آلیاژ های مختلفی در ساخت ماشین آلات صنعتی به کار برده می‌شوند که فولاد، یکی از مهم‌ترین آنها است که به دلیل خواص بی نظیرش، نقش اساسی و تعیین کننده‌ای در قطعات وساختار ماشین آلات صنعتتی دارد. این آلیاژ کاربردی، از آهن و کربن به دست می‌آید و در برابر شرایط محیطی، بسیار مقاوم است.
با گذر زمان و پیشرفت های علمی، امکان بهبود و تغییر خواص کلی فولاد، با انجام برخی واکنش های حرارتی، کاربرد هرچه بیشتر این محصول در صنایع ماشین سازی را فراهم آورده است. در ادامه مطالب، به بررسی جزئی تر فولاد ها می‌پردازیم .
فولاد چیست ؟
آهن به وسیله حذف اکسیژن از سنگ آهن، به دست می‌آید. هنگامی که آهن با کربن و فولاد بازیافتنی و دیگر عناصر شیمیایی ترکیب می‌شود؛ فولاد را به وجود می‌آورد .
ترکیبات اصلی سازنده آن، حاوی 2% کربن و 1% منگز و همچنین مقدار کمی هم فسفر یا گوگرد و سیلیکون است.
فولاد، مهم ترین ماده مهندسی و ساختمانی جهان است؛ که در هر جنبه ای از صنایع زندگی ما استفاده می‌شود.
چگالی فولاد به طور متوسط 7.85 گرم بر سانتی‌متر مکعب است و عدد تقریبا زیادی است.
نقطه ذوب آن 1370 تا 1530 درجه سانتی‌گراد است، که باعث مقاومت آن در برابر گرما می‌شود.
ساختار فولاد ها چگونه است؟
فولاد ها از دو روش اصلی تولید می‌شوند :
تولید در کوره های بلند ( کوره اکسیژن BF_BOF ) و تولید در کوره های الکتریکی
بیشترین و اصلی ترین تفاوت بین دو روش، در نوع مواد اولیه است، که برای ساخت فولاد استفاده می‌شود.
روش تولید در کوره اکسیژن
مواد اولیه شامل سنگ آهن، زغال سنگ و فولاد بازیافتنی است. حدود 70% تولیدات، توسط این روش انجام می‌گیرد.
روش ساختارآن به گونه ای است که، ابتدا سنگ آهن به آهن تبدیل می‌شود؛ که به آن آهن مذاب یا چدن می‌گویند. سپس، این آهن در کوره های حاوی اکسیژن حرارت داده شده، و به فولاد تبدیل می‌شود. و در مرحله آخر، پس از ریخته گری و نوردکاری، به شکل ورقه، صفحه یا میلگرد هایی به بازار عرضه شده؛ به دست مصرف کنندگان می‌رسد.
روش تولید در کوره های الکتریکی
مواد اولیه، شامل فولاد بازیافتنی و برق (نیروی الکتریکی) است. البته؛ در مواقعی بنا بر نوع کارخانه و میزان دسترسی به فولاد بازیافتنی می‌توان در این روش، از منابع دیگر آهن، مثل آهن احیا شده یا فلز مذاب، استفاده کرد.
برای ذوب کردن فلز در این روش، از نیروی برق استفاده می‌شود. افزودنی هایی مانند آلیاژ ها، برای تنظیم ترکیب شیمیایی به کار می‌روند. انرژی الکتریکی، می‌تواند با تزریق اکسیژن به کوره EAF ، تکمیل شود. مراحل تکمیلی؛ مثل ریخته گری و نوردکاری، مشابه روش قبلی است.
حدود 30% از فولاد ها از طریق روش الکتریکی انجام می‌گیرد.
بیشتر محصولات فولادی برای چندین دهه، مورد استفاده قرار می‌گیرند، تا زمانی که قابل بازیافت شوند. برای همین، فولاد بازیافتنی کافی برای پاسخگویی به نیاز روز افزون، با استفاده از روش الکتریکی امکان پذیر نیست؛ پس برای پاسخگویی به نیازها، از ترکیب دو روش استفاده، می‌شود .
فولاد ها در ساخت ماشین آلات چه نقشی دارند ؟
فلز، به دلیل خواص مکانیکی بالا، مقاومت، شکل پذیری آسان، نقش بسیار مهمی در ساخت ماشین‌آلات ایفا می‌کند.
مقاومت در برابر سایش
ماشین‌آلات صنعتی با مواد سخت و فرسایشی، سرو کار دارند؛ فولادها در برابر سایش مقاوم هستند.
استحکام و مقاومت بالا
فولاد ها، به دلیل داشتن کربن وسایر عنصرها، از استحکام بالایی برخوردارند. به همین دلیل در ساخت قطعه هایی مثل: تیغه برش ها، چرخ دنده ها یا اجزای متحرک ماشین آلات، تعبیه می‌شوند.
کاهش وزن و بهبود کارایی ماشین
در ساخت ماشین آلات، استحکام بالا و وزن کم از اهداف اصلی است؛ فولاد های پیشرفته این امکان را دارند؛ و سبب کاهش مصرف انرژی و بهبود کارایی ماشین آلات می‌شود.
افزایش طول عمر و کاهش هزینه های تعمیرات
فولاد های باکیفیت، در برابر ضربات، خوردگی و زنگ زدگی مقاوم‌اند و هگمی که در ساخت ماشین‌آلات استفاده می‌شوند، طول عمر آنها را افزایش داده و از نیاز به تعمیرات مکرر بی‌نیاز می‌کند.
برخی از ماشین آلات صنعتی که ساخت آنها نیاز به فولاد دارد؟
فولاد ها به دلیل ویژگی ها و خواص مکانیکی بالا، کاربرد های زیادی در صنایع و ماشین آلات صنعتی دارند:
بیل های مکانیکی
کاربرد آن ها برای حفاری و جابجایی حجم های زیاد
لودرها
در ساختار کلی این ماشین های صنعتی برای جابجایی یا کندن کوه ها و معادن از فولاد ها استفاده می‌شود .
غلتک‌ها
از غلتک ها برای فشرن و تثبیت زمین استفاده می‌شود؛ که توسط فولاد ها ساخته می‌شوند .
دستگاه های پرس
برای بریدن یا تغییر شکل فلزات مورد استفاده است .
کامیون ها
قطار ها
توربین های بادی
بویلر ها
چرخ دنده و یاتاقان ها
تریلر ها
ویژگی های فولاد در صنایع
فولاد ها، آلیاژ هایی هستند که ویژگی ها و کاربرد های زیادی دارند؛ بنابراین مواد مهمی در صنایع محسوب می‌شوند .
برخی از مهم ترین ویژگی های کاربرد فولاد ها در صنایع عبارت اند از :
مقاومت در برابر خوردگی
فولاد ها در برابر اثرات مواد شیمیایی مانند اسید ها، مقاومت خوبی از خود نشان می‌دهند . این ویژگی آن را برای دستگاه های پزشکی که با مواد شیمیایی در تماس هستند، مناسب می‌کند .
وزن سبک
به دلیل ساختار مقاوم و کاربرد کربن درون آن ، سبک وزن و درعین حال مقاوم است . ( فولاد های دو فازی و فولاد های کم آلیاژ که ترکیب ساختار آنها از فریتی و مارتنزیتی است ، در ماشین سازی پرکاربردند. )
ظاهر زیبا و انعطاف پذیر
فولاد ها به هرشکل یا رنگی که مد نظر شما باشد، تغییر شکل می‌دهند و انعطاف پذیرند ؛ بنابر این ، در ساخت لوازم خانگی نیز کاربر دارند .
خاصیت الکتریکی
فولاد ها رسانای جریان الکتریکی هستند ؛ به همین دلیل ماده مناسبی برای انتقال سیگنال و ارتباطات الکترونیکی هستند .
قابلیت بازیافت
فولاد، خاصیت بازیافتی دارد و با محیط بسیار سازگار است .
اقتصادی
فولاد در مقایسه با دیگر عناصر ، نسبت به کارایی بسیاری که دارد، قیمت آن به صرفه است . ( به صورت کیلویی محاسبه می‌شود.۱۲:۰۰
- ۱۰ بازديد
- ۰ ۰
- ۰ نظر