۱۴۰۳ ۰۴ ۰۹
۲ دیدگاه
1 دقیقه
نویسنده: کیمیا حسینی
مطالب مرتبط
مطلب مفیدی بود
چاپ مطلب
اشتراک گذاری مطلب
فرآیند تولید فولاد سردکار شامل چندین مرحله اصلی است که هر یک نقش مهمی در کیفیت این گرید دارد. این مراحل به ترتیب شامل ذوب مواد اولیه، ریختهگری، نورد سرد، عملیات حرارتی و پرداخت هستند. در ادامه با میهن فولاد همراه باشید تا مراحل مهم فرآیند تولید فولاد سردکار را مفصل بررسی کنیم.
فولاد سردکار دستهای از فولاد آلیاژی است که از طریق فرآیندهای نورد سرد تولید میشود و بهخاطر خواص مکانیکی و سطحی مناسب، در صنایع مختلف کاربرد زیادی دارد. این فولاد در دماهای پایین عملکرد خوبی دارد. علاوهبرآن دارای خصوصیات مانند سختی و استحکام مناسبی است.
فولاد سردکار بهخاطر فرآیند تولید خاص خود، دارای ویژگیهای بسیار خوبی است که شامل:
از محبوبترین فولادهای سردکار میتوان به خانواده SPK که شامل فولاد 1.2080 spk، فولاد 1.2436 spkr، فولاد 1.2379 spknl اشاره کرد. البته این نکته شایان ذکر است در خریدهای خود باید تفاوت فولاد SPK و SPKR را در نظر گرفت. هر کدام از آنها کاربردهای خاص خود را دارند. به دلیل خصوصیات توسعه یافته خود در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار میگیرد که عبارتند از:
قبلا فرآیند تولید فولاد 1.2080 را توضیح دادهایم. از سوی دیگر، فولاد ابزار سردکار، با استفاده از فرآیندهای خاصی تولید میشود که مراحل مهم و نحوه تولید فولاد سردکار به شرح زیر است:
فرآیند تولید فولاد سردکار با انتخاب مواد اولیه مناسب آغاز میشود. مواد اولیه شامل سنگ آهن، زغال سنگ و فلزات آلیاژی است. کیفیت مواد اولیه تاثیر مستقیم بر کیفیت فولاد دارد. بنابراین، از عناصر اصیل و با کیفیت باید استفاده کرد.
در این مرحله از فرآیند تولید فولاد سردکار، مواد اولیه در کورههای قوس الکتریکی یا کورههای بلند ذوب میشوند. سپس فرآیند تصفیه برای حذف ناخالصیها صورت میگیرد. این مرحله شامل اکسیژنزنی و استفاده از مواد شیمیایی خاص برای کاهش میزان گوگرد و فسفر است.
پس از تصفیه، فولاد مذاب به قالبهای ریختهگری منتقل میشود. این قالبها میتوانند به صورت مداوم یا بهصورت تکتک باشند. ریختهگری مداوم منجر به تولید فولاد با کیفیت بالاتر و خواص یکنواختتر میشود.
فولاد ریختهگری شده به واحد نورد گرم منتقل میشود. در این مرحله، فولاد در دمای بالا به شکلهای مختلف مانند ورق، میله و لوله تبدیل میشود. نورد گرم باعث افزایش چگالی و کاهش ترکهای داخلی فولاد میشود.

پس از نورد گرم، فولاد به واحد نورد سرد منتقل میشود. در این مرحله، فولاد در دمای اتاق تحت فشار قرار میگیرد تا به ضخامت و ابعاد مورد نظر برسد. نورد سرد باعث افزایش مقاومت مکانیکی و سختی فولاد میشود.
برای توسعه خواص مکانیکی، فولاد سردکار تحت عملیات حرارتی قرار میگیرد. این عملیات شامل آنیلینگ، تمپرینگ و کوئنچینگ است. این فرآیندها باعث افزایش سختی، مقاومت به سایش و مقاومت به خستگی فولاد میشوند.
در این مرحله از فرآیند تولید فولاد سردکار، فولاد سردکار تولید شده تحت آزمونها و تستهای مختلف قرار میگیرد. آزمونهای مکانیکی، شیمیایی و میکروسکوپی برای اطمینان از کیفیت و یکنواختی خواص فولاد انجام میشود.
پس از تایید کیفیت، فولاد سردکار برای حمل و نقل آماده میشود. حمل و نقل باید به گونهای باشد که از آسیبهای مکانیکی و خوردگی در حین آن جلوگیری کند.
نورد سرد، بخشی از فرآیند تولید فولاد سردکار است که در دمای محیط (یعنی دمایی که خیلی پایینتر از دمای بازسازی ساختار داخلی فولاد است) روی فولادی که قبلا نورد گرم یا آنیل شده، اعمال میشود. ممکن است برایتان سوال پیش بیاید که این کاهش دما دقیقا چه تاثیری روی ساختار فولاد میگذارد؟
اساس کار این فرآیند بر پایه فشار و تغییر شکل دائمی (کرنش پلاستیک) است. در نورد سرد، دانههای ریز کریستالی فولاد تحت فشار شدید، فشرده و کشیده میشوند. این تغییر شکل شدید، پدیدهای به نام سخت شدن در اثر کار (کارسختی) را به وجود میآورد. در واقع، با ایجاد و جمع شدن عیوب ساختاری ریزی به نام نابجاییها (Dislocations) در شبکه بلوری، حرکت آنها محدود میشود و این اتفاق مستقیماً به نتایج زیر منجر میشود:
نکته: برای تولید محصولاتی که نیاز به تلرانسهای بسیار دقیق و سطح صاف دارند (مثل ورقهای نازک یا لولههای دقیق)، نورد سرد بهترین انتخاب است. فقط باید در نظر داشت که هر چقدر درصد کاهش ضخامت در نورد سرد بیشتر باشد، سختی بیشتر و شکلپذیری کمتر خواهد شد.
در مقابل نورد سرد، عملیات حرارتی بخش دیگری از فرآیند تولید فولاد سردکار است که خواص مکانیکی فولاد را با کنترل دقیق چرخههای گرم کردن و سرد کردن تغییر میدهد. بر خلاف نورد سرد که ساختار را به شکل فیزیکی عوض میکند، عملیات حرارتی روی تغییر فازها و ساختار داخلی تمرکز دارد. این فرآیندها معمولا برای اصلاح و بهبود خواصی که در نورد سرد افت کردهاند، یا برای دستیابی به ترکیب خاصی از استحکام و چقرمگی، استفاده میشوند.
آنیلینگ، یکی دیگر از مراحل فرآیند تولید فولاد سردکار بوده و شامل گرم کردن فولاد تا دمای بالا و سپس سرد کردن آرام آن است. هدف اصلی از این کار، از بین بردن سختی ایجاد شده توسط کار، افزایش شکلپذیری و کاهش تنشهای داخلی باقی مانده در قطعه است. این فرآیند، دانههای کریستالی را مجدداً شکل داده و ساختاری نرمتر و یکنواختتر ایجاد میکند. در واقع، آنیلینگ مثل یک استراحت برای فولاد است که اثرات نورد سرد را خنثی کرده و آن را برای مراحل بعدی تولید آماده میکند.
این دو مرحله از فرآیند تولید فولاد سردکار، معمولا پشت سر هم انجام میشوند، رایجترین راه برای رسیدن به سختی و استحکام بالا در فولادهای سردکار هستند.
|
مقایسه خواص مکانیکی |
نورد سرد |
کوئنچ و تمپر |
آنیلینگ |
|
استحکام و سختی |
خیلی زیاد |
خیلی زیاد (با چقرمگی بهتر) |
کم |
|
شکلپذیری |
کم |
متوسط |
زیاد |
|
تنشهای داخلی |
زیاد |
کم (بعد از تمپر) |
خیلی کم |
|
کاربرد عمده |
دقت بالا، افزایش سختی سطح |
ابزارهای برش و قالبهای مقاوم در برابر سایش و ضربه |
بهبود قابلیت ماشینکاری و شکلپذیری |
همین خواص خوبی که تا اینجا ذکر کردیم، خطراتی را هم به همراه دارند که مستقیماً به نحوه و فرآیند تولید فولاد سردکار برمیگردد.
عیبیابی فولادهای سردکار یک کار اصولی و مرحله به مرحله است که نیاز به تخصص در متالورژی دارد. هدف از تجزیه و تحلیل شکست، پیدا کردن دلیل اصلی مشکل (Root Cause) است، نه فقط دیدن محل شکست. برای ابزارهایی که تحت فشار و سایش زیاد کار میکنند، تشخیص درست دلیل شکست، راه اصلی برای بهبود فرآیند تولید فولاد سردکار و افزایش طول عمر ابزار است.
اولین مرحله، در عیبیابی از فرآیند تولید فولاد سردکار، بررسی قطعه با چشم و با بزرگنمایی کم است.
برای تحلیل شکستهای پیچیده یا سطوح شکست، به میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نیاز است.
XRD یک روش قوی برای اندازهگیری تنشهای داخلی باقیمانده در سطح قطعه بعد از فرآیند تولید فولاد سردکار است. با اندازهگیری تغییر در فاصله بین صفحات کریستالی فولاد، میتوانید میزان تنشهای کششی یا فشاری را که از فرآیندهای نورد سرد و عملیات حرارتی باقی ماندهاند، به صورت عددی مشخص کنید. تنشهای کششی زیاد، یک زنگ خطر جدی برای ترکخوردگی هستند.
با جمعبندی نتایج حاصل از همه این روشها، میتوانیم با اطمینان بگویید که آیا شکست بهخاطر یک نقص در مواد اولیه (مثل ناخالصی)، ایراد در فرآیند تولید فولاد سردکار مثل نورد سرد (مثل سختکاری بیش از حد) یا مشکل در عملیات حرارتی (مثل کوئنچ ضعیف یا تمپرینگ نادرست) رخ داده است. این روشها، از مهمترین موراد برای بهبود فرآیند تولید فولاد سردکار است.
هزینه فرآیند تولید فولاد سردکار به عوامل متعددی بستگی دارد که هر یک به نوبه خود تاثیر بسزایی در قیمت فولاد سردکار دارند. این عوامل شامل موارد زیر است:
همانطور که پیشتر گفتیم، مواد اولیه اصلی در فرآیند تولید فولاد سردکار، سنگ آهن، کک و آهک است. قیمت این مواد تحت تاثیر بازار جهانی و میزان تقاضا قرار دارد. نوسانات قیمت مواد اولیه میتواند به طور مستقیم بر هزینه تولید فولاد آلیاژی تاثیرگذار باشد. به عنوان مثال، افزایش قیمت سنگ آهن میتواند هزینههای تولید را به طور قابل توجهی افزایش دهد.
فرآیند تولید فولاد سردکار نیازمند مصرف بالای انرژی است. عمده این انرژی از منابعی مانند برق و گاز طبیعی تامین میشود. هزینه انرژی بسته به قیمت جهانی نفت و گاز، سیاستهای انرژی کشورها و میزان بهرهوری از منابع انرژی متفاوت است. کاهش مصرف انرژی از طریق بهبود تکنولوژیهای تولید میتواند هزینهها را کاهش دهد.
دستمزد نیروی کار یکی دیگر از عوامل تاثیرگذار بر هزینه فرآیند تولید فولاد سردکار است. هزینه نیروی کار بسته به موقعیت جغرافیایی کارخانه، میزان تخصص و مهارت کارگران و شرایط اقتصادی کشور میتواند متغیر باشد. به کارگیری نیروی کار ماهر و آموزش دیده میتواند بهرهوری را افزایش داده و هزینهها را کاهش دهد.
هزینه حمل و نقل مواد اولیه به کارخانه و محصولات نهایی به بازار نیز بخش قابل توجهی از هزینههای فرآیند تولید فولاد سردکار را تشکیل میدهد. انتخاب مسیرهای حمل و نقل بهتر و استفاده از روشهای حمل و نقل کمهزینه میتواند به کاهش هزینهها کمک کند.
استفاده از تکنولوژیهای پیشرفته در فرآیند تولید فولاد سردکار میتواند به کاهش هزینهها کمک کند. تکنولوژیهای مدرن مانند کورههای قوس الکتریکی و فرآیندهای بهینهسازی مصرف انرژی، میتوانند بهرهوری را افزایش داده و هزینههای تولید را کاهش دهند. تحقیقات و توسعه در این زمینه نیز میتواند به کشف روشهای جدید و کمهزینهتر تولید کمک کند.
هزینه فرآیند تولید فولاد سردکار متاثر از عوامل متعددی است که هر یک به نوبه خود میتوانند بر قیمت فولاد تاثیرگذار باشند. با مدیریت بهینه این عوامل، میتوان هزینههای تولید را کاهش داد و از این طریق به رقابتپذیری در بازار افزود. علاوهبر تمامی نکات گفته شده تا به اینجا، شما میتوانید برای گرفتن استعلام قیمت فولاد آلیاژی یا خرید انواع فولاد با کارشناسان ما ارتباط بگیرید.
۲نظر ارسال شده است
نظر خود را در مورد مطلب فرآیند تولید فولاد سردکار و مراحل مهم آن بنویسید
مرتضی رضایی
۳۰ مهر ۱۴۰۴
پاسخ
با وجود مراحل مختلف تولید فولاد سردکار، اصلیترین و مهمترین مزیتی که نورد سرد به محصول اضافه میکنه چیه؟ یعنی دقیقا چرا باید فولاد رو بعد از نورد گرم، دوباره وارد فرآیند نورد سرد کنیم؟ این کار چه خاصیتی به فولاد میده که نورد گرم به تنهایی نمیتونه ایجاد کنه؟
کیمیا حسینی
۳۰ مهر ۱۴۰۴
پاسخ
عملیات نورد سرد باعث میشه که خواص مکانیکی فولاد (مثل استحکام و سختی) بالا بره. همچنین سطح فولاد رو خیلی صافتر و ابعاد اون رو دقیقتر میکنه. به همین خاطر، فولاد سردکار برای ساخت قطعاتی که نیاز به دقت ابعادی بالا، سطح صاف و مقاومت زیاد در برابر سایش دارن (مثل ابزارهای برش و قالبها) ضروریه. در واقع نورد سرد، کیفیت سطح و سختی رو تکمیل میکنه.
کلیه حقوق این وب سایت متعلق به گروه میهن فولاد است