1. خواص میلگردهای فولادی کم آلیاژ:
میله گرد فولادی کم آلیاژ طیف متنوعی از خواص مکانیکی را نشان می دهند که آنها را برای کاربردهای صنعتی بسیار مطلوب می کند. این ویژگی ها از ترکیب منحصر به فرد فولاد کم آلیاژ ناشی می شود که حاوی ترکیبی متعادل از عناصر آلیاژی است که برای افزایش ویژگی های خاص طراحی شده است.
الف) استحکام کششی بالا: یکی از مزایای کلیدی میلگردهای فولادی کم آلیاژ، استحکام کششی استثنایی آنها است. ترکیب عناصر آلیاژی مانند کروم، نیکل و مولیبدن به طور قابل توجهی توانایی مواد را برای تحمل بارهای کششی بدون تغییر شکل یا شکست افزایش می دهد. این استحکام کششی بالا میلگردهای فولادی کم آلیاژ را برای کاربردهایی که نیاز به یکپارچگی ساختاری و مقاومت در برابر تنش مکانیکی دارند، مانند شفت، محور و چرخ دنده در صنایع خودروسازی و ماشینآلات مناسب میسازد.
ب) چقرمگی خوب: علاوه بر استحکام کششی بالا، میلگردهای فولادی کم آلیاژ نیز چقرمگی بسیار خوبی از خود نشان می دهند که برای مقاومت در برابر ضربه و بارگذاری ضربه ضروری است. وجود عناصر آلیاژی باعث ایجاد ریزساختارهای ریزدانه در ماتریس فولادی می شود و توانایی جذب انرژی و مقاومت در برابر شکست را افزایش می دهد. این ترکیب از استحکام و چقرمگی میلگردهای فولادی کم آلیاژ را برای کاربردهایی که در معرض بارگذاری دینامیکی قرار میگیرند، مانند تجهیزات ساختمانی، ماشینآلات معدنی و سازههای دریایی ایدهآل میسازد.
ج) جوش پذیری عالی: جوش پذیری یک ویژگی مهم در بسیاری از کاربردهای مهندسی است، زیرا سهولت و کیفیت عملیات جوشکاری را تعیین می کند. میلههای گرد فولادی کم آلیاژ به دلیل جوشپذیری عالیشان شناخته میشوند که امکان اتصال کارآمد اجزا را از طریق تکنیکهای مختلف جوشکاری، از جمله جوشکاری قوس الکتریکی، جوشکاری گازی و جوشکاری مقاومتی فراهم میکنند. ترکیب همگن فولاد کم آلیاژ تشکیل جوش های قوی و بادوام با حداقل خطر نقص را تسهیل می کند و یکپارچگی سازه ها و اجزای ساخته شده را تضمین می کند.
د) مقاومت در برابر خوردگی و سایش: مقاومت در برابر خوردگی و سایش در محیط هایی که قرار گرفتن در معرض رطوبت، مواد شیمیایی یا مواد ساینده رایج است، ویژگی های ضروری هستند. میلگردهای فولادی کم آلیاژ به دلیل وجود عناصر آلیاژی که لایههای اکسید محافظ را بر روی سطح مواد تشکیل میدهند، به گونهای طراحی شدهاند که مقاومت بالایی در برابر خوردگی و سایش ایجاد کنند. این مقاومت ذاتی در برابر خوردگی و سایش، طول عمر و دوام میلگردهای فولادی کم آلیاژ را افزایش می دهد و آنها را برای کاربرد در صنایع دریایی، فرآوری شیمیایی و صنایع معدنی مناسب می کند.
ه) ماشینکاری برتر: ماشینکاری به سهولت ماشینکاری یا شکل دادن یک ماده با استفاده از فرآیندهای ماشینکاری معمولی مانند تراشکاری، فرزکاری و حفاری اشاره دارد. میلههای گرد فولادی کم آلیاژ به دلیل قابلیت ماشینکاری فوقالعادهشان، که امکان عملیات ماشینکاری کارآمد و دقیق با حداقل سایش ابزار و هدر رفتن مواد را فراهم میکند، ارزشمند هستند. ریزساختار یکنواخت و توزیع اندازه دانه کنترل شده فولاد کم آلیاژ، تشکیل تراشه و تخلیه را تسهیل میکند و در نتیجه سطوح صاف و تحمل ابعادی محکم را به همراه دارد.
2. عملیات حرارتی و خواص مکانیکی میلگردهای فولادی کم آلیاژ:
عملیات حرارتی فرآیندی حیاتی در بهینهسازی خواص مکانیکی میلههای گرد فولادی کم آلیاژ است که به مهندسان این امکان را میدهد تا مواد را برای برآوردن نیازهای کاربردی خاص تنظیم کنند. با قرار دادن میله های گرد فولادی کم آلیاژ در چرخه های گرمایش و سرمایش کنترل شده، می توان سختی، استحکام، چقرمگی و سایر خواص مکانیکی آنها را افزایش داد.
الف) Quenching و Tempering: Quenching و Tempering دو فرآیند متداول عملیات حرارتی هستند که برای بهبود خواص مکانیکی میله های گرد فولادی کم آلیاژ استفاده می شوند. در طول کوئنچ، فولاد به سرعت از دمای بالا به دمای اتاق سرد می شود و باعث تشکیل یک ریزساختار سخت شده می شود. این منجر به افزایش سختی و استحکام می شود اما ممکن است باعث شکنندگی شود. تمپر بعدی شامل گرم کردن مجدد فولاد خاموش شده تا دمای پایین تر و به دنبال آن خنک سازی کنترل شده است که باعث کاهش شکنندگی و حفظ سختی مورد نظر و بهبود چقرمگی می شود.
ب) سختی و استحکام افزایش یافته: فرآیند خاموش کردن درجه سختی بالایی را به میلگردهای فولادی کم آلیاژ می دهد و آنها را برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت در برابر سایش و ظرفیت تحمل بار دارند مناسب می کند. سرعت سرد شدن سریع در حین کوئنچ باعث تشکیل ساختار مارتنزیتی ریزدانه می شود که با اتم های فشرده و چگالی نابجایی بالا مشخص می شود و منجر به افزایش سختی می شود. تمپر کردن امکان تنظیم سطوح سختی را فراهم می کند در حالی که به طور همزمان چقرمگی فولاد را بهبود می بخشد و در نتیجه تعادلی بین استحکام و شکل پذیری حاصل می شود.
ج) چقرمگی و شکلپذیری بهبود یافته: در حالی که سختی و استحکام ضروری هستند، برای میلگردهای فولادی کم آلیاژ به همان اندازه مهم است که چقرمگی و شکلپذیری کافی برای مقاومت در برابر ضربه و بارگذاری ضربهای بدون شکست فاجعهبار از خود نشان دهند. خنثی کردن پس از خاموش کردن به کاهش شکنندگی مرتبط با تبدیل مارتنزیتی کمک می کند و باعث تشکیل ترکیبات ریزساختاری سخت مانند مارتنزیت، فریت و پرلیت می شود. این توانایی فولاد را برای جذب انرژی و تغییر شکل پلاستیکی قبل از شکستن افزایش می دهد و در نتیجه چقرمگی و شکل پذیری آن را بهبود می بخشد.
د) تأثیر بر ماشینکاری و شکلپذیری: در حالی که عملیات حرارتی عمدتاً بر بهبود خواص مکانیکی میلههای گرد فولادی کم آلیاژ متمرکز است، میتواند بر سایر ویژگیهای مواد مانند ماشینکاری و شکلپذیری نیز تأثیر بگذارد. عملیات حرارتی مناسب می تواند به کاهش تنش های پسماند و عیوب داخلی ایجاد شده در طی فرآیندهای تولید کمک کند و در نتیجه ماشین کاری و پایداری ابعادی را بهبود بخشد. رشد دانه کنترل شده و تغییر فاز در طی عملیات حرارتی می تواند شکل پذیری فولاد را افزایش دهد و امکان تغییر شکل و شکل دهی آسان تر را بدون به خطر انداختن عملکرد مکانیکی فراهم کند.