ورق آلیاژی چیست؟
ورق آلیاژی یکی از پرکاربردترین محصولات در صنایع است که از آن برای تولید محصولات مختلف استفاده میکنند. از آنجایی که صنایع نیازهای کاملا متفاوتی دارند تولید ورق فولادی از آهن یا سایر فلزات به صورت خالص پاسخگوی همه نیازها نیست؛ به همین دلیل فلزات را با یکدیگر یا با سایر عناصر ترکیب میکنند تا خواص آنها ارتقا پیدا کند. در علم شیمی به ترکیب چند فلز یا عناصر با یکدیگر آلیاژ میگویند.
بهتر است بدانید به آلیاژهایی که فلز پایه آنها آهن است آلیاژهای فولادی و به آنهایی که فلز پایه آنها به غیر از آهن است آلیاژهای غیر فولادی گفته میشود. ورقهای تولید شده با این آلیاژها خواص مکانیکی و شیمیایی متفاوتی دارند. در ادامه توضیحات بیشتری در رابطه با ورق آلیاژی، خصوصیات، ویژگیها و انواع آن ارائه خواهیم داد.
تعریف ورق آلیاژی
آلیاژسازی در علم متالوژی به ترکیب عناصر مختلف با یکدیگر در مقادیر مشخصی گفته میشود. زمانی که عناصر را با یکدیگر ترکیب میکنند خواص آنها نیز باهم ترکیب شده و ورقهایی با کیفیت بالا به وجود میآید؛ بنابراین ورقهای آلیاژی معمولا مقاومت بیشتری در برابر فشار، دما و خوردگی دارند. امروزه صنایع معمولا از ورقهای آلیاژی برای تولید محصولات و تجهیزات استفاده میکنند.
فرایند آلیاژ برای تقویت برخی خواص فلزات از جمله استحکام و مقاومت انجام میگیرد. در این فرایند ابتدا فلز پایه ذوب شده و دیگر عناصر مثل کربن، منگنز، سیلیسیم، فسفر و گوگرد در مقادیر معین شده به آن افزوده میشود. در نهایت همه آنها باهم ترکیب شده و نوع خاصی از فلز به وجود میآید. این عناصر علاوه بر تقویت ویژگیهای فلز باعث تغییر در قیمت آن نیز میشود.
امروزه بیش از ۹۰ درصد فلزات مورد استفاده برای ساخت بدنه خودرو، ساخت لوازم خانگی، ساخت اسکلت ساختمانها، تولید لولهها و بسیاری از محصولات دیگر ورق آلیاژی است. ورقهای آلیاژی کاملا قابل بازیافت هستند و بعد از پایان عمر میتوان دوباره از آنها استفاده کرد.
“آلیاژ کلمهای فرانسوی به معنای ترکیب کردن است. همانطور که از نام آن پیداست، ورق آلیاژی به نوعی از ورق فلزی گفته میشود که ماده اولیه ساخت آن از آلیاژهای مختلف است.”
منبع: آهن آنلاین
چرا ورق آلیاژی تولید میکنند؟
فلزاتی مثل آهن، طلا و آلومینیوم در حالت خالص نرم هستند و نقطه ذوب بالایی دارند. برای مثال زمانی که به طلای خالص مقدار کمی حرارت میدهند خیلی زود خم میشود؛ از این رو فلزات خالص معمولا به صورت مستقیم استفاده نمیشوند. این مساله سبب میشود تا عناصری را به ترکیب این فلزات اضافه کنند تا نقطه ذوب، واکنشپذیری و سایر مشخصات آنها تغییر پیدا کند.
آهن با اینکه یک فلز بسیار قوی و مستحکم است اما خیلی زود در واکنش با هوا دچار زنگ زدگی و در نهایت دچار پوسیدگی میشود. برای اینکه طول عمر و مقاومت آن افزایش پیدا کند عناصری را به آن اضافه میکنند و آلیاژهایی را از آن میسازند. یکی از ورقهای آلیاژی آهن، فولاد است که مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی دارد.
فرض کنید به یک فلز نیاز دارید که در عین داشتن استحکام بالا خواص جوشپذیری نیز داشته باشد. اگر از ورقهای ساده استفاده کنید به این هدف دست پیدا نخواهید کرد. برای رفع این مشکل علاوه بر اضافه کردن کربن در ساختار ورق آلیاژی از عنصر نیکل یا منگنز نیز استفاده میکنند؛ با این کار فولاد مستحکم و قابل جوشکاری به وجود میآید.
در ورقهای آلیاژی از چه عناصری استفاده میشود؟
ورقهای آلیاژی از ترکیب عناصر مختلف با مقادیر کمتر از ۱ درصد تا ۵۰ درصد تولید میشوند. در حال حاضر بیش از ۲۰ عنصر آلیاژی وجود دارد که میتوان آنها را با فلزهای پایه ترکیب کرد و آلیاژهای مختلفی را به وجود آورد. از جمله عناصر مورد استفاده در ورق آلیاژی میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- کربن: با افزودن درصد خاصی از کربن به فلزات میتوان استحکام و سختکاری آنها را افزایش داد. هر چقدر درصد کربن در ساختار فلز بیشتر باشد خاصیت جوشکاری و انعطافپذیری آن کاهش پیدا میکند.
- نیکل: این عنصر از ورقهای آلیاژی در برابر خوردگی محافظت کرده و استحکام آنها را افزایش میدهد.
- کروم: سختی و مقاومت ورق در برابر سایش را افزایش داده و چقرمگی آن را بیشتر میکند.
- مس: باعث افزایش مقاومت ورق در برابر خوردگی میشود.
- وانادیوم: افزایش مقاومت در برابر خوردگی، افزایش استحکام و چقرمگی از ویژگیهای عنصر وانادیوم به شمار میرود.
- منگنز: این عنصر خاصیت شکلپذیری و سختی ورق را افزایش داده و باعث بیشتر شدن مقاومت آن در برابر سایش و حرارت میشود.
- تنگستن: استحکام و سختی ورق را افزایش میدهد.
- آلومینیوم: این عنصر فولاد را از عناصر اکسیژن، فسفر و گوگرد جدا میکند.
- بیسموت: خواص تراشپذیری فولاد را بهتر میکند.
- مولیبدن: میزان غلظت کربن را کاهش داده و استحکام ورق را در دمای معمولی بیشتر میکند.
- سیلیکون: خاصیت مغناطیسی فلز و استحکام آن را افزایش میدهد.
- کبالت: باعث افزایش سرعت تشکیل گرافیت آزاد در ورق شده و پایداری آن را بیشتر میکند.
علاوه بر عناصری که در بالا معرفی کردیم عناصر دیگری هم به ترکیب ورقهای آلیاژی اضافه میکنند. به ورقهایی که حدود ۱۰ درصد از عناصر آلیاژی را در ترکیب خود دارند ورقهای پرآلیاژ و به ورقهایی که کمتر از این مقدار دارند را ورقهای کم آلیاژ میگویند.
آشنایی با مزایای ورق آلیاژی
ترکیب عناصر مختلفی که در بالا معرفی کردیم با فلزات باعث افزایش سختی، کاهش نقطه ذوب و افزایش مقاومت کششی ورق میشود. زمانی که چند عنصر در ترکیب ورق وجود به کار میرود ویژگی همه آنها باهم ادغام میگردد؛ بنابراین مزایای ورق آلیاژی ارتباط مستقیمی با عناصر به کار رفته در آن دارد. در حالت کلی برخی از مزایای این محصول عبارتند از:
- استحکام بالا: یکی از مهمترین مزایای ورقهای آلیاژی استحکام بالای آنها است؛ به طوری که از سایر ورقهای موجود در بازار استحکام بیشتری دارند؛ به همین دلیل میتوان از آنها برای کاربردهای مختلف استفاده کرد.
- مقاومت در برابر خوردگی: این ورقها از مقاومت بیشتری در برابر خوردگی و سایر عوامل محیطی برخوردار هستند؛ بنابراین اگر میزان رطوبت و خورندگی محیط بیشتر است باید به سراغ این ورقها بروید.
- قابلیت بازیافت: یکی از ویژگیهای بسیار عالی ورقهای آلیاژی امکان بازیافت و استفاده مجدد از آنها است. این کار به کاهش استخراج سنگهای معدنی کمک کرده و باعث حفظ محیط زیست میشود.
- کاهش هزینههای نگهداری: از آنجایی که این ورقها طول عمر زیادی دارند و بسیار مقاوم هستند نیاز به تعمیر و نگهداری ندارند؛ بنابراین در طولانی مدت هزینهها کاهش پیدا میکند.
- قابلیت جوشکاری: ورقهای فلزی در بسیاری از صنایع بعد از انجام برشکاری تحت عملیات جوشکاری قرار میگیرند تا به شکل مورد نظر برسند. از آنجایی که ورقهای آلیاژی خاصیت جوشکاری مناسبی دارند برای این کار بهترین گزینه به شمار میروند.
- قابلیت تحمل فشار و دمای بالا: یکی دیگر از ویژگیهای بسیار کاربردی ورقهای آلیاژی مقاومت آنها در برابر فشار و دما است؛ به همین منظور از آنها در ساخت کورهها و مخازن تحت فشار استفاده میکنند.
مقاله پیشنهادی جهت مطالعه : مزایای استفاده از ورق آلیاژی چیست؟
آشنایی با انواع ورق آلیاژی فولادی
آلیاژ فولادی یکی از آلیاژهای پرکاربرد در صنایع است که در انواع و استانداردهای مختلف تولید میشود. بهتر است بدانید فولاد به ورقهای گفته میشود که از ترکیب آهن و کربن درست شدهاند. زمانی که در ساختار این ورق از عناصر دیگری به جز کربن استفاده میکنند به آن ورق آلیاژی میگویند. انواع مختلفی از این ورقها در بازار وجود دارد که در ادامه برخی از مهمترین آنها را معرفی خواهیم کرد.
-
ورق آلیاژی استنلس استیل
استیل یکی از آلیاژهای پرکاربرد فولادی است که از ترکیب آهن، کربن و مقدار کمی کروم تولید میشود. در بازار به این آلیاژ ورق استنلس استیل، فولاد ضدزنگ و فولاد زنگ نزن نیز میگویند. زمانی که کروم به ترکیب آهن و کربن اضافه میشود فلز خاصیت ضد زنگ پیدا کرده و مقاومت آن افزایش مییابد. عنصر کروم در مجاورت هوا اکسید کروم تولید میکند که این اکسید از زنگ زدن فلز جلوگیری میکند.
ورق استیل با توجه به نیاز صنایع در سریهای مختلفی از جمله سری ۲۰۰، ۳۰۰، ۴۰۰ و ۵۰۰ تولید میشود. هر کدام از این سریها دارای گریدهای مختلفی هستند. در میان گریدهای مختلف این ورق گرید ۳۰۴ و ۳۱۶ بیشترین کاربرد را به خود اختصاص دادهاند.
-
ورق آلیاژی A283
ورق آلیاژی A283 دارای خواصی همچون جوشکاری و خمکاری است و در دسته ورقهای مخزنی قرار میگیرد. این ورق با توجه به نیاز صنایع در ۴ گرید تولید میشود که هر کدام از آنها خواص مخصوص به خود را دارند. دقت داشته باشید ورق A283 قبل از عرضه به بازار تحت انجام تستهای فیزیکی و شیمیایی قرار میگیرد تا از کیفیت آن اطمینان حاصل شود؛ به همین دلیل توصیه میکنیم قبل از خرید نسبت به بررسی گواهینمامهها و استانداردهای آن اقدام نمایید.
-
ورق آلیاژی ST44
ورق آلیاژی ST44 ورقی است که از ترکیب کربن و منگنز و بر طبق استاندارد Din 17100 تولید میشود. از مهمترین ویژگیهای این ورق میتوان به چقرمگی خوب، استحکام بالا، انعطافپذیری مناسب و خاصیت پردازش اشاره کرد. از ورق St44 در صنایع مختلفی همچون حمل و نقل، پالایشگاهها، نفت و گاز، کشتیسازی و پلسازی استفاده میکنند.
-
ورق آلیاژی ST52
ورق آلیاژی سیاه ST52 از خواص مکانیکی و شیمیایی ویژهای برخوردار است؛ این مساله سبب شده تا در اجزای ساختاری جوش داده شده و پیچدار مورد استفاده قرار بگیرید. همچنین برای استفاده در سازههایی که دارای تنش مکانیکی و تنش استاتیکی هستند گزینه مناسبی به شمار میرود. برخی از مهمترین ویژگیهای این ورق عبارتند از:
-
- مقاومت عالی در برابر خوردگی و زنگ زدگی
- هدایت الکتریکی خوب
- نقطه ذوب بالا
- مقاومت بالا در برابر خمش
- مقاومت خوب در برابر فشار، ضربه و سایش
-
ورق آلیاژی A516
این آلیاژ فولادی در گریدهای مختلفی از جمله ۵۵، ۶۰، ۶۵ و ۷۰ تولید میشود. در هر کدام از این گریدها درصد خاصی از عناصر را استفاده کردهاند و به همین دلیل خواص مکانیکی و شیمیایی متفاوتی دارند. ورق A516 در کاربردهای مختلفی استفاده میشود که از جمله آنها میتوان به مخازن تحت فشار، صنایع نفت و گاز، مبدلهای حرارتی، دیگهای بخار، دکوراسیون و مبلمان اشاره کرد.
-
ورق CK45
یکی دیگر از ورقهای آلیاژی فولادی موجود در بازار ورق CK45 است. این آلیاژ دارای مقدار کربن متوسطی بوده و خواص مکانیکی خمشی، سختی و ضربهای مناسبی دارد. ورق CK45 در دسته ورقهای ضد سایش قرار میگیرد و مقاومت آن در برابر خوردگی کم است. از جمله کاربردهای این محصول میتوان به تولید میل لنگهای صنعتی، شفتهای تراشکاری و ساخت میکسرهای بتن اشاره کرد.
-
ورق آلیاژی A36
A36 به دلیل داشتن خواص مکانیکی و شیمیایی مخصوص برای استفاده در محیطهای دریایی بهترین انتخاب است؛ از این رو در بازار با نام ورق دریایی نیز شناخته میشود. ورق A36 تحت عملیات نورد گرم تولید میگردد و از مهمترین ویژگیهای آن میتوان به مقاومت در آب شور دریا و استحکام خمشی بالا اشاره کرد.
-
ورق آلیاژی ضد سایش
نوع دیگری از ورقهای آلیاژی وجود دارد که مقاومت بالایی در برابر سایش دارند. این ورقها خیلی کم و به کندی دچار سایش میشوند و برای استفاده در محیطهایی که اصطکاک بیشتری دارند بهترین گزینه به شمار میروند. در ساختار این آلیاژ از دو عنصر کربن و منگنز استفاده کردهاند که باعث ایجاد لایهای از کاربید آهنی بر روی ورق میشود. دقت داشته باشید با افزایش میزان کربن در ساختار این ورق خاصیت ضد سایشی آن افزایش پیدا میکند.
آشنایی با ورقهای آلیاژی غیر فولادی
ورقهایی که در تولید آنها از فلزاتی به جز آهن استفاده میکنند در بازار با نام ورق آلیاژی غیر فولادی شناخته میشوند. این نوع ورقها نیز انواع مختلفی دارند که در ادامه به معرفی آنها خواهیم پرداخت.
-
ورق آلیاژی برنز
- برنز از ترکیب قلع و فسفر تولید میشود و از مقاومت بالایی در برابر سایش برخوردار است. وجود عنصر فسفر در ترکیب این آلیاژ باعث نرمی و انعطافپذیری آن میشود. اگر به ترکیب این آلیاژ عنصر مس را نیز اضافه کنند ورق خاصیت رسانای الکتریکی پیدا خواهد کرد. از این ورق معمولا در ساخت و تولید محصولات الکتریکی استفاده میکنند.
-
ورق برنج
برنج یکی از آلیاژهای مس است که از ترکیب مس و روی به وجود میآید. در ترکیب این آلیاژ حدود ۲۰ الی ۳۶ درصد عنصر روی به کار میرود و مابقی آن مس است؛ البته گاهی مواقع برای اضافه کردن خواص گوناگون به برنج از عناصر دیگری همچون سیلیسیم، نیکل، سرب، منگنز و آلومینیوم در ساختار آن استفاده میکنند. برای مثال اضافه کردن عنصر سرب به برنج باعث افزایش خاصیت ماشینکاری آن میشود.
ورق برنج را از لحاظ نوع آلیاژ میتوان به دستههای ورق برنجی کم عیار، پرعیار، حاوی سیلیسیوم و حاوی قلع و آلومینیوم تقسیم کرد. ورقهای آلیاژی برنجی در موارد متعددی استفاده میشوند که برخی از آنها عبارتند از:
-
- قفلها و لولاهای درب
- یاتاقانها
- چرخدندهها
- لولهها
- زیپ ها
- جعبههای مهمات
- سوکتهای الکتریکی
- پریزها
- وسایل موسیقی
- شیرهای صنعتی
-
ورق آمالگام
این ورقها از ترکیب عنصر جیوه با عناصری همچون مس، قلع، روی، پالادیوم، طلا یا نقره به وجود میآیند. جیوه عنصر اصلی در ورق آمالگام به شمار میرود و مقدار آن مشخص میکند که این ورق حالت مایع، جامد یا نرم داشته باشد. از ورقهای آمالگام معمولا در دندانپزشکی و استخراج طلا استفاده میکنند.
-
ورق آلیاژی فسفر برنز
فسفر برنج یکی از آلیاژهای مس است که در ترکیب آن ۰.۰۱ الی ۰.۳۵ درصد فسفر و ۰.۵ الی ۱۱ درصد قلع وجود دارد. عنصر قلع خواص متعددی را به ورق اضافه میکند که از جمله آنها میتوان به مقاومت در برابر سایش، افزایش مقاومت به خوردگی و افزایش سختی اشاره کرد. از آنجایی که این ورق بر پایه فلز مس تولید شده دارای خاصیت رسانای الکتریکی نیز است.
-
ورق پیوتر
فلز پایه در ورق پیوتر قلع است که حدود ۸۵ الی ۹۲ درصد از آن را تشکیل میدهد. مابقی ورق نیز از عناصری همچون مس، بیسموت، نقره و آنتیموان تشکیل میشود. وجود مس در ترکیب این آلیاژ میزان سختی آن را افزایش میدهد. ورق پیوتر کاربردهای مختلفی دارد که از جمله آنها میتوان به ساخت زیورآلات، ساخت ظروف و وسایل تزئینی اشاره کرد.
-
ورقهای آلیاژی بر پایه فلزات گرانبها
نوعی دیگری از ورقهای آلیاژی وجود دارد که بر پایه فلزات گرانبها مثل طلا هستند. از جمله این آلیاژها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
-
- طلای سفید: این آلیاژ با اضافه کردن عناصری همچون مس، نیکل، پالادیوم، روی و منگنز به طلا به وجود میآید. از معایب این ترکیب میتوان کاهش میزان درخشندگی در طول زمان اشاره کرد.
- نقره استرلینگ: این آلیاژ از ترکیب نقره (۹۲.۵ درصد) و مس (۷.۵ درصد) تولید میشود. افزایش قابلیت چکشخواری و افزایش میزان سختی از جمله مزایای آن به شمار میرود.
- طلای رز گلد: این آلیاژ از ترکیب طلا و مس تولید میشود.
ورق آلیاژی چه کاربردهایی دارد؟
ورقهای آلیاژی در تولید هزاران محصول از محصولات کوچک گرفته تا تجهیزات بزرگ و سنگین مورد استفاده قرار میگیرند؛ به همین دلیل در بسیاری از صنایع ردپایی از این ورقها وجود دارد که از جمله آنها میتوان به صنایع خودروسازی، راهآهن، ساختمانسازی، تولید لوازم خانگی، ماشین آلات سنگین و صنعت معدن اشاره کرد. در ادامه برخی از کاربردهای این ورق را معرفی خواهیم کرد.
-
ساخت لوله و اتصالات
ساخت لولههای فولادی و اتصالات برای انتقال سیالات و گازها یکی از مهمترین کاربردهای ورق آلیاژی در صنایع است. دلایل مختلفی برای استفاده از ورق آلیاژی برای تولید وجود دارد که از جمله آنها میتوان به خاصیت شکلپذیری، جوشکاری و دوام بالا اشاره کرد. برای تولید لوله مانیسمان معمولا از عناصری همچون کروم و نیکل در ساختار آن استفاده میکنند. لولههای ساخته شده با ورقهای آلیاژی برای استفاده در شرایط پرفشار و دمای بالا بهترین انتخاب هستند.
-
ساخت بدنه و قطعات خودرو
امنیت سرنشینان خودرو از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است؛ به همین دلیل برای ساخت بدنه و شاسی از ورقهای آلیاژی استفاده میکنند. این ورقها در عین داشتن وزن کم از مقاومت بسیار بالایی در برابر ضربه برخوردار هستند. همچنین ورقهای به کار رفته در بدنه خودروها قابلیت تعمیر دارند و میتوان آنها را به شکل اولیه بازگرداند.
-
کاربرد ورق آلیاژی در ساختمان سازی
در صنعت ساختمان سازی از این ورق برای تولید قطعاتی همچون ناودانی، نبشی، تیرآهن، روکش دیوارها و سقف و قابهای فولادی استفاده میکنند.
-
ساخت سازههای بزرگ
مقاومت و استحکام بالای ورقهای آلیاژی باعث شده تا از آن برای ساخت سازههای بزرگ بتنی استفاده کنند. این فلز نه تنها وزن ساختمان را کاهش میدهد بلکه باعث افزایش طول عمر آن میشود.
برترین تولیدکنندگان ورق آلیاژی
ورقهای آلیاژی به دلیل کاربرد گستردهای که در صنایع کشور دارند توسط کارخانههای مختلفی تولید میشوند. برخی از معروفترین کارخانههای تولید ورق آلیاژی در ایران عبارتند از:
- مجتمع فولاد مبارکه اصفهان
- فولاد اکسین اهواز
- فولاد امیرکبیر کاشان
- شرکت نورد و تولید قطعات فولادی
- مجتمع فولاد خرم آباد
- شرکت فولاد آلیاژی ایران
بهتر است بدانید در خاورمیانه کشورهای ایران، ترکیه، امارات و عربستان جزو بزرگترین تولیدکنندگان این محصول به شمار میروند. این کشورها در مجموع حدود ۱۰ درصد از نیازهای بازار جهانی را تامین میکنند. از آنجایی که تقاضا برای ورق آلیاژی در داخل کشور زیاد است این محصول به صورت وارداتی نیز تامین میشود؛ چرا که کارخانههای داخلی توان پاسخگویی به همه نیازها را ندارند.
زمانی که ورقهای آلیاژی به صورت وارداتی تامین میشوند نشان میدهد که صنایع کشور در حال پیشرفت هستند و این یک امتیاز مثبت به شمار میرود.
جمعبندی در رابطه با ورق آلیاژی
ورقهای آلیاژی به دلیل داشتن استحکام بالا، مقاومت برابر خوردگی و سایش نقش بسیار مهمی در صنایع کشور دارند. تنوع این محصول بسیار بالا است و به همین دلیل باید در هنگام خرید به سراغ ورق متناسب با نیازهای پروژه بروید. از ورقهای آلیاژی در ساخت وسایل و تجهیزات مختلفی استفاده میکنند و به همین دلیل تولید آن بسیار ارزشمند و حیاتی است. در این نوشته سعی کردیم در رابطه با سوال «ورق آلیاژی چیست» توضیحات کامل و مفصلی را ارائه دهیم. امیدواریم برای شما عزیزان مفید بوده باشد.
از آنجایی که خرید ورق آلیاژی برای پروژهها حیاتی است توصیه میکنیم قبل از ثبت سفارش با کارشناسان آهن یک در ارتباط باشید. کارشناسان این مجموعه به شما کمک میکنند تا بهترین انتخاب را از میان انواع ورقهای آلیاژی داشته باشید.
بسیار جامع و کامل بود ولی کاش از کاربرد هاش بیشتر میگفتید
با سلام و وقت بخیر
در لینک زیر میتونید بسیار کامل تر با کاربرد های ورق آلیاژی آشنا شید:
https://ahan1.com/applications-of-alloy-sheet/