی که از حمام مذاب شامل بوراکس و پودر فلزی خالص برای پوشش دهی استفاده می شود. یک لایه کاربید کروم از نوع Cr7C3 بر روی فولاد 1020 AISI کربن داده شده تشکیل می گردد.

2- بررسی های میکروساختاری سطح مقطع نمونه ها، نشان داد. که پوشش نمونه ها شامل دو لایه کاربیدی و لایه محلول جامد زیر سطحی است. و مغز قطعه فریتی پرلیتی می باشد.

3- میکروسختی سطح نمونه های پوشش داده شده با افزایش دما افزایش می یابد. و می توان از روابط گوسین و لورنتزین جدول (2) برای پیش بینی آن استفاده نمود. ضخامت لایه کاربیدی متشکل بر روی نمونه ها با افزایش دمای فرآیند و زمان پوشش دهی، افزایش می یابد. برای تخمین ضخامت لایه کاربید، روابط ریاضی گوسین و لورنتزین که ارائه گردید. در جدول (2) رابطه مورد حاصل از سینتیک کلاسیک (رابطه) پیشنهاد می گردد.

4- رشد لایه کاربید کروم بر روی فولاد 1020 AISI در حمام مذاب توسط نفوذ اجرای تشکیل دهنده آن کنترل می شود. انرژی فعال سازی لازم برای تشکیل این لایه کاربید کروم بر روی فولاد کربن داده شده در حمام مذاب. شامل 10 درصد وزنی پودر کروم در بوراکس، تقریباً 97/781 kJ/mol می باشد.

نشریه مهندسی متالورژی و مواد – حمیدرضا کریمی زارچی – میثم جلالی – منصور سلطانیه

شرکت خشکه و فولاد پایتخت (( مدیریت : جواد دلاکان )) صنعتگران عزیز، افتخار داریم. که سی سال تجربه گرانبهای خویش را در زمینه عرضه انواع ورق آلیاژی. و انواع فولاد آلیاژی برای خدمت رسانی به شما هموطنان کشور عزیزمان ایران ارائه می دهیم. پیشاپیش از اینکه شرکت خشکه و فولاد پایتخت را جهت خرید خود انتخاب می نمایید سپاسگزاریم.ارتباط با ما:
۰۹۱۲۱۲۲۴۲۲۷
۰۹۳۷۱۹۰۱۸۰۷
تلفن: ۰۲۱۶۶۸۰۰۲۵۱
فکس: ۶۶۸۰۰۵۴۶

ارتباط با ما در شبکه های اجتماعی

https://t.me/foolad_paytakht تلگرام

https://www.instagram.com/folad_paytakht اینستاگرام

https://www.instagram.com/foolad_paytakht.ir اینستاگرام

میلگرد نقره ای- 1.2210 – فولاد نقره ای-فولاد ابزار- فولاد سردکار-K510 -میل گرد 115cRv3 -فولاد روشن

فولاد 2210

میلگرد نقره ای 1.2210 – فولاد ابزار (میل نقره ای) از رده فولادهای آلیاژی سردکار میباشد. که در استاندارد بهلر با نام k510 . – معروف است. فولاد بوهلر- با مشخصه 115cRv3 در میان فولادها شناخته میشود.

فولاد 1.2210 از ترکیب شیمیایی 1/25 درصد کربن و 3/ دهم درصد سیلیسیوم,. 4/ دهم درصد منگنز, 8/ دهم درصد کروم – و 7/ دهم – 12 صدم درصد وانادیوم تشکیل شده است.

سختی میلگرد فولاد نقره ای – فولاد بهلر

بسته بمیزان کربن موجود در فولاد و نحوه تولید آنها,. فرآورده های فولاد نقره ای میتوانند دارای سطوح سختی متفاوتی باشند.

• استاندارد آنیل شده فولاد نقره ای سختی C27 راکول را تحویل می دهد.
• مقیاس راکول مبنایی برای میزان اندازه گیری چگونگی مقاومت در برابر . مواد مختلف در برابر بارهای سنگین ایجاد میکند.
• هم چنین استاندارد فولاد نقره با ضریب سختی بالا تا سختی C64 تحویل داده میشود.
• در حین عملیات حرارتی, تولیدکنندگان – فولاد را تا دمای بسیار بالا گرم میکنند. بعد مواد را بسرعت در محلول آب یا آب نمک خنک می نمایند.
• این سختی افزوده باعث مقاومت بیشتر در برابر سایش فولاد میگردد. و باعث شکنندگی میلگرد فولاد نقره ایی میشود.

آزمایش سختی پذیری فولادها

این نوع آزمایش بطور وسیع برای ارزیابی و سختیپذیری فولادهای آلیاژی و کربنی بکار میرود. نمونه استاندارد در این نوع آزمایش تست میله ایی به قطر 25mm و بلندی 100mm می باشد. نحوه آزمایش به این شکل است. که ابتدا نمونه را داخل کوره قرار می دهند. زمانیکه کوره را به دمایی رسانده میشود . که توسط جریان آب خنگ گردد. در اینجا نمونه مورد آزماش در یک نگه دارنده قرار داده می شود.

و فقط انتهای آن توسط یک افشانک استاندارد. که آب 25 است . سریعاً سرد میشود. جریان آب فقط به انتها میله تماس دارد. به این صورت سرعت سرد کردن و ندر نتیجه سختی در طول میله تغییر می یابد. پس از سرد شدن به عمق 4/0mm بدنه میله سنگ زده می شود. پس از انجام این کار در فاصله های بیش تر از “2 آب نقش موثری. در سرد شدن نمونه آزمایش ندارد. بلکه سرد شدن در اثر تماس با هوای محیط انجام می گیرد.

مشخصات فنی میلگرد فولاد نقره ای – فولاد بهلر

میلگرد و فولاد نقرایی – 1.2210

برخی بر این باورند که در ترکیبات فولاد درصد قابل توجهی از نقره استفاده شده است. اما فولاد نقره ایی در واقع بخار ترکیبات شیمیایی این آلیاژ است که شفاف میگردد. و فولاد به فرم نقره نمایان می شود.

• تولیدکنندگان از روشهای نورد سرد برای تولید میلگرد فولاد نقره ایی استفاده میکنند. تا از این نوع فولاد به شکل نقره در آید. این ماده با وجود نام و شهرت خود . حاوی نقره نمیابدش. طبق اعلام شرکت فولاد ابزار آلیاژ چین., فولاد نقره از مقاومت بسیار بالایی در برابر سایش برخوردار است.
• توانایی بالایی برای تبدیل به لبه های تیز وسایل دارد. شکل دهی و ماشین کاری آن نیز آسان است., که به تولیدکنندگان این امکان را میدهد. تا فولاد نقره را به اشکال و فرم و طرح های پیچیده در آورند.

کاربرد فولاد (میلگرد) – 1.2210 – فولاد بهلر

از کاربردهای فولاد سردکار 2210 میتوان به استفاده از آنها در ساخت. مته های مارپیچ و قلاویزها, مته های خزینه و هم چنین ابزارهای رنده کاری و پانچ ها اشاره نمود.

فولاد میل نقره ای – فولاد 2210 با نام میل نقره ای نیز شناخته میشود. فولاد بهلر

فولاد نقره ای یا همان فولاد روشن از دسته فولادهای کربن بالا میباشد. که بعنوان یکی از زیرمجموعه های فولاد ابزار سردکار معروف است . تولیدکنندگان از این نوع فولاد آلیاژی کربن بالا برای تولدی تیغه,چاقو, مته و ابزار آلات سخت دیگر استفادده میکنند. میگرد فولاد نقره ای پرکاربردترین آلیاژ فولاد نقره است. که در قطر 2mm تا 50mm تولید میگردد.

میلگرد و فولاد نقرای – 1.2210

ساخت وسایل آشپرخانه

ساخت وسایل آشپزخانه از قبیل انواع چاقوهای آشپرخانه,انواع دربازکن,ساتور,کارد آشپرخانه و… کلیه ی ابزار سخت و برنده در هر آشپزخانه ایی میتواند نشانگر کاربرد فراوان فولاد نقره ایی در صنعت باشد.

گروه بندی و سایزبندی میلگرد فولاد نقره ای

از نظر اشکال میلگرد. بمانند سایر میلگردهای فولادی,. فولاد نقره به فرم میله های بلند و گرد تو پُر تولید و بسته بندی میگردد. از این روز می توان در سایز بندی و گروه بندی از نظر طول شاخه طول 6 متری . و 12 متری را در نظر گرفت . و از نظر ضخامت میلگرد آنرا به قطرها 2 تا 50 میلیمتر تقسیم نمود.

میل گرد چیست؟

میلگرد آهن آجدار آزماتور فولادی یا فیبر پلیمری تقویت شده ای است. که در بتن برای جبران مقاومت کششی پایین آن (بتن) مورد استفاده قرار می گیرد. فولاد یا فیبر پلیمری که به این منظور در سازه های بتن آرمه به کار می رود. به شکل سیم یا میلگرد می باشد. در موارد خاصی از فولاد ساختمانی نظیر نیمرخ های I شکل، ناودانی. ناودانی یا قوطی نیز برای مسلح کردن بتن استفاده می شود. آج در میلگرد به منظور درگیر کردن فولاد در بتن است. بدین منظور آج در میلگرد به صورت مارپیچ و با عمق استاندارد ایجاد می شود. تا بتواند سطح درگیری میلگرد و بتن بالا رود.

خاموت

آرماتورهای عرضی که برای مقاومت در برابر برش و پیچش به دور آرماتورهای طولی و اصلی در شناژها بسته می شوند خاموت نام دارند.

از آرماتوربندی به منظور قوی ساختن ساختمان، پل، سد و … استفاده می شود. آرماتوربند با بستن میلگردها به هم توسط سیم آنها را به هم متصل می کند. البته بتن میلگرد و خم کردن نوک میلگرد امری ضروری است.

برای جلوگیری از بیرون زدگی آرماتورهای طولی در اثر کمانش. تحمل نیروهای برشی و جلوگیری از گسترش ترک از خاموت استفاده می شود. قطر خاموت و فاصلۀ آنها از یکدیگر با توجه به نیروهای وارده طراحی و محاسبه می شود. با توجه به آسیب پذیر بودن آرماتورها در برابر رطوبت. و همچنین کاهش مقاومت آرماتورها در صورت وقوع آتش سوزی و گرم شدن بیش از حد. لازم است میلگردها توسط لایه ای از بتن پوشیده شود.

مشخصه های محاسباتی میلگرد

مقاومت تسلیم

مقدار تنشی که در آن بدون افزایش بار تغییر طول فولادی زیاد می شود. تنش تسلیم یا مقاومت تسلیم یا مقاومت جاری شدن می نامند و با Fy نمایش می دهند. دو عامل استحکام کششی و تنش تسلیم میلگرد از عوامل بسیار مهم و تأثیرگذار بر مقاومت میلگرد است.

اسپیسر میلگرد

فضاساز میلگرد که در اصطلاح اسپیسر نامیده می شود قطعه ای فلزی، بتنی، چوبی یا پلاستیکی است. که در میان قالب بتن و میلگرد، یا بین میلگردها قرار می گیرد. هدف از نصب اسپیسر در فضای میان میلگرد و قالب، و یا بین میلگردها. جلوگیری از جابجایی میلگردها حین بتن ریزی و در نتیجه عواقب ناشی از آن می باشد. این قطعه با تأمین ضخامت لازم بتن روی میلگرد، در واقع از رسیدن عوامل خورنده به آرماتور جلوگیری کرده. و سبب افزایش طول عمر بتن و میلگرد می گردد. شاید برای شما نیز این سؤال پیش آمده باشد که استفاده از کدام نوع اسپیسر مقرون به صرفه تر بوده. و سبب بهبود عملکرد بتن مسلح می شود. در ادامه قصد داریم شما را با انواع مختلف این محصول و مزایا و معایب هر یک آشنا سازیم.

مقاومت کششی

حد اکثر مقاومت کششی یا تنش گسیختگی. از تقسیم حداکثر بار ثب شده در آزمایش کشش بر سطح مقطع اولیه به دست می آید.

جدول اشتال میلگرد

جدول اشتال میلگرد شامل اطلاعات استاندارد مورد نیاز صنعت ساختمان سازی طبق استاندارد مؤسسه استاندارد آلمان (DIN) است. محبوبیت این جدول در بین مهندسین سازه به دلیل تولید محصولات فولادی ایران بر اساس استاندارد اشتال است.

این جدول دارای اطلاعات جامع درباره وزن، سطح، مقطع، گشتاور مقاوم و همچنین چندین آیتم دیگر است. از جدول اشتال برای بازار فولاد و آهن نیز استفاده می کنند. مهمترین بخش استفاده از آن، محاسبه کردن وزن مقاطع مثل میلگرد، تیرآهن و تعدادی از فولادهای ساختمانی است.

خصوصیات فیزیکی

فولاد ضریب انبساط حرارتی تقریباً یکسانی با بتن مدرن دارد. اگر چنین نبود، در اثر تنش های طولی و شعاعی اضافی در دماهای متفاوت. از دمای محیط، مشکلاتی ایجاد می شد. اگرچه میلگرد دارای دنده هایی است که آن را به صورت مکانیکی به بتن متصل می کند. اما در اثر تنش های زیاد ممکن است از آن خارج شود. که غالباً با فروپاشی در مقیاس بزرگ همراه است. برای جلوگیری از چنین خرابی، میلگرد یا عمیقاً در اعضای سازه مجاور قرار می گیرد. (قطر 40 تا 60 برابر) یا انتهای آن خم شده. و قلاب شده است تا آن را در اطراف بتن و میلگرد دیگر قفل کند. این روش اول باعث افزایش اصطکاک میله در محل می شود. در حالی که روش دوم از مقاومت فشاری بالای بتن استفاده می کند.

فولاد 2210

میلگرد معمولی از جنس فولاد گرمادیده بدون پرداخت سطحی ساخته می شود و این خود باعث زنگ زدگی می شود. به طور معول، پوشش بتنی قادر است تا مقادیر PH بالاتر از 12، میلگرد را از واکنش خوردگی محافظت کند. پوشش بتنی بسیار کم می تواند. این محافظ را از طریق کربناسیون از سطح و نفوذ نمک به سطح به خطر بیندازد. پوشش بتنی بیش از حد میتواند باعث ایجاد ترک های بزرگتر شود. که باعث مقاومت موضعی را به خطر می اندازد. از آنجا که زنگ زدگی حجم بیشتری نسبت به فولادی که از آن تشکیل شده است به خود می گیرد. باعث فشار شدید داخلی به بتن می شود. و منجر به ترک خوردگی، پاشیدگی و در نهایت خرابی ساختاری می شود.

این پدیده بعنوان جک اکسید شناخته می شود. این یک مشکل خاص است که بتن در معرض آب نمک است. همانطور که در پل هایی که در کاربردهای دریایی اعمال می شود. و یا پاشیدن نمک در جاده های زمستانی رخ می دهد. حتی میله های آسیب دیده عملکرد بهتری نسبت به آرماتورهای بدون پوشش نشان داده اند. اگرچه مسائلی در مورد جداسازی پوشش اپوکسی از میله ها و خوردگی در زیر فیلم اپوکسی گزارش شده است. این میله ها در بیش از 70000 عرشه پل در ایالات متحده آمریکا استفاده می شود.

میلگرد پلاستیکی تقویت شده با فیبر نیز در محیط هایی با خوردگی بالا استفاده می شود. در اشکال مختلف مانند مارپیچ هایب برای تقویت ستون های استوانه ایف تیرهای معمولی و مشبک موجود است. بیشتر میلگردهای تجاری در دسترس از الیاف یک جهته تنظیم شده در رزین پلیمر ترموست ساخته شده است. و اغلب به آن فیبرهای پلیمری تقویت شده (FRP) گفته می شود.

برخی از ساخت و سازهای ویژه مانند تأسیسات تحقیقاتی و تولیدی. با وسایل الکترونیکی بسیار حساس ممکن است نیاز به استفاده از تقویت کننده ای داشته باشد. که برای برق غیر رسانا باشد و اتاق های تجهیزات تصویربرداری پزشکی ممکن است. برای جلوگیری از تداخل، به خواص غیر مغناطیسی نیاز داشته باشند. میلگرد FRP، دارای انواع فیبرهای شیشه ای دارای رسانایی الکتریکی کم و غیر مغناطیسی هست که. معمولاً برای چنین نیازهایی استفاده می شود. میلگرد از جنس فولاد ضد زنگ با نفوذپذیری مغناطیسی کم در دسترس است. و گاهی اوقات برای جلوگیری از مشکلات تداخل مغناطیسی استفاده می شود.

فولاد تقویت شده همچنین می تواند در اثر ضربه هایی مانند زلزله جابجا شود و منجر به خرابی ساختاری گردد. نمونه بارز آن فروپاشی خیابان Cypress Viaduct در اوکلند، کالیفرنیا در نتیجه زلزله سال 1989 لوما پریتا است که باعث 24 کشته شد. زمین لرزه باعث از هم پاشیدن میلگردها از بتن و کمانش میلگرد می شود. طرح های به روز شده ساختمان، از جمله میلگردهای پیرامونی بیشتر. می توانند از این نوع از خرابی ها جلوگیری کنند.

طبقه بندی فولاد میلگرد

میلگردها بر اساس مقدار معین از مقاومتشان در برابر نیروی کششی طبقه بندی می شوند. که در اصطلاح به آن مقاومت مشخصه میلگرد می گویند. میلگردهایی که در ایران تولید می شود (طبق استاندارد روسی). به سه گروه کلی تقسیم می شوند: میلگرد نوع A-1، میلگرد نوع A-2 و میلگرد نوع A-3. در کارگاه ساختمانی نیز. از لحاظ رده مکانیکی یا شکل ظاهری به طور کلی به چهار دسته A4،A3،A2،A1 تقسیم بندی می شوند. میلگرد A1 (نرم بدون آج): اولین گروه، میلگردهای A1 می باشند که استم آئین نامه آنها 240F یا رده مقاومتی 240 هستند که به میلگردهای A1 یا ساده معروفند. و هیچ گونه شکل آج بر روی آنها وجود ندارد. مقاومت تسلیم و مقاومت کششی آن به ترتیب 2400 و 3600 کیلوم گرم بر سانتی متر مربع می باشد.

میلگرد A2 (نیمه سخت با آج ساده): رده بعدی میلگرد های A2 هستند که به شکل آجدار بوده و از لحاظ طبقه بندی در رده S340 دسته بندی می شوند. در واقع این میلگرد یک محور در امتداد طولی بوده. و یک سری دوپیچ به صورت مارپیچ نسبت به این محور طولی قرار گرفته اند. این محصولات از لحاظ مقاومتی نسبت به میلگردهای A1 مقاوم تر می باشد. مقاومت تسلیم این میلگردها نیز 2400 و مقاومت کششی آنها 5000 کیلوگرم بر سانتی متر مربع می باشد. میلگرد A3 (سخت با آج پیچیده): دستۀ سوم، میلگردهای آجدار با شکل آج مارپیچ می باشند. شکل آج ها در این میلگرد نسبت به محور طولی به صورت جناقی (هشتی شکل) می باشند. و از لحاظ مقاومت نیز نسبت به میلگردهای A1 و A2 مقاومت بالاتری دارند.

کشش میلگرد

میلگردهای کششی که با این فناوری ساخته می شوند. در بازار به نام های میلگردهای دهم دار و صدم دار مشهور هستند. می توان گفت که کشش میلگرد به اندازه بسیار بالایی وابسته به قالب هایی است. که در این امر مورد بهره برداری قرار می گیرند. مواد استفاده شده در این قالب ها از تنگستن است و میزان دقت بالایی در ساخت آنها اعمال شده است.

قبل از اعمال کشیدگی میلگرد روی آنها عملیاتی انجام می شود. نظیر شستن میلگردها درون وان های بسیار بزرگی از آب و اسید که باعث می شود. همه آلودگی ها از روی آنها پاک شود.

مرحله دوم باید سریعتر میلگردها تراشیده شوند. تا بتوان آنها را در قالب وارد کرد و پس از آن عملیات کشش میلگرد انجام می شود. مرحله بعدی عملیاتی است که در دستگاه انجام می شود و باعث باریک شدن میلگردها می شود.

مرحله بعد گرفتگی کجی و صاف کردن ایرادات و کجی هاست و در اتمام بسته بندی و فروش. قبل از آن باید برای کسانی که در خصوص تست کششی میلگرد اطلاعی ندارند. توضیح داده شود که این آزمون بر اساس استاندارد ASTM البته در کشور ایران استاندارد تعریف شده منوپولی وجود دارد. اما ASTM یک استاندارد واحد و جهانی است. مطمئناً یک سازه بتنی تمام توان و مقاومتش به قدرت میلگرد ها است. این آزمون می توان تشخیص دهد. که کشش یک میلگرد بنا به ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی آن چگونه است.

استفاده از میلگرد بدون آج به عنوان میل گرد حرارتی

متأسفانه بعضی مهندسان با دلایل گوناگون سعی می کنند. از این میلگردها به عنوان میلگردهای حرارتی در سقف ها بهره ببرند.

آنها از این توجیه استفاده می کنند که میلگردهای حرارتی نقش سازه ای ندارند. و لذا استفاده از آنها به عنوان میلگرد حرارتی هیچ مانعی ندارد.

اما باید توجه نمود که در بند یاد شده آیین نامه کاملاً موارد استفاده از این میلگرد را مشخص نموده.

لذا استفاده از آنها به عنوان میلگرد حرارتی نوعی اشتباه طراحی و اجرایی متداول می باشد.

استفاده مجدد و بازیافت

در بسیاری از کشورها پس از تخریب یک سازه بتنی، کارگران برای برداشتن میلگردها فراخوانده می شوند. آنها سایت تخریب را تمیز می کنند. این ها فلز را با استفاده از قیچی مفتول بری. تجهیزات جوشکاری و برش، پتک و سایر ابزارها استخراج می کنند. این فلز تا حدودی صاف شده، بسته بندی شده و فروخته می شود.

میلگرد مانند تقریباً تمام محصولات فلزی، می تواند به صورت قراضه بازیافت شود. معمولاً با سایر محصولات فولادی ترکیب می شود. ذوب می شود و دوباره شکل می گیرد.

ایمنی

برای جلوگیری از آسیب، انتهای برجستۀ میلگردهای فلزی غالباً خم شده یا با درپوش های مخصوص پلاستیکی “Plate” تقویت شده با فولاد، پوشانده می شوند. درپوش ها ملقب به “mushrooms” ممکن است از خراش و سایر صدمات جزئی محافظت کنند. اما در مقابل فرورفتگی هیچ محافظتی نمی کنند.

شرکت خشکه و فولاد پایتخت (( مدیریت : جواد دلاکان )) صنعتگران عزیز، افتخار داریم. که سی سال تجربه گرانبهای خویش را در زمینه عرضه انواع ورق آلیاژی. و انواع فولاد آلیاژی برای خدمت رسانی به شما هموطنان کشور عزیزمان ایران ارائه می دهیم. پیشاپیش از اینکه شرکت خشکه و فولاد پایتخت را جهت خرید خود انتخاب می نمایید سپاسگزاریم.
ارتباط با ما:
۰۹۱۲۱۲۲۴۲۲۷
۰۹۳۷۱۹۰۱۸۰۷
تلفن: ۰۲۱۶۶۸۰۰۲۵۱
فکس: ۶۶۸۰۰۵۴۶

ارتباط با ما در شبکه های اجتماعی

https://t.me/foolad_paytakht تلگرام

https://www.instagram.com/folad_paytakht اینستاگرام

https://www.instagram.com/foolad_paytakht.ir اینستاگرام

سرب (Lead) عنصری شیمیایی با نماد Pb و عدد اتمی 82 و یکی از فلزات سنگینی است. که از متداول ترین مواد نیز متراکم تر است. فلز سرب فلزی نرم و چکش خوار و دارای نقطه ذوب نسبتاً پایین است.

فلز سرب فلزی نقره ای متمایل به آبی است. که هنگام قرار گیری در معرض هوا به رنگ خاکستری کدر و لکه دار تبدیل می شود. این فلز دارای بالاترین عدد اتمی نسبت به سایر عناصر پایدار و یک فلز نسبتاً غیر فعال است.

خواص فلزی ضعیت این ترکیب با طبیعت آمفوتریک آن مشخص می شود. سرب و اکسید های سرب با اسیدها و بازها واکنش نشان می دهند و تمایل به ایجاد پیوندهای کووالانسی دارند. ترکیبات Pb معمولاً در حالت اکسیداسیون +2 قرار دارند. و مانند اعضای سبک تر گروه این گروه به پیوند با خودش تمایل دارد و می تواند زنجیره ها و ساختارهای چندوجهی را تشکیل دهد.

تاریخچه فلز سرب

این فلز به راحتی از سنگ معدن استخراج می شود. انسان های ماقبل تاریخ در آسیای غربی از وجود این فلز آگاه بودند. گالنا سنگ معدن اصلی سرب است که اغلب دارای نقره است. علاقه به نقره باعث شروع استخراج گسترده و استفاده از Pb در روم باستان شد. تولید این فلز پس از سقوط روم کاهش یافت و تا انقلاب صنعتی به مقادیر قابل قبولی نرسید.

در سال 2014 میلادی تولید جهانی این فلز سالانه حدود ده میلیون تن بود که بیش از نیمی از آن مربوط به بازیافت بود. چگالی بالای سرب، نقطه ذوب پایین، چکش خواری و عدم تمایل آن نسبت به اکسیداسیون باعث شد که به یک فلز مفید تبدیل شود.

این خواص به همراه فراوانی نسبی و قیمت پایین آن، منجر به استفاده گسترده. از آن در ساخت و ساز، لوله کشی، باتری، گلوله، لحیم کاری، آلیاژهای ساختگی، رنگهای سفید، بنزین حاوی سرب و محافظ اشعه شد.

با این حال در اواخر قرن نوزدهم سمیت Pb به رسمیت شناخته شد. و از آن زمان استفاده از آن در بسیاری از کاربردها کاهش دارد. با این حال، بسیاری از کشورها هنوز اجازه فروش محصولاتی که انسان را در معرض سرب قرار می دهد. از جمله برخی از رنگها و گلوله ها را دارند.

شایان ذکر است که Pb یک نوروتوکسین است که در بافت ها و استخوان های نرم جمع می شود. به سیستم عصبی آسیب می زند و عملکرد آنزیم های بیولوژیکی را مختل می کند. و باعث اختلالات عصبی مانند آسیب های مغزی و مشکلات رفتاری می شود.

خواص فیزیکی و شیمیایی سرب

سرب وقتی در معرض هوای مرطوب قرار می گیرد یک لایه محافظ با ترکیب متفاوت تشکیل می دهد. کربنات سرب (ll) ماده تشکیل دهنده متداول است. سولفات یا کلرید نیز ممکن است در مناطق شهری یا دریایی وجود داشته باشد. این لایه ها باعث می شود این فلز به طور مؤثر از نظر شیمیایی در معرض هوا مقاوم باشد. سرب ریزپودری، مانند بسیاری از فلزات آتش زاست و با شعله مایل به آبی سفید می سوزد.

فلوئور با Pb در دمای اتاق واکنش نشان می دهد و فلوراید سرب (ll) را تشکیل می دهد. واکنش با کلر نیز مشابه است اما نیاز به گرم شدن دارد. زیرا لایه کلرید حاصل واکنش عناصر را کاهش می دهد. سرب مذاب با کلکوژنها واکنش می دهد تا کلکوژنیدهای سرب (ll) را تشکل دهد.

این فلز در برابر اسید سولفوریک و فسفریک مقاوم است اما در هیدروکلریک یا اسید نیتریک حل می شود. اسیدها آلی مانند اسید استیک، در حضور اکسیژن منجر به حل شدن سرب می شوند. بعلاوه قلیاهای غلیظ نیز Pb را حل می کنند.

کاربردهای مختلف فلز سرب

ساخت باتری سربی -اسیدی

مصرف اصلی Pb برای باتری های ذخیره ساز سربی – اسیدی است. که در آن شبکه یا صفحه از این فلز یا ترکیب سرب با سایر فلزات که بیشتر آنتیموان است، تولید می شود.

اکستروژن های نورد

ورقه های سرب در صنعت ساختمان سازی برای جلوگیری از احتراق یا هوازدگی. برای سقف سازی و تولید روکش فلزی جهت جلوگیری از نفوذ آب استفاده می شود. با توجه به مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی، ورقه های این فلز نیز. برای استفاده از روکش حمام های شیمیایی و اسیدی و مخازن ذخیره سازی کاربرد دارد. چگالی بالای ورق سرب آن را به عنوان ماده ای بسیار مؤثر برای اهداف عایق صدا تبدیل می کند. فولاد با روکش سرب نیز برای محافظت از اشعه استفاده می شود.

ساخت لوله های سربی

لوله های سربی به دلیل مقاومت در برابر خوردگی در حمل مواد شیمیایی خورنده در کارخانه های تولید مواد شیمیایی استفاده می شوند. این لوله ها همچنین در اندازه های کوتاه جهت استفاده در اتصال کابل های با روکش Pb اکسترود می شوند.

تولید رنگدانه ها

فلز سرب به طور گسترده ای در رنگ ها استفاده می شود. اگرچه اخیراً استفاده از آن در رنگ ها به طور چشمگیری محدود است. تا خطرات سلامتی را کاهش دهد. سرب سفید Pb(OH)2 . 2PbCO3 بیشترین استفاده را بعنوان رنگدانه دارند سایر رنگدانه های مهم Pb شامل سولفات سرب بازی و کرومات سرب هستند.

استفاده بعنوان پوشش کابل

آلیاژهای سرب به دلیل خاصیت انعطاف پذیری بالا، قابلیت اکستروژن مناسب. دمای ذوب نسبتاً کم و مقاومت در برابر خوردگی بسیار عالی. در هنگام تماس با طیف گسترده ای از محیط های صنعتی و دریایی، خاک و مواد شیمیایی کاربرد گسترده ای دارند. از این ترکیبات بعنوان غلاف برای کابلهای با ولتاژ بالا استفاده می شود.

ساخت مهمات

استفاده از گلوله های سربی که معمولاً در تیراندازی های ورزشی با سلاح های کوچک استفاده می شود، بسیار متداول است.

آلیاژ سرب

فلز سرب الیاژهای بسیاری با فلزات را تشکیل می دهد. آلیاژهای متشکل با قلع، مس، آرسنیک، آنتیموان، بیسموت و کادمیوم از اهمیت صنعتی برخوردار هستند. از Pb برای ساخت یاتاقان های، لحیم کاری، فلزات ضد انفجار و فلزات با نقطه ذوب پایین استفاده می شود.

لحیم کاری های عمدتاً آلیاژهای سرب – قلع با یا بدون آنتیموان هستند. در حالی که آلیاژهای زودگداز ترکیبی از Pb، قلع بیسموت، کادمیوم و سایر فلزات با نقطه ذوب کم هستند.

گلوله های سربی آلیاژ Pb، آنتیموان و آرسنیک هستند و این فلز برای کاهش ساییدگی دستگاه ها به برنج اضافه می شود.

تأثیرات زیست محیطی سرب

استخراج، تولید، استفاده و دفع Pb و فرآورده های آن باعث آلودگی قابل توجه خاک و آبهای زمین شده است. انتشار گازهای خام سرب در طول انقلاب صنعتی و دوره تولید بنزین سرب در نیمه دوم قرن بیستم در اوج خود بود. انتشار Pb از منابع طبیعی، تولید صنعتی، سوزاندن و بازیافت و سرب قبلاً دفع شده منشأ می گیرد. غلظت های بالا Pb در خاک و رسوبات در مناطق صنعتی و شهری پایدار است.

فلز سرب می تواند در خاک، خصوصاً آنهایی که محتوای ارگانیک بالایی دارند، جمع شود و صدها تا هزاران سال باقی بماند. این ماده می تواند با سایر فلزات موجود در درون و سطوح گیاهان به طور بالقوه رقابت کند. و با مهار فتوسنتز در غلظت های کافی برای رشد گیاه و بقا آن تأثیر منفی بگذارد.

آلودگی خاک و گیاهان می تواند منجر به آلودگی زنجیره غذایی شود که بر میکروارگانیسم ها و حیوانات تأثیر می گذارد. در حیوانات این فلز در بسیاری از ارگان ها سمیت نشان می دهد. و به سیستم عصبی، کلیوی، تولید مثلی و قلب و عروق. بعد از مصرف، استنشاق یا جذب پوستی آسیب می رساند. جدب این فلز از آب و رسوبات و تجمع زیست محیطی در زنجیره غذایی خطر بزرگی برای ماهی ها، پرندگان و پستانداران دریایی می باشد.

اثرات سرب بر سلامتی انسان

سرب یک فلز نرم است که کاربردهای زیادی در طی این سالها داشته است. و از سال 5000 قبل از میلا به طور گسترده ای. برای استفاده در محصولات فلزی، کابل ها و خط لوله، رنگ ها و سموم دفع آفات مورد استفاده قرار می گیرد. فلز سرب یکی از چهار فلزی است که بیشترین تأثیر را در سلامتی انسان دارد. و از طریق جذب مواد غذایی (65%) ، آب (20%) و هوا (15%) می تواند وارد بدن انسان شود.

غذاهایی مانند میوه، سبزیجات، گوشت، غلات، غذاهای دریایی و نوشیدنی ها ممکن است حاوی مقادیر قابل توجهی فلز سرب باشند. دود سیگار همچنین حاوی مقادیر کمی از این فلز است.

این ماده می تواند از طریق خوردگی لوله ها وارد آب (آشامیدنی) شود. این احتمال وقتی بیشتر است که آب کمی اسیدی شود. به همین دلیل هم اکنون سیستم های تصفیه آب عمومی ملزم به تنظیم PH آب هستند تا غلظت سرب را کنترل کنند.

شرکت خشکه و فولاد پایتخت (( مدیریت : جواد دلاکان )) صنعتگران عزیز، افتخار داریم. که سی سال تجربه گرانبهای خویش را در زمینه عرضه انواع ورق آلیاژی. و انواع فولاد آلیاژی برای خدمت رسانی به شما هموطنان کشور عزیزمان ایران ارائه می دهیم. پیشاپیش از اینکه شرکت خشکه و فولاد پایتخت را جهت خرید خود انتخاب می نمایید سپاسگزاریم.
ارتباط با ما:
۰۹۱۲۱۲۲۴۲۲۷
۰۹۳۷۱۹۰۱۸۰۷
تلفن: ۰۲۱۶۶۸۰۰۲۵۱
فکس: ۶۶۸۰۰۵۴۶

ارتباط با ما در شبکه های اجتماعی

https://t.me/foolad_paytakht تلگرام

https://www.instagram.com/folad_paytakht اینستاگرام

https://www.instagram.com/foolad_paytakht.ir اینستاگرام

سرب (Lead) عنصری شیمیایی با نماد Pb و عدد اتمی 82 و یکی از فلزات سنگینی است. که از متداول ترین مواد نیز متراکم تر است. فلز سرب فلزی نرم و چکش خوار و دارای نقطه ذوب نسبتاً پایین است.

فلز سرب فلزی نقره ای متمایل به آبی است. که هنگام قرار گیری در معرض هوا به رنگ خاکستری کدر و لکه دار تبدیل می شود. این فلز دارای بالاترین عدد اتمی نسبت به سایر عناصر پایدار و یک فلز نسبتاً غیر فعال است.

خواص فلزی ضعیت این ترکیب با طبیعت آمفوتریک آن مشخص می شود. سرب و اکسید های سرب با اسیدها و بازها واکنش نشان می دهند و تمایل به ایجاد پیوندهای کووالانسی دارند. ترکیبات Pb معمولاً در حالت اکسیداسیون +2 قرار دارند. و مانند اعضای سبک تر گروه این گروه به پیوند با خودش تمایل دارد و می تواند زنجیره ها و ساختارهای چندوجهی را تشکیل دهد.

تاریخچه فلز سرب

این فلز به راحتی از سنگ معدن استخراج می شود. انسان های ماقبل تاریخ در آسیای غربی از وجود این فلز آگاه بودند. گالنا سنگ معدن اصلی سرب است که اغلب دارای نقره است. علاقه به نقره باعث شروع استخراج گسترده و استفاده از Pb در روم باستان شد. تولید این فلز پس از سقوط روم کاهش یافت و تا انقلاب صنعتی به مقادیر قابل قبولی نرسید.

در سال 2014 میلادی تولید جهانی این فلز سالانه حدود ده میلیون تن بود که بیش از نیمی از آن مربوط به بازیافت بود. چگالی بالای سرب، نقطه ذوب پایین، چکش خواری و عدم تمایل آن نسبت به اکسیداسیون باعث شد که به یک فلز مفید تبدیل شود.

این خواص به همراه فراوانی نسبی و قیمت پایین آن، منجر به استفاده گسترده. از آن در ساخت و ساز، لوله کشی، باتری، گلوله، لحیم کاری، آلیاژهای ساختگی، رنگهای سفید، بنزین حاوی سرب و محافظ اشعه شد.

با این حال در اواخر قرن نوزدهم سمیت Pb به رسمیت شناخته شد. و از آن زمان استفاده از آن در بسیاری از کاربردها کاهش دارد. با این حال، بسیاری از کشورها هنوز اجازه فروش محصولاتی که انسان را در معرض سرب قرار می دهد. از جمله برخی از رنگها و گلوله ها را دارند.

شایان ذکر است که Pb یک نوروتوکسین است که در بافت ها و استخوان های نرم جمع می شود. به سیستم عصبی آسیب می زند و عملکرد آنزیم های بیولوژیکی را مختل می کند. و باعث اختلالات عصبی مانند آسیب های مغزی و مشکلات رفتاری می شود.

خواص فیزیکی و شیمیایی سرب

سرب وقتی در معرض هوای مرطوب قرار می گیرد یک لایه محافظ با ترکیب متفاوت تشکیل می دهد. کربنات سرب (ll) ماده تشکیل دهنده متداول است. سولفات یا کلرید نیز ممکن است در مناطق شهری یا دریایی وجود داشته باشد. این لایه ها باعث می شود این فلز به طور مؤثر از نظر شیمیایی در معرض هوا مقاوم باشد. سرب ریزپودری، مانند بسیاری از فلزات آتش زاست و با شعله مایل به آبی سفید می سوزد.

فلوئور با Pb در دمای اتاق واکنش نشان می دهد و فلوراید سرب (ll) را تشکیل می دهد. واکنش با کلر نیز مشابه است اما نیاز به گرم شدن دارد. زیرا لایه کلرید حاصل واکنش عناصر را کاهش می دهد. سرب مذاب با کلکوژنها واکنش می دهد تا کلکوژنیدهای سرب (ll) را تشکل دهد.

این فلز در برابر اسید سولفوریک و فسفریک مقاوم است اما در هیدروکلریک یا اسید نیتریک حل می شود. اسیدها آلی مانند اسید استیک، در حضور اکسیژن منجر به حل شدن سرب می شوند. بعلاوه قلیاهای غلیظ نیز Pb را حل می کنند.

کاربردهای مختلف فلز سرب

ساخت باتری سربی -اسیدی

مصرف اصلی Pb برای باتری های ذخیره ساز سربی – اسیدی است. که در آن شبکه یا صفحه از این فلز یا ترکیب سرب با سایر فلزات که بیشتر آنتیموان است، تولید می شود.

اکستروژن های نورد

ورقه های سرب در صنعت ساختمان سازی برای جلوگیری از احتراق یا هوازدگی. برای سقف سازی و تولید روکش فلزی جهت جلوگیری از نفوذ آب استفاده می شود. با توجه به مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی، ورقه های این فلز نیز. برای استفاده از روکش حمام های شیمیایی و اسیدی و مخازن ذخیره سازی کاربرد دارد. چگالی بالای ورق سرب آن را به عنوان ماده ای بسیار مؤثر برای اهداف عایق صدا تبدیل می کند. فولاد با روکش سرب نیز برای محافظت از اشعه استفاده می شود.

ساخت لوله های سربی

لوله های سربی به دلیل مقاومت در برابر خوردگی در حمل مواد شیمیایی خورنده در کارخانه های تولید مواد شیمیایی استفاده می شوند. این لوله ها همچنین در اندازه های کوتاه جهت استفاده در اتصال کابل های با روکش Pb اکسترود می شوند.

تولید رنگدانه ها

فلز سرب به طور گسترده ای در رنگ ها استفاده می شود. اگرچه اخیراً استفاده از آن در رنگ ها به طور چشمگیری محدود است. تا خطرات سلامتی را کاهش دهد. سرب سفید Pb(OH)2 . 2PbCO3 بیشترین استفاده را بعنوان رنگدانه دارند سایر رنگدانه های مهم Pb شامل سولفات سرب بازی و کرومات سرب هستند.

استفاده بعنوان پوشش کابل

آلیاژهای سرب به دلیل خاصیت انعطاف پذیری بالا، قابلیت اکستروژن مناسب. دمای ذوب نسبتاً کم و مقاومت در برابر خوردگی بسیار عالی. در هنگام تماس با طیف گسترده ای از محیط های صنعتی و دریایی، خاک و مواد شیمیایی کاربرد گسترده ای دارند. از این ترکیبات بعنوان غلاف برای کابلهای با ولتاژ بالا استفاده می شود.

ساخت مهمات

استفاده از گلوله های سربی که معمولاً در تیراندازی های ورزشی با سلاح های کوچک استفاده می شود، بسیار متداول است.

آلیاژ سرب

فلز سرب الیاژهای بسیاری با فلزات را تشکیل می دهد. آلیاژهای متشکل با قلع، مس، آرسنیک، آنتیموان، بیسموت و کادمیوم از اهمیت صنعتی برخوردار هستند. از Pb برای ساخت یاتاقان های، لحیم کاری، فلزات ضد انفجار و فلزات با نقطه ذوب پایین استفاده می شود.

لحیم کاری های عمدتاً آلیاژهای سرب – قلع با یا بدون آنتیموان هستند. در حالی که آلیاژهای زودگداز ترکیبی از Pb، قلع بیسموت، کادمیوم و سایر فلزات با نقطه ذوب کم هستند.

گلوله های سربی آلیاژ Pb، آنتیموان و آرسنیک هستند و این فلز برای کاهش ساییدگی دستگاه ها به برنج اضافه می شود.

تأثیرات زیست محیطی سرب

استخراج، تولید، استفاده و دفع Pb و فرآورده های آن باعث آلودگی قابل توجه خاک و آبهای زمین شده است. انتشار گازهای خام سرب در طول انقلاب صنعتی و دوره تولید بنزین سرب در نیمه دوم قرن بیستم در اوج خود بود. انتشار Pb از منابع طبیعی، تولید صنعتی، سوزاندن و بازیافت و سرب قبلاً دفع شده منشأ می گیرد. غلظت های بالا Pb در خاک و رسوبات در مناطق صنعتی و شهری پایدار است.

فلز سرب می تواند در خاک، خصوصاً آنهایی که محتوای ارگانیک بالایی دارند، جمع شود و صدها تا هزاران سال باقی بماند. این ماده می تواند با سایر فلزات موجود در درون و سطوح گیاهان به طور بالقوه رقابت کند. و با مهار فتوسنتز در غلظت های کافی برای رشد گیاه و بقا آن تأثیر منفی بگذارد.

آلودگی خاک و گیاهان می تواند منجر به آلودگی زنجیره غذایی شود که بر میکروارگانیسم ها و حیوانات تأثیر می گذارد. در حیوانات این فلز در بسیاری از ارگان ها سمیت نشان می دهد. و به سیستم عصبی، کلیوی، تولید مثلی و قلب و عروق. بعد از مصرف، استنشاق یا جذب پوستی آسیب می رساند. جدب این فلز از آب و رسوبات و تجمع زیست محیطی در زنجیره غذایی خطر بزرگی برای ماهی ها، پرندگان و پستانداران دریایی می باشد.

اثرات سرب بر سلامتی انسان

سرب یک فلز نرم است که کاربردهای زیادی در طی این سالها داشته است. و از سال 5000 قبل از میلا به طور گسترده ای. برای استفاده در محصولات فلزی، کابل ها و خط لوله، رنگ ها و سموم دفع آفات مورد استفاده قرار می گیرد. فلز سرب یکی از چهار فلزی است که بیشترین تأثیر را در سلامتی انسان دارد. و از طریق جذب مواد غذایی (65%) ، آب (20%) و هوا (15%) می تواند وارد بدن انسان شود.

غذاهایی مانند میوه، سبزیجات، گوشت، غلات، غذاهای دریایی و نوشیدنی ها ممکن است حاوی مقادیر قابل توجهی فلز سرب باشند. دود سیگار همچنین حاوی مقادیر کمی از این فلز است.

این ماده می تواند از طریق خوردگی لوله ها وارد آب (آشامیدنی) شود. این احتمال وقتی بیشتر است که آب کمی اسیدی شود. به همین دلیل هم اکنون سیستم های تصفیه آب عمومی ملزم به تنظیم PH آب هستند تا غلظت سرب را کنترل کنند.

شرکت خشکه و فولاد پایتخت (( مدیریت : جواد دلاکان )) صنعتگران عزیز، افتخار داریم. که سی سال تجربه گرانبهای خویش را در زمینه عرضه انواع ورق آلیاژی. و انواع فولاد آلیاژی برای خدمت رسانی به شما هموطنان کشور عزیزمان ایران ارائه می دهیم. پیشاپیش از اینکه شرکت خشکه و فولاد پایتخت را جهت خرید خود انتخاب می نمایید سپاسگزاریم.
ارتباط با ما:
۰۹۱۲۱۲۲۴۲۲۷
۰۹۳۷۱۹۰۱۸۰۷
تلفن: ۰۲۱۶۶۸۰۰۲۵۱
فکس: ۶۶۸۰۰۵۴۶

ارتباط با ما در شبکه های اجتماعی

https://t.me/foolad_paytakht تلگرام

https://www.instagram.com/folad_paytakht اینستاگرام

https://www.instagram.com/foolad_paytakht.ir اینستاگرام

لوله st35.8-لوله آتشخوار-لوله DIN 2448-DIN17175-فولاد حرارتی-لوله حرارتی

لوله st35.8

لوله آتشخوار St35.8

این لوله ها، در ساخت دیگ بخار تبدیل حرارتی نقش بسیار مؤثری داشته. و در جاهایی که فشار و حرارت همزمان با هم وجود داشته باشد. مورد استفاده قرار می گیرد. این لوله ، حرارت 450 درجه سانتی گراد را متحمل شده و فشار میعانات را تا 32 اتمسفر. (برای لوله هایی که دارای قطر 64 میلیمتر به بالا) و 80 اتمسفر (برای لوله هایی که دارای قطر کمتر)هستند. متحمل می شوند.

استاندارد این لوله برابر با DIN 2448 بوده و تحت این استاندارد تولید می شوند. شایان ذکر است در صورت نیاز به جوشکاری. به مدت یک ربع یا 15 دقیقه این لوله ها باید با درجه 520 الی 600 درجه سانتی گراد. در عملیات حرارتی قرار گیرند.

از دلایل تقاضای زیاد لوله های St35.8 – DIN 17175 از صنایع مختلف و بسیاری از مشتریان دیگر این است. که در نصب دیگ و ساخت مخازن بسیار مفید است. اشکال موجود شامل لوله های گرد، مربع، مستطیل، بیضوی و … است.

لوله های فولادی مقاوم در برابر حرارت DIN 17175 در صنعت دیگ بخار استفاده میشود. آنها در تأسیسات دیگ بخار، سازه های مخزن و کاربردهای لوله کشی با فشار بالا مورد استفاده قرار می گیرند. چون به راحتی می توانند در برابر دمای بالا و شرایط کار با فشار زیاد مقاومت کنند. صنایع مختلف دیگری که دارای ارزش بسیار بالایی هستند عبارتند از : صنعت الکترونیک، صنایع شیمیایی، و صابون سازی. صنعت هوافضا، صنایع غذایی، صنعت قند و صنعت فولاد.

این فولاد آلیاژی بخاطر ترکیب 17 تا 19 صدم درصد عنصر کربن. و مقدار 55 تا 80 صدم درصد عنصر منگنز. علاوه بر خاصیت تبادل حرارت مناسب، دارای توان تحمل تا 585 درجه سانتی گراد حرارت غیر مستقیم. همراه با عبور مایعات از داخل لوله (مانند دیگ بخار واتر تیوب یا دیگ روغن داغ). و یا عبور مایعات از روی سطح لوله (مانند دیگ بخار یا دیگ آبگرم). با تحمل فشار تا 35 بار را دارد. همچنین این ترکیب دارای خاصیت خم زدن تا زاویه 90 درجه را دارات.از خواص دیگر آن می توان به قابلیت نرمش در برش کردن. و باز کردن دهانه لوله (بوسیله ابزار والس) تا 5 میلی متر. بخاطر دارا بودن کربن پایین، اشاره کرد.

لوله آتشخوار

استاندارد DIN17175 Grade St 38.8 مرتبط به لوله های استیل بدون درز مقاوم در برابر گرما می باشد. که در تجهیزات برای سرویس تا 600 درجۀ سانتیگراد و در فشارهای بالا استفاده می شود. اینگونه لوله ها مقاومت بالایی در برابر حرارت از خود نشان می دهند. در نتیجه، می توانند مایعات و گازها با دمای بالا را از خود عبور دهند. همچنین این لوله ها، به دلیل خواص منحصر به فردی که دارند. در مخازن تحت فشار مورد استفاده قرار می گیرند.

این لوله های فولادی کربنی حداکثر %0.17 محتوای کربن می باشند. لوله های فولادی مقاوم در برابر حرارت DIN17175 در صنعت دیگ بخار مورد نیاز است. استفاده از آنها در نصب دیگ های بخار، ساخت مخزن و کار لوله کشی با فشار بالا بسیار زیاد است. زیرا می توانند به راحتی در مقابل دمای کار و شرایط کار با فشار بالا مقاومت نمایند. علاوه بر این، لوله فولادی St45.8 نیز جزو لوله های آتشخوار محسوب می شود.

تکنیک های ساخت لوله های آتشخوار

لوله های این استاندارد باید با نورد گرم یا سرد، فشار دادن داغ، کشش گرم یا سرد تولید شوند. فولادهای مورد استفاده در لوله ها باید توسط فرآیند دمیدن اکسیژن، کوره بخار یا کوره الکتریکی ساخته شوند. علاو بر این، تمام فولادهای باید کشته شوند.

بررسی فنی لوله های آتشخوار

استانداردها و گریدهای لوله St35.8 آتشخوار

جدول استاندارد و گریدهای معادل لوله آتشخوار St35.8

لوله مانیسمان کربن استیل-کربن استیل-بدون درز – ضد فشار-ضد انفجار-چوشپذیر-تحت فشار – قیمت روز – فروش لوله – قیمت لوله آلیاژی -استیل-درز دار

لوله مانیسمان کربن استیل با سوراخ کردن یک شمش فولاد یا خالی کردن یک لوله جامد توپُر ساخته می‌شود. و سپس نورد گرم، نورد سرد و یا به صورت سرد کشیده می‌شود. این نوع لوله ها نقش بسیار مهمی را در صنعت تولید لوله ایفا می‌کند. بر اساس آمارهای موجود سالانه ظرفیت تولید ۴.۵ میلیون تن لوله مانیسمان کربن استیل وجود دارد. پترو ایلیا انرژی در این مقاله به بررسی این موضوع می

به طور کلی حدود ۱.۹ میلیون تن لوله مانیسمان برای کاربری‌های عمومی، ۷۶۰.۰۰۰ تن در صنایع نفت، ۱۵۰.۰۰۰ تن در صنایع لوله دقیق و پراپس‌های هیدرولیک و ۵۰.۰۰۰ تن در صنایع لوله‌های استنلس استیل، بلبرینگ و لوله‌های وسایل نقلیه تولید می‌شود.

مواد اولیه برای تولید این نوع لوله ها شامل شمش‌های لوله‌ای گِرد می‌باشد که توسط دستگاه برش به طول‌های ۱ متری برش می‌خورند، سپس به وسیله کمربند نقاله وارد کوره شده تا حرارت ببینند. این بیلت‌ها در کوره با دمای حدود ۱۲۰۰ درجه سلسیوس حرارت می‌بینند. سوخت کوره هیدروژن یا استیلن می‌باشد. کنترل دمای کوره امری بسیار مهم است. شمش پس از خارج شدن از کوره وارد دستگاه پانچ می‌شود که متداول‌ترین نوع آن دستگاه پانچ غلتکی مخروطی است. این دستگاه پانچ راندمان تولید بالا، کیفیت خوب و امکان سوراخ کردن انواع شمش‌های فولادی تا قطرهای بالا را دارد. پس از سوراخ کردن شمش، بیلت گرد به صورت پیاپی نورد شده یا توسط سه غلتک اکسترود می‌شود.

مشخصات لوله مانیسمان فولادی

مشخصات لوله مانیسمان فولادی توسط قطر خارجی و ضخامت دیواره لوله (به میلیمتر) مشخص می‌گردد. لوله مانیسمان فولادی به دو دسته نورد گرم (hot-rolled) و نورد سرد (cold-rolled) تقسیم می‌شود. لوله مانیسمان نورد گرم به دسته‌های ذیل تقسیم می‌شود:

لوله مانیسمان عمومی، لوله مانیسمان بویلر فشار کم یا متوسط. لوله مانیسمان بویلر فشار بالا، لوله مانیسمان آلیاژی (الوی استیل). لوله مانیسمان استنلس استیل، لوله مانیسمان مورد استفاده در صنایع نفت. لوله مانیسمان مورد استفاده از حفاری و زمین‌شناسی و …

شرکت خشکه و فولاد پایتخت (( مدیریت : جواد دلاکان )) صنعتگران عزیز، افتخار داریم. که سی سال تجربه گرانبهای خویش را در زمینه عرضه انواع ورق آلیاژی. و انواع فولاد آلیاژی برای خدمت رسانی به شما هموطنان کشور عزیزمان ایران ارائه می دهیم. پیشاپیش از اینکه شرکت خشکه و فولاد پایتخت را جهت خرید خود انتخاب می نمایید سپاسگزاریم.
ارتباط با ما:
۰۹۱۲۱۲۲۴۲۲۷
۰۹۳۷۱۹۰۱۸۰۷
تلفن: ۰۲۱۶۶۸۰۰۲۵۱
فکس: ۶۶۸۰۰۵۴۶

ارتباط با ما در شبکه های اجتماعی

https://t.me/foolad_paytakht تلگرام

https://www.instagram.com/folad_paytakht اینستاگرام

https://www.instagram.com/foolad_paytakht.ir اینستاگرام

میلگرد 3343 (AISI m2) فولاد ابزار تند بر آلیاژی با تنگستن – مولیبدن می باشد. فولاد 1.3343 نسخه با کربن بیشتر فولاد 3346 (AISI M1) میباشد. فولاد 3343 تا اندازه ای از لحاظ مقاومت سایشی بهتر از فولاد 1.3355 عمل می کند. میلگرد 1.3343 مقاومتی بسیار عالی در برابر نرم شدگی در دماهای بالا دارد.

فولاد 3343

همچنین فولاد 3343 مقاومت سایشی بسیار خوبی نیز دارد. از سایر ویژگی های این فولاد می توان به تافنس بالا و خواص برشی بسیار مطلوب آن اشاره نمود. در ضمن این فولاد از خاصیت سخت شدگی در عمق نیز برخوردار است. و در طیف وسیعی از کاربردها مورد استفاده قرار می گیرد.

این فولاد از استحکام فشاری مقبولی نیز برخوردار است و نیز از فولادهای مقاوم در برابر حرارت به شمار می رود.

این فولاد از خاصیت ترموپلاستیک برخوردار می باشد. بنابراین برای شکل دهی های داغ گزینه مناسبی محسوب می شود. نکته قابل ملاحظه در حین گرمادهی فولاد 1.3343 آن است. که با توجه به مستعد بودن این فولاد به اکسیداسیون و دکربونه شدن. حتماً بایستی در حین گرمادهی محافظت گردد.

خصوصیات فیزیکی

مدول الاستیسیته :103 x N/mm2 ]217]

چگالی g/cm3 ] : 8.12]

رسانایی گرمایی W/m.K] : 19.0]

مقاومت الکتریکی Ohm mm2 /m] : 0.54]

ظرفیت گرمایی ویژه J/g.K] : 0.46]

آنیل کاری نرم فولاد 1.3343

تا دمای 820 – 880 درجه سانتی گراد حرارت می دهیم و به آرامی در کوره اجازه خنک شدن می دهیم. این فرآیند سختی به میزان 225 -280 برینل را ایجاد می کند.

تنش زدایی

تنش زدایی به منظور حذف تنش های ناشی از ماشین کاری انجام می گیرد. برای این منظور قطعه را تا دمای 650 درجه سانتی گراد حرارت می یابد. و به مدت یک ساعت در آن دما نگهداری می کنیم و بعد از آن اجازه می دهیم که در هوا خنک شود. این عملیات همچنین به منظور کاهش اعوجاج ناشی از عملیات حرارتی نیز قابل اعمال است.

سخت کاری

ابتدا دمای قطعه را تا 45-600 درجه سانتی گراد بالا می بریم و بعد از آن در دمای 850 درجه سانتی گراد پیشگرم می نماییم. و سپس در مرحله بعد در دمای 1050 عملیات پیشگرم کردن را انجام می دهیم. سخت سازی از محدودۀ دمایی 1180 -1230 و به دنبال آن خنک کردن در هوا. روغن و یا حمام گرم تا 550 درجه سانتی گراد صورت می گیرد. سختی پس از کوئنچ کردن حداقل به میزان 64 راکول سی می باشد.

تمپر کردن فولاد 3343

تمپر کردن این فولاد در حیطۀ دمایی 540 – 560 درجه سانتی گراد و سه بار به مدت یک ساعت می باشد.

آهنگری

دمای آهنگری داغ در حیطۀ 926-1120 درجه سانتی گراد می باشد.

قابلیت ماشینکاری

فولاد 3343 در دسته بندی فولادهای ابزاری با قابلیت ماشینکاری متوسط در حالت آنیل میشود، قرار می گیرد. این فولاد با اینکه قابل سنگ زنی می باشد. اما در مجموع به عنوان آلیاژی که قابلیت سنگ زنی ضعیفی دارد تلقی می شود. به صورت نسبی می توان گفت. که میزان قابلیت ماشینکاری این فولاد چیزی در حدود 50% فولادهای ساده آلیاژی که خنک می شود و در آب می باشد.

مقاومت به خوردگی

این فولاد به صورت طبیعی برای کاربردهایی که در آنها مقاومت به خوردگی مد نظر است مورد استفاده قرار نمی گیرد.

کاربرد فولاد 3343

• کاربرد در ساخت ابزار و تجهیزات برشی
• انواع چاقو
• سری های دریل و مته ها
• ابزار الات خانکشی
• انواع و اقسام برش دهنده های چرخشی قابل تهیه از این فولاد
• تجهیزات کار با چوب و نجاری
• در مواقع متعددی نیز از این فولاد در شکل دهی های سرد مورد استفاده قرار می گیرد. مواقعی که نیاز به مقاومت سایشی بسیار بالا وجود دارد. مواردی همچون انواع قالب های خمکاری و برش و قالب های اکستروژن سرد
• قالب های پیچ و مهره سازی نیز گاهاً از فولاد 3343 تولید می شوند.
• تیغه های برشی حلقوی و دوار
• این فولاد به عنوان مادۀ پایه ای بسیار خوب برای انواع پوشش های PVD/CVD به شمار می آید.

کاربرد: ساخت ابزار خان کشی،مته فرز، اره نواری و دستی، قلاویز و غیره

خشکه هوایی تندبر

فولاد تندبر (High -speed steel) در اصطلاح به اختصار HSS می گویند. زیر مجموعه ای از فولادهای ابزاری است که معمولاً جهت ساخت ابزارهای برشی از آن استفاده می شود.

این فولاد معمولاً در ساخت مته و تیغه های صفحه اره گرد بُر کاربرد دارد. طبق تعریف استاندارد ASTM A600-92a. فولادهای تند بر به دلیل قابلیتشان در ماشینکاری مواد در سرعت های نسبتاً بالا به این طریق نامگذاری می شوند. این فولادها، آلیاژهای پایه آهن پیچیده ای از کربن، کروم، مولیبدن یا تنگستن یا هر دو هستند. و ممکن است در بعضی موارد درصد بالایی از کبالت نیز داشته باشند.

این فولادها نسبت به فولادهای کربن -بالایی که تا دهه 1940 استفاده می شد. برتری داشته و سختی خود را در دماهای بالاتری حفظ می کنند. این ویژگی باعث آن شد که ابزارهای برشی تولیدی از جنس HSS. قابلیت کار در سرعت های بالاتری نسبت به فولادهای کربن – بالا داشته باشد. و به همین دلیل خشکه هوایی تندبر نام گذاری شد.

از جمله ویژگی های شناخته شده فولادهای تندبر داشتن سختی (معمولاً بالای 60 راکول) و مقاومت به سایش بالا است. که معمولاً به میزان تنگستن و وانادیوم به کار رفته در ساخت آنها ارتباط دارد.

کاربرد اصلی فولادهای تندبر ساخت ابزارهای برشی مانند : مته ها، قلاویز، فرز انگشتی (End mill). تیغچه تراشکاری، هاب چرخنده تراشی و تیغه های اره گردبر است.

انواع فولاد ابزار تندبر

فولادهای تندبر آلیاژهایی هستند که خواص خود را از تنگستن یا مولیبدن و معمولاً هر دو بدست می آورند. این فولادها جزو سیستم آلیاژی چند – جزئی آهن – کربن – X هستند. که در آن X نشانگر یکی از عناصر کروم، تنگستن، مولیبدن، وانادیم یا کبالت است. معمولاً درصد عنصر X بیشتر از 7% به همراه بیش از 0.6% کربن است. این درصدها به تنهایی باعث افزایش سختی فولادها نشده. و برای تبدیل به آلیاژ تندبر واقعی نیاز به عملیات حرارتی دما بالا دارند.

در سیستم واحد نامگذاری (UNS)، گریدهای نوع تنگستنی (برای مثال T1 و T15) به صورت سری T120XX نامگذاری می شوند. همچنین در حالیکه گریدهای نوع مولیبدنی (برای مثال M2 و M48) به صورت سری T113XX نامگذاری می شوند. در استاندارد ASTM هفت نوع گرید تنگستنی و 17 نوع گرید مولیبدنی به رسمیت شناخته شده است.

افزودن مجموع حدود 10% تنگستن و مولیبدن راندمان سختی و استحکام فولادهای تندبر را پیشینه کرده و کمک می کند. که این فولادها در دماهای بالا این خواص را حفظ کنند.

فولاد 3265

فولادهای تندبُر تنگستنی

T1

اولین فولاد تندبر تولیدی می باشد که در سال 1903 اختراع شد و حاوی 14% تنگستن بود. این فولاد امروزه با فولاد M2 جایگزین می گردد..

فولادهای تندبُر مولیبدنی

M1

فولاد M1 خواص استحکام در دمای بالای M2 را ندارد. اما نسبت به شوک مقاوم تر بوده و انعطاف پذیرتر است.

M2

فولاد M2 فولاد تندبُر «استاندارد» صنعت و پرکاربردترین آنها است. این فولاد دارای کاربیدهای کوچک و تقسیمی به صورت منظمی است. که باعث شده این فولاد مقاومت به سایش بالایی داشته باشد. اما حساسیت دکربوریزه شدن آن کمی بالاست. سختی این فولاد پس از عملیات حرارتی برابر سختی T1 میشود. اما مقاومت به خمش آن تا 4700 مگاپاسکال می رسد. همچنین استحکام و خواص ترموپلاستیسیته آن 50% بیشتر از T1 است. از این فولاد برای ساخت ابزارهای زیادی از جمله مته، قلاویز، برقو و … استفاده می شود. در استاندارد ISO 4957 فولاد 1.3343 معادل فولاد M2 می باشد.

M7

از فولاد M7 برای ساخت مته های بزرگتر که انعطاف پذیری و عمر زیاد. نیز از اهمیت بالایی برخوردار است استفاده می گردد.

M50

فولاد M50 خواص استحکام در دماهای بالای سایر گریدهای HSS را ندارد. اما برای دریل هایی که شکست مشکلی اساسی آنها است. و نیاز به انعطاف پذیری بیشتری است مورد استفاده قرار می گیرد. از این گرید معمولاً برای ساخت ساچمه های بلبرینگ های دما – بالا نیز استفاده می شود.

فولادهای تندبر کبالتی

افزایش عنصر کبالت باعث افزایش مقاومت به گرما می شود. و می تواند سختی را تا بالای 67 راکول افزایش دهد.

M35

M35 مانند M2 است که 5% عنصر کبالت به آن افزون می شود. ام 35 را معمولاً با نام فولاد کبالتی، HSS یا HSS-E نیز می شناسند. این فولاد نسبت به M2 توان کارکردن در سرعت های بالاتر و عمر بیشتری دارد.

M42

فولاد M42 آلیاژ تندبر سری مولیبدنی بوده که دارای 8 تا 10% کبالت است. از این گرید معمولاً در صنایع تراشکاری و فرزکاری حرفه ای استفاده می شود. چرا که نسبت به سایر گریدهای فولادهای تندبر، خواص مقاومت به گرمای فوق العاده ای دارد. و اجازه می دهد ابزار با سرعت های بیشتری کارکرده و زمان تولید کاهش پیدا کند. همچنین مقاومت به «لب پَر شدن» M42 در هنگام استفاده از آن. برای برش مقاطع ناپیوسته بیشتر از سایر گریدها بوده. و نسبت به ابزارهایی که از جنس کاربید تولید می شوند. ارزان قیمت تر هستند. ابزارهای تولیدی از این گرید معمولاً با نماد HSS-Co مشخص می شوند.

شرکت خشکه و فولاد پایتخت (( مدیریت : جواد دلاکان )) صنعتگران عزیز، افتخار داریم. که سی سال تجربه گرانبهای خویش را در زمینه عرضه انواع ورق آلیاژی. و انواع فولاد آلیاژی برای خدمت رسانی به شما هموطنان کشور عزیزمان ایران ارائه می دهیم. پیشاپیش از اینکه شرکت خشکه و فولاد پایتخت را جهت خرید خود انتخاب می نمایید سپاسگزاریم.
ارتباط با ما:
۰۹۱۲۱۲۲۴۲۲۷
۰۹۳۷۱۹۰۱۸۰۷
تلفن: ۰۲۱۶۶۸۰۰۲۵۱
فکس: ۶۶۸۰۰۵۴۶

ارتباط با ما در شبکه های اجتماعی

https://t.me/foolad_paytakht تلگرام

https://www.instagram.com/folad_paytakht اینستاگرام

https://www.instagram.com/foolad_paytakht.ir اینستاگرام

انواع مفتول و کاربردهای آن-مفتول سیاه-مفتول گالوانیزه-مفتول استنلس استیل-مفتول فولاد فنر

مفتول فولادی

کلاف گرد یا مفتول چیست؟ مفتول (Wire) به معنای رشته سیم باریک فلزی و تاب داده شده می باشد. اما در صنعت به سیم خشک که از میلگرد را می کشند تا کشش بیاید. گفته می شود. فرآیند تولید مفتول همانطور که بیان شد. با توجه به مصرف مورد نیاز به گرید یا مقاومت و سایزی که می خواهیم، مفتول را کش می دهیم.

انواع مفتول

• مفتول ساده (آنیل شده)
• کلاف گرد گالوانیزه (مفتول سفید)
• کلاف گرد مسوار
• مفتول استنلس استیل (استیل نگیر)
• مفتول فنر (پرکربن)

کلاف گرد سیاه (Black Annealed Wire)

این نوع سیم که به مفتول آنیلی یا آرماتوربندی نیز معروف است.که معمولاً کاربرد آنها در بسته بندی، قالب بندی، ساخت انواع مفتول گالوانیزه، آرماتوربندی و … می باشد که بیان شد.

همچنین در روش آنیل اول میلگرد کلاف شده شماره 5.5 تا 8 را که به آن مفتول صنعتی (Wire) نیز می نامند.

در دمای بین 800 الی 900 درجه سانتی گراد طی فرآیند نورد سرد. و در دستگاه های کشش به 1.2 الی 6 میلی متر باریک به شکل کلاف های 15 الی 20 کیلویی دسته بندی می شود. سپس بعد از آن در خلاء در کورۀ آنیل حرارت می بیند. و بعد از ساعت ها به آرامی دمای اولیه خود را به دست می آورند.

کاربرد مفتول سیاه

همانطور که در بالا بیان شد مفتول سیاه در اندازه های مختلف تولید می شوند و هر کدام از آنها استفادۀ خاصی دارند. به طور کلی این در کارهای مختلفی مانند آرماتوربندی، قالب بندی، عدل بندی کشاورزی، عایق بندی، نجاری و … کاربرد دارند.

با توجه به نوع کار و توانایی و قدرتی که لازم دارد، قطر و اندازۀ مفتول نیز متغیر می باشد. در رابطه با وزن عدل بندی های آن هم همینطور است. و با توجه به اندازه و قطر، وزن هر بسته از مفتول سیاه تغییر می کند.

عدل بندی مفتول

در رابطه با بسته بندی نیز باید ذکر نماییم که مفتول سیاه را مانند سیم خاردار خطی به صورت کلافی عدل بندی می کنند.

دلیل انتخاب این نوع عدل بندی، سهولت در جابجایی و استفاده می باشد.

در عدل بندی کلافی، رشته های مفتول به صورت کلافی پیچیده می شوند تا در هنگام بارگیری و جابجایی، این کار به راحتی صورت بگیرد.

همچنین برای استفاده نیز با باز کردن کلاف به سادگی و با کمترین نیرو می توان از محصول استفاده کرد.

کاربرد مفتول سیاه بر اساس سایز

• 1.5mm : در ساختمان سازی و در مرحله آرماتوربندی.
• 2.5mm: در ساختمان سازی و در مرحله قالب بندی.
• 4 و 3 میلی متری: معمولاً در صنعت کشاورزی، نجاری و چوب.

مفتول گالوانیزه (Galvanized Wire)

سیم گالوانیزه که در دنیای امروزه با توجه به کارایی آن به عنوان صنعت مادر معروف است.

مفتول گالوانیزه سفید در واقع نوعی از سیم است. که طی فرآیندی که در آن فولادی که بدون هیچ گونه اکسیژن و چربی است. را در محفظه و یا وان پر از فلز روی که به حالت مذاب است شناور می کنند.سپس در نتیجه این فرایند پوششی از آلیاژی مقاوم از جنس فلز روی بر روی آن ایجاد می شود. این کار باعث بالاتر رفتن مقاومت فولاد می شود. نتیجه این کار فلزی به وجود می آید که از روی و فولاد متشکل است.

انواع سیم مفتول گالوانیزه

1- مفتول گالوانیزه سرد

2- مفتول گالوانیزه گرم

مفتول گالوانیزه سرد:

در این روش فلز روی با روش الکترولیز (آب کاری با برق) بر روی سیم روکش می شود. ضخامت فلز روی کار شده بر روی این مفتول ها ناچیز می باشد و در نتیجه در برابر رطوبت مقاومت نسبتاً کمی دارد.

مفتول گالوانیزه گرم:

نوع از سیم مفتول سفید است که از طریق روش گالوانیزاسیون داغ، مفتول سیاه حرارت می بیند و سپس روکش دهی می شود. این نوع سیم در واقع همان مفتول سیاه است. که تحت حرارت زیاد کربن آن به حداقل میزان ممکن رسیده و در نتیجه نرم و انعطاف پذیر شده است.

سپس در یک وان مذاب از فلز روی، غوطه ور می شود و کاملاً عمیق روکش دهی می شود.

از آنجایی که فلز روی در مقایسه با فولاد الکترو پوزیتیو تر است. هنگامی که لایۀ گالوانیزه می شود دچار آسیب می شود و فولاد در معرض هوا و رطوبت قرار می گیرد. عنصر روی همچنان قادر است. که از طریق خاصیت حفاظت کاتدی از فولاد در مقابل خوردگی و زنگ زدگی محافظت کند.

جالب است بدانید که با افزودن آلومینیوم به فلز روی، مقاومت در برابر خوردگی این مفتول ها را بالا می رود. هر قدر که این سیم ها به بیشترین سطح از مقاومت برسند، بالاترین کیفیت و بهره وری و همچنین دوام را نیز خواهند داشت. سیم سفید ایجاد شده تحت عمل گالوانیزه گرم دارای سطحی صاف و یک دست است و بسیار نرم و انعطاف پذیر می باشد.

فرآیند تولید سیم مفتول گالوانیزه سرد:

در این روش در ابتدا مفتول سیاه تحت جریان الکتریکی تمیز کاری و اکسید زدایی می شود. سپس توسط فرآیند الکترولیز پوششی از لایۀ گالوانیزه سرد بر روی آن قرار می گیرد. (این لایه در مقایسه با لایۀ ایجاد شده در روش گالوانیزه گرم بسیار نازک است).

این فرآیند سبب مقاومت نسبی سیم در برابر رطوبت و شکستگی می شود و انعطاف آن را بیشتر می کند. هدف اصلی روش گالوانیزه سرد محافظت فلز پایه (فولاد) در برابر خوردگی و زنگ زدگی می باشد. محصول های تولید شده در این روش معمولاً دارای قطرهای 0.5 الی 6 میلی متر می باشند. بصورت کلاف و شاخه تولید می گردند. خواص فیزیکی و شیمیایی این محصول تابع میل گردی است که از آن تولید می شود.

فرآیند تولید سیم مفتول گالوانیزه گرم:

ابتدا باید سیم مفتول سیاه برای گالوانیزه شدن در کوره آنیل حرارتی بین 800 تا 900درجه فارنهایت ببیند و نرم شود. که این روش را بازپخت می نامند. در مرحلۀ بعد سیم مفتول حرارت داده شده جهت اکسید زدایی از وان اسید عبور داده می شود و اصطلاحاً اسید شور می شود.

پس از این مرحله مفتول مذکور از کوره مذاب روی عبور می دهند. سپس مقدار روی اضافی موجود بر سطح آن برداشته می شود. و بعد از سیستم خنک کننده توسط آب و هوا و آخر توسط سیستم جمع کن عدل بندی می شود.

دلایل استفاده از مفتول گالوانیزه

• جلوگیری از زنگ زدگی
• مقاوم در برابر آسیب
• مقاوم در برابر آتش
• کم هزینه بودن
• قدرت حمایتی

مفتول فولادی

1- جلوگیری از زنگ زدگی

یکی از مهمترین ویژگی های سیم گالوانیزه، توانایی مقاومت در برابر زنگ زدگی است. این ویژگی است که آن را به خوبی برای استفاده در فضای باز مهیا می کند. آب و هوای مرطوب می تواند سیم های غیر گالوانیزه را به سرعت دچار زنگ زدگی کند.

2- مقاوم در برابر آسیب

پوشش روی سیم گالوانیزه، آن را در برابر آسیب محافظت می کند. این لوازم ساختمانی بسیار نرم و انعطاف پذیر هستند ولی به راحتی بریده می شوند (برای استفاده های مختلف). پوشش روی مفتول بین فولاد و روکش بیرونی، یک سپر ایجاد می کند که باعث مقاومت در برابر خراش باشد.

3- مقاوم در برابر آتش

سیم گالوانیزه، در کاربردهای صنعتی که در آن آتش خطر اصلی است نیز مفید می باشد. هنگامی که سیم، تحت فشار قرار می گیرد. نقطه ذوب روی که بر روی سیم قرار دارد حتی بالاتر از روی معمولی است. که معمولاً تا حدود 650 درجه سانتی گراد مقاومت می کند. مقاومت پوشش روی در مقابل ذوب شدن باعث می شود که فولاد در داخل سیم از نقطه ذوب به دور باشد. در نتیجه، سیم مفتول در برابر حرارت مقاوم است.

مفتول فولادی

4- کم هزینه بودن

مفتول های گالوانیزه با وجود اینکه کمی گران می باشند. اما با مد نظر هزینه های احتمالی در صورت بدون استفاده از این محصول. و همینطور و مد نظر آن، قابلیت های مورد بیان در نهایت استفاده از این محصول باعث می شود. که علاوه بر افزایش کیفیت و کارایی هزینه های کلی ساخت یک سازه در کوتاه مدت و بلند مدت به شکل قابل توجهی کاهش یابد.

مفتول فولادی

5- قدرت حمایتی

یکی از مهم ترین کاربردهای مفتول های گالوانیزه استفاده از آنها در ساختارهایی است که از رنگ و وزن … استفاده می شود (معمولاً در نما کاری ها و خانه های مسکونی استفاده می شود.) توانایی که باعث شده به عنوان انتخاب اول در این حوزه باشد. کلاف های گرد گالوانیزه با توجه به قابلیت تحمل وزن و مقاومت در برابر شرایط محیطی می توانند. این امکان را فراهم کنند که طراحان هرآنچه در ذهن دارند را عمل کنند.

مفتول مسوار (Copper Wire):

کلاف گرد مسوار به دلیل استفاده از مس در این مفتول به این نام می نامند. مس بعنوان روکش مفتول آهن را در فرآیند تولید می پوشاند که ضخامت این لایه مس به اندازه 0.7 الی 1 میکرون می باشد. در آنالیز کلاف گرد مسوار عناصر فسفر (p)، کربن (C)، سیلیسیوم (Si)، منگنز (Mn)، و گوگرد (S) با درصدهای مختلف وجود دارد. کلاف گرد مسوار در قطر 0.5 الی 10 میلی متر به صورت کلاف، شاخه ای و صورت قرقره با سطح مسطح تولید می شود.

فرآیند تولید کلاف گرد مسوار

در فرآیند مسوار کردن ابتدا سیم را با توجه به قطر مورد نیاز کشش می دهند. سپس می بایست مفتول را چربی زدایی کرد تا چربی ها و رسوبات از سطح مفتول از بین برود. اما مقداری ناخالصی در آن بصورت زنگ زدگی عمیق، سولفات ها، کلریدها در سطح آن باقی می ماند. که اگر از بین نرود هنگامی که از وان مس عبور کنند به شکل لکه های سیاه ظاهر می شوند. که این گونه مواد در روند آبکاری اختلال ایجاد می کند. بعد از فرایند چربی زدایی و زنگ زدگی مفتول مهم ترین مرحله روکش کردن مفتول با سولفات مس می باشد. در مراحل بعدی نحوه جمع کردن و کشش مفتول مورد نظر می باشد.

کاربرد کلاف گرد مسوار:

مفتول کاربردهای بسیاری در صنایع مفتولی، صنعتی، ریلی، خانگی، عدل بندی، عایق بندی، یخچال سازی، کابینت سازی، آرماتوربندی و… دارد.

کاربرد کلاف گرد مسوار بر اساس سایز:

• در سایزهای ریز (تا 0.7 میلی متر) برای دوخت کارتن و سوزن منگنه
• در سایزهای درشت برای سیم مسی و ساخت لوازم خانگی

مفتول استنلس استیل (Stainless Steel Sheet)

مفتول استنلس استیل از فولاد ضد زنگ که از آلیاژی پر کاربرد فولاد. با ترکیبات عناصر آهن، کربن، کروم و نیکل می باشد، بدست می آید. مهمترین خاصیت و ویژگی این فولاد در مقایسه با فولادهای دیگر همان زنگ نزدن آن است. که پس از جنگ جهانی دوم، فولادهای ضد زنگ مدرن توسعه یافت و به طور شایع بکاربرده شد.

در واقع این موضوع که فولاد ضد زنگ، زنگ نمی زند یک تصور نادرستی است. یکی از بهترین و ساده ترین راه های تشخیص میلگرد استیل بگیر از استیل نگیر همراه داشتن یک آهنربا است. که از وجود هرگونه اشتباه در فروش مفتول استیل جلوگیری به عمل می آورد.

فولادهای ضد زنگ فقط در شرایطی خاص. نظیر محیط های غیر آلوده و آب شیرین یا آب دریا (به صورت جاری) بدون زنگ باقی می مانند. در هوای مرطوب دریایی یا در داخل آب ساکن (راکد) فولاد ضد زنگ نوع 304 زنگ می زند. و اغلب به صورت موضعی دچار خوردگی حفره ای می گردد. به طور کلی ماهیت محیط و ترکیب شیمیایی فولاد. هر دو در تشکیل زنگ و خوردگی حفره ای فولاد ضد زنگ نقش تعیین کننده ای دارند.

مفتول فولادی زنگ نزن

فولاد زنگ نزن آلیاژ آهن (Fe) و کروم (Cr) با مقدار مورد کنترل از کربن (C) است. آنها یک خانواده از فولادهای حاوی حداقل 11 درصد کروم هستند که خصوصیات اولیه آنها مقاومت در برابر خوردگی است. اگر کروم از 11 درصد فزونی یابد، یک لایه حفاظتی و خنثی تشکیل خواهد شد. هرچه مقدار کروم بالاتر، لایه متشکل قوی تر خواهد بود. عناصر دیگر مانند مولیبدن (Mo) و نیتروژن (N) لایۀ خنثی را تقویت کرده و مقاومت به خوردگی را بهبود می بخشد. اگر فیلم محافظ بردارند یا آسیب ببیند. در صورت وجود هوا یا آب، خود به خودی دوباره شکل می گیرد.

نیکل، استنلس استیل را آستنیتی کرده و جوش پذیری، شکل پذیری، چقرمگی و… را که از خواص بسیار عالی فولادهای آستنیتی است، به ارمغان می آورد.

کاربرد مفتول استنلس استیل:

کاربرد سیم استنلس استیل در صنعت نفت، گاز و پتروشیمی جهت ساخت و سازه های دریایی. و تولید فنرهای لول، فشاری، کششی و تولید قطعات و لوازم ماشین آلات و دستگاه های حفاری و سکوهای نفتی و تجهیزات حفاری، لوازم خانگی. از قبیل آب چکان های آشپزخانه، قطعات و لوازم یخچال و فریزر، قطعات ظرفشویی و لباسشویی کاربردهای فراوان دارند.

همچنین به دلیل مقاومت در برابر حرارت در تولید لوازم اجاق گاز و فر و ماکروفر مصرف می شود. به دلیل خاصیت ضد زنگ بودن در صنایع غذایی و داروسازی از قبیل کارخانجات لبنیات، شیر و بستنی سازی و مواد خوراکی. در صنایع سیمان، کاشی و سرامیک مصرف عمده ای دارد.

304L در دستگاه های مواد غذایی استفاده می شود.

310 در جاهایی که با شعله مستقیم حرارت تا 1600 درجه استفاده می شود کاربرد دارد.

310S در قسمت هایی که با شعله مستقیم حرارت تا 1200 درجه استفاده می شود کاربرد دارد.

مفتول فولادی

316L در مواردی که با اسید درگیر هستند مصرف می شود.

321 در دستگاه بخار و آب جوش تا دمای 100 درجه مصرف کاربرد دارد.

410 در ساخت پیچ و مهره، قطعات توربین گازی و بخاری و برج های تجزیه نفت خام بکار می رود.

416 در شفت موتور و پمپ و تجهیزات ماشین لباس شویی به کار می رود.

420 در قطعات کشاورزی و پمپ آب استفاده می شود.

431 در سخت افزار دریایی و شفت پمپ استفاده می شود.

آلیاژ 630 در تجهیزات شیر و پیچ و چرخ دنده ها، قالب مذاب پلاستیک، شفت های پمپی با سختی بالا. و تجهیزاتی که با مقاومت به خوردگی همراه با سختی و استحکام بالا نیاز باشد، استفاده می شود.

مفتول فنری (Spring Wire)

مفتول های فنری در رده های فولادهای پر کربن قرار می گیرند که در حدود 6 الی 9 درصد کربن دارند. و در قطر های 2 الی 12.5 میلی متر موجود می باشد. اگر عنصر کربن در فولاد فنر بیشتر باشد. فولاد فنر پر کربن شناخته می شود، اگر وانادیوم عنصر قالب باشد فولاد فنر وانادیوم دار. و همچنین اگر مقدار عنصر کروم در فولاد زیاد باشد. به فولاد فنر کروم دار معروف است.

فولادهای فنر همانگونه که از اسمشان پیداست، دارای خاصیت ارتجاعی خوبی نسبت به دیگر فولادها می باشند. وجود عنصر سیلیسیم در فولاد فنر باعث خاصیت الاستیسیته خوب. و همچنین وجود عنصر کروم در فولاد فنراستحکام و مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می دهند.

مفتول پر کربن

این فولاد دارای مقاومت بالایی نسبت به سایش است، به همین دلیل در تولید تیغه های برش مورد استفاده قرار می گیرند. به دلیل وجود کربن بالا، قابلیت جوش پذیری این فولاد بسیار کم است. فولاد کربن در ساخت انواع فنر، تیغه ها و تیغه اره ها کاربرد عامل اصلی تعیین استحکام و سختی فولاد. میزان کربن موجود در فولادها می باشد.

کاربرد مفتول فنری

• صنایع خودرو
• ریلی
• نظامی
• لوازم خانگی
• ماشین آلات کشاورزی
• صندلی
• مبلمان بکار می رود.

مفتول فولادی

شرکت خشکه و فولاد پایتخت (( مدیریت : جواد دلاکان )) صنعتگران عزیز، افتخار داریم. که سی سال تجربه گرانبهای خویش را در زمینه عرضه انواع ورق آلیاژی. و انواع فولاد آلیاژی برای خدمت رسانی به شما هموطنان کشور عزیزمان ایران ارائه می دهیم. پیشاپیش از اینکه شرکت خشکه و فولاد پایتخت را جهت خرید خود انتخاب می نمایید سپاسگزاریم.
ارتباط با ما:
۰۹۱۲۱۲۲۴۲۲۷
۰۹۳۷۱۹۰۱۸۰۷
تلفن: ۰۲۱۶۶۸۰۰۲۵۱
فکس: ۶۶۸۰۰۵۴۶

ارتباط با ما در شبکه های اجتماعی

https://t.me/foolad_paytakht تلگرام

https://www.instagram.com/folad_paytakht اینستاگرام

https://www.instagram.com/foolad_paytakht.ir اینستاگرام

فولاد ضد زنگ-سینتیک رشد لایه آستنیت در سطح فولاد زنگ نزن فریتی Fe-23Cr-2/4Mo حین عملیات نیتروژن دهی محلولی

در این تحقیق سینتیک رشد لایه آستنیت در سطح فولاد زنگ نزن فریتی Fe-23Cr-2/4Mo. حین عملیات نیتروژن دهی محلولی و تأثیر نیتروژن بر روی ریزساختار و سختی فولاد مورد مطالعه قرار گرفته است. تسمه هایی به ضخامت 2 میلی متر از این فولاد در دمای 1200 درجه سانتی گراد. تحت اتمسفر گاز نیتروژن با فشار 0/25 مگاپاسکال. به مدت زمان های 2،3،6،9و 12 ساعت نیتروژن دهی شدند. ریزساختار، ضخامت لایه آستنیتی و سختی نمونه های نیتروژن دهی شده با استفاده از میکروسکوپ نوری. تفرق پرتو ایکس (XRD) و ریزسختی سنجی مطالعه شدند.

نتایج نشان داد که با انجام عملیات نیتروژن دهی، نیتروژن به صورت مرزدانه ای و شبکه ای نفوذ کرده. و باعث استحاله فازی فریت به آستنیت میشود. سینتیک استحاله فریت به آستنیت با نفوذ نیتروژن با ضریب نفوذ متوسط 6/54 × 10 به توان منفی 5 میلی متر مربع بر ثانیه کنترل می شود. ضخامت لایه آستنیتی تشکیل شده متناسب با ریشه دوم زمان نیتروژن دهی افزایش می یابد. و پس از 12 ساعت نیتروژن دهی، کل ضخامت نمونه فریتی با سختی 262HV0/1 به آستنیت. با سختی 240HV0/1 تبدیل می شود.

فولاد ضد زنگ

تحقیقات نشان داده است در بین عناصر آلیاژی، نیتروژن به عنوان آستنیت زای قوی عمل کرده. و می تواند بعنوان بهترین جایگزین برای عنصر گران قیمت نیکل در ترکیب فولادهای زنگ نزن به کار گرفته شود. امروزه نیتروژن دهی محلولی بعنوان روش جدیدی برای اضافه کردن نیتروژن به فولادهای زنگ نزن شناخته می شود. نیتروژن دهی با این عملیات به طور مؤثری باعث بهبود خواص مکانیکی. مقاومت به خوردگی و سایش فولادهای زنگ نزن آستنیتی، مارتنزیتی، دو فازی و فریتی می شود.

نیتروژن دهی محلولی نوعی عملیات ترموشیمیایی شامل آنیل کردن فولادهای زنگ نزن. در اتمسفر گاز نیتروژن (N2) در محدوده دمایی 1200 – 1000 درجه سانتی گراد است. مولکول های گاز N2 به علت وجود پیوند سه گانه بین اتم های آن. مقاومت بالایی در برابر تجزیه حرارتی تا دمایی حدود 3600 درجه سانتی گراد از خود نشان می دهند. اما در حضور سطح فلزی در دماهای بالاتر از 1000 درجه سانتی گراد. این مولکول ها با انجام واکنش N2=2N به اتم های N تجزیه شده. و امکان نیتروژن دهی را فراهم می کنند. در طی فرآیند، نیتروژن اتمی حاصل از تجزیه N2. جذب سطح فولاد شده و به ناحیه زیر سطح نفوذ می کند.

در صورت جذب نیتروژن کافی، ساختار فازی سطح فولاد فریتی به آستنیت تغییر می یابد. و موقع سرد کردن بسته به ترکیب شیمیایی و پایداری آستنیت حاصل، ریزساختار آن می تواند. در دمای محیط به صورت آستنیتی باقی مانده یا به مارتنزیت تبدیل شود. در برخی موارد جذب نیتروژن در مقادیری بیشتر از حد حلالیت باعث تشکیل رسوبات نیتریدی در سطح می شود.

فولاد ضد زنگ

با توجه به نفوذی بودن عملیات نیتروژن دهی، ضخامت لایه نیتریدی تشکیل شده. در اثر نفوذ نیتروژن به متغیرهای فرآیند نظیر فشار جزئی گاز نیتروژن، دما و زمان نیتروژن دهی بستگی دارد. بنابراین با کنترل این متغیرها می توان به ضخامت مطلوب دست یافت. در تحقیقی که بر روی نیتروژن دهی محلولی فولاد زنگ نزن فریتی-مارتنزیتی صورت گرفته. نشان داده شده است که ضخامت لایه مارتنزیتی تشکل شده بر روی این فولاد متناسب با دما. ریشه دوم زمان نیتروژن دهی و لگاریتم فشار جزئی گاز نیتروژن است.

ولی تا کنون رابطه ای بین ضخامت لایه آستنیتی تشکیل شده بر روی فولادهای زنگ نزن فریتی. با متغیرهای عملیات نیتروژن دهی محلولی گزارش نشده است. در بیشتر تحقیقات انجام گرفته بر روی فولادهای زنگ نزن فریتی به بررسی تغییرات ریزساختار. خواص مکانیکی و مقاومت به خوردگی فولاد با تغییر متغیرهای عملیات پرداخته شده است.

فولاد ضد زنگ

فولادهای کروم و مولیبدن دار فریتی با ترکیب (Fe-(18- 25 Cr-(1-2) Mo در کاربردهایی که نیاز به مقاومت بالا در برابر خوردگی و پوسته ای شدن در دماهای بالا دارند، به کار گرفته می شوند. تسمه های نازکی از این فولادها را می توان با عملیات نیتروژن دهی محلولی به تسمه های آستنیتی تبدیل کرد. به منظور انجام عملیات نیتروژن دهی به صورت بهینه. و اجتناب از اثرات منفی قرار گیری طولانی مدت در دماهای بالا. دانستن زمان آستنیته شدن کامل ضروری است. بر این اساس، هدف از انجام تحقیق حاضر، مطالعه سینتیک استحاله فازی فریت به آستنیت. و تغییرات ضخامت و سختی لایه آستنیتی تشکل شده بر روی تسمه های فولاد زنگ نزن فریتی Fe-23Cr-2/4Mo. با ضخامت 2 میلی متر با تغییر زمان نیتروژن دهی. و همچنین حصول زمانه بهینه آستنیته شدن کامل تسمه فولادی است.

مواد و روش تحقیق

در این تحقیق از تسمه های فولاد زنگ نزن فریتی Fe-23Cr-2/4Mo با ضخامت 2 میلی متر استفاده شد. که ترکیب شیمیایی دقیق آن (بر حسب درصد وزنی) در جدول 1 ارائه شده است. ابتدا عملیات فولادسازی در کوره ذوب القایی تحت اتمسفر گاز آزگون انجام گرفت. سپس شمش فولادی به دست آمده از ذوب القایی. به منظور حصول ترکیب شیمیایی یکنواخت و حذف ناخالصی ها تحت عملیات ذوب مجدد تحت سرباره الکتریکی قرار گرفت. در نهایت شمش تصفیه شده حاصل تحت عملیات همگن سازی در دمای 1100 درجه سانتی گراد. به مدت زمان 48 ساعت قرار گرفت.

به منظور تولید تسمه هایی با ضخامت 2 میلی متر، ابتدا ضخامت شمش همگن شده با انجام عملیات نورد داغ. در دمای 1100 درجه سانتی گراد طی 5 پاس به 10 میلی متر کاهش یافت. برای جلوگیری از درشت شدن بیش از حد دانه های فریت در حین عملیات نیتروژن دهی محلولی. در ادامه عملیات نورد گرم در دمای پایین انجام شد. با انجام عملیات نورد گرم در دمای 500 درجه سانتی گراد. طی سه پاس ضخامت تسمه از 10 میلی متر به 3 میلی متر کاهش یافت. و سپس تحت عملیات آنیل در دمای 1000 درجه سانتی گراد به مدت زمان یک ساعت قرار گرفت. لازم به ذکر است به علت افزایش سختی فولاد فریتی در عملیات نورد گرم. امکان ادامه عملیات نورد تا ضخامت 2 میلی متر فراهم نشد.

فولاد ضد زنگ

بنابراین برای به ابعاد رساندن نمونه ها به منظور انجام عملیات نیتروژن دهی. نمونه هایی با ضخامت 2 میلی متر از تسمه فولادی برش داده شدند. و سطوح آنها با استفاده از کاغذ سنباده تا شماره 600 صیقلی شدند. قبل از عملیات نیتروژن دهی. نمونه ها در اتانول به مدت 15 دقیقه با استفاده از دستگاه آلتراسونیک چربی زدایی شدند. سپس عملیات نیتروژن دهی محلولی در دمای 1200 درجه سانتی گراد تحت اتمسفر گاز N2 (با خلوص بالا، 99/9995). یا فشار 0/25 مگاپاسکال به مدت زمان های 2،3،6،9 و 12 ساعت انجام شد. پس از اتمام نیتروژن دهی جهت جلوگیری از تشکیل رسوب های نیترید کروم در حین سرد کردن. نمونه ها در آب کوئنچ شدند.

بررسی ریزساختار نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ نوری مدل Olympus PMG3 انجام شد. برای این منظور پس از سنباده زنی و پولیش نمونه ها، سطح مقطع عرضی نمونه R با استفاده از محلول اچ اصلاح شده آکوا (aqua) (50 میلی لیتر کلریک اسید، 25 میلی لیتر نیتریک اسید، 25 میلی لیتر آب مقطر) و سطح مقطع عرضی نمونه های نیتروژن دهی شده با استفاده از محلول اچ baraha – (یک گرم پیروسولفیت پتاسیم، بیست میلی لیتر کلرید اسید، صد میلی لیتر اب مقطر) اچ شدند. اندازه دانه فریت و ضخامت لایه نیتریدی از روی تصاویر متالوگرافی. با استفاده از نرم افزار آنالیزگر تصویر کلمکس تعیین شد.

ساختار فازی سطح نمونه ها از طریق آنالیز الگوهای پراش پرتو ایکس ثبت شده. با دستگاه پراش سنج پرتو ایکس مدل Bruker advanced D8 با تابش پرتو Kα مس با طول موج 1/5406 آنگستروم. تحت ولتاژ 40 کیلوولت و جریان 40 میلی آمپر تعیین شد. سختی سطح مقطع عرضی نمونه ها توسط دستگاه ریزسختی سنج مدل MDPEL-M400GL از نوع فرو رونده ویکرز. با بار اعمالی 100 گرم و مدت زمان توقف 15 ثانیه اندازه گیری شد. اعداد سختی گزارش شده میانگین سه بار اندازه گیری است.

نتایج و بحث

ارزیابی الگوهای پراش اشعه ایکس

الگوهای پراش اشعه ایکس به دست آمده از سطح فولاد (عمود بر راستای نفوذ نیتروژن). مورد مطالعه قبل و پس از نیتروژن دهی محلولی به مدت زمان 2،6،12 ساعت در شکل (1) ارائه شده است. این الگوها نشان می دهند که سطح فولاد قبل از نیتروژن دهی (نمونه R). از فاز فریت و پس از نیتروژن دهی (نمونه های SN-2H،SN-6H،SN-12H) از فاز آستنیت تشکیل یافته است. این نتیجه وقوع استحاله فریت به آستنیت. در سطح نمونه ها با جذب نیتروژن در حین نیتروژن دهی محلولی را اثبات می کند. همچنین با افزایش زمان نیتروژن دهی شدت نسبی پیک های تفرق آستنیت غنی از نیتروژن تغییر کرده است. که حاکی از تغییرات جهت مرجع با رشد لایه آستنیتی است.

ریزساختار نمونه ها در سطح مقطع عرضی

سینتیک رشد لایه آستنیتی در حین عملیات نیتروژن دهی محلولی

انحلال نیتروژن در فولاد در حین عملیات نیتروژن دهی را می توان شامل مراحل زیر دانست:

4) انتقال اتم های نیتروژن حل شده از سطح به عمق از طریق نفوذ اتمی.

از آنجایی که مراحل فوق باید به طور پی در پی اتفاق بیفتد. لذا سرعت کل تحول نمی تواند از سرعت کندترین مرحله بیشتر باشد. بنابراین چنانچه یکی از مراحل کندتر از سایر مراحل باشد، کنترل کننده سرعت کل تحول خواهد بود.

در اغلب فرآیندهای متالورژیکی سرعت واکنش های شیمیایی در دماهای بالا، بیشتر از سرعت نفوذ در فاز جامد است. لذا با توجه به انجام عملیات نیتروژن دهی در دمای بالا (1200 درجه سانتی گراد). می توان انتظار داشت که سرعت مراحل 1 تا 3 به ترتیب شامل جذب فیزیکی. شیمیایی و انحلال بالا بوده نمی توانند کنترل کننده سرعت فرآیند نیتروژن دهی محلولی باشند. بنابراین سرعت کل تحول برابر سرعت کندترین مرحله که همان مرحله 4 است، خواهد بود. عوامل مختلفی نظیر نوع فرآیند نیتروژن دهی (نیتروژن دهی گازی یا پلاسمایی)، غلظت تعادلی نیتروژن. دما و زمان عملیات نیتروژن دهی بر مقدار نفوذ نیتروژن و در نتیجه سینتیک رشد لایه نیتریدی تأثیر می گذارند.

تصاویر میکروسکوپی نوری از سطح مقطع عرضی فولاد زنگ نزن فریتی Fe-23Cr-2/4Mo. قبل و پس از نیتروژن دهی محلولی به مدت زمان های. 9،6،3،2 و 12 ساعت در شکل (2) ارائه شده است. در این شکل دیده می شود که ریزساختار. فولاد قبل از نیتروژن دهی شامل دانه های هم محور فریت با اندازه دانه متوسط 90 میکرومتر است (شکل 2-الف). با انجام عملیات نیتروژن دهی، در اثر نفوذ نیتروژن از سطح نمونه ریزساختار نمونه. در نواحی نزدیک سطح از فاز فریت به آستنیت تغییر یافته است.

به طوری که این فاز (ناحیه سفید) از زمینه فریتی (ناحیه تیره) قابل تفکیک است (شکل 2-ب). با افزایش زمان نیتروژن دهی. ضخامت لایه آستنیتی افزایش یافته. (شکل 2- ج، د و ه) و پس از 12 ساعت نیتروژن دهی به 1000 میکرومتر رسیده است. و کل سطح مقطع عرضی نمونه فریتی با ضخامت 2 میلی متر به آستنیت تبدیل شده است (شکل 2-ه).

در زمان های کوتاه نیتروژن دهی؛ یعنی قبل از آستنیتی شدن کل ضخامت می توان توزیع غلظت نیتروژن

در داخل فولاد را از راه حل محیط نیمه بی نهایت مطابق رابطه (4) به دست آورد:

که در آن Cs غلظت تعادلی نیتروژن در سطح فولاد، X عمق نفوذ نیتروژن، erfc تابع خطا. D ضریب نفوذ نیتروژن و t زمان عملیات نیتروژن دهی است.

راه حل فوق در مسأله اخیر برای توزیع نیتروژن تا زمانی که غلظت در مرکز نمونه. تغییرات توجهی نداشته باشد برقرار است. همچنین این راه حل را می توان برای ارزیابی نرخ رشد ضخامت لایه آستنیت (xƴ). یا همان سرعت حرکت فصل مشترک آستنیت /فریت dXƴ/dt نیز به کار برد. در این حالت لازم است عبارت (x،t)C با حداقل غلظت نیتروژن. که موجب پایداری آستنیت می شود؛ Cƴ /α جایگزین شود. در این صورت نیازی به صادق بودن شرط فوق نیست و تا زمان تبدیل کامل فریت به آستنیت برقرار است.

با توجه به بالا بودن دمای فرآیند می توان فرض کرد. که غلظت در سطح فولاد به مقدار تعادلی خود در دما و فشار فرآیند می رسد. لذا مقدار عددی هر دو غلظت Cˢ و Cƴ /α را می توان از نمودار تعادلی فولاد به دست آورد. با استفاده از نمودار تعادلی فولاد در دمای 1200 درجه سانتی گراد و فشار 0/25 مگاپاسکال مقادیر 1/66، 1/11 و 0/668 به ترتیب برای Cˢ و Cƴ /α به دست می آید. ا طرف دیگر، در صورت برقراری رابطه (5) می توان سرعت حرکت فصل مشترک آستنیت/فریت dxƴ/dt. را به صورت تابعی از زمان نیتروژن دهی (t) مطابق رابطه (6) به دست آورد:

شکل (3) تغییرات ضخامت لایه آستنیتی تشکیل شده (xƴ ). را به صورت تابعی از زمان نیتروژن دهی (t) نشان می دهد. همانطور که در این شکل دیده می شود. ضخامت لایه آستنیتی تشکیل شده با ریشه دوم زمان نیتروژن دهی متناسب بوده و با آن ربطه خطی دارد. این امر نشان می دهد که استحاله فازی فریت به آستنیت مطابق رابطه (4) تحت کنترل نفوذ است.

ضریب نفوذ نیتروژن (D) با استفاده از شیب نمودار xy-√t (شکل 39 و رابطه (5) برابر با 6/54 × 10 به توان منفی 5 میلی متر مربع بر ثانیه به دست می آید. این مقدار حدود 50 درصد بالاتر از مقدار ضریب نفوذ نیتروژن. ( 4/04 × 10 به توان منفی 5 میلی متر مربع بر ثانیه) گزارش شده. برای فولاد Fe-17/8Cr-6/8Mn-4/95Ni در دمای 1200 درجه سانتی گراد و فشار 0/05 مگاپاسکال است.

علت اختلاف بین ضریب نفوذ نیتروژن در این دو تحقیق را می توان. به تفاوت ترکیب شیمیایی فولاد پایه و اختلاف بین غلظت تعادلی نیتروژن در سطح آنها. که به ترتیب برابر با 1/66 و 0/51 است، مربوط دانست. غلظت سطحی نیتروژن در تعادل ترمودینامیکی بین سطح فولاد و گاز N2 محفظه. توسط سه متغیر فشار گاز نیتروژن، دمای نیتروژن دهی و ترکیب شیمیایی فولاد تعیین می شود.

بنابراین در دمای ثابت، بالا بودن فشار گاز نیتروژن و مقدار کروم محتوی فولاد. در این تحقیق باعث افزایش مقدار نیتروژن تعادلی در سطح فولاد می شود. بالا بودن غلظت سطحی نیتروژن می تواند با ایجاد شیب غلظت بالاتر منجر به رشد سریع تر لایه آستنیتی شود. اما این امر باعث افزایش ضریب نفوذ نیتروژن نیز می شود. دلیل افزایش ضریب نفوذ با افزایش غلظت نیتروژن، انبساط (کرنش). شبکه بلوری فولاد در اثر انحلال اتم های نیتروژن است و با افزایش کرنش، نفوذ نیتروژن تسهیل می شود.

شکل (4) سرعت رشد لایه آستنیتی را به صورت تابعی از زمان نیتروژن دهی مطابق رابطه (69 نشان می دهد. ملاحظه می شود سرعت حرکت فصل مشترک در مراحل اولیه فرآیند نیتروژن دهی زیاد است. ولی با گذشت زمان کاهش می یابد. این امر به علت کاهش شیب غلظت نیتروژن بین سطح و مرکز نمونه با گذشت زمان است.

مکانیزم نفوذ نیتروژن در عملیات نیتروژن دهی محلولی

بررسی بیشتر تصاویر ارائه شده در شکل (2) نشان می دهد. که فصل مشترک لایه آستنیتی با زمینه فریتی یکنواخت و مسطح نیست. به منظور بررسی علت غیر مسطح بودن فصل مشترک، ریزساختار فصل مشترک فاز آستنیت/ فریت نمونه های نیتروژن دهی شده. در بزرگ نمایی بالاتر با میکروسکوپ نوری مورد بررسی قرار گرفت. نمونه ای از این تصاویر در شکل (5) ارائه شده است.

در این شکل دیده می شود که نفوذ نیتروژن هم از طریق داخل دانه ها (نفوذ شبکه ای). و هم از طریق مرزدانه ها صورت گرفته است. رشد فاز آستنیت به داخل دانه های فریت (پیکان های مشخص شده با حرف A) و در امتداد مرزدانه های فریت – فریت (پیکان های مشخص شده با حرف B) به ترتیب نشانگر نفوذ شبکه ای و نفوذ مرزدانه ای نیتروژن است. همچنین مشاهده می شود که عمق نفوذ نیتروژن در امتداد مرزدانه ها بیشتر از داخل دانه هاست.

در تعدادی از دانه ها پس از انجام نفوذ مرزدانه ای. در موقعیت هایی از مرزها مجدداً نفوذ از طریق این مرزها. به سمت داخل دانه ها صورت گرفته است (پیکان های مشخص شده با حرف c).

نفوذ در یک نمونه چند بلوری ناشی از اثر ترکیبی نفوذ مرزدانه ای و نفوذ شکبه ای است. و ضریب نفوذ ظاهری از رابطه

به دست می آید، که در آن Dapp ضریب نفوذ ظاهری یا کلی. DL ضریب نفوذ شبکه ای، Dgb ضریب نفوذ مرزدانه ای. δ ضخامت مؤثر مرزدانه و d اندازه دانه می باشد. به طور کلی، در هر دمایی ضریب نفوذ مرزدانه ای به علت وجود ساختار بسیار باز در مرزدانه ها. بیشتر از ضریب نفوذ شبکه ای است. ولی با تغییر دما، این اختلاف تغییر می یابد. زیرا ضرایب نفوذ مرزدانه ای و شبکه ای وابستگی دمایی متفاوتی دارند. نفوذ شبکه ای نسبت به نفوذ مرزدانه ای حساسیت بیشتری به تغییر دما دارد. به این صورت که با کاهش دماف نفوذ در مرزدانه ها با سرعت کمتری کاهش می یابد.

برعکس، با افزایش دما نفوذ در داخل دانه با سرعت بیشتری نسبت به نفوذ در امتداد مرزها افزایش یافته. و اختلاف ضریب نفوذ مرزدانه ای و شبکه ای کاهش می یابد. بنابراین، وابستگی دمایی متفاوت ضرایب نفوذ مرزدانه ای و شبکه ای، وجود نفوذ δ /d در کنار ضریب نفوذ مرزدانه ای و همچنین قابل توجه نبودن کسر حجمی مرزدانه ها باعث می شوند که در دماهای بالا سهم ضریب نفوذ مرزدانه ای در ضریب نفوذ کل در مقایسه با ضریب نفوذ حجمی ناچیز باشد.

اما در دماهای پایین ضریب نفوذ مرزدانه ای اهمیت بیشتری دارد. به طور کلی نفوذ مرزدانه ای در دمای کمتر از حدود 0/6 تا 0/8Tm. (دمای ذوب تعادلی به درجه کلوین Tm است)، اهمیت می یابد.

دمای نیتروژن دهی در تحقیق حاضر (1473 کلوین= 1200 درجه سانتی گراد). اختلاف ناچیزی در حدود 35k با دمای 1165 درجه سانتی گراد = 1438 کلوین = 0/8Tm. (نقطه ذوب فولاد مورد مطالعه در این تحقیق برابر با 1525 درجه سانتی گراد است. که با استفاده از نرم افزار ترموکلک محاسبه شده است. بنابراین، می توان گفت در دمای 1200 درجه سانتی گراد. نفوذ نیتروژن به داخل نمونه از دو طریق شبکه ای و مرزدانه ای اتفاق افتاده. و ضریب نفوذ مرزدانه ای در دمای 1200 درجه سانتی گراد در تعیین ضریب نفوذ کل اهمیت دارد.

در مدلی که توسط هریسون برای نفوذ در دماهای بالا ارائه شده، نشان داده شده است. که اگر عمق نفوذ بیشتر از اندازه دانه باشد. نفوذ در مادده چند بلوری ناشی از اثر ترکیبی نفوذ مرزدانه ای و شبکه ای است. در تحقیق حاضر با توجه به بالا بودن دمای عملیات نیتروژن دهی و بزرگ بودن عمق نفوذ از اندازه دانه. (شکل 2)، نفوذ نیتروژن به داخل نمونه طبق مدل هریسون بوده. و از دو طریق شبکه ای و مرزدانه ای اتفاق افتاده است. در برخی از مکان ها غیر یکنواختی فصل مشترک آستنیت/فریت می تواند. بیانگر بیشتر بودن ضریب نفوذ مرزدانه ای نسبت به ضریب نفوذ شبکه ای باشد.

به همین علت عمق نفوذ اتم های نیتروژن در امتداد مرزدانه نسبت به داخل دانه ها بسیار بیشتر است . از طرف دیگر گزارش شده است. که باافزایش غلظت اتم حل شده در مرزدانه ها، اتم ها از مرزدانه به داخل دانه نیز نفوذ می کنند. لذا امتداد یافتن جهت نفوذ نیتروژن از مرزدانه ها به داخل دانه ها. (پیکان های مشخص شده با حرف C در شکل 4). را می توان به این امر نسبت داد.

در تحقیق انجام شده بر روی عملیات نیتروژن دهی محلولی فولاد زنگ نزن فریتی Fe-24Cr-2Mo نشان داده شده است. که نفوذ نیتروژن از سطح نمونه هم از طریق مرزدانه ها. و هم از طریق داخل دانه ها صورت می گیرد. و ساختار فریتی در سطح نمونه با جذب نیتروژن به آستنیت تغییر می یابد. اما نفوذ نیتروژن به داخل نمونه و آستنیته شدن داخل نمونه فقط به واسطه نفوذ مرزدانه ای صورت می گیرد. در مطالعه دیگری که در زمینه عملیات نیتروژن دهی محلولی فولاد زنگ نزن فریتی Fe-24Cr-2Mo. صورت گرفته، نشان داده شده است.

که در نواحی نزدیک به سطح، استحاله فازی فریت به آستنیت ناشی از نفوذ شبکه ای نیتروزن بوده. و در حالی که این استحاله در مغز نمونه بیشتر توسط نفوذ مرزدانه ای صورت می گیرد. و علت نفوذ مرزدانه ای نیتروژن در دمای بالای فرآیند (1200 درجه سانتی گراد). به مشخصه های ویژه مرزدانه های فریت -فریت ارتباط داده شده است.

در شکل (5) همچنین دیده می شود که با نفوذ نیتروژن از سطح نمونه. فاز آستنیت از سطح جوانه زده و به شکل سوزنی به سمت مرکز نمونه رشده کرده است.

شکل 6- تغییرات ریزسختی در سطح مقطع عرضی نمونه ها قبل و پس از نیتروژن دهی به صورت تابعی از فاصله از سطح نمونه

در استحاله های حالت جامد، شکل فاز جدید به واسطه کمینه کردن مجموع انرژی کرنش الاستیک. و فصل مشترک دو فاز تعیین می شود. مقدار انرژی کرنش الاستیک نیز از طریق میزان هم سیمایی فصل مشترک تعیین می شود. در تحقیقی که توسط محمدزاده و اکبری در مورد نیتروژن دهی محلولی فولاد زنگ نزن فریتی Fe-22/75Cr-2/42Mo صورت گرفت. نشان داده است که تشکیل فاز آستنیت در حین فرآیند نیتروژن دهی محلولی. با جذب نیتروژن در فاز فریت شروع شده. و یا جوانه زنی و رشد فاز آستنیت با مورفولوژی سوزنی ادامه می یابد.

آنها با محاسبه عدم انطباق بین صفحات مختلف فازهای فریتی و آستنیتی نشان داده اند. که فصل مشترک فریت/آستنیت کاملاً هم سیما نبوده. بلکه حالت نیمه هم سیما دارد و لذا فاز آستنیت برای کم کردن انرژی کرنشی. در فصل مشترک فریت/آستنیت به شکل سوزنی رشد کرده است.

بررسی تغییرات ریزسختی

تغییرات ریزسختی در سطح مقطع عرضی نمونه ها قبل و پس از نیتروژن دهی. به مدت زمان های مختلف به صورت تابعی از فاصله از سطح نمونه در شکل (6) ارائه شده است. همانطور که در این شکل دیده می شود. سختی نمونه قبل از نیتروژن دهی (نمونه R) برابر با 262 ویکرز است. با انجام عملیات نیتروژن دهی سختی ناحیه نزدیک به سطح افزایش می یابد. و با افزایش فاصله از سطح مقدار سختی به تدریج کاهش می یابد (نمونه SN-2H). نیتروژن عنصر آلیاژی است که با حل شدن در فولادهای زنگ نزن باعث افزایش سختی این فولادها. از طریق استحکام دهی محلول جامد بین نشینی می گردد.

اما در اینجا علاوه بر مکانیزم تشکیل محلول جامد، انحلال نیتروژن. باعث تغییر ریزساختار فولاد از فریت به آستنیت نیز شده است. نتایج تحقیقات نشان می دهند. که مقدار نیتروژن با افزایش فاصله از سطح به طور پیوسته کاهش می یابد. و با کاهش مقدار نیتروژن محلول جامد، مقدار سختی کاهش می یابد. به عبارت دیگر تغییرات سختی از سطح. به سمت مرکز نمونه الگوی تغییرات غلظت نیتروژن را از سطح به مغز قطعه دنبال می کند.

در شکل (6) همچنین دیده می شو د که با افزایش زمان نیتروژن دهی مقدار ریزسختی. و ضخامت ناحیه سخت شده افزایش یافته است. این نتیجه به نوعی مؤید تغییرات ریزساختاری فولاد. در راستای ضخامت نمونه می باشد و همان گونه که قبلاً نیز نشان داده شده. با افزایش زمان نیتروژن دهی از 2 به 9 ساعت عمق نفوذ نیتروژن افزایش یافته. و به تبع آن ضخامت لایه آستنیتی تشکیل شده. در اثر نفوذ نیتروژن افزایش می یابد. اختلاف بین مقادیر سختی در زمان های مختلف نیتروژن دهی می تواند. به علت تفاوت در میزان نیتروژن موجود در نمونه های نیتریده شده در زمان های مذکور باشد.

با توجه به اینکه کل ضخامت نمونه ها. در زمان های 2 تا 9 ساعت به طور کامل نیتریده نمی شوند. لذا در داخل نمونه شیب غلظت نیتروژن به وجود آمده. و این شیب غلظت نیروی محرکه لازم برای نفوذ نیتروژن را فراهم می کند. در نهایت پس از 12 ساعت نیتروژن دهی. کل سطح مقطع عرضی نمونه به آستنیت با سختی تقریباً یکسان (420 ویکرز) تبدیل می شود.

نتیجه گیری

در این تحقیق به منظور مطالعه سینتیک رشد لایه آستنیت در سطح. و تأثیر افزودن نیتروژن بر ریزساختار و سختی فولاد زنگ نزن فریتی Fe-23Cr-2/4Mo. عملیات نیتروژن دهی محلولی در دمای 1200 درجه سانتی گراد. تحت اتمسفر گاز نیتروژن با فشار 0/25 مگاپاسکال به مدت زمان های 9،6،3،2 و 12 ساعت انجام گرفت. خلاصه نتایج بدست آمده عبارتند از:

1. سینتیک عملیات نیتروژن دهی تحت کنترل نفوذ نیتروژن. با ضریب نفوذ متوسط 6/54×10به توان منفی 5 میلی متر مربع بر ثانیه است.
2. با انجام عملیات نیتروژن دهی، نیتروژن به صورت مرزدانه ای. و شبکه ای نفوذ کرده و باعث استحاله فازی فریت به آستنیت می شود. این استحاله با جوانه زنی فاز آستنیت با شکل سوزنی. از سطح نمونه شروع شده و با افزایش زمان به سمت مرکز نمونه رشد می کند.
3. سینتیک رشد لایه آستنیتی از معادله سهمی گون پیروی میکند. با افزایش زمان نیتروژن دهی ضخامت لایه آستنیتی متناسب با ریشه دوم زمان نیتروژن دهی محلولی افزایشی یافته. و پس از 12 ساعت نیتروژن دهی به 1000 میکرومتر می رسد.

با افزایش زمان نیتروژن دهی. مقدار سختی فولاد افزایش یافته و پس از 12 ساعت نیتروژن دهی. و کامل شدن استحاله فریت به آستنیت در کل ضخامت نمونه. از 262 به 420 ویکرز می رسد و شیب سختی از سطح نمونه به سمت مرکز حذف می شود.

فولاد ضد زنگ

شرکت خشکه و فولاد پایتخت (( مدیریت : جواد دلاکان )) صنعتگران عزیز، افتخار داریم. که سی سال تجربه گرانبهای خویش را در زمینه عرضه انواع ورق آلیاژی. و انواع فولاد آلیاژی برای خدمت رسانی به شما هموطنان کشور عزیزمان ایران ارائه می دهیم. پیشاپیش از اینکه شرکت خشکه و فولاد پایتخت را جهت خرید خود انتخاب می نمایید سپاسگزاریم.
ارتباط با ما:
۰۹۱۲۱۲۲۴۲۲۷
۰۹۳۷۱۹۰۱۸۰۷
تلفن: ۰۲۱۶۶۸۰۰۲۵۱
فکس: ۶۶۸۰۰۵۴۶