میلگرد آلیاژی چیست و انواع آن

تعریف آلیاژ

آلیاژها فلزاتی هستند که از ترکیب دو یا چند فلز ساخته می شوند. به عنوان مثال از ترکیب مس و روی، آلیاژ برنج به دست می آید. گاهی اوقات ممکن است یک ماده غیر فلزی با فلز ترکیب شود و آلیاژ به وجود بیاورد. مثلا کربن و آهن با هم مخلوط شده و فولاد را به وجود می آورند. آلیاژها از مقاومت و سختی بیشتری نسبت به فلزها برخوردارند. به عنوان مثال فولاد از آهن سخت تر و محکم تر است.

آنچه در این مقاله خواهید خواند: 

• تاریخچه آلیاژها
• خصوصیات آلیاژها
• انواع آلیاژها
• انواع میلگرد آلیاژی
• قیمت میلگرد آلیاژی

تاریخچه آلیاژها

ساخت آلیاژها قدمتی بسیار طولانی دارد و به زمانی بر میگردد که انسان فلزات را شناخت. اولین آلیاژ ساخته ی دست بشر مفرغ است. مفرغ ترکیبی از مس و قلع است که احتمالا در ابتدا به صورت اتفاقی ترکیب شده اند و مورد استفاده انسان قرار گرفته است. از دیگر آلیاژهای پرکاربرد، برنج است، ترکیبی از مس و روی. این آلیاژ از ایام قدیم به دلیل سختی مورد استفاده انسان بوده است.

خصوصیات آلیاژها

در برخی از آلیاژها، پس از ترکیب کردن عناصر اولیه، خواص هر کدام از آنها در آلیاژ ایجاد شده دیده می شود اما در برخی دیگر، فلزات چنان با هم ترکیب می شوند که با آرایشی جدید، خصوصیات جدیدی را از خود نشان میدهند. هنگامی که مواد با هم ترکیب می شوند مجموعه هایی را به وجود می آورند که به آنها دانه گفته می شود. اندازه دانه در بسیاری از خصوصیات آلیاژها تاثیر گذار است. همچنین اندازه دانه ها تا حد زیادی به میزان حرارت داده شده به مواد اولیه و سرعت سرد شدن آنها بستگی دارد. هر چه مواد با سرعت بیشتری سرد شوند دانه های آنها ریزتر خواهد بود. ریزی و درشتی دانه ها در خواص نهایی آلیاژ تاثیرگذار است بنابریان با تنظیم میزان حرارت اولیه و سرعت سرد شدن می توان دانه بندی آلیاژ را تغییر داد و به تبع آن خواص مورد نظر را در آلیاژ ایجاد کرد. آلیاژها معمولا از فلزات اولیه سخت تر هستند و شکل پذیری کمتری دارند.

انواع آلیاژها

آلیاژها به دو دسته آهنی و غیر آهنی تقسیم می شوند. آلیاژهای آهنی، دسته ای از آلیاژها هستند که فلز پایه در آنها آهن است. از مهمترین آلیاژهای آهنی می توان فولاد را نام برد. در مقابل آلیاژهای آهنی، آلیاژهای غیر آهنی قرار دارند و همانطور که از نام آن ها مشخص است فلز پایه، فلزی غیر از آهن است.

تصویر شماره 1 - آلیاژها

انواع آلیاژهای آهنی

آلیاژهای آهنی به دو گروه اصلی تقسیم می شوند.

فولادها (Steels)

چدن ها(Cast Irons)

تصویر شماره 2 – چدن و فولاد

فولاد ها خود به سه گروه تقسیم می شوند:

• فولادهای کربنی ساده (Carbos steels)

فولادهای کربنی ساده خود سه دسته هستند.

فولاد ساده کم کربن: در این دسته از فولادها میزان کربن کمتر از 0.25 درصد است

فولاد ساده کربن متوسط: میزان کربن دراین فولادها بین 0.25 تا 0.65 درصد است.

فولاد ساده پرکربن: به طور معمول بیش از 0.65 درصد کربن در این نوع فولاد وجود دارد.

• فولادهای کم آلیاژ (Low-alloy Steels)

عناصری که برای ایجاد آلیاژ بیشترین کاربرد را دارند شامل نیکل، کروم، مولیبدن، وانادیم، سیلیسیم و بور هستند. از برخی عناصر مانند آلومینیوم، کبالت، مس، سریم، تیتانیوم، تنگستن، قلع، روی و سرب نیز به صورت محدودتر استفاده میشود.

از ترکیب هر کدام از عناصر بالا با فولاد، آلیاژی با ویژگی های متفاوت از نظر مقاومت، سختی، چقرمگی، سایش، سخت شدگی و سختی در دمای بالا به دست می آید.

چنانچه فولاد کمتر از 8 درصد عناصر آلیاژی داشته باشد به آن کم آلیاژ می گویند.

• فولادهای پرآلیاژ (Higher Alloy Steels)

اگر فولاد بیشتر از 8 درصد عنصر آلیاژی داشته باشد به آن فولاد پرآلیاژ گفته میشود.

انواع آلیاژهای چدنی

چدن ها نیز به دو دسته تقسیم می شوند:

چدن های معمولی (Ordinary Cast iron)

چدن های سفید (White Cast Iron)

در ادامه به بررسی انواع متداول میلگردهای آلیاژی خواهیم پرداخت.

انواع میلگرد آلیاژی

میلگرد 1/1191 یا Ck45

فولاد آلیاژی CK45 در گروه فولادهای قابل عملیات حرارتی قرار دارد و کم کربن است و طبق استاندارد 1045 آمریکا و DIN 1.1191 آلمان شناخته می شود. این دسته از فولادها در بازار با نام های C60، V945 و 1060 نیز شناخته می شود و دارای ویژگی هایی نظیر مقاومت در برابر اصطکاک، استحکام خوب و مقاومت خوب در برابر ضربه هستند. دمای فورجینگ فولاد آلیاژی Ck45 بین 850 تا 1050 درجه سانتیگراد است.

به دلیل کمبود کرم این نوع فولاد بر برابر خوردگی و زنگ زدگی مقاوم نیست.

تصویر شماره 3 – میلگرد CK45

در بین بازاریان این فولاد به عنوان سیکا نیز شناخته میشود. سیکا45 قابلیت آبکاری و جوشکاری نیز دارد. قیمت کم میلگردهای تهیه شده با فولاد Ck45 باعت محبوبیت آن در بین صنعتگران شده است.

مشخصات مکانیکی فولاد Ck45

سختی	207 HB
انرژِی ضربه	25J
افزایش طول	4-17%
استحکام کششی	610-770 MPa
دمای آنیل	650-700 C
تنش تسلیم	305 – 640 MPa

 

ترکیبات شیمیایی میلگرد Ck45

در ترکیبات میلگرد CK45  از عناصر کربن، سیلیسیم، منگنز، فسفر، گوگرد، کروم، مولیبدن و نیکل استفاده شده است. بیشترین عنصر استفاده شده منگنز است و عناصر فسفر و گوگرد دارای کمترین مقدار هستند.

% C	%Si	%Mn	% P	% S	%Cr	%Mo	%Ni
0.5-0.42	0.4	0.8-0.5	0.035	0.03	0.4	0.1	0.4

 

میلگرد Ck45  در استانداردهای دیگر

DIN	AISI	JIS	Mat. No
Ck45 / C45E	1045	S45C	1.1191

 

بیشتر بخوانید: صادرات میلگرد به افغانستان، عراق، عمان و ارمنستان

میلگرد فولاد 1.2080 یا فولاد SPK

فولاد 1.2080 (SPK) از دسته فولادهای آلیاژی سردکار می باشد. دراستاندارد DIN با مشصه X210Cr12 و در استاندارد بهلری با نام k100 در بازار معروف است. فولاد 1.2080 جز فولادهای سردکار پرکربن و پرکروم به حساب می آید. وجود کربن و کروم بالا در این آلیاژ خواصی منحصر به فردی به آن داده است. سختی بسیار بالای آن باعث شده است که جز فولادهای ابزار سردکار پرمصرف در ایران باشد. این فولاد از کشور آلمان و چین به کشور وارد می شود. اولین بار در کشور آلمان وسوئد اقدام به تولید فولاد Spk کردند و سپس در اتریش و آمریکا نیز تولید شد.

تصویر شماره 4 – میلگرد SPK

مشخصه های فولاد Spk

سختی	250 HB
دمای فورجینگ	850-1050 C
افزایش طول	8-25%
استحکام کششی	650-880 MPa
خستگی	275 N/mm2
تنش تسلیم	350-550 N/mm2

 

ترکیبات شیمیایی میلگرد Spk

% C	%Si	%Mn	% P	% S	%Cr
2.2-1.9	0.6-0.1	0.6-0.2	0.03	0.03	13-11

 

فولاد SpK در استانداردهای دیگر

DIN	AISI	JIS	Mat. No
X210Cr12	D3	SKD1	1.2080

 

کاربرد میلگرد Spk

 از این نوع میلگرد می توان برای ساخت موارد زیر استفاده کرد:

• تیغه های برش
• ابزارهای خان کشی
• قالب های پانچ
• میل لنگ ها
• محورهای غیر هم مرکز
• شافت های مربوط به صنایع سیمان

میلگردهای SPK از قطر 10 میلیمتر تا 600 میلیمتر از کشور آلمان و چین وارد می شود.

میلگرد MO40 (1.7225)

فولاد 1.7225 از آلیاژهای نیکل و کروم تشکیل شده است. وجود کروم باعث شکننده و ترد شدن این فولاد میشود به همین دلیل با اضافه کردن نیکل به مقاومت آن افزوده می شود. این فولاد در برابر سایش مقاومت بالایی دارد.

تصویر شماره 5 – میلگرد MO40

کاربرد میلگردهای MO40

از میلگردهای MO45 در موارد مختلفی استفاده می شود که به برخی از آنها اشاره می شود:

• پیچ های دوسر رزوه
• پایه های قالب
• پیچ های مقاوم
• میله های اتصال
• میله های رابط
• چرخ دنده
• انژکتور
• سازه های هواپیما
• شفت
• ماشین ابزار
• میل لنگ
• ظروف تحت فشار
• گیره فشنگی

برخی از ویژگی های فیزیکی میلگرد MO45

سختی راکول	92
مقاومت کشش نهایی	655 MPa
مقاومت کشش عملی	415 MPa
قابلیت ماشین کاری	65%
نسبت پواسون	0.29
مدول الاستیسیته	205 GPa

درصد ترکیبات شیمیایی موجود در فولاد MO40

% C	%Si	%Mn	% P	% S	%Cr	%Mo
0.38-.043	0.15-0.3	0.75-1	0.035	0.04	0.8-1.1	0.15-0.25

 

نام فولاد MO40 در استاندارد های مختلف

EU/EN	AISI	DIN	JIS	AFNOR	SS	BS	GOST
42CrMO4-1.7225	4142-4140	42CrMo4	SCM440H	42CD4	2244	708M40 CFS11	35KHM

 

فولادهای 7225 دارای قابلیت ماشین کاری خوبی می باشند. عملیات سنبه زنی، سوراخ کاری، چکش خواری وفرزکاری به خوبی روی آن قابل اجراست. اما میلگرد ساخته شده از این فولاد قابلیت جوشکاری خوبی برخودار نیستند

میلگرد MO40 قابلیت گرم کردن تا دمای 1150 درجه را دارد.

بیشتر بخوانید: میلگرد ترانس چیست؟

میلگرد St37

فولاد St37 به صورت ورق و میلگرد به بازار عرضه می شود و در بازار به آن آهن گفته می شود. علت این نامگذاری به دلیل مقدار کم آلیاژیست که در آن به کار رفته است. میلگرد St37 در خانواده فولادهای ساختمانی قرار میگیرد و به نام میلگرد آهنی شناخته می شود. این نوع فولاد رایج ترین و پرمصرف ترین فولادیست که در ایران تولید و مصرف می شود.

ترکیب شیمیایی میلگرد St37

% C	%Si	%Mn	% P	% S	%Cr	%Cu
0.16	0.35	0.3-1.2	0.025	0.02	0.3	0.3

فولاد St37  از استحکام قابل قبول و خاصیت جوش پذیری بالایی برخوردار است و در صنایع مختلف مانند ساختمان سازی، راهسازی و ساخت پلها به کار برده می شود.

میلگرد St52

 فولاد St52 از خانواده فولادهای ساختمانی ست که دارای استحکام کششی بالایی ست.

ترکیب شیمیایی فولاد St52

% C	%Si	%Mn	% P	% S
0.2	0.55	1.6	0.035	0.035

 

کاربرد فولاد St52

از ویژگی های فولاد St52 می توان به  قابلیت جوشکاری، شکل دهی و ماشین کاری اشاره کرد. همچنین از خاصیت ارتجاعی بالا، مقاومت در برابر پیچش و خمش و تحمل وزن برخوردار است.

میلگرد St52  با نام کامل St52-3N ارائه می شود.

میلگرد سمانته

فولاد سمانته عناصر کربن، سیلیسیم، منگنز، گوگرد، مولیبدن، نیکل و کروم را در ترکیب خود دارد. فولاد سمانتاسیون به دلیل پایین بودن درصد کربن، سختی بالایی ندارد. البته با کربن دهی، سختی سطح این میلگرد بالا میرود. فولادهای سمانته سطحی سخت و مغزی نرم دارند و در برابر ضربه مقاوم هستند.

فولاد 16MncR5 طبق استاندارد DIN، با نام 1.7131 شناخته میشود. در استاندارد روشلینگ آلمان با نام تجاری Ec80 شناخته می شود.

ترکیبات شیمیایی فولاد  1.7131

% C	%Si	%Mn	% P	% S	Cr
0.14-0.19	<0.4	1-1.3	<0.025	<0.035	0.8-1.1

 

میلگردهای سمانته یا سمانتاسیون جز پرکاربردترین میلگردها در صنعت، ساختمان سازی و اتومبیل سازی هستند. میلگردهای فولادی سمانته با دو استاندارد نامگذاری می شوند.

فولاد 1.7131 و فولاد 1.5919

میلگرد فولاید سمانته 1.7131 برای ساخت چرخ دنده های کوچک، میل مرغک ها و اجزای فرمان مناسب هستند.

میلگردهای سمانتاسیون 1.5919 در مقابل فشار و اصطکاک مقاومت بیشتری دارند و برای ساخت چرخ دنده، پیستون و ...  مناسب هستند.

بیشتر بخوانید: جایگزینی برای میلگرد

میلگرد استیل

از جمله مشخصات میلگردهای استیل ضد زنگ بودن آنها می باشد. این دسته از میلگردها می توانند مقاومت خوبی در برابر آب و رطوبت داشته باشند. مقاومت خمشی میلگرد استیل بالاست و از آن ها نمی توان در ساختمان سازی استفاده کرد. مقاومت میلگرد استیل در برابر دما بالاست و همین مساله باعث شده است که از آن در محل هایی که دمای محیط بالاست استفاده شود. میلگرد استیل 11 درصد کروم دارد. هر چه میزان کروم بالاتر باشد مقاومت آن نیز افزایش می یابد.

انواع میلگرد استیل

نوعی استیل به کار برده شده در ساخت میلگرد در نامگذاری آن استفاده می شود. به طور کلی دو نوع میلگرد استیل داریم. میلگردهای نگیر و بگیر. میلگردهای بگیر توسط آهن ربا جذب می شوند اما نوع دیگر به دلیل مواد به کار رفته در آنها توسط آهن ربا جذب نمی شوند. میلگردهای نگیر کاربرد بیشتری دارند و در صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگرند. میلگرد استیل نگیر خود به انواع گوناگونی تقسیم می شود که میلگرد استیل نگیر 314 و 201 از آن جمله است. میلگردهای استیل نسوز نیز دسته ای دیگر از میلگردها هستند که در برابر حرارت مقاومت بالایی دارند. میلگردهای استیل 309، 310 و 321 از آن جمله هستند.

تصویر شماره 6 – میلگرد استیل

به طور خلاصه انواع میلگرد استیل را به شاخه های زیر می توان تقسیم بندی کرد:

1. میلگرد استیل نگیر ( غیرمغناطیسی): شامل گریدهای 316 و 304
2. میلگرد استیل بگیر(مغناطیسی): شامل گریدهای 431، 420 و 410
3. میلگرد استیل نسوز: شامل گریدهای 310، 309 و 321
4. میلگرد استیل آلیاژی: شامل مونل، اینکونل و دابلکس

قیمت میلگرد آلیاژی

قیمت میلگردهای آلیاژی به عوامل مختلفی مانند ترکیبات، نوع آلیاژ به کار برده شده، ابعاد، تامین کننده، نرخ ارز و کاربرد میلگرد بستگی دارد. فولادهای آلیاژی به دلیل ویژگی های برتر از نظر مکانیکی و فلزات به کار برده شده در آنها قیمت بالاتری نسبت به میلگردهای فولادی ساختمانی دارند. برای اطلاع از قیمت انواع میلگردهای آلیاژی می توانید با شماره تلفن 03134155 تماس حاصل فرمایید و از خدمات مشاوره مجموعه مدیران صنعت بهره مند شوید.