آهن آلات

فولاد ساختمانی چیست

فولاد ساختمانی (Structural Steel) از جمله مصالح فلزی ساختمان سازی هستند که به منظور ساخت و ساز فنداسیون، تیغه بندی بناهای تجاری و مسکونی به خصوص اسکلت استفاده می شود. این دسته از فولادها همان پروفیل های ساختمانی هستند که با مقاطع مختلف تولید می شوند. ورق آهنی، تیرآهن، میلگرد، ناودانی از موارد پر کاربرد در ساختمان سازی هستند.

مشخصات فولاد ساختمانی

این مصالح دارای کربن متوسط هستند و جزو فولادهای نرم محسوب می شوند. این پروفیل ها قابلیت جوشکاری مطلوبی به منظور اتصال با یکدیگر برای ساخت سازه هستند. نحوه تولید آن ها به کمک رولینگ یا نورد سد و گرم است. گاهی برخی از پروفیل های ساختمانی نظیر نبشی و ناودانی برای شکل دهی بعد از نورد شمش اولیه، فردم دهی می شوند. سازه های ساختمانی از پروفیل های جدا از هم ساخته و به صورت شاخه ای عرضه می شوند که در انتها به هم متصل می گردند. اتصال دو قطعه فولاد یا به وسیله ی جوش است یا اتصالات مکانیکی نظیر پرچ و پیچ.

خواصی نظیر برش کاری، سوراخ کاری، جوشکاری، خم کاری، اتصال سریع در مقابل استحکام خوب، مقاومت به خمش و گشتاور دوم سطح مناسب و همچنین قیمت پایین از ویژگی های بارز فولادهای ساختمانی هستند.

» نوشته مرتبط: تفاوت آهن و فولاد

انواع فولاد ساختمانی

فولادهای ساختمانی در حالت نرماله شده (Normalized) یا بدون عملیات حرارتی خاصی در بازار عرضه و مصرف می شوند. ST37، ST52 و ST60 از استانداردهای مطرحی هستند که برای این دست آهن طبقه ردیف DIN17006 آلمان استفاده می شود. این مصالح آهنی در دسته بندی های گوناگونی تفکیک می شوند. برای مثال بر حسب مقاومت می توان به سه دسته: فولاد نرمه (حداکثر تنش 2600kg/cm)، فولاد مقاوم (حداکثر تنش 4800kg/cm) و بسیار مقاوم (حداکثر تنش 7000kg/cm) تقسیم نمود. بیشترین استفاده در فولاد ساختمانی آهن های نرمه  هستند.

آهن آلات ساختمانی را با نام ST نمایش می دهند که از واژه StrucTure به معنی ساختار گرفته شده است. عدد بعد از ST میزان استحکام کششی (Tensile Strength) فولاد را نشان می دهد. برای مثال ST60 نشانگر فولاد ساختمانی با استحکام کششی 60 کیلوگرم بر میلی متر مربع است. بعد از شماره استحکام از 1 تا 3 عددی برای مشخص نمودن کیفیت فولاد نیز درج می شود که 1 برای کارهای ساختمانی معمولی، 2 برای فولاد با درجه مهم و عدد 3 برای فولاد با درجه خلوص عالی است. مثلا فولاد ST52-3 .

فولاد ساختمانی St37

فولاد ST37 از پر استفاده ترین استانداردهای مصالح فولادی نظیر میلگرد و ورق است. فولادهای استفاده شده در ایران عمدتا از نوع ST37 هستند. این نوع فولاد به خاطر درصد کربن پایین قابلیت جوشکاری خوبی دارد.

فولاد ساختمانی St52

فولاد ST52 به نسبت ST37 از مقاومت بالاتری برخوردار است. شکل پذیری این نوع فولاد به دلیل عنصر کربن بیشتر به میزان قابل توجهی از ST37 کمتر و همچنین خاصیت جوش پذیری آن پایین تر است. بیشتر بودن منگنز و کربن سبب بالاتر رفتن استحکام فولاد ST52 شده است.

تفاوت آهن و فولاد

آهن چیست

در طبیعت مواد از عناصر شیمیایی مختلفی تشکیل شده اند. فراوانی عنصرهای شیمیایی پوسته زمین در منابع گوناگون نیز دسته بندی شده است که در این بین اولین عنصر فراوان در آن را اکسیژن تشکیل داده است. عنصر آهن یا Ferrum نیز به عنوان چهارمین ماده متداول در زمین شناخته شده است. از حیث جرم آهن بزرگترین عنصر تشکیل دهنده کره زمین است. ماده ی تشکیل دهنده این عنصر سنگ آهن است که به صورت طبیعی از معادن استخراج می گردد.

ویژگی های سنگ آهن

سنگ آهن یک اصطلاحاست که به غلظت های مشخصی از ترکیبات معین آهن گفته می شود. این کانی دارای ویژگی های خاصی است. به راحتی در کنار هوای آزاد اکسید می‌شود. در حالت طبیعی نرم است و استحکام زیادی ندارد. به همبن دلیل سنگ آهنی که از معادن استخراج می شود فرآوری می گردد تا خواص مضر آن از بین برود. گاهی نیز سنگ استخراجی عیار پایینی داشته و قابلیت استفاده شدن ندارد. از عمده کشورهای تولید کننده سنگ آهن استرالیا و چین هستند.

سنگ آهن

کانی شناسی برای استفاده از سنگ آهن از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. بسیاری از کانی ها ممکن است، عیار بالایی نیز از آهن داشته باشند که به علت نوع ترکیب کانی به عنوان ماده اولیه آهن و فولاد قابل استفاده نیست. کارخانجات مختلف برای استفاده از سنگ آهن آن را به صورت دانه بندی شده، کلوخه و گندله تولید می کنند که در این بین کلوخه متداول ترین روش استفاده از سنگ‌‌آهن است.

استخراج سنگ آهن

برای به دست آوردن آهن از دل معدن 4 مرحله می بایست طی شود؛ حفر، انفجار، بارگیری و باربری. سنگ معدن‌ استخراج شده برای تولید آهن اغلب به‌صورت اکسیدهای آهن نظییر مگنتیت یا هماتیت هستند که دارای ناخالصی های سیلیکات‌ها و آلومینات‌ است که این ناخالصی‌ها در کوره از آهن جدا و به‌ صورت تفاله خارج می‌ شوند. در اولین مرحله سنگ آهن به کمک سرند، خرد کردن، آسیاب و شستشو و … تغلیظ شود و به‌ صورت پودر یا دانه‌های 6 تا 25 میلی متری در کوره ریخته می‌شود.

» نوشته مرتبط: تاریخچه فلز آهن

فولاد چیست

فولاد یا Steel یکی از انواع آهن آلات محسوب می شود که با تغییر خواص و بهبود قابلیت های آهن تهیه می شود و دارای ویژگی های بی شماری است. آهن خام به دلیل نرم بودن و اکسیداسیون سریع نیازمند تغییرات به کمک  آلیاژ سازی است. تغییر در میزان درصد کربن در عنصر آهن سب می شود ویژگی های اصلی این فلز تغییر کند. معمولا درصد کربن در فولاد بین ۰٫۰۰۲ تا ۲٫۱ است.

ویژگی فولاد ها

آهن فلزی است که بدون آلیاژ وجود دارد و سنگ آهن به طور طبیعی در طبیعت یافت می شود. اما فولاد از اضافه کردن درصد معینی از فلزات دیگر برای رسیدن به ویژگی ای خاص به دست می آید. مثلا برای تهیه فولاد ضد زنگ به آلیاژ آن کروم نیز اضافه می کنند، اضافه کردن سیلیسیوم خاصیت فولاد فنر را می دهد، گوگرد قابلیت ماشینکاری را افزایش داده و نیل سخت یو استحکام آهن را بالا می برد.

مته فولادی از جنس HSS

روش های فولاد سازی

تولید فولاد با پیشرفت تکنولوژی تغییرات بسیاری داشته است. در حال حاضر دو روش عمده در تولید فولاد وجود دارد:

• روش اولیه:

الف) اکسیژن قلیایی: در این روش آهن چدن پرکربن به فولاد تبدیل می‌شود. دمش اکسیژن از درون آهن چدن باعث کاهش درصد کربن آلیاژ شده و آن را به فولاد تبدیل می‌کند.

ب) قوس الکتریکی: این روش برای به دست آوردن فولاد از قراضه آهن و آهن اسفنجی با استفاده از قوس الکتریکی است. در روش کوره قوس الکتریکی دسته‌ای از آهن با دمای بالا که در مرحله پیشین فرایند فولادسازی به دما رسیده‌ است با مقدار مشخصی از قراضه آهن وارد کوره می‌شوند و با القای جریان الکتریکی به وسیله میله‌های حامل جریان درون این مخلوط، دما افزایش می‌یابد و فرایند فولادسازی شکل می‌گیرد.

• روش ثانویه:

فولاد سازی در روش ثانویه بیشتر در داخل پاتیل که ظرفی است با پوشش نسوز که فلز گداخته از کوره در آن ریخته می شود انجام می گیرد. اکسیژن زدایی، گاززدایی در خلأ، افزودن آلیاژ، حذف ناخالصی‌ها، اصلاح شیمیایی ناخالصی‌ها، گوگرد زدایی، همگن سازی، برخی از عملیات‌های انجام شده در داخل پاتیل هستند.معمولاً این عملیات در داخل پاتیلی با همزن گازی، و با گرم‌کننده قوس الکتریکی نصب شده در داخل در پاتیل انجام می‌شود.

» نوشته مرتبط: معرفی فلزات گران بها

انواع فولاد

با ترکیب عناصر فلزی مختلف به آهن و انجام عملیات حرارتی گوناگون به ویژگی های مختلفی دست می یابند. برای مثال چند نمونه از فولادهای مختلفی که از این طریق بهینه می شوند در زیر آورده شده است.

• فولاد آلیاژی: این نوع از فولاد با دیگر فلزات ترکیب می شود تا به خواص مورد نظر مانند: مقاومت به خوردگی با افزودن نیکل، اضافه کردن سیلیسیوم برای ساخت فولاد فنر، گوگرد برای افزایش قابلیت ماشینکاری، کروم برای سخت کاری و … دست یافت.
• فولاد کربنی: فولادی که تا 2.1 درصد کربن دارد جزو این نوع محصول حساب می شود.
• فولاد فنر:
• فولاد زنگ‌نزن: اصلی‌ترین عناصر تشکیل دهنده آن آهن، کروم و نیکل است که به فولاد خاصیت ضد زنگ می دهد. کربن این فولاد حدود 1.2 درصد  می باشد. به این نوع محصول استنلس استیل نیز اطلاق می شود.
• فولاد ابزاری: شامل دسته ای از فولادهای کربنی و آلیاژی هستند که برای ساخت ابزارآلات مناسب هستند. مقاومت عالی در برابر سایش و دفورمگی در حرارت های کاری از ویژگی های خوب این نوع فولاد است.
• فولاد مارایجینگ:
• فولاد بوته ای: فولادی با کیفیت فوق العاده مطلوب است که بین 0.4 تا 1.4 درصد کربن دارد و از طریق ذوب میله‌های تاول‌دار در بوته‌ها و اضافه کردن فِرّوآلیاژها و کربن به آن ها تولید می‌شود.
• فولاد خود حفاظ: نوعی از فولاد مخصوص است که با تشکیل لایه‎ای نارنجی رنگ به شکل اکسیدی غیر فعال سطح ماده را می‎پوشاند و از اکسیده شدن بیشتر فولاد جلوگیری و از آن حفاظت می‌کند.

فولاد ساختمانی

یکی از کاربردهای مهم آهن در ساختمان سازی است. اصطلاح فولاد ساختمانی برای پروفیل های آهنی به کار می رود که در ساخت بنا استفاده می شود. پروفیل‌های فولادی ساختمانی مانند تیر آهن، سطع مقطع قوی ای به خاطر ممان اینرسی بالا دارند و در نتیجه می‌توانند میزان بار زیادی را بدون تغییر شکل تحمل کنند. این پروفیل ها قابلیت اتصال پیچی و جوشی را دارا هستند. میلگرد، ناودانی، نبشی و ورق آهنی نمونه های پرکاربرد در صنعت ساختمان محسوب می شود که عموما به شکل نورد کاری سرد و گرم تولید می شوند.

فولاد ساختمانی در رطوبت دچار خوردگی می شود و به مرور دچار آسیب دیدگی می شود. برای جلوگیری از هرگونه خوردگی در طول عمر یک سازه فولادی می بایست آن را با رنگ ضد زنگ پوشش دهی کرد. مواد مقاوم در برابر آتش سوزی که برای پوشاندن فولاد استفاده می‌شود معمولاً در برابر آب نیز مقاومت خوبی ایجاد می نماید.

بهای فلزات ساختمانی متاثر از نفت و طلا است و در بازارهای بین المللی دائما در حال نوسان است. برای آخرین قیمت تیرآهن و قیمت میلگرد در بازار تهران و ایران می توانید به بخش های تهیه شده در این وبسایت مراجعه نمایید.

برنامه اندروید محاسبه وزن و مساحت فولاد

برای محاسبه سریع وزن آهن آلات و انواع پروفیل ها نظیر میلگرد، تیر آهن، ناودانی، نبشی و … می توان از نرم افزار Metal Calculator. Steel Weight & Paint Area استفاده نمود. محاسبه جرم پروفیل برای یک طول معین و همچنین محاسبه میزان سطح رنگ یا هر چیز پوششی در فولاد برای جرم مشخص شده از ویژگی های این برنامه به شمار می آید.

ابن برنامه اندرویدی قابلیت محاسبه پروفیل های تو خالی قوطی مربعی، شش وجهی و دایره ای را داراست و کمک خوبی برای به دست آوردن اطلاات ابعادی اولیه در خصوص وزن و جرم آهن آلات می کند.

برنامه اندروید محاسبه وزن و مساحت فولاد

دریافت نرم افزار/ اندروید

نرم افزار محاسبه وزن آهن آلات اندروید

امروزه محاسبات وزنی آهن آلات و انواع آن به کمک نرم افزارهای هوشمند به سادگی امکان پذیر است. یکی از این برنامه ها که در این مطلب معرفی خواهد شد steel weight calculator نام دارد. امکان محاسبه طول بر اساس وزن و یا وزن بر اساس طول مهیا شده است. همچنین انتخاب سیستم اندازه گیری بر اساس متریک و اینچ/پا قابل انتخاب خواهد بود.

برخی دیگر از گزینه های انتخابی پیش بینی شده در برنامه عبارت است از:

انتخاب بر اساس جنس: فولاد ، برنج ، آلومینیوم ، مس ، سرب ، قلع و …

انتخاب بر اساس شکل: گرد ، مربع ، لوله های مختلف ، ورق ، تیرها و …

دریافت نرم افزار/اندروید