ورق آلیاژی چیست؟
آلیاژ کلمه‌ای فرانسوی به معنای ترکیب کردن می‌باشد. همان‌طور که از نام آن مشخص است، ورق آلیاژی به نوعی از ورق فلزی گفته می‌شود که ماده اولیه ساخت آن از آلیاژهای مختلف می‌باشد. آلیاژ ترکیبی از یک عنصر فلزی پایه و یک یا چند عنصر آلیاژی فلزی یا غیرفلزی است. در فرآیند آلیاژسازی ابتدا عنصر فلزی پایه ذوب شده، بعد دیگر عناصر به صورت مذاب به آن افزوده می‌گردند و در پایان تمام عناصر به طور کامل با همدیگر ترکیب می‌شوند. عناصر مختلف آلیاژها از یکدیگر قابل تفکیک نمی‌باشند.
عناصر موجود در ترکیب شیمیایی، قیمت مقاطع آلیاژی مثل قیمت انواع ورق آلیاژی را تحت تاثیر قرار می‌دهد. اکثر فلزات به صورت خالص دارای نقطه ذوب بالایی هستند و در این حالت بسیار نرم می‌باشند. علاوه بر این فلزات در حالت خالص بسیار واکنش‌پذیر می‌باشند و این امر کاربرد آن‌ها را به صورت خالص در صنایع مشکل‌ساز می‌کند. در همچین شرایطی استفاده از ورق آلیاژی می‌تواند موثر باشد. ورق‌های آلیاژی طوری ساخته می‌شوند که برای کاربرد در هر شرایط، دارای بهترین خواص شیمیایی و مکانیکی باشند. برای این منظور آگاهی از تاثیر هر عنصر آلیاژی بر خواص مختلف فلزات لازم است.
امروزه 90 درصد از فلزات به صورت آلیاژ مورد استفاده صنایع واقع می‌شوند. با استفاده از ورق آلیاژی رسانایی الکتریکی، شکل‌پذیری و انعطاف محصولات کمتر از حالت خالص فلزات خواهد بود، اما در عوض نقطه ذوب آن‌ها کاهش می‌یابد. به همین علت استفاده از ورق آلیاژی منجر به صرفه‌جویی در منابع هم خواهد شد. ورق آلیاژی قابل بازیافت بوده و برای محیط زیست هم خطری ندارند. همین ویژگی‌های مطلوب باعث کاربرد فراگیر این محصولات در اکثر صنایع گشته است.
همان‌طور که می‌دانید، فولاد عظیم‌ترین آلیاژ صنعتی در سراسر دنیاست. علت این امر هم گستردگی پذیرش عناصر آلیاژی توسط عنصر آهن می‌باشد. تا جایی که با اضافه کردن عناصر مختلف به ترکیب فولاد می‌توان انواع متنوعی از این فلز از فولاد نرم گرفته تا فولاد سخت و الماسه‌ها را به تولید رساند. به عبارت بهتر فولاد به خودی خود آلیاژی از آهن می‌باشد که با افزودن درصدهای متغیرهایی از کربن، سیلیسیوم، منگنز، فسفر و گوگرد تشکیل می‌گردد. اما در مواردی که برای تولید محصولاتی نیاز به فولاد با ویژگی‌های خاص باشد، از فولاد آلیاژی استفاده می‌گردد. همچین محصولی از خواص مطلوب‌تری برخوردارند.
دیگر مقالات ما:
مهم‌ترین عناصری که به فولاد آلیاژی افزوده می‌گردد عبارت است از: کربن، سیلیسیوم، منیزیم، منگنز، مولیبدن، آلومینیوم، کلسیم، سدیم، کروم، نیکل، کبالت و مس. تقسیم‌بندی ورق آلیاژی را می‌توان از دو جهت درصد عناصر آلیاژی و عناصر آلیاژی پایه بیان نمود. ورق آلیاژی بر اساس درصد عناصر به کار رفته، دارای دو نوع پرآلیاژ و کم‌آلیاژ می‌باشد. در طبقه‌بندی ورق آلیاژی بر اساس عنصر آلیاژی پایه، نام فولاد را عنصر آلیاژی پایه معین می‌کند. در ادامه پرکاربردترین انواع ورق آلیاژی فولادی معرفی می‌شود:
ورق CK45
ترکیب شیمیایی این فولاد دارای عناصر آلیاژی سیلیسیوم و منگنز می‌باشد. استفاده از این ورق در ساخت ماشین‌آلات سنگین و کشاورزی، میل‌لنگ‌های صنعتی، شافت‌های تراش‌کاری و محور پمپ‌ها متداول می‌باشد. خواص ماشین‌کاری این ورق در حالت نرمال و شرایط نورد گرم، مطلوب می‌باشد. از مهم‌ترین ویژگی‌های این ورق استحکام و سختی بالا و مقاومت در برابر محیط‌های خورنده است.
ورق MO40
این ورق آلیاژی نوعی فولاد کم‌آلیاژ و سخت می‌باشد که دارای قابلیت عملیات حرارتی است. این محصول دارای کاربرد عظیمی در صنایع نفت و گاز می‌باشد. عناصر کربن و منگنز موجود در ترکیب شیمیایی این فولاد آلیاژی باعث افزایش چشمگیری فرم‌پذیری و قابلیت تحمل دماهای بسیار بالا گشته است. وجود عناصر کروم، مولیبدن و درصدهای کمی از عناصر فسفر و گوگرد در این آلیاژ، خواصی مانند مقاومت سایشی، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت به ضربه را به ارمغان آورده است. از ورق آلیاژی Mo40 در مواردی مانند تجهیزات درون چاهی صنایع نفت و گاز، قطعات در معرض فشار مانند پیچ و مهره، قاشق و چنگال و ساخت دستگاه‌های صنعتی مانند دستگاه فرزکار، استفاده می‌گردد.
ورق St52(ورق سیاه)
نوعی ورق آلیاژی کم‌کربن و آتشخوار می‌باشد که با کاهش حجم مصرفی فولاد، باعث کاهش هزینه‌ها در پروژه‌های عمرانی گشته است. وجود عناصر سیلیسیوم و منگنز در ترکیب این آلیاژ باعث ایجاد ترکیب مطلوبی از استحکام و شکل‌پذیری شده است. این ورق در ساخت ریل، بدنه جرثقیل، اسکلت پل و دیواره قطعات صنعتی کاربرد دارد. همینطور به خاطر خواص جوشکاری عالی، در فرآیندهایی که نیاز به اتصالات جوش زیاد دارد، کاربردی هستند.
ورق A516
منگنز، مولیبدن و کروم از عناصری می‌باشند که در ترکیب این آلیاژ موجوداند. سختی و تحمل فشار بالا از مهم‌ترین ویژگی‌های این ورق آلیاژی می‌باشد. در ساخت اتصالات و مخازن تحت فشار از این ورق استفاده می‌گردد. این محصول نوعی ورق آتشخوار که کاربرد زیادی در ساختمان‌سازی دارد.
ورق A283
این ورق از قابلیت جوشکاری و خمش بالایی برخوردار است. از این محصول در ساخت دیگ بخار و مخازن تحت فشارهای پایین، سیم‌پیچ، لوله و مقاطع استفاده می‌گردد.
انواع ورق آلیاژی غیرفولادی و کاربرد هر کدام
آلیاژهای غیرآهنی با نام فلزات رنگین هم مشهور هستند. به طور کلی انواع مختلف این آلیاژها مقاومت به خوردگی بالایی دارند و از رسانایی حرارتی و الکتریکی خوبی برخوردارند. این آلیاژها نسبت به آلیاژهای آهنی، سبک‌تر بوده و مقاومت کمتری در دماهای بالا دارند. در ادامه به معرفی پرکاربردترین انواع ورق آلیاژی غیر فولادی خواهیم پرداخت.
ورق آمالگام
آلیاژ مورد استفاده برای تولید ورق آمالگام از ترکیب فلز جیوه با عناصر دیگری مثل روی، نقره، قلع، مس، پالادیوم و طلا تولید می‌شود. حضور فلز جیوه و مس موجب افزایش استحکام و انبساط این آلیاژ گشته است. در حالی که افزایش میزان عنصر قلع در آلیاژ آمالگام باعث کم شدن استحکام آن می‌گردد. در صورت وجود عنصر روی، ورق آمالگام در برابر خوردگی مقاوم خواهد بود. کاهش یا افزایش درصد عنصر جیوه در ترکیب شیمیایی این آلیاژ، حالت فیزیکی مایع، خمیری یا جامد آن را تعیین می‌کند.
بیشتر بخوانید: نکات مهمی که باید درباره ورق فولادی بدانید
ورق پیوتر
ورق پیوتر نوعی ورق چکش‌خوار، نرم و انعطاف‌پذیر می‌باشد که برای ساخت محصولاتی با طراحی سه‌بعدی، آلیاژ بسیار مطلوبی می‌باشد. 90 تا 92 درصد ترکیب شیمیایی این ورق دارای قلع می‌باشد. آنتیموان، مس، بیسموت و گاهی نقره هم از دیگر عناصر موجود در آلیاژ پیوتر می‌باشند. در بعضی موارد این آلیاژ می‌تواند شامل سرب هم باشد. البته در مواردی که برای ساخت وسایل تزئینی و مجسمه‌ها به کار گرفته شود، فاقد سرب خواهد بود.
ورق قلع‌اندود
به پوشاندن سطح فلزات توسط فلز قلع، قلع‌اندود کردن می‌گویند. وجود لایه نازکی از قلع بر روی ورق‌های فولادی موجب افزایش مقاومت در برابر خوردگی می‌گردد. درصد حضور قلع در این ورق تعیین‌کننده میزان سختی آن می‌باشد. بر همین اساس این ورق شامل سه دسته ورق تمپر 2 ،3 و 4 با درجه سختی‌های متفاوت می‌باشد. بیشترین کاربرد ورق آلیاژی قلع‌اندود در صنایع کنسروسازی، بسته‌بندی رنگ، خودروسازی و نرده‌سازی می‌باشد. این ورق در برابر فرسایش مقاوم است و قابلیت فرم‌پذیری، لحیم‌کاری، جوش‌پذیری و خم‌کاری مطلوبی دارد.
این محصول ظاهر درخشان و زیبایی هم دارد. ورق قلع‌اندود به موجب مقاومت در برابر خوردگی، با مواد مجاور خود به سختی وارد واکنش می‌دهد و بازیافت آن به آسانی قابل انجام می‌باشد. به همین علت می‌توان آن را بدون نگرانی در ظروف پخت‌و‌پز و همینطور بسته‌بندی مواد غذایی استفاده نمود.
ورق‌های برنز
این آلیاژ ترکیبی از عناصر قلع و فسفر می‌باشد. حضور عنصر فسفر باعث نرمی، افزایش انعطاف و شکل‌پذیری شده و حضور عنصر قلع هم به افزایش مقاومت به خوردگی کمک می‌نماید. این ورق مقاومت بالایی در برابر سایش دارند و به علت حضور مس در ترکیب شیمیایی آن، دارای رسانایی الکتریسیته خوبی هستند. ضریب اصطکاک پایین، استحکام بالا در عین انعطاف پذیری و الاستیسیته بالا و ریزدانه بودن از خواص این ورق آلیاژی می‌باشد. این محصولات معمولا در صنعت الکترونیک و در ساخت قطعات کامپیوتر، حمل و نقل سوخت هسته‌ای، ساخت پیچ و مهره و پروانه کشتی کاربرد دارند.
ورق آلیاژی برنج
آلیاژ برنج حاصل ترکیب دو عنصر روی و مس می‌باشد. درصد عنصر مس در ترکیب آلیاژ برنج حداکثر 40 درصد می‌باشد. عناصر افزودنی دیگر به این آلیاژ شامل نیکل، سیلیسیوم، قلع، آرسنیک، فسفر، آلومینیوم، منگنز و سیلیکون می‌باشد. ورق آلیاژی برنج در دکوراسیون، ساخت قفل، چرخ‌دنده، بلبرینگ، دستگیره، پوشش مهمات، دریچه و در لوله‌کشی بکار می‌رود. حضور عنصر روی در ترکیب این آلیاژ موجب افزایش مقاومت به خوردگی در آن گشته است.
سخن پایانی
همان‌طور که مشاهده میکنید، تنوع ورق‌های آلیاژی بسیار عظیم می‌باشد. همین مسئله موجب تنوع بسیار در کاربرد آن‌ها شده است. اکنون می‌دانیم که در بحث آنالیز ورق‌های آلیاژی، هر عنصر به هدفی خاص در ترکیب شیمیایی ورق آلیاژی حضور داشته و تغییر در درصد آن می‌تواند موجب تغییر در خواص مکانیکی و شیمیایی آن گردد. با تغییر در نوع و میزان عناصر در ترکیب آلیاژ می‌توان به تنوع گسترده ای در این محصولات دست پیدا کرد تا به این ترتیب تولید هر محصولی با ویژگی‌های خاص، امکان‌پذیر باشد.
