ارائه مطالب علمي، تخصصي و عمومي در مورد فولاد

مقدمه:

ورق استيل نام عمومي خانواده فولادهايي است كه در برابر خوردگي مقاوم هستند و حداقل 10.5 درصد كروم دارند. در اثر اين حداقل كروم، يك لايه اكسيد كروم روي سطح ايجاد مي شود كه يك مانع اكسيژن بوده و خود ترميم شونده است و اكسيداسيون بيشتر را متوقف مي كند. زير 10.5٪ كروم، فيلم اكسيد دوام كافي براي خود ترميم شدن ندارد. ورق هاي استيل به طور گسترده در اكثر صنايع از جمله ساختمان سازي، دريايي، هوافضا، خودروسازي و كالاهاي مصرفي استفاده مي شود. اين ماده استحكام، دوام و مقاومت بالايي در برابر خوردگي ارائه مي دهد و آن را براي بسياري از اجزاي آرايشي و محيطي ايده آل مي كند.

ورق استيل در گريدهاي طبقه بندي شده بر اساس محتواي آلياژ آنها عرضه مي شود. درجه انتخاب شده براي يك كاربرد به عواملي مانند محيطي كه در آن استفاده خواهد شد، استحكام و دوام مورد نياز و استاندارد زيبايي شناسي مورد نظر بستگي دارد. در اين مقاله تعريف ورق استيل، تركيب، انواع، درجه ها، خواص و كاربردهاي آن مورد ارزيابي قرار گرفته است.

ورق استيل چيست؟

ورق استيل در درجه اول از فولاد متوسط و كم كربن ساخته شده است. آنها با طيف وسيعي از فلزات آلياژ مي شوند تا خواص حاصل را تغيير دهند. به عنوان مثال، كروم و نيكل مقاومت در برابر خوردگي و سختي بالايي دارند. ساير فلزات چكش خواري، چقرمگي، شكل پذيري، استحكام كششي و برشي و ساير خواص را افزايش مي دهند. ورق هاي استيل عموماً داراي استحكام بالايي هستند و برخي از نمونه‌ها در ميان تمام فلزات داراي بالاترين مقاومت كششي و تسليم هستند. آنها همچنين به طور كلي مقاوم در برابر خوردگي بوده و با عملكرد استثنايي در محيط هاي خاص با توجه به نوع درجه آلياژ، مورد استفاده قرار مي گيرند. علاوه بر اين، ورق هاي استيل بسته به درجه، قادر به عملكرد در دماي بالا و پايين، از دماي برودتي تا 2000 درجه سانتيگراد هستند.

بسته به تعريف، حداقل 60 و احتمالاً بيش از 100 گريد متمايز از ورق استيل وجود دارد كه همچنان براي اهداف عمومي و خاص توسعه مي يابد. مطالعه ورق استيل يكي از فعال ترين زمينه ها در تحقيقات متالورژي است. اين گريدها تحت پوشش استانداردهاي ملي و بين المللي مختلفي قرار مي گيرند كه به تدريج يكپارچه مي شوند و به طور كلي آلياژهاي با خواص نزديك يا يكسان را تعريف مي كنند.

تاريخچه ورق استيل چيست؟

تاريخچه ورق استيل در سال 1912 آغاز شد، زماني كه هري برلي، متالورژيست انگليسي كه آزمايشگاه براون فرث در شفيلد را رهبري مي كرد، در حال تحقيق بر روي فولادهاي مقاوم براي بهبود لوله تفنگ بود. مشاهده شد كه برخي از آلياژهاي آزمايشي او در برابر خوردگي بسيار مقاوم بودند و او پيامدهاي گسترده تري از كار خود را ديد و درك كرد. او شروع به آزمايش با تركيبات مختلف فولاد كرد و دريافت كه اين افزودن كروم به آلياژ است كه بيشترين تأثير را بر مقاومت حاصله در برابر خوردگي دارد.

برلي آلياژ جديد خود را تحت نام "ورق استيل" در سال 1915 ثبت اختراع كرد. صاحبان آزمايشگاه تحقيقاتي فولادسازان شفيلد بودند كه شهرت اصلي آنها در سلاح ها و كارد و چنگال هاي روميزي بود. در اين بازار بود كه اولين كاربرد ورق استيل توسعه يافت و از نقاط قوت آلياژهاي جديد به خوبي استفاده شد. در طول جنگ جهاني اول، ورق استيل در كاربردهاي نظامي مانند موتور هواپيما و قطعات تفنگ نيز مورد استفاده قرار گرفت.

ورق استيل در حال حاضر يك ماده اوليه در بيشتر بخش‌هاي صنعتي از جمله لوازم خانگي، تجهيزات پزشكي، قطعات خودرو و مصالح ساختماني است. مقاومت آن در برابر خوردگي و همچنين استحكام و دوام آن، به طور فزاينده اي آن را به گزينه اي محبوب براي بسياري از صنايع تبديل كرده است.

ورق استيل از چه ساخته شده است؟

ورق هاي استيل از عناصر آلياژي مانند كروم، نيكل، موليبدن و تيتانيوم براي دستيابي به خواص خاصي مانند بهبود مقاومت در برابر خوردگي، استحكام كششي بالاتر، يا بهبود شكل پذيري و چكش خواري ساخته مي شوند. تركيب دقيق ورق استيل يك موضوع گسترده است. با تغييرات كوچك در فلزات تشكيل دهنده به طور بالقوه تنظيمات قابل توجهي در خواص ايجاد مي كند.

ورق استيل چگونه ساخته مي شود؟

ورق استيل با طيف وسيعي از روش‌هاي ذوب توليد مي‌شود كه نمونه‌اي از فرآيندهاي متالورژيكي است. سه مورد از فرآيندهاي رايج در زير ذكر شده است:
يك كوره قوس الكتريكي از جريان بالايي كه بين دو الكترود كربن جريان دارد براي گرم كردن مواد خام استفاده مي كند. عناصر آلياژي از ضايعات و فولاد پيش ساخته، كروم و غيره به بوته كوره به همراه سنگ آهن و اضافات لازم براي تصفيه اين جزء اضافه مي شود تا آلياژ ورق استيل ايجاد شود. ذوب و تصفيه در كوره اتفاق مي افتد و ناخالصي ها به صورت سرباره يا كلينكر شناور مي شوند.

كوره هاي بلند سنگ آهن مخلوط شده با كك را در بوته ذوب مي كنند و اكسيژن را در آهن مذاب مي دمند تا ناخالصي هايي را كه به صورت سرباره شناور مي شوند حذف كند. هنگامي كه سنگ معدن خالص شد، كروم و ساير عناصر آلياژي به فلز مذاب اضافه مي شود تا آلياژ ورق استيل ايجاد شود.
ذوب القايي خلاء و ذوب قوس خلاء فلزات با خلوص بسيار بالا را از مواد اوليه تصفيه شده توليد مي كنند (يعني هيچ سنگ معدني اضافه نمي شود). اين فرآيند امكان دقت بيشتر در كنترل تركيب آلياژهاي ورق استيل را فراهم مي كند.

گردآورنده: سيد رحيم كياحسيني