نقطه جوش و ذوب هر یک از فولادها و عناصر، متفاوت و منحصر به فرد است. لازم است بدانید که در صورت ترکیب این عناصر، نقطه ذوب آن ها تغییر می کند. به همین دلیل، صنعتگران باید فرآیند ذوب فولاد را بر اساس استانداردهای دقیق انجام دهند تا از بروز مشکلات احتمالی جلوگیری شود. در ادامه، به بررسی نقطه ذوب آهن اسفنجی، آهن خالص، فولاد زنگ نزن، چدن و سایر انواع فولاد خواهیم پرداخت.
روش های ذوب آهن
برای ذوب آهن، دو عامل مهم شامل ساختار متالورژیکی و ترکیبات شیمیایی تأثیرگذار هستند. روش های مختلفی برای ذوب کردن آهن و فولاد وجود دارد که مهم ترین آن ها عبارت اند از:
- روش ذوب خمیری: در این روش، دمای خمیری و حرارت دهی آهن بر اساس دیاگرام های فازی هر آلیاژ تنظیم می شود.
- روش کوره های مخصوص ذوب: این روش نسبت به روش سنتی جدیدتر بوده و در بسیاری از کارخانه ها مورد استفاده قرار می گیرد. در این فرآیند، دمای استاندارد 1538 درجه سانتی گراد حفظ می شود و دی اکسید کربن تولید نمی شود. همچنین، عناصر خواص اولیه خود را حفظ می کنند.
نقطه ذوب آهن اسفنجی و آهن خالص
آهن اسفنجی معمولاً در دمای کمتر از 1200 درجه سانتی گراد ذوب می شود. دلیل پایین بودن این مقدار، وجود 30 تا 35 درصد ناخالصی در این نوع آهن است. در مقابل، آهن خالص به دلیل نداشتن ناخالصی، نقطه ذوب بالاتری نسبت به آهن اسفنجی دارد.
ذرات جامدات با نظم خاصی در کنار یکدیگر قرار گرفته اند. حرکت ذرات داخل هر عنصر به میزان حرکت ارتعاشی آن بستگی دارد. حرارت دادن به فلز باعث ایجاد ارتعاش در آن شده و ذرات را به حرکت درمی آورد، که در نتیجه، قابلیت چکش خواری و خم شدن پیدا می کنند. برای ذوب آهن و فولاد ریختگری چند روش وجود دارد. کیفیت آهن به میزان ناخالصی، دمای ذوب و عوامل دیگر بستگی دارد که این موارد بر قیمت محصولاتی مانند تیرآهن و میلگرد تأثیرگذار هستند.
روش های ذوب آهن
۱. ذوب خمیری
با توجه به اینکه آلیاژها دیاگرام های فازی مخصوص خود را دارند، دمای خمیری و حرارت دهی آهن مطابق این دیاگرام ها انتخاب می شود. در این روش، آهن در حالتی بین جامد و مایع قرار می گیرد که امکان دست یابی به نتایج مطلوب را فراهم می کند.
۲. کوره های مخصوص ذوب
این روش مدرن جایگزین روش های سنتی شده و در کارخانه های امروزی استفاده می شود. مزیت اصلی آن این است که هیچ دی اکسید کربنی تولید نمی شود. به طور استاندارد، آهن در دمای ۱۵۳۸ درجه سانتی گراد ذوب می شود و ذرات آن بدون از دست دادن خواص اولیه، انعطاف پذیر می شوند. برای شکل دهی به آهن، دمای آن را کمتر از این مقدار نگه می دارند تا قبل از ذوب کامل، امکان فرم دهی وجود داشته باشد.
نقطه ذوب آهن اسفنجی
آهن اسفنجی با حذف اکسیژن موجود در سنگ آهن به وسیله گازهای کاهنده یا کربن تولید می شود. این ماده نقش مهمی در تولید مقاطع فولادی مانند تیرآهن و میلگرد دارد. نقطه ذوب آهن اسفنجی کمتر از ۱۲۰۰ درجه سانتی گراد است که این مقدار پایین به دلیل وجود حدود ۳۰ تا ۳۵ درصد ناخالصی در آن است.
دمای ذوب آهن خالص
آهن مورد استفاده در صنعت اغلب دارای مقداری ناخالصی است که نقطه ذوب آن را تغییر می دهد. آهن خالص نقطه ذوب متفاوتی نسبت به آهن ناخالص دارد، هرچند این تفاوت ناچیز است، اما در صنعت تأثیرگذار است. نقطه ذوب آهن بسته به ترکیبات شیمیایی و میزان ناخالصی ها می تواند متغیر باشد.
دمای ذوب فولاد
فولاد یک آلیاژ آهنی است که در آن مقداری کربن اضافه شده است. آهن خالص بسیار نرم و خورنده است و با ترکیب با اکسیدها و سولفیدها واکنش نشان می دهد. افزودن کربن به آهن موجب کاهش واکنش پذیری آن و افزایش مقاومت می شود. نقطه ذوب فولاد به طور متوسط در حدود ۱۳۷۰ درجه سانتی گراد است.
نقطه ذوب فولاد CK45
فولاد CK45 یک فولاد ساده کربنی با خواص مکانیکی و متالورژی مطلوب است که مقاومت بالایی در برابر سایش و ضربه دارد. این فولاد در تولید ابزارهای خاک ورز نیز به کار می رود، اما به دلیل مقدار کم کروم، در برابر زنگ زدگی و خوردگی مقاوم نیست. نقطه ذوب این فولاد بسته به ترکیبات آن، بین ۱۳۸۰ تا ۱۵۱۴ درجه سانتی گراد متغیر است.
نقطه ذوب فولاد زنگ نزن (استنلس استیل)
فولاد زنگ نزن که به استنلس استیل نیز معروف است، به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی کاربرد گسترده ای در صنایع مختلف دارد. این فولاد دارای حدود ۱۲ درصد کروم است که موجب ایجاد لایه ای محافظ در سطح آن شده و از اکسید شدن جلوگیری می کند. برخی انواع فولاد زنگ نزن همچنین دارای نیکل و آلومینیوم هستند که مقاومت خوردگی آن ها را افزایش می دهد. نقطه ذوب فولاد زنگ نزن بسته به ترکیبات آلیاژی آن، بین ۱۳۰۰ تا ۱۴۰۰ درجه سانتی گراد متغیر است.
دمای ذوب استیل 316
استیل ۳۱۶ نوعی فولاد زنگ نزن است که ترکیبی از کروم، نیکل و مولیبدن دارد. وجود مولیبدن مقاومت این استیل را در برابر خوردگی افزایش می دهد. اگر پسوند “L” در نام این استیل مشاهده شود، نشان دهنده میزان کم کربن در آن است که باعث حفظ لایه محافظتی پس از جوشکاری می شود. این نوع استیل معمولاً از بازیافت ضایعات استیل تولید شده و حدود ۶۰ تا ۸۰ درصد آن از استیل های بازیافتی ساخته می شود. استیل ۳۱۶ نقطه ذوبی مشابه فولاد زنگ نزن دارد و در دمایی بین ۱۳۰۰ تا ۱۴۰۰ درجه سانتی گراد ذوب می شود.
دمای ذوب انواع فولاد
نقطه ذوب فولادها بسته به نوع و ترکیب آن ها متفاوت است، اما به طور کلی در حدود 1300 درجه سانتی گراد قرار دارد. برخی از فولادهای رایج و نقطه ذوب آن ها به شرح زیر است:
- فولاد CK45: این نوع فولاد به دلیل مقاومت بالا در برابر ضربه و سایش، دمای ذوب بالایی دارد و در محدوده 1380 تا 1514 درجه سانتی گراد ذوب می شود.
- فولاد زنگ نزن (استنلس استیل): این فولاد که دارای ترکیباتی نظیر کروم، نیکل و آلومینیوم است، نقطه ذوبی در حدود 1300 تا 1400 درجه سانتی گراد دارد.
عوامل مؤثر بر نقطه ذوب فولاد
عوامل متعددی بر تغییر نقطه ذوب فولاد تأثیر می گذارند، اما مهم ترین آن ها عبارت اند از:
- ساختار متالورژیکی
- ترکیبات شیمیایی اثر این عامل نسبت به متالورژی بیشتر است
مقایسه نقطه ذوب چدن و فولاد
چدن و فولاد هر دو از ترکیب آهن و کربن تشکیل شده اند، اما چدن دارای درصد کربن بالاتری است (بیش از 2 درصد). چدن در مقایسه با فولاد، شکننده تر و مقاومت کمتری در برابر خوردگی دارد. همچنین، نقطه ذوب آن پایین تر بوده و در بازه 950 تا 980 درجه سانتی گراد قرار دارد، درحالی که فولاد در دمای بالاتر ذوب می شود.
نتیجه گیری
در این مقاله، نقطه ذوب آهن و فولادهای مختلف را بررسی کرده و تفاوت های آن ها را با چدن مقایسه کردیم. امروزه آگاهی از این موضوع اهمیت ویژه ای در صنایع مختلف دارد.
اگر به دنبال خرید آهن و فولاد از فولادکو هستید، بهتر است ابتدا نوع محصول مورد نیاز خود را مشخص کنید. فولادکو معمولاً محصولاتی مانند تیرآهن هاش، میلگرد، ورق فولادی، نبشی، پروفیل و سایر مقاطع فولادی را عرضه می کند.
مراحل خرید از فولادکو:
- بررسی محصولات: به سایت فولادکو مراجعه کنید یا با پشتیبانی تماس بگیرید تا لیست قیمت و مشخصات محصولات را دریافت کنید.
- استعلام قیمت: قیمت آهن و فولاد روزانه تغییر می کند، بنابراین قبل از خرید، قیمت به روز را دریافت کنید.
- ثبت سفارش: پس از انتخاب محصول، مقدار مورد نیاز خود را مشخص کرده و سفارش خود را نهایی کنید.
- پرداخت و ارسال: پرداخت هزینه و هماهنگی برای ارسال محصولات به محل مورد نظر شما انجام می شود.