آشنایی با ورق های آلیاژی فولادی و کاربردهای آن

با توجه به گسترش زندگی بشر و لزوم استفاده از عناصر فلزی و غیرفلزی در صنایع مختلف، تغییر در ساختار مواد به‌منظور افزایش خواص مثبت آن‌ها و کاهش نقاط ضعف آن‌ها واجب است؛ این امر انسان‌ها را به سمت ترکیب مواد و ساخت آلیاژها سوق داد. در این مقاله به بررسی ورق‌های آلیاژی فولادی و خواص آن‌ها و همچنین انواع ورق آلیاژی فولادی خواهیم پرداخت.

آلیاژ چیست؟

آلیاژ ترکیب یک فلز پایه با یک فلز دیگر به‌منظور افزایش خواصی مانند سختی، استحکام، خمش‌پذیری و چکش‌خواری است. به‌طور مثال آلومینیوم، فلزی سبک با مقاومت پایینی است که جهت بهبود استحکام آن، مس و منیزیم را به آن اضافه می‌کنند؛ یا برنز که آلیاژی از مس و قلع است. البته همیشه آلیاژ ترکیب دو عنصر فلزی نیست؛ گاهی یک یا چند عنصر غیرفلزی به یک یا چند عنصر فلزی افزوده می‌شوند؛ معروف‌ترین نمونه در این مورد، فولاد است که ترکیب آهن و مقادیر متفاوتی از کربن (0.025 تا 2 درصد) است، که به آن‌ها آلیاژهای فولادی می‌گویند.

شیوه تولید ورق آلیاژی

ورق‌های آلیاژی همانند خود آلیاژها از ترکیب چند فلز باهم یا ترکیب فلز با تعدادی غیرفلز ساخته می‌شوند. ورق‌ها به دو طریق نورد گرم و نورد سرد ساخته می‌شوند؛ محصولات نورد سرد با نام ورق روغنی یا ورق سرد، و محصولات نورد گرم با نام ورق سیاه در بازار موجود هستند، همچنین به‌صورت رول شده (کویل) یا بریده شده (شیت) عرضه می‌شوند.

بیشتر بخوانید: پیش بینی قیمت آهن در سال 1401

چرا ورق آلیاژی فولادی؟! 

آلیاژ‌های فولادی به‌دلیل این‌که عنصر اصلی تشکیل دهنده آن‌ها آهن است، به این نام مشهور هستند؛ این ورق‌ها، مخصوصاً در ایران از ترکیب آهن با کربن ساخته می‌شوند. ترکیب عناصر مختلف به فولاد و ساخت آلیاژ فولادی باعث افزایش مقاومت کششی، کم‌شدن نقطه‌ذوب و افزایش میزان سختی ورق می‌شود. به‌خاطر همین مزایا، ورق‌های فولادی در بازار دارای محبوبیت زیادی هستند.

انواع ورق آلیاژی فولادی

ورق‌های فولادی متعددی در بازار تولید می‌شوند که عنصر اصلی تشکیل‌دهنده آن‌ها، آهن است؛ در این‌جا در مورد پرکاربردترین این ورق‌ها توضیحاتی داده می‌شود:

• ورق a516

ورق a516، ورقی فولادیست که مقادیری از سیلیکون، فسفر، منگنز و کروم به آن افزوده شده‌است. به‌طور مثال منگنز یا کروم باعث افزایش مقاومت حرارتی ورق می‌شود، لذا جهت ساخت مخازن حرارتی با سختی بالا مثل مخازن گازی و نفتی و پتروشیمی و ساخت مخازن CNG و LPG استفاده می‌شوند. این ورق‌ها در چهار گرید ۵۵، ۶۰، ۶۵ و ۷۰ در بازار وجود دارند. قیمت ورق a516 با توجه به گرید و ضخامت‌های موجود در بازار، تغییر می‌کند.

• ورق a36

ورق a36، ورق فولادی کم کربنی است که دارای مقاومت زیاد در برابر خوردگی و قابلیت بالای شکل‌پذیری و جوشکاری است. به‌دلیل مقاومت بالا در برابر املاح و آب شور دریا، عمده مصرف این ورق در صنایع کشتی سازی، دریانوردی و اسکله‌سازی است.

• ورق a283

ورقa283، ورقی با قابلیت خمشی و جوشکاری مناسب با استحکام کششی کم تا متوسط است؛ با توجه به میزان کربن به‌کار رفته در آن، با چهار گرید A,B,C,D در بازار عرضه می‌شوند. همان‌طور که ذکر شد به‌دلیل مقاومت کششی این ورق، در تولید مخازن تحت فشار، تانکرها، بویلرها و دیگ‌های بخار مورد استفاده قرار می‌گیرند. لازم به‌ذکر است نوع گرید C این ورق شباهت فیزیکی و شیمیایی بسیار زیادی به ورق a36 دارد. قیمت ورق a283 با توجه به گرید‌های موجود و نیز قیمت روز آهن، متغیر است.

• ورق st37

ورق st37 در بازار به دلیل مصرف فراوان و کاربرد بسیار زیاد در ساختمان‌سازی و ساخت پروفیل‌های گوناگون، به ورق سیاه مشهور است. این ورق از فولادهای کم کربن به‌شمار می‌رود که خاصیت جوش‌پذیری بالا و استحکامی متوسط تا زیاد دارد؛‌ این ورق در صنایع بالادستی و برای ساخت دیگر مقاطع فولادی استفاده می‌شود و پرکاربردترین فولاد در صنایع مختلف است؛ از جمله این مصارف می‌توان به تولید ورق، نبشی، میلگرد، بدنه خودرو، ناودانی، ستون و همچنین ساخت لوازم خانگی اشاره کرد‌.

• ورق st44

این ورق مانند ورق st37 از جمله فولادهای کم کربن بوده منتها نسبت به آن، منگنز بیشتری داشته که باعث استحکام بیشتر و کشش کمتر این ورق می‌شود. ورق st44 در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، ساخت قطعات هواپیمایی و خودروسازی و تولید ابزارآلات مورد استفاده قرار می‌گیرد.

• ورق st52

این ورق نیز ازجمله فولادهای کم کربن به‌شمار می‌رود که نسبت به ورق‌های هم‌خانواده خود (st37 وst44)، منگنز و سیلیسیوم بیشتری دارد که باعث می‌شود نسبت به آن‌ها، استحکام بیشتر و خواص پیچشی و خمشی بالاتر و همچنین خاصیت ارتجاعی بیشتری داشته باشد. از دیگر خواص شگفت‌انگیز این ورق فولادی، خاصیت جوشکاری بالای آن است که باعث می‌شود ورق بعد از تحمل دمای بالای جوشکاری هم‌چنان استحکام خود را حفظ کند.

این ورق به دلیل خواص مطلوب خود به‌خصوص تحمل وزن بالای آن، به ورق صنعتی شهرت دارد و در صنایع سنگینی همچون ریل‌سازی، جرثقیل‌ها، ماشین‌های سنگین، ساخت و اتصال پل‌ها، ساخت کانتینر و توربین‌های بادی استفاده می‌شود. این محصول پرکاربرد در کشور، توسط کارخانه‌های مختلفی همچون فولاد مبارکه اصفهان و اکسین اهواز تولید و عرضه می‌شود؛ همچنین تولیدات کشورهای روسیه، اوکراین، چین و کره نیز در بازار موجود هستند. قیمت ورق st52 با توجه به کیفیت کارخانه تولیدی متفاوت می‌باشد.

طبق نظر کارشناسان گرفت:

“بررسی خواص شیمیایی و مکانیکی ورق‌های آلیاژی فولادی و همچنین شناخت انواع ورق آلیاژی فولادی از جمله ورق‌های ساختمانی st37 و st44‌ می‌تواند کمک بزرگی در پروسه ساخت‌وساز باشد که با تحقیق و مشاوره صحیح، امری لازم به‌نظر می‌رسد.”

مزایای استفاده از ورق‌های آلیاژی فولادی

همانطور که گفته شد، می‌توان با ترکیب عناصر فلزی و غیرفلزی، خواص بهتر و عالی‌تری به فلزات خالص داد. به‌طور مثال آهن، فلزی قدرتمند می‌باشد؛ ولی در برابر رطوبت آسیب پذیر است؛ به همین دلیل از آلیاژ آهن یعنی چدن استفاده می‌شود تا مقاومت بیشتری در برابر رطوبت داشته باشد.

همچنین ورق‌های مذکور دارای خواص نقطه ذوب پایین، استحکام بالا، مقاومت کششی بیشتر، سختی بالا و خمش و جوش‌پذیری بهتری هستند. آلیاژ‌های فولادی علاوه بر داشتن خواص آهن، خواص عناصر مختلف را داشته، لذا گزینه مناسبی جهت استفاده در صنایع مختلف هستند. 

به طور کلی استفاده از درصدهای خاصی از کربن، بر مشخصات و نرخ ورق‌های مختلف موثر است. برای مثال: قیمت ورق ضد سایش ، به خاطر فرق آلیاژش با ورق معمولی، متفاوت است.

کاربرد ورق‌های آلیاژی فولادی

محصولات آلیاژی فولاد کاربردهای زیادی در صنایع مختلف دارد؛ در صنایع ساختمان‌سازی و در تولید انواع پروفیل، در صنایع راه‌سازی، کشتی سازی، صنایع هوایی، صنایع سنگین، صنایع نفت و گاز و پتروشیمی و خیلی از صنایع دیگر استفاده می‌شوند. ورق‌های فولادی سال‌هاست پاسخگوی نیاز صنایع مختلف بوده‌اند.

عوامل تاثیرگذار بر قیمت ورق آلیاژی فولادی

بزرگ‌ترین عامل در تعیین قیمت ورق آهن، نوسانات قیمت آهن است؛ قیمت آهن نیز تحت تاثیر عواملی چون قیمت ارز، میزان عرضه و تقاضا، کارخانه تولیدکننده، وضعیت سیاسی، میزان واردات و صادرات، هزینه حمل‌و‌نقل و نیروی انسانی بوده است. همچنین نوع فلز یا نافلز در ترکیب آلیاژ، میزان ضخامت و ابعاد ورق و کیفیت مواد اولیه، می‌تواند از عوامل موثر در قیمت ورق فولادی باشد.

سخن پایانی

با پیشرفت زندگی، نیاز انسان به ساختمان‌سازی، راه‌سازی و ساخت سازه‌های سنگین در صنایع مختلف، امری اجتناب ناپذیر بوده است؛ سال‌های سال بشر با سعی و خطا و ترکیب عناصر مختلف، سعی در بهبود مصالح مورد استفاده خود داشته که این امر انسان را به ساخت آلیاژها سوق داد. این محصولات به‌خصوص ورق‌های آلیاژی فولادی کمک شایانی در طی این مسیر به بشر کرده‌اند. امروزه شناخت خواص و کاربردهای ورق‌های آلیاژی فولادی برای سازندگان و مهندسین مسئله‌ای مهم و ضروری می‌باشد تا آن‌ها را در مسیر پیشرفت و بهبود شرایط، یاری رساند.