برای ساخت تیرآهن از چه آلیاژی استفاده می‌شود؟ همانطور‌که می‌دانیم یکی از مقاطع پرکاربرد در صنعت ساختمان سازی تیرآهن می‌باشد که در‌آن از آلیاژهای متفاوتی استفاده می‌گردد که هر یک از آنها در مقاومت، دوام و‌استحکام آن تاثیر گذار است، در این مطلب تصمیم داریم در خصوص آلیاژهای تیرآهن صحبت کنیم پس تا انتهای این مطلب با ما همراه باشید.
- آلیاژ Alliage چیست؟
- آلیاژهای مورد استفاده در تیرآهن
- انواع تیرآهن بر اساس نوع آلیاژ
- آلیاژهای موجود در تیرآهن
آلیاژ Alliage چیست؟
آلیاژ از ترکیب شدن یک یا چند عنصر فلزی یا غیرفلزی با یک فلز اصلی که همان فلز پایه است به وجود می‌آید که در آلیاژهای فولادی، معمولاً کربن فلز پایه است، عناصر دیگر با کربن ترکیب و آلیاژ مورد نظر را بدست می‌آورند.
عناصری که در فولاد آلیاژی پرکاربرد است می‌توان به کروم، نیکل و مولیبدن اشاره نمود که با تغییر میزان کربن و ترکیب با هر یک از عناصر موجب تغییر در خواص تیرآهن می‌گردد.
آلیاژهای مورد استفاده در تیرآهن
عناصر اصلی: آهن، کربن ، کروم
عناصر فرعی: نیکل، مولیبدن ، تیتانیوم
انواع تیرآهن بر اساس نوع آلیاژ
تیرآهن فولاد کربنی
فولاد کربنی نوعی فولاد است با کربن 0.05 درصد تا 2.1 درصد که می‌توان گفت پرکاربردترین آلیاژ جهت ساخت انواع مقاطع فولادی مخصوصاً تیرآهن است.
تیرآهن آلیاژی
به تیرآهنی که از‌فولاد آلیاژی ساخته می‌شود تیرآهن آلیاژی گویند که بوسیله عناصر متفاوت به آلیاژ تبدیل می‌شوند. جالب است بدانید 85% تیرآهن های فولادی از آلیاژ تشکیل شده که از مهم ترین و پرکاربردترین آنها می‌توان به فولاد ضدزنگ اشاره نمود.
آلیاژهای موجود در تیرآهن
همانطور‌که در‌ابتدای مقاله اشاره نمودیم در تیرآهن از آلیاژهای متفاوتی استفاده می‌گردد که درزیر به اختصار به هریک خواهیم پرداخت:
.jpg)
کربن (Carbon)
کربن،در‌تیرآهن مهم ترین عنصر می‌باشد که در آلیاژ های فولادی، کربن فلز پایه محسوب می‌گردد و عناصر دیگر با آن ترکیب می‌شوند که این عنصر، میزان سختی، مقاومت در مقابل خوردگی و زنگ زدگی و حتی ساییدگی در فولاد را تنظیم می‌کند. نکته مهم اینکه هنگامی که در تیرآهن ضد زنگ نیاز به جوشکاری باشد می‌بایستی از فولاد کم کربن استفاده نمود.
کروم (chrome)
کروم مورد استفاده در تیرآهن 10.5 تا 27 درصد است و در ضد زنگ بودن تیرآهن نقش پررنگی داشته، وجود این عنصر موجب یک لایه سطحی محافظ نازک در تیرآهن می‌شود و از هرگونه خوردگی و زنگ زدگی جلوگیری می‌کند به همین دلیل به تیرآهنی که در آن از کروم استفاده گردیده باشد تیرآهن فولادی ضد زنگ گویند. در کل می‌توان گفت آلیاژهای فلزی 85% تیرآهن های فولادی هستند، همچنین خاطر نشان می‌سازد به دلیل مقاومت زیاد در برابر خوردگی، نسبت به سایر آلیاژها محبوبیت بیشتری دارد.
منگنز (Manganese)
این فلز‌به دلیل مقرون به صرفه بودن می‌تواند جایگرین عنصر نیکل گردد که باعث می‌شود خواص مکانیکی،مقاومت و سختی محصول را بهبود بخشد.
نیکل (Nickel)
نیکل به میزان 80 درصد در تیرآهن باعث ایجاد فولاد ضد زنگ شود و ترکیب آن با فلز کروم خاصیت ضد زنگ را بسیار افزایش می‌دهد و می‌توان گفت یکی از قدرتمندترین آلیاژ جهت ساخت فولاد ضد زنگ است و استفاده همزمان از این دو عنصر (نیکل+ کروم) موجب افزایش مقاومت در برابر خوردگی و گرما می‌گردد. اما خاطر نشان می‌سازد به دلیل اینکه قیمت نیکل بسیار بالا است در نتیجه به شدت بر قیمت تیرآهن تولیدی تأثیر گذار است.
مولیبدن و نیتروژن (Nitrogen & Molybdenum)
اگر در ساخت تیرآهن تولیدی از دو عنصر مولیبدن و نیتروژن (Nitrogen & Molybdenum) استفاده گردد در محیط هایی که گوگرد و کلرید است بسیار موثر است به دلیل اینکه نیتروژن باعث افزایش مقاومت در برابر خوردگی می‌گردد.
مس (Copper)
مس مانند سایر عناصر موجب افزایش مقاومت می‌گردد اما مزیت آن نسبت به سایر عناصر دیگر این است که در برابر آب دریا و اسید سولفوریک مقاوم می‌باشد.
نیوبیوم و سیلیکون (Silicon Niobium and)
نیوبیوم جهت افزایش مقاومتی حرارتی و عنصر سیلیکون به عنوان یک عامل اکسید کننده در حین فرآیند ذوب فولاد و تولید آلیاژ در ساخت تیرآهن کاربرد دارد.
تیتانیوم (Titanium)
تیتانیوم در افزایش قابلیت جوش پذیری تیرآهن نقش دارد علاوه بر آن استفاده 0.25 درصد تا 0.6 درصد تیتانیوم موجب افزایش مقاومت تیر در برابر خوردگی می‌گردد.
فسفر و گوگرد (Phosphorus and sulfur)
استفاده فسفر و گوگرد در فولاد ضد زنگ موجب افزایش استحکام تیر می‌گردد در نتیجه موجب بهبود خواص ماشینکاری می‌گردد اما این عنصر مقاومت در برابر ضربه را کاهش و موجب تردی فولاد در دمای پایین می‌گردد. نکته اینکه گوگرد موجب افزایش قابلیت ماشین کاری تیر می‌گردد.
در پایان می‌توان گفت آلیاژ از ترکیب چند عنصر فلزی یا غیرفلزی جهت بهبود بخشیدن به خواص مکانیکی و فیزیکی انواع مقاطع فولادی به خصوص تیرآهن می‌باشد که در فرآیند تولید آلیاژ از ترکیبات فوق استفاده می‌گردد.
منبع: گروه تامین محتوا فولاد 24