صفر تا صد ورق آلیاژی و قیمت آن

صفر تا صد ورق آلیاژی و قیمت آن

فولاد در واقع خود آلیاژی از آهن است که از ترکیب آهن و کربن با درصدی مشخص ساخته می شود. اما در صنعت از اصطلاح فولاد آلیاژی نیز استفاده می شود که به معنای اضافه کردن عناصری دیگر به فولاد به منظور بهبود خواص مکانیکی آن است. فولاد های آلیاژی امروزه به دلیل طیف وسیعی از ویژگی ها در صنایع مختلف مانند ساختمان سازی، ساخت ماشین آلات، کشتی سازی و ...  مورد استفاده قرار می گیرند. اضافه کردن مقادیر بسیار اندک از عناصر مختلف می تواند به سادگی خصوصیات یا فولاد آلیاژی را تغییر دهد به همین دلیل امروزه انواع مختلفی از فولادهای آلیاژی تولید به بازار عرضه شده اند. در این مقاله ما به بررسی برخی از انواع پرکاربرد ورق های آلیاژی پرداخته ایم. 

مقدمه فولاد آلیاژی

استفاده از فلزات به شکل خالص چندان مرسوم نیست چرا که بسیاری از فزات خالص مانند آهن خصوصیات لازم برای کاربردهای صنعتی را ندارند. بنابراین لازم است تا آن ها را با برخی عناصر دیگر ترکیب کرده تا بتوان به ویژگی های مطلوب دست یافت. در واقع بسیاری از فلزاتی که ما در اطراف خود میبینیم ترکیبی از یک فلز پایه با عناصر دیگر هستند. به این ترکیب آلیاژ گفته می شود.در واقع آلیاژ ماده ایست که از ترکیب چند عنصر ساخته می شود.

از جمله آلیاژهای بسیار پرکاربرد و شناخته شده در صنعت، فولاد است که حاصل ترکیب آهن با کربن با درصد مشخص است. هر چند فولاد خود نوعی آلیاژ است اما از لفظ فولاد آلیاژی نیز در صنعت استفاده می شود که به معنای آن است که علاوه بر آهن و کربن در ساختار فولاد از عناصر دیگری مانند کروم، نیکل، مس و ... نیز استفاده شده است.

از جمله کاربردهای بسیار گسترده ی فولاد استفاده از آن برای ساخت ورق است. ورق محصولی است که طول زیاد و ضخامت کم دارد و می تواند در ابعاد، ضخامت ها و از متریال های مختلفی ساخته شود.

اگر ورق از جنس فولادآلیاژی ساخته شده باشد به آن ورق آلیاژی گفته می شود. در این مقاله ما به بررسی مشخصات انواع متداول ورق های آلیاژی خواهیم پرداخت.

آنچه در این مقاله مطالعه خواهید کرد:

• ورق آلیاژی چیست؟
• مزایای ورق های آلیاژی
• انواع ورق های آلیاژی فولاد
• جمع‌بندی ورق آلیاژی

ورق آلیاژی چیست؟

همانطور که گفته شد ورق آلیاژی، ورقی ست که از فولاد آلیاژی ساخته شده است. فولاد آلیاژی از ترکیب مختلفی از عناصر ساخته می شود که بین 1 تا 50 درصد وزن فلز را تشکیل می دهند و باعث بهبود خصوصیات مکانیکی می شوند. آلیاژهای فولاد را به دو گروه کم آلیاژ و پر آلیاژ تقسیم بندی می کنند. تفاوت بین این دو نوع آلیاژ محل بحث است در حالی که برخی از محققان مرز 4 درصد را تمایز بین فولاد کم آلیاژ و پرآلیاژ مشخص کرده اند برخی دیگر به 8 درصد استناد می کنند. اما به طور کلی لفظ فولاد آلیاژی به فولادهای کم آلیاژ اشاره دارد.

در واقع هر فولادی خود نوعی آلیاژ است اما تمام فولادها با نام فولاد آلیاژی شناخته نمی شوند. ساده‌ترین فولاد، ترکیبی از آهن (Fe) و کربن (C) است که بسته به نوع فولاد کربن بین 0.1 تا 1 درصد از وزن را تشکیل میدهد و هیچ عنصر دیگری به جز مقادیر کم از ناخالصی ها در ساختار آن وجود ندارد. این نوع از فولادها فولاد کربنی نامیده می شوند. هنگامی که برخی عناصر دیگر به صورت برنامه ریزی شده به فولاد اضافه شود ترکیب حاصل یک فولاد آلیاژی خواهد بود. عناصری که معمولا به فولاد اضافه می شوند شامل منگنز، نیکل، کروم، مولیبدیم، وانادیم، سیلیسیم و بور است. برخی عناصر دیگر مانند آلومینیوم، کبالت، مس، سریم، نیوبیم، تیتانیم، تنگستن، روی، قلع، سرب و زیرکونیم نیز به مقدار بسیار کم ممکن است به فولاد آلیاژی اضافه گردد.

افزودن این عناصر باعث می شود تا خصوصیات فولاد آلیاژی بهبود قابل توجهی بیاید. از جمله این خصوصیات می توان به مقاومت، سختی، مقاومت به خوردگی، چقرمگی، سخت شدگی و سختی در دمای بالا اشاره کرد.

هر چند فولادهای آلیاژی از زمان های بسیار قدیم ساخته می شدند اما متالورژی آن ها تا قرن نوزدهم و پیشرفت هایی که در علم شیمی به وجود آمد درک نشده بود.

در گذشته فولادهای آلیاژی برای ساخت وسایل لوکس مورد استفاده قرار می گرفتند چرا که دستور تهیه ی آنها به نوع سری بود اما امروزه از فولاد آلیاژی برای ساخت انواع ابزار، ورق، قطعات و ... استفاده می شود.

مزایای ورق های آلیاژی

استفاده از عناصر مختلف در ساختار فولاد آلیاژی تاثیر متفاوتی نیز بر ویژگی های آلیاژهای تولید شده دارد. از جمله این ویژگی ها می توان به افزایش سختی، کاهش دما ذوب، افزایش مقاومت کششی و ... اشاره کرد. برخی از فلزات مانند آهن به راحتی در معرض اکسیژن و رطوبت دچار زنگ زدگی و خوردگی می شوند. اگر مقدار مشخصی از فلزاتی مانند کروم و نیکل به ساختار آن اضافه شود فولاد ضد زنگ می شود و به راحتی می توان از آن در محیط های خورنده استفاده کرد. تاثیر دیگر عناصر بر ویژگی های فولاد آلیاژی را می توانید در جدول زیر مشاهده کنید.

عنصر	درصد
آلومینیم	0.95-1.3	عنصر آلیاژی برای فولادهای نیتروژن دهی شده
بیسموت	-	ماشینکاری را بهبود می بخشد
برم	0.001-0.003	یک عامل بسیار قدرتمند در سخت شدگی
کروم	0.5-2	افزایش سخت کاری
	4-18	افزایش مقاومت به خوردگی
مس	0.1-0.4	مقاومت به خوردگی
سرب	-	بهبود ماشین کاری
منگنز	0.25-0.4	درترکیب با گوگرد و فسفر باعث کاهش شکنندگی می شود. همچنین باعث حذف اکسیژن از فولاد مذاب می گردد.
	>1	سخت کاری را افزایش می دهد.
مولیبدیم	0.25-5	کاربیدها را ثبات می بخشد. رشد دانه بندی ها را محدود می کن. سختی را زیاد می کند. به همین دلیل برای ساخت قطعات برش در ماشین ها و همچنین پره های توربین بسیار سودمند است.
نیکل	2-5	سخت کننده
	12-20
		افزایش مقاومت به خوردگی
سیلیسیم	0.2-0.7	افزایش استحکام
	2	فولادهای فنری
	>2	بهبود خصوصیات مغناطیسی
گوگرد	0.05-0.15	افزایش قابلیت ماشین کاری
تیتانیوم	-	کاهش سختی مارتنزیتی در فولادی کرومی
تنگستن	-	افزایش نقطه ذوب
وانادیوم	0.15	پایدار کردن کاربیدها، افزایش استحکام، افزایش سختی در دمای بالا

انواع ورق های آلیاژی فولاد

ورق های آلیاژی فولاد بر حسب اینکه از چه عناصری در ترکیب آنها استفاده شده است نامگذاری شده  و به کار برده می شوند. در ادامه برخی از انواع ورق های آلیاژی فولاد به همراه خصوصیات و کاربرد آنها معرفی خواهند شد.

ورق آلیاژی St52

فولاد St52 نوعی فولاد آلیاژی کم کربن است که طبق استاندارد DIN EN 10027 تعریف می شود. از مشخصات این نوع فولاد می توان به انعطاف بالا، خاصیت جوش پذیری و تحمل وزن بالا اشاره کرد. همین ویژگی ها باعث شده است تا از ورق St52 به طور گسترده در صنایع مختلف و برای ساخت پل ها، تجهیزات ساختمانی و ... استفاده شود. 

گرید	حداکثر درصد عنصر
	کربن	سیلیسیم	منگنز	فسفر	گوگرد	آلومینیوم	نیتروژن
A St 52	0.2	0.5	0.9-1.70	0.03	0.025		0.02
	کروم	مس	مولیبدیم	نیوبیم	نیکل	تیتانیوم	وانادیوم
	0.3	0.3	0.08	0.005	0.5	0.03	0.1

گرید	ضخامت	تسلیم	تنش	ازدیاد طول	(KV J) حداقل انرژی ضربه
A St 52	mm	Min Mpa	Mpa	Min  %	-20°	0°	+20°
	≤ 16	355	490-630	22	40	47	55
	16> to ≤35	355	490-630	22	40	47	55
	35> to ≤50	345	490-630	22	40	47	55
	50> to ≤70	325	490-630	22	40	47	55
	70> to ≤100	315	470-610	21	40	47	55
	100> to ≤150	295	450-590	21	40	47	55

ورق آلیاژی A516

ورق آلیاژی A516 که نام ASTM A516 نیز شناخته می شود نوعی ورق PVQ (ورق باکیفیت مخازن تحت فشار) است که در 4 گرید مختلف  55، 60، 65 و 70 تولید می شود. کاربرد این ورق در ساخت مخازن تحت فشار در دمای پایین یا متوسط است. ورق A516 در دو نوع استاندارد و سنگین با ضخامت های 3 اینچ یا بالاتر ساخته می شود. صفحات با ضخامت کمتر از 1.5 اینچ معمولا به صورت رول شده عرضه می شوند. مشخصات مکانیکی و آنالیز شیمیایی گریدهای مختلف را می توانید در جداول زیر مشاهده کنید.

گرید	نقطه تسلیم	استحکام کششی	درصد ازدیاد طول
55	30	55-75	23
60	32	60-80	21
65	35	65-85	19
70	38	70-90	17

عنصر	درصد
ماکزیمم کربن برای ضخامت کمتر از 1.2 اینچ	0.18
ماکزیمم کربن برای ضخامت بین 2 و 1.2 اینچ	0.2
ماکزیمم کربن برای ضخامت بین 2 و 4 اینچ	0.24
ماکزیمم کربن برای ضخامت بین 4 و 8 اینچ	0.24
ماکزیمم کربن برای ضخامت بیشتر از 8 اینچ	0.26
منگنز برای ضخامت کمتر از 1.2 اینچ	0.6-0.9
منگنز برای ضخامت بیشتر از 1.2 اینچ	0.6-1.2
ماکزیمم فسفر	0.025
ماکزیمم گوگرد	0.025
ماکزیمم سیلیسیم	0.15-0.4

عنصر	درصد
ماکزیمم کربن برای ضخامت کمتر از 1.2 اینچ	0.21
ماکزیمم کربن برای ضخامت بین 2 و 1.2 اینچ	0.23
ماکزیمم کربن برای ضخامت بین 2 و 4 اینچ	0.25
ماکزیمم کربن برای ضخامت بیشتر از 4 اینچ	0.27
منگنز برای ضخامت کمتر از 1.2 اینچ	0.6-0.9
منگنز برای ضخامت بیشتر از 1.2 اینچ	0.85-1.2
ماکزیمم فسفر	0.025
ماکزیمم گوگرد	0.025
ماکزیمم سیلیسیم	0.15-0.4

عنصر	درصد
ماکزیمم کربن برای ضخامت کمتر از 1.2 اینچ	0.24
ماکزیمم کربن برای ضخامت بین 2 و 1.2 اینچ	0.26
ماکزیمم کربن برای ضخامت بین 2 و 4 اینچ	0.28
ماکزیمم کربن برای ضخامت بیشتر از 4 اینچ	0.29
منگنز	0.85-1.2
ماکزیمم فسفر	0.025
ماکزیمم گوگرد	0.025
ماکزیمم سیلیسیم	0.15-0.4

عنصر	درصد
ماکزیمم کربن برای ضخامت کمتر از 1.2 اینچ	0.24
ماکزیمم کربن برای ضخامت بین 2 و 1.2 اینچ	0.27
ماکزیمم کربن برای ضخامت بین 2 و 4 اینچ	0.3
ماکزیمم کربن برای ضخامت بیشتر از 4 اینچ	0.31
منگنز	0.85-1.2
ماکزیمم فسفر	0.025
ماکزیمم گوگرد	0.025
ماکزیمم سیلیسیم	0.15-0.4

ورق آلیاژی A283

این ورق در چهار گرید مختلف A، B، C و D تولید و به بازار عرضه می شود. هر کدام از این گریدها خواص مخصوص به خود را دارند و به طور عمده در ساخت مخازن مورد استفاده قرار می گیرند.

در دو جدول زیر می توانید درصد ترکیب عناصر مختلف به همراه خواص مکانیکی هر از گریدها را مشاهده کنید.

عنصر	گرید A	گرید B	گرید C	گرید D
ماکزیمم کربن	0.14	0.17	0.24	0.27
ماکزیمم منگنز	0.9	0.9	0.9	0.9
ماکزیمم فسفر	0.035	0.035	0.035	0.035
ماکزیمم گوگرد	0.04	0.04	0.04	0.04
سیلیسیم برای ورق های کمتر از 1 ½	0.4	0.4	0.4	0.4
سیلیسیم برای ورق با ضخامت بیشتر از 1 ½  اینچ	0.15-0.4	0.15-0.4	0.15-0.4	0.15-0.4
حداقل مس	0.2	0.2	0.2	0.2

ویژگی	گرید A	گرید B	گرید C	گرید D
استحکام کششی	310-415 MPa	345-450	380-515	415-550
حداقل نقطه تسلیم	165	185	205	230
ازدیاد طول در 8 اینچ	27	25	22	20
ازدیاد طول در 2 اینچ	38	28	25	23

جمع‌بندی ورق آلیاژی

آهن به صورت خالص چندان در صنعت قابل استفاده نیست و لازم است تا عناصر دیگری به منظور بهبود خواص فیزیکی و شیمیایی به آن افزوده شود. در صورت اضافه کردن کربن آلیاژی که به دست می آید فولاد ساده کربنی ست. چنانچه علاوه بر کربن عناصر دیگری نیز به فولاد اضافه شود انواع مختلفی از فولادهای الیاژی تولید می شود که هر کدام خواص و ویژگی های منحصر به خود را دارند. از مهمترین آلیاژهای فولاد که برای تولید ورق به کار برده می شود می توان به St52، A516، A283، Mo40، A36، Ck45 و 17Mn4 اشاره کرد. 

---