بررسی انواع گرید های فولاد نورد گرم

نورد, یکی از فرآیندهای بسیار مهم در تولید محصولات فولادی است. این فرآیند به دو شکل سرد و گرم انجام می‌گیرد. در طول فرآیند نورد گرم، پردازش فولاد در دمای بالا صورت می‌گیرد. سرد یا گرم بودن فرآیند نورد هیچگونه ارتباطی با مشخصات و گرید فولاد ندارد. چراکه این مشخصات و گرید بندی به ترکیب متالورژیکی فولاد ارتباط دارد. فولاد نورد گرم را در دمای بالا (بیش °F1700، که دمایی بالاتر از دمای تبلور مجدد اکثر فولادهاست) نورد می‌کنند. این دمای بالا سبب می‌شود فرآیندهای شکل دهی به فولاد راحت‌تر شود. برای تولید ورق نورد گرم، ابتدا یک بیلت بزرگ مستطیل شکل فولادی  را حرارت می‌دهند. سپس آن را انقدر از میان دستگاه نورد گرم (غلتک) می‌گذرانند تا به ضخامت مورد نظر برسد. طی  عملیات نورد گرم, فولاد از یک مکعب مستطیل دراز به یک رول بلند از ورقی نازک به ضخامت دلخواه تبدیل می‌شود. درنهایت این رول ورق را در دمای اتاق به حال خود رها می‌کنند تا خنک شود.

به دلیل ترکیبی عالی از خصوصیات مکانیکی مانند استحکام کششی، مقاومت برشی، چقرمگی، سختی و انعطاف‌پذیری ، ضربه زدن به فولاد کربن سخت است. فولاد کربن نورد گرم یک آلیاژ فلزی است که بیشتر از آهن با مقداری کربن تشکیل شده است. ساخت این فولاد در دمای بالا، در حالی که هزینه پایین‌تری‌ نسبت به تشکیل با روش نورد سرد دارد، به فولاد ویژگی مکانیکی فوق‌العاده‌ای می‌دهد. این مورد را یکی از مهمترین تفاوت فولاد سرد نورد شده با گرم نورد شده می‌توان دانست. گرید‌های بسیاری از فولادهای ساخته شده با روش نورد گرم، وجود دارد که ممکن است این سؤال را ایجاد کند: "تفاوت میان تمام انواع گرید‌های فولاد نورد گرم چیست؟" این مقاله که درباره نورد گرم است به این سوال پاسخ می دهد.

انواع گریدهای فولاد نورد گرم

در زیر چند نمونه متداول از انواع گرید فولاد نورد گرم و خصوصیات آن‌ها به اختصار توضیح داده شده است.

• A36
• C1010
• C1018
• A1011
• C1026
• A500
• C1045
• C1141

A36 فولاد

فولاد ASTM A36 یکی از محبوب ترین انواع این فولادها است که در بازار به فروش می‌رسد. فولاد نورد گرم در دو استاندارد ارائه می‌شود: انجمن آهن و فولاد آمریکا (AISI) و انجمن آزمایش و مواد آمریکا (ASTM). A36 یک ماده خاص نامگذاری شده توسط ASTM است. این فولاد، فولادی کم کربن محسوب می‌شود، زیرا کربن آن معمولاً بین 25/0 درصد 29/0 درصد است. عدد "36" در A36   حداقل مقاومت کششی در 36000 psi را مشخص می‌کند. این فولاد قابلیت ماشینکاری بالا، جوشکاری را داشته و دارای خواص مکانیکی عالی است. این ویژگی‌ها بخشی از دلیل محبوبیت آن است و به همین دلیل به طور گسترده‌ در ساخت و ساز استفاده می‌شود. این فولاد به صورت میلگرد، پروفیل مستطیل شکل، پروفیل مربعی، توری، نبشی، ورق، ورق آجدار، لوله و شفت به فروش می‌رسد.

 C1010 فولاد و C1018

AISIC1010   AISI C1018 ودو نوع فولادی هستند که توسط دستگاه نورد گرم تولید می‌شوند. این دو استاندارد بسیار به هم شباهت دارند و  هر دو فولادهایی کم کربن هستند. تنها تفاوت قابل توجه بین ترکیبات شیمیایی این دو گرید، میزان کربن آنها است. C1010 چیزی حدود 80/0 تا 13/0 درصد وزنی كربن، و درصد وزنی كربن C1018 تقریبا 14/0 تا 20/0 است. این تفاوت در میزان کربن می‌تواند منجر به تغییرات جزئی در شکل پذیری و استحکام کششی شود، اما در بیشتر موارد کاملاً مشابه هستند. هر دو گرید قابل جوش و ماشینکاری هستند و در مقایسه با فولادهای آلیاژی و کربن بالا، نسبتاً آسان شکل می‌گیرند. C1010 به شکل لوله و   C1018 به شکل میلگرد و مش مورد استفاده قرار می‌گیرد. C1010 و C1018 به طور گسترده در کاربردهای ساختمانی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نوع فولادها همچنین اغلب در صنایع خودرو و مبلمان کاربرد دارند.

A101 فولاد

این گرید نامگذاری شده توسط ASTM، مقادیر کمی از عناصر کمیاب دیگر را دارد که آن را به یک فولاد بسیار متنوع تبدیل می‌کند. این ماده به طور گسترده در سازه‌های ورق فولادی، بدنه‌های اتومبیل، و ساخت فلزات عمومی مورد استفاده قرار می‌گیرد. A1011 به شکل ورق و اکسپندد متال در اختیار مصرف کنندگان قرار می‌گیرد.

C1026 فولاد

C1026 فولاد نامگذاری شده با AISI است که شباهت نزدیکی با فولاد A36 ذکر شده در بالا دارد. خواص شیمیایی آنها با یکدیگر هم‌پوشانی زیادی دارند که میزان کربن در آن‌ها از محدوده‌ی کربن فولاد کم کربن بیشتر است.در AISI 1026 مقدار کربن مورد نظر 22/0 تا 26/26 درصد وزنی است. هنگامی که هر دو در شرایط نورد گرم قرار دارند، خواص مکانیکی آنها کاملاً مشابه است. زمانی که به فولاد نورد گرم نیاز است، AISI C1026  و ASTM A36 گزینه‌های مناسبی هستند، با این مزیت که قدرت بیشتری نسبت به  A1011، C1010  یا C1018 می‌توانند فراهم آورند. کاربرد AISI C1026 در سازه‎ها، اجزای خودرو و مبلمان می‌باشد. C1026  به شکل لوله مربع و مستطیل در دسترس است.

A500 فولاد

ASTM A500 یکی دیگر از فولادهای نورد گرم کربن کم است. این ماده در ترکیب شیمیایی خود تا 26/0 درصد می‌تواند کربن داشته باشد و کاملاً شبیه ASTM A36 است. تفاوت اصلی بین ASTM A500 و ASTM A36 شکل آنها میباشد که در دسترس هستند. همانطور که قبلاً گفته شد A36 به شکل میلگرد، پروفیل مستطیلی، پروفیل مربعی، نبشی، ناودانی، ورق، ورق آج‌دار، لوله و شفت در دسترس است. از طرف دیگر A500 فقط برای لوله کشی استفاده می شود. A500 در قالب پروفیل‌های مربع و مستطیل شکل موجود می‌باشد. کاربرد ASTM A500 مشابه سایر فولادهای نورد گرم کم کربن است. از آن‌ها به وفور در ساخت و ساز استفاده می‌شود.

C1045 فولاد

C1045 توسط AISI نامگذاری شده، آنچه این فولاد را از فولادهای بالا متمایز می‌کند این است که یک فولاد کربن متوسط ​​است. با داشتن کربن با درصد وزنی 42/0 تا 50/0، به طور کلی استحکام بیشتری نسبت به فولادهای نورد گرم کم کربن ایجاد می‌کند. همچنین به میزان کافی کربن درC1045 وجود دارد که بتواند در فرآیند عملیات حرارتی به کار رود. بدان معنی که می توان خصوصیات مکانیکی آن را از طریق آنیلینگ و سخت شدن، تغییر داد. C1045 در مواردی کاربرد دارد که فولاد نورد گرم کم کربن استفاده می‌شود. به استثنای آن که معمولاً زمانی که مقاومت بیش از شکل پذیری مورد نظر باشد، به فولاد کم کربن ترجیح داده می‌شود.

C1141 فولاد

AISI C1141 یکی دیگر از فولادهایی است که با دستگاه نورد گرم تولید می‌شود.  کربن متوسط​، مشابه C1045 است. با این حال، AISI C1141 دارای افزودنی‌هایی همچون گوگرد و منگنز است که به آن خواص مختلفی می بخشد. اول، عملیات حرارتی می‌تواند درC1141  نسبت به C1045 مؤثرتر باشد. دوم، C1141 یک فولاد ماشینکاری شده آزاد محسوب می‌شود. این بدان معنی است که استفاده از آن در ابزارهای ماشینکاری راحت‌تر است و زمانی اهمیت دارد که میزان کربن در آن افزایش یابد. زیرا افزایش سختی می‌تواند مانع از ماشینکاری شود. با این حال، توجه به این نکته حائز اهمیت است که افزودن گوگرد که باعث ماشینکاری آسان C1141 می‌شود، به طور کلی آن را نیز غیر قابل جوشکاری می‌کند. AISI C1141 در شکل‌های شفت و میلگرد موجود است. AISI C1141 اغلب در قطعاتی که به ماشینکاری زیاد و در انواع خاصی از اتصال دهنده‌ها نیاز دارند، استفاده می‌شود.