ورق‌های فولادی ساده کربنی از جمله محصولات کلیدی در صنعت فولاد هستند که به دلیل خواص مکانیکی و سطحی عالی، در طیف وسیعی از کاربردها مورد استفاده قرار میگیرند. این ورق‌ها عمدتاً از فولاد کربنی ساده تولید می‌شوند و به دلیل فرآیند نورد سرد، دارای ویژگی‌های منحصر به فردی هستند که آنها را برای استفاده در صنایع مختلف مناسب می‌سازد.
فولادهای ساده کربنی از جمله پرمصرف ترین آلیاژی های آهن میباشند. ارزان بودن، سهولت در تولید و مشخصات مکانیکی مطلوب شامل استحکام مناسب و شکل پذیری خوب از جمله دلایل استفاده از این آلیاژ میباشد. امروزه با توسعه فرایندهای تولید در بخش آلیاژ سازی و همچنین فرایندهای نورد و عملیات حرارتی طیف متنوعی از این فولادها تولید میگردند که برای کاربردهای وسیعی مورد استفاده قرار میگیرند.
تعریف فولاد کربنی ساده
فولادهای کربنی ساده، آلیاژهایی هستند که عمدتاً از آهن و کربن تشکیل شده‌اند و معمولاً حاوی مقادیر کمی از عناصر آلیاژی دیگر مانند منگنز، سیلیکون و گوگرد هستند. این فولادها به‌طور کلی به سه دسته تقسیم می‌شوند:
- فولاد کربنی کم (Low Carbon Steel): دارای کربن کمتر از ۰.۲۵ درصد است و به دلیل شکل‌پذیری و جوش‌پذیری عالی، در تولید قطعاتی که نیاز به شکل‌پذیری بالا دارند، مانند پروفیل‌های نازک و ورق‌های فولادی، استفاده می‌شود.
- فولاد کربنی متوسط (Medium Carbon Steel): دارای کربن بین ۰.۲۵ تا ۰.۶ درصد است و به دلیل تعادل مناسب بین استحکام و شکل‌پذیری، در کاربردهای عمومی و ساخت قطعات ماشین‌آلات به کار می‌رود.
- فولاد کربنی بالا (High Carbon Steel): دارای کربن بیشتر از ۰.۶ درصد است و به دلیل سختی و استحکام بالا، در تولید ابزارها و قطعاتی که نیاز به مقاومت در برابر سایش دارند، استفاده می‌شود.
خواص مکانیکی و فیزیکی
ورق‌های فولادی سرد نورد شده دارای خواص مکانیکی و فیزیکی متنوعی هستند که شامل موارد زیر میباشد:
- استحکام کششی: استحکام کششی این ورق‌ها معمولاً بین ۳۰۰ تا ۷۰۰ مگاپاسکال متغیر است، که به آنها اجازه می‌دهد تحت بارهای سنگین مقاومت کنند.
- سختی: ورق‌های سرد نورد شده دارای سختی بالایی هستند که معمولاً در محدوده ۴۰ تا ۷۰ راکول B قرار دارد.
- چقرمگی: این ورق‌ها به‌ویژه در دماهای پایین، دارای چقرمگی مناسبی هستند که به آنها اجازه می‌دهد در برابر ضربه و تنش‌های ناگهانی مقاومت کنند.
- کیفیت سطحی: ورق‌های نورد سرد دارای سطح صاف و یکنواختی هستند که برای مصارف ظاهری و زیبایی مناسب است.
ورق‌های سرد نورد شده به لحاظ فرآیند تولید می‌توانند به دسته‌های مختلفی تقسیم‌بندی شوند. این دسته‌بندی معمولاً بر اساس نوع فرآیند نورد و ویژگی‌های نهایی ورق‌ها انجام می‌شود. در زیر به دسته‌بندی ورق‌های سرد نورد شده به لحاظ فرآیند تولید پرداخته می‌شود:
دسته بندی ورق های نورد سرد شده به لحاظ فرایند تولید:
ورق‌های نورد سرد (Cold Rolled Sheets)
این ورق‌ها به طور مستقیم از نورد گرم (Hot Rolled) تولید می‌شوند و سپس تحت نورد سرد قرار میگیرند. فرآیند نورد سرد معمولاً در دماهای پایین‌تر از دمای اتاق انجام می‌شود و به ورق‌ها استحکام و سختی بیشتری می‌دهد. ویژگی‌های این ورق‌ها شامل:
- قابلیت شکل‌دهی: قابلیت شکل‌دهی خوب برای فرآیندهای بعدی.
- استحکام بالا: افزایش استحکام کششی و سختی به دلیل فرآیند نورد سرد.
- کیفیت سطحی عالی: سطح صاف و یکنواخت که برای مصارف ظاهری مناسب است.
ورق‌های نورد سرد آنیل شده (Annealed Cold Rolled Sheets)
این ورق‌ها پس از فرآیند نورد سرد، تحت عملیات حرارتی آنیل قرار میگیرند تا تنش‌های داخلی کاهش یابد و قابلیت شکل‌دهی و چقرمگی بهبود یابد. ویژگی‌های این ورق‌ها شامل:
- انعطاف‌پذیری بالا: به دلیل کاهش تنش‌های داخلی، این ورق‌ها قابلیت شکل‌دهی بیشتری دارند.
- کاهش سختی: سختی این ورق‌ها معمولاً کمتر از ورق‌های نورد سرد بدون آنیل است.
ورق‌های نورد سرد فول هارد (Full Hard Cold Rolled Sheets)
این ورق‌ها پس از نورد سرد، هیچ‌گونه عملیات حرارتی مانند آنیل را دریافت نمی‌کنند. این نوع ورق‌ها دارای سختی و استحکام بسیار بالایی هستند و به دلیل این ویژگی‌ها در کاربردهایی که نیاز به مقاومت بالا دارند، استفاده می‌شوند. ویژگی‌های این ورق‌ها شامل:
- سختی بالا: این ورق‌ها به دلیل عدم انجام عملیات حرارتی، سختی و استحکام بالایی دارند.
- محدودیت در شکل‌دهی: به دلیل سختی بالا، این ورق‌ها ممکن است در فرآیندهای شکل‌دهی به راحتی قابل استفاده نباشند.
ورق‌های نورد سرد با پوشش (Coated Cold Rolled Sheets)
این ورق‌ها پس از نورد سرد، با پوشش‌های مختلفی مانند گالوانیزه (پوشش روی) یا پوشش‌های رنگی پوشش داده می‌شوند. این پوشش‌ها به منظور افزایش مقاومت در برابر خوردگی و بهبود خواص ظاهری ورق‌ها به کار می‌روند. ویژگی‌های این ورق‌ها شامل:
- مقاومت در برابر خوردگی: پوشش‌های اضافی به افزایش مقاومت در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی کمک می‌کنند.
- زیبایی ظاهری: پوشش‌های رنگی می‌توانند به بهبود ظاهر ورق‌ها کمک کنند و آنها را برای مصارف ظاهری مناسب‌تر سازند.
کاربردها
ورق‌های فولادی سرد نورد شده به دلیل خواص مکانیکی و سطحی مناسب، در صنایع مختلف کاربردهای متنوعی دارند که شامل:
- صنعت خودرو: در تولید بدنه خودرو، قطعات داخلی و لوازم جانبی خودرو.
- لوازم خانگی: در تولید یخچال‌ها، ماشین‌های لباسشویی و سایر تجهیزات خانگی.
- ساخت و ساز: در تولید سازه‌های فلزی، نرده‌ها، و قطعات ساختمانی.
- صنعت برق و الکترونیک: در تولید قاب‌ها و محفظه‌های الکترونیکی.
- صنعت نفت و گاز: در تولید لوله‌ها و تجهیزات مرتبط با انتقال سیالات.
- صنعت بسته‌بندی: در تولید قوطی‌ها و بسته‌بندی‌های فلزی.