اصطلاحات فنی فولاد که هر مهندس باید بداند
چرا هر مهندس باید با اصطلاحات فنی فولاد آشنا باشد؟
فولاد یکی از اساسی‌ترین مصالح در پروژه‌های عمرانی، صنعتی و ساختمانی است و آشنایی با مفاهیم پایه و پیشرفته آن برای مهندسان عمران، مکانیک، متالورژی و فعالان حوزه آهن‌آلات ضروری است. در این مقاله به بررسی اصطلاحات فنی فولاد که هر مهندس باید بداند می‌پردازیم و تلاش می‌کنیم مهم‌ترین واژه‌هایی را معرفی کنیم که در خرید و فروش آهن‌آلات، تحلیل خواص مکانیکی فولاد و انتخاب محصول مناسب اهمیت دارند. این اصطلاحات به مهندسان کمک می‌کند تا هنگام انتخاب محصولاتی مثل میلگرد، تیرآهن، ورق فولادی، نبشی، ناودانی و پروفیل تصمیم دقیق‌تری بگیرند.
فولاد کربنی (Carbon Steel) و اهمیت آن در صنایع ساختمانی
یکی از ابتدایی‌ترین اصطلاحات فنی فولاد که هر مهندس باید بداند، مفهوم فولاد کربنی است. فولاد کربنی همان نوع فولادی است که در ساخت بیشتر میلگردها، تیرآهن‌ها و ورق‌های سیاه استفاده می‌شود.
میزان کربن موجود در این فولادها تعیین‌کننده‌ی سختی، استحکام و قابلیت شکل‌پذیری آنهاست.
کربن کم → شکل‌پذیری بالا → مناسب برای ورق‌های صنعتی و پروفیل‌سازی
کربن متوسط → تعادل بین سختی و انعطاف → مناسب برای میلگردهای ساختمانی
کربن بالا → سختی زیاد → مناسب برای ابزارهای برشی
تنش تسلیم (Yield Stress)؛ معیار مهم در انتخاب میلگرد و تیرآهن
یکی از واژه‌هایی که در همه‌ی برگه‌های فنی فولاد دیده می‌شود، تنش تسلیم است.
این عبارت نشان می‌دهد فولاد قبل از وارد شدن به ناحیه شکست، چه میزان بار را تحمل می‌کند.
هر مهندس باید بداند که:
میلگرد A2 → تنش تسلیم پایین‌تر، مناسب خم‌کاری
میلگرد A3 → مقاوم‌تر و پرکاربرد در سازه
میلگرد A4 → مناسب سازه‌های سنگین و مقاومتی
این اصطلاح هنگام خرید و مقایسه قیمت میلگرد بسیار کاربردی است و مهندسان سازه برای طراحی به آن نیاز دارند.
مقاومت کششی نهایی (Ultimate Tensile Strength)
یکی دیگر از اصطلاحات فنی فولاد که هر مهندس باید بداند، مقاومت کششی نهایی است.
این مقدار نشان می‌دهد فولاد تحت نیروی کششی چه زمانی دچار گسیختگی می‌شود.
اهمیت این اصطلاح:
تعیین کیفیت تیرآهن‌های IPE و INP
انتخاب ورق مناسب برای ساخت مخازن و قطعات صنعتی
بررسی استاندارد بودن محصولات فولادی کارخانه‌های مختلف
چقرمگی (Toughness) و نقش آن در انتخاب ورق‌های صنعتی
چقرمگی یکی از ویژگی‌هایی است که معیاری برای تحمل انرژی ضربه‌ای قبل از شکست است.
چرا مهم است؟
ورق‌های ضدسایش (Hardox)، ورق‌های ST52 و فولادهای آلیاژی برای کاربردهای سنگین باید چقرمگی بالایی داشته باشند.
در پروژه‌های ساختمانی که اتصالات جوشی استفاده می‌شود، چقرمگی از بروز شکست ترد جلوگیری می‌کند.
آنیلینگ و نرمالایزینگ؛ فرآیندهایی برای بهبود خواص فولاد
در صنعت فولاد با دو فرآیند بسیار مهم حرارتی روبه‌رو هستیم:
A. آنیلینگ (Annealing)
افزایش انعطاف و کاهش سختی
مناسب برای:
ورق‌های فرمینگ
پروفیل‌های سبک
B. نرمالایزینگ (Normalizing)
افزایش استحکام و همگن‌سازی ساختار
مناسب برای:
قطعات سازه‌ای
تیرآهن، نبشی، ناودانی
این اصطلاحات در خرید فولادهای صنعتی از کارخانه‌هایی مانند فولاد مبارکه، ذوب‌آهن اصفهان و فولاد خوزستان اهمیت زیادی دارد.
مشاهده قیمت تیرآهن برند کرمانشاه در سایت آهن یک دو سه.
گالوانیزه (Galvanizing)؛ محافظت از فولاد در برابر خوردگی
گالوانیزه‌کردن فرایندی است که طی آن سطح فولاد با لایه‌ای از روی (Zinc) پوشانده می‌شود.
این اصطلاح برای مهندسانی که با ورق گالوانیزه، پروفیل گالوانیزه، لوله گالوانیزه سروکار دارند، بسیار کلیدی است.
مزایا:
جلوگیری از زنگ‌زدگی
افزایش عمر سازه
مناسب برای مناطق مرطوب و پروژه‌های دریایی
سختی (Hardness) و تاثیر آن بر انتخاب فولادهای آلیاژی و ورق‌های ضدسایش
سختی معیار مقاومت فولاد در برابر فرو رفتن جسم خارجی است.
ورق‌های زیر سختی بالایی دارند:
Hardox
Dillidur
فولادهای آلیاژی کروم-مولیبدن
سختی بالا بیشتر مناسب تجهیزات معدنی، بیل مکانیکی و صنایع سنگین است.
چگالی فولاد و تاثیر آن بر وزن آهن‌آلات
آشنایی با چگالی فولاد به مهندسان کمک می‌کند وزن محصولات زیر را به‌صورت دقیق محاسبه کنند:
انواع میلگرد
تیرآهن
ورق سیاه
نبشی و ناودانی
قوطی پروفیل
این مفهوم هنگام استعلام قیمت روز آهن‌آلات نیز اهمیت زیادی پیدا می‌کند.
استانداردهای فولاد؛ زبان مشترک بین مهندسان
یکی از مهم‌ترین بخش‌های اصطلاحات فنی فولاد که هر مهندس باید بداند، شناخت استانداردهاست:
ASTM → آمریکا
DIN → آلمان
EN → اروپا
ISIRI → استاندارد ملی ایران
این استانداردها بر مشخصات محصولات فولادی مانند میلگرد، تیرآهن، ورق، نبشی و لوله‌ها تأثیر مستقیم دارند.
رفتار فولاد در برابر حرارت؛ نکته‌ای حیاتی در پروژه‌های صنعتی
یکی از مهم‌ترین موارد در فهرست اصطلاحات فنی فولاد که هر مهندس باید بداند، شناخت رفتار فولاد در دماهای مختلف است. فولاد با افزایش دما استحکام خود را از دست می‌دهد و این مسئله در پروژه‌هایی مانند پالایشگاه‌ها، نیروگاه‌ها، سازه‌های صنعتی و ساختمان‌های بلندمرتبه بسیار حیاتی است.
سه مفهوم مهم در این بخش:
دمای تبلور مجدد (Recrystallization Temperature):
دمایی که ساختار فولاد بازآرایی می‌شود و خواص مکانیکی تغییر می‌کند.دمای بحرانی (Critical Temperature):
مرز تغییر فاز که در عملیات حرارتی و تولید فولادهای آلیاژی اهمیت زیادی دارد.رفتار فولاد در آتش:
تیرآهن و میلگرد در دمای بالای ۶۰۰ درجه تقریباً ۴۰٪ مقاومت خود را از دست می‌دهند. به همین دلیل در طراحی سازه‌ها، پوشش ضدحریق اهمیت بالایی دارد.
عملیات حرارتی کوئنچ و تمپر؛ از مهم‌ترین فرآیندها در تولید فولاد آلیاژی
در میان اصطلاحات فنی فولاد که هر مهندس باید بداند، دو فرآیند کوئنچ (Quench) و تمپر (Temper) بسیار کاربردی هستند.
کوئنچ (Quenching):
سردکردن سریع فولاد در آب، روغن یا نمک مذاب به‌منظور افزایش سختی.
تمپر (Tempering):
گرم‌کردن فولاد سخت‌شده برای افزایش چقرمگی و کاهش تردی.
این دو فرآیند در تولید فولادهای زیر دیده می‌شوند:
فولاد ابزار
فولادهای آلیاژی کروم-وانادیوم
ورق‌های مقاوم در برابر سایش
قطعات صنعتی مانند دنده، محور و چرخ‌دنده‌ها
فولاد زنگ‌نزن (Stainless Steel) و انواع آن
یکی از پرکاربردترین مواد در صنایع مختلف، فولاد زنگ‌نزن است. آشنایی با انواع آن در شمار اصطلاحات فنی فولاد که هر مهندس باید بداند قرار می‌گیرد.
انواع فولادهای زنگ‌نزن:
آستنیتی (Austenitic) – سری 300
پرکاربردترین نوع، مقاوم در برابر زنگ‌زدگی و اسیدفریتی (Ferritic) – سری 400
قیمت مناسب‌تر، مقاومت کم‌تر نسبت به آستنیتیمارتنزیتی (Martensitic)
قابل سخت‌کاری، مناسب ابزارهای برشیدوپلکس (Duplex)
ترکیبی از آستنیت و فریت، مقاوم در محیط‌های دریایی و خورنده
ورق استنلس استیل، لوله استیل و میلگرد استیل از جمله محصولات پرمصرف در صنایع غذایی، پتروشیمی و تجهیزات بیمارستانی هستند.
مقطع شناسی فولاد؛ آشنایی با پروفیل‌ها، تیرآهن‌ها و میلگردها
یکی از مباحث مهم در پروژه‌های ساختمانی، شناخت مقاطع فولادی است.
تیرآهن IPE و INP
IPE: استاندارد اروپا، بال‌ها ضخامت یکسان دارند
INP: استاندارد چین و روسیه، ضخامت بال‌ها متفاوت است
میلگردها
ساده (A1) – مناسب قطعات صنعتی
آجدار (A2، A3، A4) – مناسب سازه‌های بتن‌آرمه
نبشی و ناودانی
مناسب سازه‌های سبک، پایه‌های فلزی و ساخت اسکلت‌های فرعی
پروفیل و قوطی
مناسب ساخت درب و پنجره، سازه‌های سبک و اسکلت صنعتی
شناخت هر کدام از این مقاطع از مهم‌ترین اصطلاحات فنی فولاد که هر مهندس باید بداند محسوب می‌شود.
ضریب انبساط حرارتی؛ عامل مهم در طراحی سازه‌های فولادی
فولاد هنگام گرم شدن منبسط و هنگام سرد شدن منقبض می‌شود. به همین دلیل، طراحان سازه باید ضریب انبساط حرارتی را به‌عنوان یکی از اصطلاحات فنی فولاد که هر مهندس باید بداند در نظر بگیرند.
اهمیت این مفهوم:
جلوگیری از ترک در اتصالات جوشی
طراحی صحیح سازه‌های بزرگ مانند پل‌ها
انتخاب نوع ورق و میلگرد در مناطق سردسیر یا گرمسیری
مشاهده قیمت ورق 20 میل کاویان در ساتی آهن یک دو سه.
تست‌های کنترل کیفیت فولاد؛ NDT و DT
در کارخانه‌های فولادی، محصولات قبل از ورود به بازار باید تست شوند.
تست‌های DT (مخرب):
تست کشش
تست خمش
تست ضربه چارپی
تست‌های NDT (غیرمخرب):
تست اولتراسونیک (UT)
تست رادیوگرافی (RT)
تست ذرات مغناطیسی (MT)
آشنایی با این تست‌ها برای مهندسان کنترل کیفیت و بازرسی فنی ضروری است.
فرایند تولید فولاد؛ از کوره بلند تا نورد نهایی
درک فرایند تولید نیز جزو اصطلاحات فنی فولاد که هر مهندس باید بداند است.
مراحل اصلی تولید:
تولید چدن مذاب در کوره بلند
تبدیل چدن به فولاد در کنورتور اکسیژنی یا کوره قوس
ریخته‌گری مداوم (بیلت، بلوم، اسلب)
نورد گرم و نورد سرد
بسته‌بندی و کنترل کیفیت
محصولات کارخانه‌هایی مانند فولاد مبارکه، ذوب‌آهن اصفهان، فولاد خوزستان با همین مراحل تولید منتشر می‌شوند.
مشاهده قیمت روز پروفیل در سایت آهن یک دو سه.
لایه‌نشانی و پوشش‌دهی؛ راهی برای افزایش طول عمر فولاد
برای افزایش مقاومت فولاد در برابر شرایط محیطی، از روش‌های پوشش‌دهی استفاده می‌شود:
رنگ اپوکسی
پوشش گالوانیزه گرم
پوشش آلومینیوم-روی (الوزینک)
پوشش فوسفات
این روش‌ها در تولید ورق‌های گالوانیزه، لوله‌های گالوانیزه، نبشی گالوانیزه و تجهیزات صنعتی کاربرد زیادی دارند.
خوردگی فولاد و روش‌های مقابله با آن
یکی از موضوعات مهم در پروژه‌های فولادی، شناخت خوردگی است. خوردگی زمانی رخ می‌دهد که فولاد با اکسیژن و رطوبت واکنش دهد.
روش‌های مقابله:
استفاده از ورق گالوانیزه
رنگ صنعتی و اپوکسی
استفاده از آلیاژهای ضدزنگ
کاتدیک پروتکشن
این مورد نیز یکی از اصطلاحات فنی فولاد که هر مهندس باید بداند و در پروژه‌های دریایی و سازه‌های ساحلی کاربرد فراوان دارد.
راهنمای اصطلاحات فنی فولاد برای تصمیم‌گیری مطمئن در خرید و طراحی آهن‌آلات
شناخت و تسلط بر اصطلاحات فنی فولاد که هر مهندس باید بداند برای تمام فعالان صنعت آهن و فولاد، چه مهندسان طراحی و ساخت، چه خریداران و فروشندگان آهن‌آلات، ضروری است. این اصطلاحات باعث انتخاب صحیح محصول، کاهش خطا در پروژه، و افزایش ایمنی سازه می‌شود.
شرکت آهن یک دو سه با ارائه به‌روزترین قیمت میلگرد، قیمت تیرآهن، ورق فولادی و محصولات کارخانه‌های معتبر، مرجع مطمئن برای مهندسان و پیمانکاران در انتخاب فولاد مناسب پروژه است.
