برای ساخت میلگرد و تیرآهن از چه آلیاژی استفاده میشود؟

برای ساخت میلگرد و تیرآهن از چه آلیاژی استفاده میشود؟

آلیاژهای تیرآهن و میلگرد

آلیاژ چیست ؟

انواع تیرآهن بر اساس نوع آلیاژ

انواع آلیاژهای استفاده شده در ساخت تیرآهن

میلگرد

آلیاژ های مورد استفاده در میلگرد

آلیاژ های استفاده شده در میلگرد چه اهمیتی دارند؟

ساخت و ساز یکی از صنایع حیاتی و مهم در توسعه هر جامعه است. ساختمان‌ها، پل‌ها، تأسیسات صنعتی و تجاری، همگی بخش‌هایی هستند که با استفاده از مواد و تجهیزات مختلف احداث می‌شوند. در این فرآیند ساخت و ساز، انتخاب مواد مناسب و با کیفیت از اهمیت بسیاری برخوردار است.میلگرد و تیرآهن، از مهمترین و پرکاربردترین مواد های ساختمانی هستند که در ساخت سازه‌ها و ساختمان‌های مقاوم و پایدار بکار می‌روند. وجود میلگرد و تیرآهن در ساختمان‌ها مانند وجود ستون‌های مهره‌ها در بدن موجودات زنده عمل می‌کنند؛ به عبارت دیگر، از اهمیت و جایگاه حائز اهمیت آنها می‌توان به راحتی پی برد. برای پاسخ به سوال “برای ساخت میلگرد و تیرآهن از چه آلیاژی استفاده میشود؟” با ما همراه باشید. 

آلیاژ چیست ؟

آلیاژ به ترکیبی از دو یا بیشتر عنصر شیمیایی گفته می‌شود که در آن ترکیب، عناصر مختلف به یکدیگر متصل شده‌اند و خواص متفاوتی نسبت به عناصر تشکیل‌دهنده اصلی دارند. آلیاژها معمولاً با افزودن یک یا چند عنصر آلیاژی به فلز اصلی تولید می‌شوند تا خواص مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی متفاوتی به دست آید. برخی از آلیاژها به عنوان نمونه‌ها عبارتند از: فولاد، برنج، آلومینیوم، تیتانیوم و غیره. این آلیاژها به دلیل خواص برتری که نسبت به عناصر تشکیل‌دهنده خود دارند، در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، ساختمانی، هوافضا، الکترونیک و غیره استفاده می‌شوند.

انواع تیرآهن بر اساس نوع آلیاژ

تیرآهن فولاد کربنی

تیرآهن تولید شده باید از استحکام و دوام بالایی برخوردار باشد و بارهای وارد شده به سازه را به خوبی تحمل کند؛ بنابراین انتخاب آلیاژ مناسب برای ساخت تیرآهن بسیار اهمیت دارد.

یکی از انواع تیرآهن، تیرآهن فولاد کربنی است. این نوع فولاد، که به عنوان فولاد معمولی نیز شناخته می‌شود، میزان کربن بین ۰.۰۵% تا ۲.۱% دارد و بیشترین استفاده را در ساخت انواع مقاطع فولادی، به خصوص تیرآهن، دارد.

طبق استاندارد AISI، در فرآیند تولید فولاد کربنی، حداقل مقداری برای عناصر کروم، کبالت، مولیبدن، نیکل، نیوبیوم، تیتانیوم، تنگستن، وانادیم و زیرکونیم تعیین نمی‌شود. همچنین، درصد مس نباید از ۰٫۴% جرمی بیشتر باشد. همچنین، حداکثر درصد جرمی از عناصر منگنز (۱٫۶۵%)، سیلیکون (۰٫۶%) و مس (۰٫۶%) نباید بیشتر از مقادیر مشخص شده باشد.

پیشوند “۱۰” در استاندارد AISI نشان‌دهنده فولاد کربنی خالص است و دو عدد بعدی نشان‌دهنده درصد اسمی کربن در محصول هستند. به عنوان مثال، C1045 به معنای فولاد کربنی با ۰٫۴۵% کربن است و C1018 به معنای وجود ۰٫۱۸% کربن در ساختار فولاد است.

همانطور که از نام تیرآهن فولاد کربنی مشخص است، عنصر اصلی در این نوع تیرآهن کربن است که باعث می‌شود تیرآهن ساخته شده، سختی و دوام بالایی داشته باشد.

به طور کلی، با افزایش درصد کربن در فولاد، سختکاری و استحکام آن نیز از طریق عملیات حرارتی افزایش می‌یابد. همچنین، کم بودن کربن در فولاد باعث می‌شود قابلیت ماشین‌کاری، جوشکاری و شکل‌پذیری آن بهبود یابد.

تیرآهن آلیاژی

تیرآهن آلیاژی از فولاد آلیاژی ساخته می‌شود که با استفاده از عنصرهای مختلف به صورت آلیاژ تهیه می‌شود.

با استفاده از آلیاژ کردن فولاد، ویژگی‌های مکانیکی آن بهبود می‌یابد و می‌توان تا ۵۰٪ از وزن فولاد را به صورت آلیاژ تغییر داد. در کل، آلیاژهای فلزی ۸۵٪ تیرآهن‌های فولادی را تشکیل می‌دهند. همانطور که گفته شد، می‌توان از آلیاژهای مختلف برای ساخت تیرآهن استفاده کرد؛ اما آلیاژ فولاد ضدزنگ در بین آنها بیشتر استفاده می‌شود. سایر آلیاژها در رده‌های بعدی قرار می‌گیرند.

تیرآهن آلیاژ فولاد زد زنگ

تیرآهن آلیاژ فولاد ضدزنگ، یکی از نوع تیرآهن های پرکاربرد است که برای مقاومت در برابر خوردگی و زنگ زدن استفاده می‌شود. این تیرآهن ها از فولاد کربن دار با روکش گالوانیزه ساخته شده و دارای مقدار کربن کمتری نسبت به فولاد کربنی معمولی هستند. علاوه بر کربن، عناصری مانند کروم، منگنز، سیلیسیوم، مولیبدن و نیکل به ترکیبات آلیاژی این فولاد اضافه می‌شوند تا خواصی از جمله مقاومت در برابر خوردگی را به آن افزوده کنند. با اضافه کردن این عناصر، استحکام کششی و حد تسلیم فولاد ضدزنگ کاهش می‌یابد اما انعطاف‌پذیری آن افزایش می‌یابد.

آلیاژ های تیرآهن

انواع آلیاژهای استفاده شده در ساخت تیرآهن

-کربن (Carbon):

کربن، عنصر اصلی و حیاتی در تیرآهن است. در آلیاژهای فولادی، کربن به عنوان فلز پایه استفاده می‌شود و سایر عناصر با آن ترکیب می‌شوند. کربن برای تنظیم سختی، مقاومت در برابر خوردگی و زنگ زدگی، خواص کششی و خواص سایش و ساییدگی در فولاد مورد استفاده قرار می‌گیرد. در صورت نیاز به جوشکاری در تیرآهن‌های ضد زنگ، از فولاد کم کربن در ساخت استفاده می‌شود.

-کروم (Chrome):

استفاده از کروم در فولاد، به خواص ضد زنگ و مقاومت در برابر خوردگی منجر می‌شود. به همین دلیل، کروم یکی از پوشش‌های فلزی محبوب در ساخت تیرآهن است. حضور کروم در تیرآهن باعث ایجاد یک لایه سطحی و محافظ می‌شود. در فرآیند تولید تیرآهن، مقدار کروم را در بازه‌ای بین ۱۰.۵ تا ۲۷ درصد افزایش می‌دهند.

-نیکل (Nickel):

یکی از روش‌های ساخت تیرآهن فولادی ضد زنگ، اضافه کردن بیش از ۸۰ درصد نیکل به فولاد است. این باعث می‌شود تیرآهن مقاومت بیشتری در برابر خوردگی و اکسیداسیون داشته باشد.

علاوه بر این، ترکیب نیکل و کروم، باعث تشکیل دسته مهمی از فولادهای ضدزنگ می‌شود که مقاومت تیرآهن در برابر گرما و خوردگی را افزایش می‌دهند.

-منگنز (Manganese):

منگنز یکی از عناصر موجود در تیرآهن است و به عنوان جایگزینی مناسب برای نیکل (با توجه به قیمت بالای نیکل) در ساخت تیرآهن استفاده می‌شود. اضافه کردن عنصر منگنز به فرآیند تولید تیرآهن، خواص مکانیکی، سختی و مقاومت محصول را بهبود می‌بخشد.

-آستنیت (Austenite):

آستنیت به معنای گرم کردن آهن یا آلیاژهای پایه آهن تا به دمایی برسد که ساختار کریستالی آنها از فریت به آستنیت تغییر کند. آستنیت کردن فولاد، مرحله اولیه‌ای است که برای یکنواخت کردن غلظت کربن در کریستال‌های آستنیت ضروری است.

-مس (Copper):

افزودن مس به فرآیند ساخت تیرآهن باعث مقاومت آن در برابر اسید سولفوریک و آب دریا می‌شود. استفاده از مس به عنوان آلیاژ تیرآهن، مقاومت تیرآهن را در برابر خوردگی و رطوبت افزایش می‌دهد.

-مولیبدن و نیتروژن (Nitrogen & Molybdenum):

استفاده از آلیاژ مولیبدن باعث مقاومت تیرآهن در محیط‌هایی با دوز بالای گوگرد و کلر می‌شود و عنصر نیتروژن نیز مقاومت تیرآهن را در برابر خوردگی افزایش می‌دهد.

-تیتانیوم (Titanium):

برای افزایش قابلیت جوش پذیری تیرآهن، از عنصر تیتانیوم در ساخت آن استفاده می‌شود. همچنین، افزودن تیتانیوم با میزان ۰.۲۵ تا ۰.۶ درصد، مقاومت تیرآهن در برابر خوردگی را افزایش می‌دهد.

-فسفر و گوگرد (Phosphorus and sulfur):

استفاده از فسفر و گوگرد در آلیاژ تیرآهن، بهبود خواص ماشین‌کاری آن را به همراه دارد. استفاده از فسفر در فولاد ضد زنگ منجر به افزایش استحکام تیرآهن می‌شود، اما مقاومت آن در برابر ضربه را کاهش می‌دهد و باعث تردی فولاد در دمای پایین می‌شود (که به آن “تردی سرد” می‌گویند). استفاده از گوگرد قابلیت ماشین‌کاری تیرآهن را افزایش می‌دهد، اما نقطه تسلیم و مقاومت آن در برابر کشش را تغییر نمی‌دهد.

-سیلیکون و نیوبیوم (Silicon & Niobium):

سیلیکون معمولاً به عنوان یک عامل اکسیدکننده در فرآیند ذوب فولاد و تولید تیرآهن استفاده می‌شود. همچنین، نیوبیوم مقاومت در برابر حرارت بالا را به خصوصیات فیزیکی تیرآهن اضافه می‌کند.

 جدول اشتال تیرآهن IPE
 IPE h
mm		b
mm		s
mm		t
mm		r
mm		c
mm		h-2c
mm		A
cm2		G
kg/m		Jx
cm4		Wx
cm3		ix
cm		Jy
cm4		Wy
cm3		iy
cm		a1
mm		rT
mm
80 80 46 3.8 5.2 5 10.2 59 7.64 6 80.1 20 3.24 8.49 3.69 1.05 63 12.2
100 100 55 4.1 5.7 7 12.7 74 10.3 8.1 171 34.2 4.07 15.9 5.79 1.24 79 14.6
120 120 64 4.4 6.3 7 13.3 93 13.2 10.4 318 53 4.9 27.7 8.65 1.45 96 16.9
140 140 73 4.7 6.9 7 13.9 112 16.4 12.9 541 77.3 5.74 44.9 12.3 1.65 112 19.3
160 160 82 5 7.4 9 16.4 127 20.1 15.8 869 109 6.58 68.3 16.7 1.84 129 21.7
180 180 91 5.3 8 9 17 146 23.9 18.8 1320 146 7.42 101 22.2 2.06 145 24
200 200 100 5.6 8.5 12 20.5 159 28.5 22.4 1940 194 8.26 142 28.5 2.24 162 26.4
220 220 110 5.9 9.2 12 21.2 177 33.4 26.2 2770 252 9.11 205 37.3 2.48 179 29.1
240 240 120 6.2 9.8 15 24.8 190 39.1 30.7 3890 324 9.97 284 47.3 2.6 196 31.8
270 270 135 6.6 10.2 15 25.2 219 45.9 36.1 5790 429 11.2 420 62.2 3.02 220 35.6
300 300 150 7.1 10.7 15 25.7 248 53.8 42.2 8360 557 12.5 604 80.5 3.35 245 39.5
330 330 160 7.5 11.5 18 29.5 271 62.6 49.1 11770 713 13.7 788 98.5 3.55 270 42.1
360 360 170 8 12.7 18 30.7 298 72.7 57.1 16270 904 15 1040 123 3.79 294 44.7
400 400 180 8.6 13.5 21 34.5 331 84.5 66.3 23130 1160 16.5 1320 146 3.95 326 47.1
450 450 190 9.4 14.6 21 35.6 378 98.8 77.6 33740 1500 18.5 1680 176 4.12 365 49.4
500 500 200 10.2 16 21 37 426 116 90.7 48200 1930 20.4 2140 214 4.31 404 51.8
550 550 210 11.1 17.2 24 41.2 467 134 106 67120 2440 22.3 2670 254 4.45 442 54
600 600 220 12 19 24 43 514 156 122 92080 3070 24.3 3390 308 4.66 481 56.5

میلگرد 

 استفاده از میلگرد در صنعت ساخت و ساز بسیار ضروری است. این میلگردها به شما امکان می‌دهند یک سازه مقاوم و پایدار بسازید. میلگرد می‌تواند به عنوان ستون‌های استوانه‌ای در بدنه موجودات زنده عمل کند، زیرا در صورت عدم وجود آن، ساختمان ساخته شده منبعی از ایمنی و استحکام نخواهد داشت. هر نوع میلگرد دارای جنس و خصوصیات خاصی است که با توجه به آن، ساختار و موقعیت و استفاده از محصولات مشخص می‌شود.

آلیاژ های مورد استفاده در میلگرد

میلگرد باید علاوه بر استحکام بالا، مقاومت خوبی نیز در برابر اکسیژن داشته باشد تا با گذشت زمان از خوردگی جلوگیری کند و دچار آسیب نشود. به همین دلیل، ساختار آن اغلب از آلیاژهای بسیار عالی و خاص تولید می‌شود که ویژگی‌های منحصر به فردی دارند. در ادامه، آلیاژهای استفاده شده برای ساخت میلگرد را بیان می‌کنیم.

-کروم:

یکی از آلیاژهای استفاده شده در ساخت میلگرد، کروم است. کروم دارای ویژگی‌های بسیاری است و ویژگی مهم آن ضد زنگ بودن است. این عنصر به عنوان یک لایه روی سطح میلگرد قرار می‌گیرد و جلوی ترکیب آن با هوا را می‌گیرد، که باعث مقاومت بالا میلگرد می‌شود. حضور کروم در ساختار میلگرد اهمیت بالایی دارد، نه فقط در میلگرد بلکه در فلزات دیگر نیز استفاده می‌شود.

-نیکل:

نیکل نیز یکی از عناصری است که برای ساخت میلگرد استفاده می‌شود. استفاده از این آلیاژ باعث می‌شود میلگرد در برابر اکسیداسیون و ضد زنگ باشد و از مقاومت بالایی برخوردار شود.

-کربن:

کربن یکی دیگر از آلیاژهای استفاده شده در ساخت میلگرد است. حضور کربن باعث افزایش مقاومت و استحکام میلگرد می‌شود. ترکیب کربن و آهن باعث افزایش قدرت و استحکام میلگرد می‌شود که حضور کربن در ساختار مهم است.

-منگنز:

منگنز نیز یک عنصر است که در ساختار میلگرد استفاده می‌شود. این عنصر باعث افزایش مقاومت میلگرد می‌شود.

-مس:

مس یکی از عناصری است که در ساخت میلگردها برای استفاده در محیط‌های آبی و در برابر اسید سولفوریک استفاده می‌شود. حضور مس باعث می‌شود میلگرد در برابر اکسیداسیون مقاومت بالایی داشته باشد.

-کبالت:

علاوه بر عناصری که اشاره شد، آلیاژ کبالت نیز در ساختار میلگرد استفاده می‌شود. این آلیاژ در مقابل راکتورهای هسته‌ای واکنش نشان می‌دهد و رادیواکتیو می‌شود. به همین دلیل، در میلگردهای استفاده شده در نیروگاه‌ها، 20 درصد کبالت استفاده می‌شود.

آلیاژ های استفاده شده در میلگرد چه اهمیتی دارند؟

آهن داران همواره در تلاش است که با استفاده از بهترین و باکیفیت‌ترین مواد در ساختار این محصولات، خطرات ساختمان را کاهش دهد. میلگرد یکی از عوامل مهم و اساسی در تعیین ایمنی ساختمان‌ها است. جنس آنها اهمیت بسیار بالایی دارد و به طور مستقیم در استحکام ساختمان تأثیر می‌گذارد.

آلیاژهای استفاده شده در ساختار میلگرد، استحکام و ایمنی آن را تعیین کرده و از زنگ زدگی جلوگیری خواهد کرد. نوع آلیاژ مورد استفاده، ضامن کیفیت تجهیزات است و از جمله عوامل تأثیرگذار بر قیمت میلگرد است. لازم به ذکر است که برخی از میلگردها قیمت بسیار پایینی دارند که نشان می‌دهد آلیاژهای استفاده شده در ساخت آنها کیفیت پایینی دارند. در نتیجه، باید به این نکته توجه کرده و سعی کنید محصولات با کیفیت را تهیه کنید.

Document

جدول اشتال میلگرد

ردیف

d

mm

G

Kg/m

W

cm3

U

cm2/m

1

 8 0.395 0.05 251

2

 10 0.617 0.098 314

3

 12 0.888 0.17 377

4

 13 1.04 0.216 408

5

 14 1.21 0.269 440

6

 15 1.39 0.331 471

7

 16 1.58 0.402 503

8

 17 1.78 0.482 534

9

 18 2 0.573 565

10

 19 2.23 0.673 597

11

 20 2.47 0.785 628

12

 21 2.98 1.05 691

13

 22 2.26 1.19 723

14

 23 3.55 1.36 754

15

 24 3.85 1.53 785

16

 25 4.17 1.73 817

17

 26 4.83 2.16 880

18

 28 5.55 2.65 942

19

 30 5.92 2.92 974

20

 31 6.31 3.22 1010

21

 32 7.13 3.86 1070

22

 34 8.44 4.97 1160

23

 37 8.90 5.39 1190

24

 38 9.86 6.28 1260

25

 40 10.9 7.27 1320

26

 42 11.9 8.36 1380

27

 44 12.5 8.95 1410

28

 45 13.6 10.2 1480

29

 50 15.4 12.3 1570

30

 52 16.7 13.8 1630

31

 55 18.7 16.3 1730

32

 60 22.2 21.2 1880

33

 65 26 27 2040
آلیاژ های میلگرد

میلگرد و تیرآهن، دو عنصر حیاتی در صنعت ساخت و ساز هستند که نقش بسیار مهمی در احداث ساختمان‌ها و سازه‌های مقاوم و پایدار دارند. استفاده از میلگرد و تیرآهن با ویژگی‌ها و آلیاژهای مناسب، از اهمیت بسیاری برخوردار است و می‌تواند تأثیر چشمگیری در استحکام و ایمنی ساختمان داشته باشد.

استفاده از میلگرد و تیرآهن با آلیاژهای مناسب، منجر به ساختمان‌هایی می‌شود که تحت بارهای مختلف و شرایط زیستی متنوع قابلیت مقاومت و پاسخگویی را دارند. همچنین، انتخاب آلیاژهای متناسب با محیط و نیازهای سازه، از خوردگی و زنگ زدگی میلگرد و تیرآهن جلوگیری می‌کند و عمر مفید آن‌ها را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *