از آلیاژ ساخت تیرآهن به منظور افزایش مقاومت و بهبود خواص مکانیکی تیرآهن استفاده می شود. آلیاژهای تیرآهن موادی هستند که به منظور افزایش مقاومت و بهبود خواص مکانیکی تیرآهن استفاده می گردد. این آلیاژها در زمان تولید تیرآهن و در هنگام ذوب و ریخته گری، به شمش افزوده می شوند. هر کدام از این آلیاژها در مقاومت، استحکام، نوع کاربرد و همچنین قیمت تیرآهن تاثیرگذار هستند. از پرکاربردترین آلیاژهای فولادی در ساخت تیرآهن، می توان به فولاد کربن و فولاد ضدزنگ اشاره کرد. که هر یک باعث ایجاد ویژگی خاصی در تیرآهن می شوند.

آلیاژ

از ترکیب یک یا چند عنصر فلزی یا غیرفلزی با یک فلز اصلی (فلز پایه)، آلیاژ به وجود می آید. در آلیاژهای فولادی، معمولا فلز پایه کربن و سایر عناصر با کربن ترکیب و آلیاژ مورد نظر را به وجود می آورند. عناصر پرکاربرد در فولاد آلیاژی عبارتند از کروم، نیکل، مولیبدن، تیتانیوم و … که تغییر در میزان کربن ترکیبی با هریک از این عناصر، باعث تغییر در خواص مکانیکی و فیزیکی تیرآهن میشود.

انواع تیرآهن بر اساس نوع آلیاژ

تیرآهن تولیدی باید از استحکام و دوام بالایی برخوردار باشد. و بارهای وارد شده به سازه را به خوبی تحمل کند. از این رو انتخاب آلیاژ مناسب برای ساخت تیرآهن بسیار اهمیت دارد.

تیرآهن فولاد کربنی

فولاد معمولی یا فولاد کربنی (Carbon steel)، یک نوع فولاد با میزان کربن بین ۰.۰۵ % تا ۲.۱ % بوده که پرکاربردترین آلیاژ برای ساخت انواع مقاطع فولادی، به خصوص تیرآهن است. طبق استاندارد AISI در فرآیند تولید فولاد کربنی نباید هیچ “حداقل مقداری” برای عناصر کروم، کبالت، مولیبدن، نیکل، نیوبیوم، تیتانیوم، تنگستن، وانادیم، زیرکونیم مشخص شده باشد. همچنین حداقل میزان مس مشخص شده نباید از ۰٫۴ درصد جرمی بیشتر باشد. علاوه بر این حداکثر درصد جرمی عناصری که در زیر ذکر می شوند نباید از مقادیر مشخص شده بیشتر باشند:

• منگنز ۱٫۶۵ درصد
• سیلیکن ۰٫۶ درصد
• مس ۰٫۶ درصد

در استاندارد AISI ، پیشوند “۱۰” نشان دهنده فولاد کربنی خالص است. بعد از آن، دو عدد دیگر استفاده می شوند که نشان دهنده درصد اسمی کربن در محصول هستند. به طور مثال عبارت C1045 به معنی فولاد کربنی با ۰.۴۵ درصد کربن  است و یا C1018 به معنی وجود ۰.۱۸ درصد کربن در ساختار فولاد است. همان ‌طور که از اسم تیرآهن فولاد کربنی مشخص است، عنصر غالب در این نوع تیرآهن، کربن است. این عنصر باعث سختی و دوام بالای تیرآهن می گردد. به طور کلی با افزایش درصد کربن در فولاد، امکان سختکاری و استحکام آن نیز از طریق عملیات حرارتی افزایش پیدا می کند. در عین حال کم بودن کربن در فولاد باعث می شود قابلیت ماشین‌کاری، جوشکاری و شکل پذیری آن بهتر شود.

تیرآهن آلیاژی

تیرآهن آلیاژی از فولاد آلیاژی (Alloy steel) که به وسیله عنصرهای گوناگون به صورت آلیاژ درآمده است، ساخته می شود.برای بهبود ویژگی ‌های مکانیکی فولاد می ‌توان از ۱٫۰ % تا ۵۰٪ از وزن آن را آلیاژ کرد. به طور کلی آلیاژ های فلزی، ۸۵ درصد تیرآهن های فولادی را تشکیل می دهند. همانطور که گفتیم از آلیاژهای مختلفی می توان برای ساخت تیرآهن استفاده کرد؛ پرکاربردترین آلیاژهای تیرآهن، فولاد ضدزنگ است، دیگر آلیاژها در مرتبه بعدی قرار دارند.

تیرآهن آلیاژ فولاد ضدزنگ

بعد از تیرآهن فولاد کربنی، دومین تیرآهن پرکاربرد، تیرآهن آلیاژ فولاد ضد رنگ است. به تیرآهن های تولید شده از نورد گرم که از جنس فولاد کربن دار با روکش گالوانیزه هستند، تیرآهن آلیاژ ضد زنگ می گویند. فولاد ضد زنگ از پرکاربردترین آلیاژهای تیرآهن است که جهت محافظت از تیرآهن در برابر خوردگی و زنگ زدن مورد استفاده قرار می ‌گیرند. میزان کربن موجود در این نوع فولاد در مقایسه با فولاد کربنی، به وضوح کمتر است و کمبود این عنصر، با عناصر دیگری مثل کروم، منگنز، سیلیسیوم، مولیبدن و نیکل جبران می شود. این عناصر علاوه بر افزایش مقاومت فولاد در برابر خوردگی، استحکام کششی و حد تسلیم فولاد ضدزنگ را کاهش می دهند . همچنین انعطاف ‌پذیری آن را افزایش می ‌دهند.

انواع آلیاژ به کار رفته در ساخت تیرآهن

به طور کل عناصر پر استفاده در ساخت تیرآهن آلیاژی شامل موارد زیر می شود:

کربن (Carbon)

کربن مهم ترین عنصر مورد استفاده در تیرآهن است. همانطور که گفتیم در آلیاژهای فولادی، معمولا کربن فلز پایه است و سایر عناصر با آن ترکیب می شوند. این عنصر میزان سختی، کشش، مقاومت در برابر خوردگی و زنگ زدگی، سایش و ساییدگی را در فولاد تنظیم می کند. هنگامی که نیاز به جوشکاری در تیرآهن های ضد زنگ باشد از فولاد کم کربن در ساخت تیرآهن استفاده می شود.

کروم (chrome)

استفاده از کروم در فولاد، منجر به خاصیت ضد زنگ و ضد خوردگی می شود و به دلیل وجود همین خاصیت ضدخوردگی و همچنین سختی بالای آن نسبت به سایر آلیاژها است که از محبوب ترین پوشش های فلزی برای ساخت تیرآهن محسوب می شود. وجود عنصر کروم در تیرآهن باعث ایجاد لایه نازک و سطحی محافظ در تیرآهن می گردد. برای دستیابی به این ویژگی، در فرآیند تولید تیرآهن، میزان کروم را از ۱۰.۵ تا ۲۷ درصد افزایش می دهند.

 نیکل (Nickel)

یکی از روش های ساخت تیرآهن فولادی ضد زنگ، افزودن بیش از ۸۰ درصد نیکل به فولاد است که منجر به مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون می شود.  همچنین ترکیب نیکل و کروم، منجر به تشکیل مهم‌ ترین دسته فولادهای ضدزنگ شده و باعث افزایش مقاومت تیرآهن در برابر گرما و خوردگی می شوند.

منگنز (Manganese)

منگنز از عناصر تشکیل دهنده آستینت می باشد و جایگزین مناسبی برای نیکل (به دلیل قیمت بالای نیکل) در تیراهن است و اضافه کردن عنصر منگنز به فرآیند تولید تیرآهن باعث بهبود خواص مکانیکی، افزایش سختی و مقاومت در محصول می شود. آستنیت (Austenite)، به معنای حرارت دادن آهن یا آلیاژهای پایه آهن تا رسیدن به دمای تغییر ساختار کریستالی از فریت به آستنیت می باشد. آستنیتی کردن فولاد اغلب اولین مرحله عملیات حرارتی است که برای یکنواخت کردن غلظت کربن درکریستال‌های آستنیت ضروری است.

مس (Copper)

افزودن مس به فرآیند ساخت تیرآهن، آن را در برابر اسیدسولفوریک و آب دریا مقاوم می کند. در کل استفاده از مس به عنوان آلیاژ تیرآهن، منجر به افزایش میزان مقاومت تیراهن در برابر خوردگی و رطوبت می‌شود.

مولیبدن و نیتروژن (Nitrogen & Molybdenum)

استفاده از آلیاژ مولیبدن باعث مقاومت تیرآهن در محیط هایی با دوز بالای گوگرد و کلر می شود و عنصر نیتروژن نیز باعث می شود تیرآهن مقاومت بالایی در برابر خوردگی داشته باشد.

تیتانیوم (Titanium)

برای بالا رفتن قابلیت جوش پذیری تیرآهن از عنصر تیتانیم در ساخت آن استفاده می شود، همچنین افزودن تیتانیوم در بازه ۰.۲۵ تا ۰.۶ درصد، باعث مقاومت تیرآهن در برابر خوردگی می گردد.

فسفر و گوگرد (Phosphorus and sulfur)

اصلی ترین دلیل استفاده از فسفر و گوگرد در آلیاژ تیرآهن، بهبود خواص ماشین ‌کاری آن است. به طور کلی استفاده از فسفر در فولاد ضد زنگ باعث افزایش استحکام تیرآهن می شود. اما مقاومت آن را در برابر ضربه کاهش می دهد. و باعث تُردی فولاد در دمای پایین می گردد که به آن «تردی سرد» می‌ گویند. تردی سرد، فرآیندهای سرد کاری و جوشکاری را مشکل می ‌کند. گوگرد نیز با اینکه باعث افزایش قابلیت ماشین کاری تیرآهن می شود، اما نقطه تسلیم (شکنندگی) و مقاومت آن را در برابر کشش تغییر نمی دهد.

سیلیکون و نیوبیوم (Silicon  Niobium and)

سیلیکون معمولا به عنوان یک عامل اکسیدکننده در فرآیند ذوب فولاد و تولید تیرآهن های فولادی به کار می رود. نیوبیوم نیز مقاومت در برابر حرارت بالا را به خصوصیات فیزیکی تیرآهن اضافه می ‌کند.

قیمت تیرآهن آلیاژی

استفاده از عناصر مختلف در ساخت تیرآهن آلیاژی علاوه بر بهبود خواص مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی آن، بر قیمت تیرآهن نیز تاثیر می گذارد. اما علاوه بر عناصر به کار رفته در تولید تیرآهن، عوامل متعدد دیگری نیز در قیمت این مقطع فولادی تاثیرگذار هستند. این عوامل شامل قیمت آهن، استاندارد و کیفیت تولید و همچنین نرخ ارز و طلا، تورم و … می شود که باعث می گردد قیمت این محصول به صورت روزانه دستخوش تغییرات شود و نوسان داشته باشد. از این رو لازم است به صورت روزانه قیمت آن بررسی و سپس برای خرید اقدام کرد. 

آرتا استیل تهران متخصص واردات و توزیع انواع ورق های آلیاژی، استنلس استیل و فولاد ضد زنگ، میلگردهای استنلس استیل، لوله و پروفیل و ورقهای فنری، آمادگی خود را جهت همکاری و تأمین کلیه مقاطع فولادی و استنلس استیل به صنعتگران محترم اعلام می دارد. همچنین شما به راحتی می‌ توانید با کارشناسان ما تماس و نسبت به ثبت سفارش خود اقدام نمایید .

دسترسی سریع به محصولات

میلگرد استیل | لوله استیل | استیل ضد زنگ | ورق نسوز | استیل ۳۰۴