کرنش معادل در هنگام شکست، ɛ، معیار مناسبی برای شکل‌پذیری فلز است. دانستن تاریخچه کرنش معادل ɛ (فارغ از جزء الاستیک) و اینکه چگونه مقدار شکست آن تحت تاثیر وضعیت تنش قرار می گیرد، پیش بینی شکست در یک ماده خاص را ممکن می سازد. بریجمن (1952) از طریق آزمایشات خود دریافت که شکل پذیری به شدت با کاهش تنش هیدرواستاتیکی، σh افزایش می یابد. این پدیده بعدها توسط مک کلینتاک (1968) و رایس و تریسی (1969) توضیح داده شد که به دلیل مهار رشد فضای خالی در داخل دانه های فلز است. 

تاثیر تنش بر شکست ورق سرد:

در مدل‌سازی هسته‌زایی، رشد و ادغام فضای خالی، سه محوری تنش، ∗σ، معمولاً به عنوان پارامتری که حالت تنش هیدرواستاتیکی را نشان می‌دهد استفاده می‌شود. مطالعات جدیدتر روی یک آلیاژ آلومینیوم انجام شده توسط Bao و Wierzbicki، نشان داده اند که کرنش معادل در شکستگی دارای حداکثر موضعی در ناحیه پایین تر سه محوری تنش است (0.4≈). مشاهدات مشابهی توسط بارسوم و فالسکوگ (2007) گزارش شد که آزمایش‌های کرنش صفحه‌ای را بر روی فولادهای با استحکام متوسط و با استحکام بالا انجام دادند. با این حال، در آن مطالعه حداکثر محلی در یک سه محوری بالاتر (≈0.9) مشاهده شد. بر اساس مشاهدات Bao and Wierzbicki، و آزمایش های دیگر، استدلال کردند که کرنش شکست نیز به وضعیت تنش انحرافی ماده بستگی دارد. این نتیجه گیری توسط گائو و کیم (2006) و کیم و همکاران پشتیبانی شد که تأثیر حالت تنش بر ɛ را بر اساس مدل‌سازی عددی ریزحفره‌ها در حجم ماده نماینده مطالعه کردند. حالت تنش انحرافی را می توان به راحتی با پارامتر نیرو نشان داد.

بررسی محاسباتی شکست ورق سرد:

بریگمن (1952) از عبارات تحلیلی مبتنی بر مکانیک محیط های پیوسته در یافتن مقادیر تنش و کرنش در گلویی شدن نمونه‌های آزمایش مواد استفاده کرد. او به طور تجربی ثابت کرد که فرض کرنش ثابت روی گردن در یک نمونه متقارن محوری مناسب است و بیانی برای توزیع تنش روی گلویی، بر اساس هندسه نمونه، شرایط مرزی، معادلات تعادل و تابع تسلیم فون میزس یافت. این نوع تجزیه و تحلیل، محاسبه پارامترهای تنش و کرنش را با دقت معقول برای طیف وسیعی از نمونه‌های آزمایش مواد ممکن می‌سازد. با این حال، مقادیر میدان تنش و کرنش جهانی در نمونه با این نوع تجزیه و تحلیل انجام نمی‌شود. با توسعه رایانه ها و مکانیک محاسباتی، محاسبه مقادیر میدان و همچنین مقادیر دقیق تر در منطقه گلویی نمونه ها امکان پذیر شد. ویلکینز و همکاران (1980) به تفصیل توضیح دادند که چگونه یک مدل عددی را می توان با آزمایش تطبیق داد و اطلاعاتی در مورد تاریخچه تنش و کرنش ارائه داد. استفاده از مدل‌های عددی از زمان معرفی، روش اصلی در جمع‌آوری مقادیر تنش و کرنش بوده است El-Magd  و  Abouridouane یک تکنیک تجربی جدید برای محاسبه میدان‌های کرنش و تنش در حین بارگذاری در نمونه‌های پروانه‌ای شکل تحت تنش صفحه و در شرایط تنش مختلف ارائه کردند. میدان ها با استفاده از ترکیبی از اندازه گیری های نوری، نیروی اندازه گیری شده و روابط هندسی نمونه آزمایش پیدا شدند. از این روش در استخراج کرنش معادل و تاریخچه سه محوری تنش برای فولاد بور مارتنزیتی استفاده می شود

بررسی رفتار شکست ورق سرد:

در تحقیقات مختلف، با استفاده از آزمون‌های مکانیکی، اندازه‌گیری‌های میدان کامل و آنالیز اجزای محدود، ویژگی‌های شکست فولاد نورد سرد با مقاومت کم، سخت‌شدگی بالا، از نوع Docol 600DL تعیین می‌شود. آزمایش‌ها بر روی نمونه‌هایی انجام می‌شود که از ورقه‌ای به ضخامت 2 میلی‌متر بریده شده‌اند. پنج هندسه نمونه مختلف برای تغییر حالت تنش استفاده می شود. کرنش معادل در شکستگی، ɛ، به عنوان تابعی از حالت تنش که توسط سه محوری تنش،∗σ، و پارامتر نیرو نشان داده می شود، به دست می آید. یک روش جدید برای تعیین تجربی∗σ و μ برای مواد همسانگرد و حالت‌های سطح تنش ارائه شده است. این روش مبتنی بر اندازه‌گیری‌های دقیق میدان جابجایی با استفاده از همبستگی تصویر دیجیتال (DIC) است و یک ماده Levy-Mises، یعنی تابع تسلیم فون میزس، قانون جریان مرتبط و کرنش‌های الاستیک قابل چشم پوشی را فرض می‌کند.

نتیجه گیری:

آزمایش‌ها با استفاده از پنج هندسه نمونه مختلف برای توصیف ویژگی‌های شکست یک ورق فولادی سرد نورد شده، کم استحکام و سخت‌شدگی بالا (Docol 600DL) انجام می گیرد. این آزمایش‌ها از آزمون‌های کشش صفحه-کرنش گرفته تا آزمایش‌های برشی، دامنه‌ای از سه محوری تنش را از حدود ۲/۳ تا صفر پوشش می‌دهند. ویژگی‌های شکست با استفاده از اندازه‌گیری‌های میدان نوری و شبیه‌سازی اجزای محدود در ترکیب با آزمایش مکانیکی به‌دست می آید. یک روش جدید برای استخراج سه محوری تنش و پارامتر نیرو بر روی سطح نمونه بر اساس اندازه‌گیری‌های DIC با فرض یک ماده Levy-Mises پیشنهاد شده است. در محدوده ای از حالت های تنش مورد بررسی، تنها تغییرات متوسطی در کرنش شکست یافت می شود. به طور کلی، فرآیند شکست احتمالاً در مرکز نمونه‌ها شروع می‌شود، جایی که کرنش معادل بزرگ‌تر است و میانگین سه محوری تنش بالاتر از سطح است. 

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی
 

تعمیر ورق نوردی با پاشش سرد:
در حالی که پاشش سرد مشابه ایجاد یک ماده افزودنی است، ولی تعمیر با این واقعیت متمایز می شود که تعمیر شامل یک زیرلایه (بخشی که باید تعمیر شود) و رسوبی از مواد جدید و بنابراین یک رابط است. این رابط می تواند ضعیف ترین حلقه در تعمیر باشد و به وضوح چسبندگی ضعیف منجر به تعمیر ضعیف می شود. در واقع، تعمیری که به طور کامل جدا می شود، می تواند مضرتر از عدم تعمیر باشد، زیرا ممکن است جدا شده و باعث آسیب جسم خارجی (FOD) شود. FOD یک مسئله تعمیر و نگهداری جدی برای خدمه بازرسی در عملیات هوانوردی غیرنظامی و نظامی است. گزارشی از مرکز ایمنی نیروی دریایی که شیوع و نوع FOD را در طول پنج سال از سال 2004 تا 2009 شرح می دهد، 30 مورد ناگوار FOD غیر پرنده را نشان می دهد که 10 درصد از این حوادث منجر به آسیب به موتور هواپیما توسط بست ها می گردد. از آنجایی که یکی از کاربردهای خاص CS ترمیم آسیب خوردگی است که در اطراف اتصال دهنده ها در هواپیما رخ می دهد، ارزیابی و بهینه سازی قدرت چسبندگی این تعمیرات بسیار مهم است.
استحکام چسبندگی پوشش به ورق نورد سرد:
استحکام چسبندگی تعمیرات CS هم به پیوند متالورژیکی و هم به اتصال مکانیکی نسبت داده می شود که هر دو ممکن است به زبری سطح زیرلایه بستگی داشته باشند. به طور خاص، سامسون و همکاران با مطالعه سیستم‌های AA6061-AA6061، و کومار با مطالعه Al خالص روی سیستم‌های فولاد و Cu-Cu، دریافتند که قدرت چسبندگی به طور کلی با افزایش زبری سطح تا یک زبری بحرانی خاص افزایش یافته سپس در زبری های بسیار بالا دوباره کاهش می یابد. با این حال، جالب توجه است که سامسون و همکاران با مطالعه Ti-6Al-4V روی Ti-6Al-4V، دریافتند که قدرت چسبندگی مجدداً روی سطوح صیقلی آینه افزایش می یابد. این روابط پیچیده ممکن است ناشی از رقابت بین اتصال مکانیکی و پیوند متالورژیکی باشد که هر کدام وابستگی خاص خود را به زبری سطح زیرلایه دارند. یک توضیح احتمالی برای این رفتار این است که سطوح صیقلی آینه ای بسیار صاف، پیوند متالورژیکی را افزایش می دهند، در حالی که افزودن زبری کوچک، بدون افزودن هیچ گونه قفل مکانیکی قابل ملاحظه ای، موانعی را برای اتصال متالورژیکی ایجاد می کند. با این حال، سطوح ناهموارتر ممکن است این اثر را با ارائه یک جزء مکانیکی به هم پیوسته قابل توجه خنثی کنند.

استاندارد چسبندگی لایه به ورق نوردی:
در حال حاضر چسبندگی رسوبات CS معمولاً مطابق با ASTM C633 با چسباندن میله رزوه‌ای به تعمیر و کشیدن نرمال به رابط تا زمانی که چسب یا رسوب از کار بیفتد آزمایش می‌شود. مقادیر چسبندگی برای CS AA7075 اسپری شده با هلیوم اندازه گیری شده با این روش از 30 تا بیش از 84 مگاپاسکال است، در حالی که این آزمون یک معیار قبولی شکست را ارائه می‌کند که احتمالاً کافی است و امکان تحلیل دقیق را نمی‌دهد و از تعدادی اشکالات جدی رنج می‌برد. مهم‌تر از همه، این آزمایش تنها می‌تواند قدرت چسبندگی را تا قدرت اپوکسی (75 مگا پاسکال) اندازه‌گیری کند، و اکثر اپوکسی‌های با استحکام بالا باید با حرارت پخت شوند. از جمله متداول‌ترین آنها FM-1000 (صنایع Cytec) است که نیاز به پخت در دمای 175 درجه سانتیگراد به مدت یک ساعت را دارد. این دماها برای کاهش اندکی استحکام AA7075 کافی هستند، اما مهمتر از آن می توانند تنش های پسماند را به میزان قابل توجهی کاهش دهند (تا 36٪). هر دوی این اثرات توسط یونگر و اکل مایر کمی سازی شده است. این مهم است زیرا تنش‌های پسماند نقش زیادی در چسبندگی رسوب بازی می‌کنند و در واقع رسوبات ضخیم CS گاهی بدون هیچ تنش اعمالی لایه‌لایه می‌شوند. چندین منبع نشان داده اند که تنش پسماند، که به شدت به رسوب و ضخامت لایه وابسته است، تأثیر قابل توجهی بر استحکام چسبندگی ASTM C633 دارد. علاوه بر این، پوشش‌های نازک طبق تعریف در حالت تنش سطحی هستند و بنابراین هرگز نباید نوع بارگذاری کششی معمولی را که با استفاده از ASTM C633 اندازه‌گیری می‌شود، تجربه کنند. یک روش تست چسبندگی جایگزین دقیق‌تر که به چسب متکی نیست، آزمایش برشی لوگ (MIL-J-24445A) است که اخیراً برای آزمایش پوشش‌های CS محبوب‌تر شده است. با این حال، اساساً یک پارامتر چقرمگی شکست مورد نیاز است، زیرا مواد حجیم CS، و به ویژه رابط، بسیار شکننده است و دارای نقص‌هایی است.

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی
 

مقدمه:

ورق های فولادی نورد سرد دارای ویژگی های برجسته مختلفی از جمله شکل پذیری آسان، سطح صاف و تمیز هستند و در خودروها، لوازم خانگی، مبلمان و بسیاری از اقلام روزمره دیگر استفاده می شوند. تولیدکنندگان مختلفی وجود دارند که ورق های نورد سرد را با کیفیت بالا و مطابق با استاندارهای لازم نظیر ISO9001، QS-9000 و ISO14001 تولید می کنند. از آنجایی که اکنون الزامات کیفیت سختگیرانه برای پاسخگویی به نیازهای عملکردهای محصولات بهبود یافته و در کارخانه های تولیدی ورق های فلزی اعمال می شود، تولیدکنندگان نیز یک سیستم کنترل کیفیت یکپارچه را اتخاذ کرده اند. در این روش ها، نیازهای مشتری از مرحله طراحی کیفیت در محصولات منعکس می شود تا مواد بهینه برای هر برنامه را به موقع به مشتریان عرضه نمایند

ورق های فولادی نورد سرد:

دنیای ورق های فلزی بسیار بزرگ است، تا حدی که اصطلاح ورق فلزی را می توان به بسیاری از آلیاژهای فلزی مختلف اطلاق نمود. هر فلزی که بتوان آن را به یک ورق نازک تبدیل کرد را می توان به عنوان یک ورق فلزی در نظر گرفت. اینکه پروسه تولید ورق به روش نورد گرم یا نورد سرد صورت گرفته باشد، ویژگیهای خاصی رابه ورق می دهد که در ادامه به بررسی آن پرداخته خواهد شد.

فولاد نورد سرد (CRS

فولاد نورد سرد (CRS) رایج ترین شکل ورق فلزی نازک است. همانطور که از نام آن پیداست، در دمای اتاق نورد شده و شکل می‌گیرد. ورق به دست آمده در این روش صاف و براق است و فلس ناشی از تولید و اکسید بر روی آن وجود ندارد. فولاد نورد سرد بهترین انتخاب برای کاربردهایی است که پوشش پودری دارند. هرچند کمی گران تر هستند، اما از آنجایی که سطح تمیز و صافی دارند، افزایش جزئی هزینه به راحتی با زمان صرفه جویی شده در فرآیند آماده سازی مواد جبران می شود. فولاد نورد سرد در ضخامت های متنوع که توسط استاندارد گیج (GA) تولید شده است به بازار عرضه می گردد. هر چه عدد استاندارد گیج کوچکتر باشد ورق ضخیم تر است.

فولاد نورد سرد اساساً فولاد نورد شده ای است که با اجازه دادن به خنک شدن در دمای اتاق و آنیل یا نورد حرارتی بیشتر پردازش شده است. نورد سرد فولادی با تلورانس ابعادی نزدیک تر و طیف وسیع تری از پوشش های سطحی نسبت به نورد گرم تولید می شود. این ورق ها معمولاً تا 20 درصد قوی تر از نورد گرم هستند زیرا به دلیل کارسختی صورت گرفته ناشی از فرآیند سرد دارای استحکام بالاتری می باشند.

پروسه تولید فولاد نورد سرد به گونه ای است که معمولاً منجر به محصولی با سطح بهتر و کامل تر با تلرانس های نزدیک هستند. همچنین تولید ورق با نورد سرد، سطوح صاف تری را ایجاد می کند که در لمس آن احساس چرب بودن به وجود می آید.

مزایای ورق سرد:

ورق سرد دارای مزایایی است در در ذیل به آن اشاره شده است:

-         قابل استفاده در کاربردهای دقیق

-         سخت تر و قوی تر از فولادهای نورد گرم

-         افزایش سختی

-         مقاومت در برابر شکستگی کشش

-         مقاومت در برابر تغییر شکل ناشی از سخت شدن کار

-         سطح پرداخت شده عالی و دارای زیبایی شناختی مناسب

به دلیل طیف وسیع تری از پرداخت های سطحی، معمولاً ورق های نورد سرد شده در کاربردهایی استفاده می شوند که تلورانس ها، شرایط سطح و صافی سطح عوامل مهمی هستند و همچنین سطح زیبایی شناختی و بصری جذاب تری را ارائه می دهند. کاربردهای دیگر این ورق ها عبارت از لوازم خانگی، مبلمان فلزی، اجزای ساختاری هوافضا، قطعات خودرو می باشد.

به دلیل مشکلات شکل دهی فلزات در دمای پایین، همواره تلاش شده است فلزات در دمای بالا نیز به گونه ای شکل دهی شوند که خواص ورق های سرد را داشته باشند. یکی از انواع این روش ها، تولید فولاد چسترفیلد است. فولاد چسترفیلد محصولات برتر نورد گرم و روغنی هستند که می تواند در بسیاری از کاربردها که معمولاً برای فولاد نورد سرد استفاده می شود، به کار گرفته شود. فولاد HRPO Chesterfield کنترل گیج برتر، سطح پیشرفته و کنترل شکل بی نظیر را ارائه می دهد. این فولاد می تواند جایگزین مقرون به صرفه تری برای کاربرد فولاد نورد سرد باشد.

مشخصات ورق سرد:

کارایی برتر:

محصولات نورد سرد دارای شکل پذیری عالی و حداقل انحراف در خواص مکانیکی به لطف تخصص فنی انباشته تولیدکنندگان، امکانات جدید ساخته شده و مدرن و فن آوری های نوآورانه و سیستم کنترل کیفیت یکپارچه از مواد اولیه تا محصول نهایی هستند. فن آوری ها، بازرسی دقیق و کنترل کیفیت یکپارچه کیفیت سطح عالی را تضمین می کند. در کارخانه های تولید ورق سرد پیشرفته، دقت ابعادی توسط سیستم کنترل ضخامت خودکار با استفاده از مدل های عددی پیشرفته تضمین می شود. این تولیدکنندگان محصولات نورد سرد را مطابق با طیف گسترده ای از استانداردهای محصول، از جمله JIS و سایر استانداردهای عمومی و همچنین استانداردهای داخلی خود تولید می کنند. محصولات از کاربرد عمومی، از جمله کیفیت کشش بسیار عمیق و ورق های سخت کننده پخت، تا ورق های با استحکام بالا برای میناکاری و سایر کاربردهای خاص را شامل می شود.

مراحل تولید ورق سرد:

-        نورد سرد

دقت ضخامت محصولات در کارخانه های تولید ورق سرد، توسط فرآیند نورد سرد تعیین می شود. نیروی غلتشی و کشش نوار توسط کامپیوتر کنترل می گردد تا انحرافات ضخامت را به حداقل برسانند. نورد بر اساس اندازه گیری ضخامت نوار در ورودی غلتک ها و تنظیم آن بر اساس نوع محصول تولیدی صورت می گیرد.

-        تمیز کردن ورق:

پس از انجام فرآیند نورد توسط غلتک های مربوطه، روغن استفاده شده بر روی ورق ها در حین بازپخت سوزانده می شود. سایر انواع روغن نورد قبل از بازپخت نیز با تمیز کردن الکترولیتی حذف می گردد. به طور خاص، تمیز کردن الکترولیتی برای محصولاتی استفاده می شود که برای اطمینان از رنگ پذیری خوب، به سطح تمیز نیاز دارند.

-        آنیل کردن ورق ها:

شکل پذیری محصولات با بازپخت تعیین می شود. از آنجایی که نورد سرد سختی مواد را به طور قابل توجهی افزایش می دهد و شکل دهی را دشوار می کند، بازپخت برای بهبود شکل پذیری با ایجاد ساختار تبلور مجدد در فولاد انجام می شود. در فرآیند آنیلینگ، کویل ها روی جعبه انباشته شده و توسط جعبه پوشانده و آنیل می شوند و به این عمل آنیل دسته ای می گویند. فرآیند دیگر نیز بازپخت مداوم است که در آن کویل ها به طور مداوم فعال می شوند. شرکت JFE یکی از رهبران جهان در فناوری فرآیند برای خط بازپخت پیوسته (CAL) است و همچنین از CAL برای توسعه طیف گسترده ای از محصولات جدید نظیر فولاد با استحکام بالا تا درجه کشش فوق العاده عمیق بدون پیری، استفاده می کند. CAL های پیشرفته استفاده شده در کارخانه های امروزی، کامپیوتری هستند و دارای تجهیزات تضمین کیفیت خودکار می باشند.

-        نورد اسکین پاس:

کویل های آنیل شده به آرامی توسط آسیاب اسکین پاس نورد می شوند تا از نقصی به نام کرنش برانکارد جلوگیری شود و همچنین شکل نوار بهبود یافته و خواص مکانیکی تنظیم گردد. نورد اسکین پاس همچنین برای تولید محصولات پرداختی مات و روشن استفاده می شود.

-        تمام کاری سطح ورق:

پس از نورد اسکین پاس، کویل‌ها در خط برگشت (جایی که برای تولید کویل های محصول با وزن مشخص بریده می‌شوند) یا در خط برش (جایی که به ورق هایی با ابعاد مشخص بریده می‌شوند) پردازش می گردند. سپس ضخامت، عرض، شکل و کیفیت سطح محصول بررسی می شود و خواص مکانیکی با استفاده از نمونه های گرفته شده در خط پایان آزمایش می گردد.

مزایای فولاد نورد سرد:

شناخته شده ترین مزیت مورد نظر مشتریان این است که فولاد نورد سرد بهتر با تلورانس های بسیار نزدیک تر مطابقت دارد. به زبان ساده، برای برنامه هایی که اشکال دقیق تری مورد نیاز است، فولادهای نورد سرد مناسب تر هستند. علاوه بر این، فرآیند نورد سرد همیشه سریعتر و کم هزینه تر است. این برای نیازهای عجولانه و چرخش سریع عالی است.

به طور کلی ورق سرد به عنوان محصولات نهایی مورد استفاده قرار می گیرد و احتیاجی به پردازش سطحی ندارد. ورق نورد سرد به طور قابل توجهی تحمل بیشتری نسبت به همتای خود یعنی ورق نورد گرم دارد. همچنین پس از پردازش، شکل گیری یا ظاهر فیزیکی خود را تغییر نمی دهد، یعنی انقباض ناخواسته ای وجود ندارد.

فولاد نورد سرد همه کاره است و فقط به دلیل دوام آن نیست. دقت ابعادی و دقیق فولاد نورد سرد اغلب دلیل اصلی تطبیق پذیری و محبوبیت آن است. می توان از آن برای ساخت صدها نوع مختلف لوازم و مواد در تمام صنایع استفاده کرد.

کاربردهای خاص فولاد نورد سرد:

اگر قصد شما شامل رنگ آمیزی یا پرداخت نهایی باشد، فولاد نورد سرد نیز با این معیارها مطابقت دارد. سطح آن براق تر و مسطح تر است که امکان رنگ آمیزی یکنواخت تر و براق تر را فراهم می کند. طیف محصولات نورد سرد این امکان را برای مشتریان فراهم می کند تا فولادهایی را انتخاب کنند که به بهترین وجه با معیارهای طراحی خاص آنها مطابقت دارند. در ذیل به بیان چند نمونه از کاربردهای ورق سرد پرداخته شده است:

-         پانل های بدون نور

-         قطعات تجهیزات دکوراتیو

-         پرس برای صنعت خودرو

-         قطعات خودرو و قطعات صندلی

-         مبلمان اداری

-         قفسه بندی

شایان ذکر است طیف محصولات نورد سرد برای کاربردهای گالوانیزه ایده آل است و شکل پذیری خوبی از خود نشان می دهد.

تفاوت بین فولاد نورد سرد و گرم:

تفاوت اصلی فولاد نورد سرد و گرم در نحوه پردازش آنهاست. فولاد نورد گرم فولادی است که در دماهای بالا نورد شده است، در حالی که فولاد نورد سرد اساساً فولاد نورد گرم است که بیشتر در مواد احیا کننده سرد پردازش می شود. در اینجا، مواد سرد می‌شوند و به دنبال آنیل کردن و یا نورد نرم می گردند. فولادهای با گریدها و مشخصات مختلف می توانند نورد گرم یا سرد باشند. درک تفاوت های فولاد نورد سرد و گرم می تواند به شما در تعیین بهترین نوع برای نیازهای خود کمک کند.

فولاد نورد گرم (HRS) فولادی است که در دمای بالا شکل دهی شده است. اغلب دارای یک سطح پوسته دار است که در نتیجه سرد شدن فولاد از دمای بالایی که در آن ایجاد شده است، ایجاد می‌شود. HRS کمی ارزانتر از CRS است و برای استفاده در کاربردهای ساختاری عالی است. اگر ظاهر سطح مهم است، می‌توان اکسیدها را با مدیا بلاست (سند بلاست) حذف نمود.

فرآیندی که برای تولید فولاد نورد گرم استفاده می شود، شامل نورد فولاد در دماهای بالا (معمولاً بیش از 1700 درجه فارنهایت) است. این دماهای بالا، بالاتر از دمای تبلور مجدد فولاد است و به فولاد اجازه می دهد به راحتی شکل داده شود، فرم بگیرد و در اندازه های بزرگتر ساخته شود. با سرد شدن، فولاد نورد گرم تمایل دارد به طور غیر یکنواخت جمع شود و در مقایسه با فولاد نورد سرد کنترل کمتری بر روی اندازه و شکل محصول نهایی را می دهد.

فولاد نورد گرم معمولاً دارای روکش فلس‌دار است که می‌توان آن را با برس زدن، آسیاب کردن یا سند بلاست کردن از بین برد. این فولاد اساساً نرمال (نرمالایزینگ) شده است، به این معنی که از تنش‌های داخلی که می‌تواند ناشی از فرآیندهای شکل دهی و سخت شدن کار باشد، آزاد است، زیرا اجازه داده می‌شود در دمای اتاق خنک شود. سایر خواص ورق گرم ممکن است شامل موارد زیر باشد:

-         لبه ها و گوشه های کمی گرد برای محصولات صفحه ای (به دلیل جمع شدگی و پرداخت دقیق تر)

-         انحرافات و خمیدگی جزئی ورق

-         انعطاف پذیرتر و قابلیت تبدیل شدن به اشکال مختلف

-         افزایش شکل پذیری و چقرمگی

فولاد نورد گرم نسبت به فولاد نورد سرد ارزانتر است، زیرا بدون تاخیر در فرآیند تولید می شود و مانند فولاد نورد سرد نیازی به گرم کردن مجدد ندارد. همچنین اساساً نرمال می شود زیرا اجازه داده می شود در دمای اتاق خنک شود. این بدان معنی است که از فشارهای داخلی که می تواند از فرآیندهای شکل دهی یا سخت شدن ناشی شود، آزاد است. می توان از آن در برنامه هایی استفاده کرد که در آن شکل ها و کاربردهای دقیق مورد نیاز نیست، مانند:

-         اجزای سازه ای (ریل راه آهن، تیرهای I، ورق فلز)

-         تجهیزات کشاورزی

-         ساختمان های فلزی

-         مهر زنی

-         قاب های خودرو

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی

Translation is too long to be saved

مقدمه:

فولاد نورد سرد یک محصول ساخته شده با عملیات مکانیکی با درجه بالایی از دقت ابعادی، یکنواختی سطوح و مشخصات فیزیکی منحصر به فرد است. سطح صاف و بدون اکسید سطحی فولاد نورد سرد، پایه ای عالی برای رنگ، لاک و لعاب می باشد. بازپخت ورق ها و انجام فرآیند تنش زدایی امکان عملیات کشش متوسط را فراهم می کند. ورق ها بدون ترک خوردن به صورت صاف روی هم خم می شوند. روغن کاری ورق ها، سطح را در برابر زنگ زدگی محافظت می نماید.

استفاده از روغن سطح روی ورق فولادی نورد سرد برای محافظت در برابر خوردگی (زنگ زدگی) در طول حمل و نقل و انبارداری در نظر گرفته شده است. از آنجایی که ورق فولادی نورد سرد مستعد زنگ زدگی است، روش استاندارد استفاده از روغن ضد زنگ در آخرین مرحله تولید و تمپر ورق ها امری ضروری است. روغن‌های ضد زنگ با روان‌کننده‌های تشکیل‌دهنده متفاوت هستند، زیرا حاوی مواد افزودنی خاصی هستند که مانع از خوردگی می‌شوند. علاوه بر روغن، نگهداری استاندارد استیل در محیط‌های تمیز و خشک در انبارهای تحت کنترل آب و هوا باعث می شود آسیب های وارد شده به ورق ها کاهش یافته و اطمینان حاصل شود که کویل‌ها و ورق‌ها در شرایط عالی به دست مشتری می‌رسند.

محصولات فولادی نورد سرد :

محصولات ورق نورد سرد سال هاست که در دسترس بوده اند و با موفقیت برای بسیاری از کاربردها مورد استفاده قرار می گیرند. محصولات ورق سرد امروزی نسبت به محصولاتی که در گذشته استفاده می‌شدند بهبود یافته‌اند. آنها کنترل بهتری بر ضخامت، شکل، عرض، پرداخت سطح و سایر ویژگی‌های کیفی ارائه می‌دهند که نیاز نوظهور به کاربردهای نهایی مهندسی شده را تکمیل می‌کنند.

کاربردهای معمولی برای ورق و کلاف فولاد نورد سرد:

محصولات فولادی نورد سرد در طیف گسترده ای از کاربردهای نهایی مورد استفاده قرار می گیرند. در ذیل به بیان برخی از این کاربردها پرداخته شده است:

-         لوازم خانگی

-         اتومبیل

-         موتورهای الکتریکی

-         وسایل لوله کشی

-         تولید درام

-         قفسه بندی

-         مبلمان

-         درها

-         جعبه ابزار

-         محصولات لوله

-         پرداخت سطحی یکنواخت

-         تحمل ضخامت تنگ

-         شکل پذیری بالا

-         کنترل شکل برجسته (صافی)

-         قطعات در معرض دید و همچنین قطعات بدون نور

مزایای فولاد نورد سرد:

ورقهای تولید شده به روش نورد سرد دارای خواص ویژه ای هستند که در ذیل به آن پرداخته شده است:

-         استحکام فولاد نورد سرد 20 درصد قوی تر از فولاد نورد گرم است.

-         پرداخت سطحی با کیفیت بالایی دارد.

-         فولاد نورد سرد استحکام و خواص مکانیکی بهتری دارد، به این معنی که می توان آن را تا 50 درصد نازک تر نورد کرد.

تنوع بسیاری در فرآیند تولید فولاد در دماهای مختلف وجود دارد و به طور کل فرآیندهای فولادسازی صرفاً شامل حرارت دادن فولاد تا دمای تبلور مجدد یا بالاتر از آن نیست. به عنوان مثال، نورد سرد در دمای اتاق انجام می شود. جای تعجب نیست که برای رول شدن و تشکیل فولاد در دمای اتاق به فشار بیشتری نیاز است. از آنجایی که فولاد نورد سرد بسیار کمتر از دمای تبلور مجدد فولاد تغییر شکل می دهد، با این حال، مزایای متعددی را عرضه می نماید. در زیر برخی از مزایای برتر فولاد نورد سرد آورده شده است.

-        افزایش قدرت:

فولاد نورد سرد به طور قابل توجهی قوی تر از فولاد نورد گرم است. همانطور که غلتک ها فولاد را در دمای اتاق فشرده می کنند، فولاد به دلیل سخت شدن ناشی از کرنش، قوی تر می شود. اما سوال مهم این است که فولاد نورد سرد دقیقاً چقدر استحکام دارد؟ اگرچه استثنائاتی وجود دارد، اما فولاد نورد سرد معمولاً حدود 20٪ قوی تر از همتای نورد گرم خود است.

-        پایان سطح بهبود یافته:

فولاد نورد سرد علاوه بر استحکام بیشتر، سطح روکش بهتری نیز دارد. این فولاد نسبت به فولاد نورد گرم صاف تر است و عیوب سطحی کمتری دارد، لذا نه تنها زیبایی شناسی فولاد نورد سرد را بهبود می بخشد بلکه فولاد نورد سرد را به ماده مناسب تری برای کاربردهای خاص مانند ساخت پل تبدیل می کند.

-        تحمل های سخت تر:

نورد سرد امکان تحمل کمتری نسبت به نورد گرم را فراهم می کند. این دقیقا به چه معنی است؟ در فلزکاری، اصطلاح "تلرانس" به ضخامت کلی فلز اشاره دارد. فولاد نورد سرد معمولاً نازک‌تر از فولاد نورد گرم و بدون کاهش مقاومت است. در نتیجه، نورد سرد تلورانس های کمتری نسبت به سایر فرآیندهای فولادسازی ارائه می دهد.

-        گزینه های چندگانه:

چندین گزینه مختلف برای ایجاد فولاد نورد سرد وجود دارد که برخی از آنها شامل تمام سخت، نیمه سخت، ربع سخت و نورد نرم می گردد. از بین همه این گزینه ها، نورد سرد کاملاً سخت اغلب ترجیح داده می شود زیرا سخت ترین تحمل ها را ارائه می دهد. در صورت اجرای صحیح، نورد سرد تمام سخت می تواند ضخامت فولاد را تا 50 درصد کاهش دهد. سایر فرآیندهای نورد سرد نیز می توانند ضخامت فولاد را کاهش دهند، اما به اندازه نورد سرد کاملاً سخت موثر نیستند.

معایب فولاد نورد سرد چیست؟

همانطور که گفته شد، فولاد نورد سرد مزایای متعددی را ارائه می دهد که برخی از آنها شامل افزایش استحکام، سطح بهبود یافته، تلرانس های سخت تر و گزینه های متعدد است. اما هنوز چند عیب مربوط به فولاد نورد سرد وجود دارد. در مقایسه با فولاد نورد گرم، فولاد نورد سرد معمولاً هزینه بیشتری برای تولید دارد. برای بسیاری از شرکت‌های فلزکاری، این امر نورد گرم را به فرآیند جذاب‌تری تبدیل می‌کند.

یکی دیگر از معایب فولاد نورد سرد، چکش خواری کم آن است. تغییر شکل و دستکاری شکل فولاد نورد گرم آسانتر است زیرا این فرآیند نیاز به حرارت دادن فولاد تا دمای تبلور مجدد یا بالاتر از آن دارد. با این حال، نورد سرد شامل فشرده سازی فولاد در زیر غلتک ها در دمای اتاق است و در نتیجه شکل دادن به آن را دشوارتر می کند.

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی

محصولات فولادی نورد سرد معمولاً با استفاده از روغن های ضد زنگ یا روان کننده های مبتنی بر نیتریت آبی در برابر خوردگی محافظت می شوند. با این حال، سازندگان و صنعتگران برای ساخت تجهیزاتی مانند انواع درام، نیاز دارند که مستقیماً روی سطح فولادی بدون هیچ گونه آماده سازی رنگ بزنند و یک سطح فولادی خشک (بدون روغن) را ایجاد نمایند. در نتیجه، این نوع مواد به راحتی در هنگام ذخیره سازی و حمل و نقل و در صورت عدم اتخاذ تدابیر متقابل، درگیر خوردگی و تاثیرات مخرب جوی شده و آسیب می بینند. نرخ خوردگی به عوامل متعددی مانند دما، رطوبت نسبی، آلاینده‌های موجود در محیط و یا بقایایی که روی سطح فولاد باقی می‌مانند مانند نمک‌های رطوبت سنجی یا ریزه آهن و غیره بستگی دارد.

به طور کل فولاد مورد نیاز برای تولید درام ها را می‌توان از راه‌های مختلفی تولید کرد که ممکن است شامل فرآیند تمیز کردن الکترولیتی در ECL (خط تمیز کردن الکترولیتی) و آنیل جعبه (EBNER یا HNX) باشد. اگرچه این فرآیندها می توانند به افزایش تمیزی سطح کمک کنند، اما ممکن است بر خورندگی فولاد نیز تأثیر بگذارند.

عوامل خوردگی ورق های نورد سرد:

به گفته برخی از نویسندگان، وقوع خوردگی در رول های ورق سرد در طول ذخیره سازی در کارخانه به دلیل انتشار بخار آب به فضاهای بینابینی درون رول ها و یا گاهاً حل شدن نمک های معدنی موجود در سطح فولاد می تواند نگران کننده باشد. برای این منظور از بازدارنده های فرّار خوردگی (VCI) استفاده می شود که از طریق انتشار منتقل می شوند و از مناطقی که می توانند به آنها دسترسی پیدا کنند، محافظت می کنند. مکانیسم حفاظتی به معنای مهاجرت VCI به نواحی داخلی و حفره هایی است که در دسترس هستند. پس از آن در لایه رطوبت حل می شود و از سطح فلز محافظت می کند. در تحقیقات مختلف رفتار این مواد ممانعت کننده خوردگی موردارزیابی قرار گرفته است به طوریکه پس از خروج رول ها از انبار، بازرسی بصری بسته‌ها به وضوح وضعیت سطح بهتر بسته‌های VCIwrapped را در مقایسه با بسته‌های خالی نشان می دهد. برای یک زمان ذخیره سازی معین، بسته های لخت دارای خوردگی شدید در لبه های خارجی و لبه های داخلی هستند، در حالی که این نواحی در رول های حاوی VCI بسیار اندک و ناچیز می باشند..

نحوه بررسی تاثیر ممانعت کننده ها بر خوردگی ورق سرد:

برای بررسی تاثیر ممانعت کننده های VCI بر رفتار خوردگی ورق های سرد، از قطعات استاندارد به نام کوپن استفاده می گردد. کوپن ها در محیط مشابه محل نگهداری رول های ورق سرد قرار می گیرند و در بازه های زمانی معین رفتار خوردگی آنها بررسی می گردد. در ورق های سرد مشاهده می شود که خوردگی ابتدا در لبه های آن و بعداً در سطح کلی به صورت حفره های کوچک ایجاد شده است که این نتایج با مکانیسم توصیف شده برای عملکرد حفاظتی VCI موافق است و نشان می‌دهد که در مقیاس صنعتی، حفاظت عمدتاً در لبه بیرونی و لبه‌های سیم پیچ مؤثر است و VCI می تواند به خوبی مقاومت ورق ها را افزایش دهد.

در تحقیقات مختلف و بازرسی پروب های داخلی برای بسته های لخت و VCI، حفره های خوردگی را در سطح مشاهده شده است. مجدداً، درجه خوردگی کاوشگرهای بدون بسته بندی برای همان زمان ذخیره سازی بیشتر از پروب های دارای بسته بندی VCI است. اما مشاهده شد که زمان سپری شده تا مشاهده اولین لکه های خوردگی برای هر دو نوع بسته بندی یکسان است. نتایج همچنین نشان می‌دهد که مسیرهای فرآیند در زمان شروع فرآیند خوردگی تأثیر دارند. این نتایج  نشان می‌دهد که لایه‌های بدون پردازش ورق سرد در برابر خوردگی مقاوم‌تر از سطوح تمیز شده به روش الکتریکی هستند. با توجه به نتایج ارائه شده، حساسیت به خوردگی به شدت با تمیزی سطح مرتبط است. با توجه به اینکه تاثیر خوردگی برای مواد الکتروکلین شده بیشتر است و بازپخت منجر به مشکلات خوردگی بیشتری می‌شود، می‌توان گفت که هر چه سطح صیقلی بیشتر باشد، مقاومت به خوردگی کمتر می‌شود. این واقعیت باید برای انتخاب مناسب مسیرهای فرآیند با توجه به نیاز مشتریان در نظر گرفته شود.

خصوصیات محصولات خوردگی ورق سرد:

نتایج حاصل از بررسی محصولات خوردگی بر روی ورق سرد به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان داد که مورفولوژی محصولات خوردگی در مواد الکتروکلین شده و غیرالکتروکلین شده متفاوت است. حتی اگر با چشم غیر مسلح لکه های خوردگی برای هر دو نوع نمونه، شبیه به یکدیگر به نظر برسند، با نگاهی دقیق تر، وجود خوردگی رشته ای در مواد الکتروکلین شده و لکه های خوردگی نوع گرد در نمونه های غیرالکتروکلین شده وجود دارد.

خوردگی رشته ای با تشکیل شبکه ای از رشته های نخ مانند از محصولات خوردگی در نتیجه قرار گرفتن در معرض جو مرطوب ایجاد می شود. اگرچه این پدیده به راحتی در زیر لاک یا رنگ مشاهده می شود، اما می تواند روی یک سطح فلزی نیز رخ دهد. صدمات ناشی از این نوع خوردگی بسیار ناچیز است که عمده ایراد آن تأثیر مخرب بر ظاهر فلز است. طبق تحقیقات و نتایج به دست آمده گوناگون، رطوبت نسبی بالاتر از 55 درصد در دمای اتاق برای وقوع خوردگی رشته ای مورد نیاز است، اما برخی مطالعات نشان می دهد که در مقادیر پایین تر نیز می تواند رخ دهد. ایوانز، وقوع این نوع خوردگی را بر روی فولاد آلوده به سولفات کلسیم پس از 12 ساعت در رطوبت 99 درصد گزارش کرد.

Translation is too long to be saved

توصیف مکانیزم خوردگی رشته ای:

مکانیسم خوردگی رشته ای را می توان به شرح زیر توصیف کرد:

پس از نفوذ الکترولیت (آب) یا مسدود شدن در زیر یک پوشش، فرآیند خوردگی آغاز می شود که با حضور آنیون های آلی و معدنی صورت می گیرد. نمک های آهن و یون های هیدروکسیل تشکیل می شوند و یک سلول هوادهی تفاضلی در هسته رشته تشکیل شده ایجاد می شود. در مرکز آن (آند) کمبود اکسیژن وجود دارد، در حالی که در محیط (کاتد) یون های هیدروکسیل انباشته شده است. یون های هیدروکسیل منتشر می شوند و با یون‌های آهن واکنش می‌دهند که باعث مصرف اکسیژن شده و هیدروکسیدهای آهن تولید و روی سطح فولاد رسوب می‌کنند. این اکسیدها مانعی را تشکیل می دهند که ناحیه مجاور را غیرفعال می کند و از عبور رشته ها از یکدیگر جلوگیری می نماید. به گفته کوهلر آنیون ها به منظور جبران بار الکتریکی ناشی از تشکیل یون های آهن، به سر رشته مهاجرت می کنند. این فرآیند در حالی ادامه می یابد که آب منتشر می شود، تا زمانی که غلظت یون ها کاهش یابد. فشار اسمزی پایین می آید و ساختار ایجاد شده فرو می ریزد و ردی از اکسید باقی می ماند. وقوع این مورفولوژی نوع رشته بر روی بسترهای الکتروکلین شده را می توان با حضور یک لایه سیلیکات بر روی سطح فولاد توضیح داد. اگرچه نقش اصلی پردازش ECL حذف آلودگی سطحی است، اما همچنین یک لایه سیلیکات نازک بر روی سطح فولادی باقی می‌گذارد که هدف آن جلوگیری از چسبیدن ورق ها و گرافیت شدن در طول بازپخت دسته‌ای است. بر اساس آنالیزهای منتشر شده که توسط نویسندگان بر روی نمونه های الکتروکلین شده انجام شده است، ضخامت این لایه 40 آنگستروم است. پیشنهاد می‌شود که این لایه نازک نقش یک پوشش را در مکانیسمی که در بالا توضیح داده شد بازی کند و منجر به خوردگی رشته‌ای شود. محصولات خوردگی با استفاده از دستگاه FTIR مشخص شدند. با توجه به نوارهای مشاهده شده، محصولات خوردگی حاوی انواع مختلفی از اکسی هیدروکسیدهای آهن مانند آکاگانیت، گوتیت و کریستالیت هستند. وجود یک نوار پهن مربوط به یون های هیدروکسیل نشان می دهد که این ترکیبات دارای درجه بالایی از هیدراتاسیون هستند.

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی

ورق های فولادی نورد سرد دارای ویژگی های برجسته مختلفی از جمله شکل پذیری آسان، سطح صاف و تمیز هستند و در خودروها، لوازم خانگی، مبلمان و بسیاری از اقلام روزمره دیگر استفاده می شوند. تولیدکنندگان مختلفی وجود دارند که ورق های نورد سرد را با کیفیت بالا و مطابق با استاندارهای لازم نظیر ISO9001، QS-9000 و ISO14001 تولید می کنند. از آنجایی که اکنون الزامات کیفیت سختگیرانه برای پاسخگویی به نیازهای عملکردهای محصولات بهبود یافته و در کارخانه های تولیدی ورق های فلزی اعمال می شود، تولیدکنندگان نیز یک سیستم کنترل کیفیت یکپارچه را اتخاذ کرده اند. در این روش ها، نیازهای مشتری از مرحله طراحی کیفیت در محصولات منعکس می شود تا مواد بهینه برای هر برنامه را به موقع به مشتریان عرضه نمایند

ورق های فولادی نورد سرد:

دنیای ورق های فلزی بسیار بزرگ است، تا حدی که اصطلاح ورق فلزی را می توان به بسیاری از آلیاژهای فلزی مختلف اطلاق نمود. هر فلزی که بتوان آن را به یک ورق نازک تبدیل کرد را می توان به عنوان یک ورق فلزی در نظر گرفت. اینکه پروسه تولید ورق به روش نورد گرم یا نورد سرد صورت گرفته باشد، ویژگیهای خاصی رابه ورق می دهد که در ادامه به بررسی آن پرداخته خواهد شد.

فولاد نورد سرد CRS

فولاد نورد سرد (CRS) رایج ترین شکل ورق فلزی نازک است. همانطور که از نام آن پیداست، در دمای اتاق نورد شده و شکل می‌گیرد. ورق به دست آمده در این روش صاف و براق است و فلس ناشی از تولید و اکسید بر روی آن وجود ندارد. فولاد نورد سرد بهترین انتخاب برای کاربردهایی است که پوشش پودری دارند. هرچند کمی گران تر هستند، اما از آنجایی که سطح تمیز و صافی دارند، افزایش جزئی هزینه به راحتی با زمان صرفه جویی شده در فرآیند آماده سازی مواد جبران می شود. فولاد نورد سرد در ضخامت های متنوع که توسط استاندارد گیج (GA) تولید شده است به بازار عرضه می گردد. هر چه عدد استاندارد گیج کوچکتر باشد ورق ضخیم تر است.

فولاد نورد سرد اساساً فولاد نورد شده ای است که با اجازه دادن به خنک شدن در دمای اتاق و آنیل یا نورد حرارتی بیشتر پردازش شده است. نورد سرد فولادی با تلورانس ابعادی نزدیک تر و طیف وسیع تری از پوشش های سطحی نسبت به نورد گرم تولید می شود. این ورق ها معمولاً تا 20 درصد قوی تر از نورد گرم هستند زیرا به دلیل کارسختی صورت گرفته ناشی از فرآیند سرد دارای استحکام بالاتری می باشند.

پروسه تولید فولاد نورد سرد به گونه ای است که معمولاً منجر به محصولی با سطح بهتر و کامل تر با تلرانس های نزدیک هستند. همچنین تولید ورق با نورد سرد، سطوح صاف تری را ایجاد می کند که در لمس آن احساس چرب بودن به وجود می آید.

مزایای ورق سرد:

ورق سرد دارای مزایایی است در در ذیل به آن اشاره شده است:

• قابل استفاده در کاربردهای دقیق
• سخت تر و قوی تر از فولادهای نورد گرم
• افزایش سختی
• مقاومت در برابر شکستگی کشش
• مقاومت در برابر تغییر شکل ناشی از سخت شدن کار
• سطح پرداخت شده عالی و دارای زیبایی شناختی مناسب
• مقاومت به خوردگی

به دلیل طیف وسیع تری از پرداخت های سطحی، معمولاً ورق های نورد سرد شده در کاربردهایی استفاده می شوند که تلورانس ها، شرایط سطح و صافی سطح عوامل مهمی هستند و همچنین سطح زیبایی شناختی و بصری جذاب تری را ارائه می دهند. کاربردهای دیگر این ورق ها عبارت از لوازم خانگی، مبلمان فلزی، اجزای ساختاری هوافضا، قطعات خودرو می باشد.

به دلیل مشکلات شکل دهی فلزات در دمای پایین، همواره تلاش شده است فلزات در دمای بالا نیز به گونه ای شکل دهی شوند که خواص ورق های سرد را داشته باشند. یکی از انواع این روش ها، تولید فولاد چسترفیلد است. فولاد چسترفیلد محصولات برتر نورد گرم و روغنی هستند که می تواند در بسیاری از کاربردها که معمولاً برای فولاد نورد سرد استفاده می شود، به کار گرفته شود. فولاد HRPO Chesterfield کنترل گیج برتر، سطح پیشرفته و کنترل شکل بی نظیر را ارائه می دهد. این فولاد می تواند جایگزین مقرون به صرفه تری برای کاربرد فولاد نورد سرد باشد.

مشخصات ورق سرد:

کارایی برتر:

محصولات نورد سرد دارای شکل پذیری عالی و حداقل انحراف در خواص مکانیکی به لطف تخصص فنی انباشته تولیدکنندگان، امکانات جدید ساخته شده و مدرن و فن آوری های نوآورانه و سیستم کنترل کیفیت یکپارچه از مواد اولیه تا محصول نهایی هستند. فن آوری ها، بازرسی دقیق و کنترل کیفیت یکپارچه کیفیت سطح عالی را تضمین می کند. در کارخانه های تولید ورق سرد پیشرفته، دقت ابعادی توسط سیستم کنترل ضخامت خودکار با استفاده از مدل های عددی پیشرفته تضمین می شود. این تولیدکنندگان محصولات نورد سرد را مطابق با طیف گسترده ای از استانداردهای محصول، از جمله JIS و سایر استانداردهای عمومی و همچنین استانداردهای داخلی خود تولید می کنند. محصولات از کاربرد عمومی، از جمله کیفیت کشش بسیار عمیق و ورق های سخت کننده پخت، تا ورق های با استحکام بالا برای میناکاری و سایر کاربردهای خاص را شامل می شود.

مراحل تولید ورق سرد:

نورد سرد

دقت ضخامت محصولات در کارخانه های تولید ورق سرد، توسط فرآیند نورد سرد تعیین می شود. نیروی غلتشی و کشش نوار توسط کامپیوتر کنترل می گردد تا انحرافات ضخامت را به حداقل برسانند. نورد بر اساس اندازه گیری ضخامت نوار در ورودی غلتک ها و تنظیم آن بر اساس نوع محصول تولیدی صورت می گیرد.

تمیز کردن ورق:

پس از انجام فرآیند نورد توسط غلتک های مربوطه، روغن استفاده شده بر روی ورق ها در حین بازپخت سوزانده می شود. سایر انواع روغن نورد قبل از بازپخت نیز با تمیز کردن الکترولیتی حذف می گردد. به طور خاص، تمیز کردن الکترولیتی برای محصولاتی استفاده می شود که برای اطمینان از رنگ پذیری خوب، به سطح تمیز نیاز دارند.

آنیل کردن ورق ها:

شکل پذیری محصولات با بازپخت تعیین می شود. از آنجایی که نورد سرد سختی مواد را به طور قابل توجهی افزایش می دهد و شکل دهی را دشوار می کند، بازپخت برای بهبود شکل پذیری با ایجاد ساختار تبلور مجدد در فولاد انجام می شود. در فرآیند آنیلینگ، کویل ها روی جعبه انباشته شده و توسط جعبه پوشانده و آنیل می شوند و به این عمل آنیل دسته ای می گویند. فرآیند دیگر نیز بازپخت مداوم است که در آن کویل ها به طور مداوم فعال می شوند. شرکت JFE یکی از رهبران جهان در فناوری فرآیند برای خط بازپخت پیوسته (CAL) است و همچنین از CAL برای توسعه طیف گسترده ای از محصولات جدید نظیر فولاد با استحکام بالا تا درجه کشش فوق العاده عمیق بدون پیری، استفاده می کند. CAL های پیشرفته استفاده شده در کارخانه های امروزی، کامپیوتری هستند و دارای تجهیزات تضمین کیفیت خودکار می باشند.

نورد اسکین پاس:

کویل های آنیل شده به آرامی توسط آسیاب اسکین پاس نورد می شوند تا از نقصی به نام کرنش برانکارد جلوگیری شود و همچنین شکل نوار بهبود یافته و خواص مکانیکی تنظیم گردد. نورد اسکین پاس همچنین برای تولید محصولات پرداختی مات و روشن استفاده می شود.

تمام کاری سطح ورق:

پس از نورد اسکین پاس، کویل‌ها در خط برگشت (جایی که برای تولید کویل های محصول با وزن مشخص بریده می‌شوند) یا در خط برش (جایی که به ورق هایی با ابعاد مشخص بریده می‌شوند) پردازش می گردند. سپس ضخامت، عرض، شکل و کیفیت سطح محصول بررسی می شود و خواص مکانیکی با استفاده از نمونه های گرفته شده در خط پایان آزمایش می گردد.

مزایای فولاد نورد سرد:

شناخته شده ترین مزیت مورد نظر مشتریان این است که فولاد نورد سرد بهتر با تلورانس های بسیار نزدیک تر مطابقت دارد. به زبان ساده، برای برنامه هایی که اشکال دقیق تری مورد نیاز است، فولادهای نورد سرد مناسب تر هستند. علاوه بر این، فرآیند نورد سرد همیشه سریعتر و کم هزینه تر است. این برای نیازهای عجولانه و چرخش سریع عالی است.

به طور کلی ورق سرد به عنوان محصولات نهایی مورد استفاده قرار می گیرد و احتیاجی به پردازش سطحی ندارد. ورق نورد سرد به طور قابل توجهی تحمل بیشتری نسبت به همتای خود یعنی ورق نورد گرم دارد. همچنین پس از پردازش، شکل گیری یا ظاهر فیزیکی خود را تغییر نمی دهد، یعنی انقباض ناخواسته ای وجود ندارد.

فولاد نورد سرد همه کاره است و فقط به دلیل دوام آن نیست. دقت ابعادی و دقیق فولاد نورد سرد اغلب دلیل اصلی تطبیق پذیری و محبوبیت آن است. می توان از آن برای ساخت صدها نوع مختلف لوازم و مواد در تمام صنایع استفاده کرد.

کاربردهای خاص فولاد نورد سرد:

اگر قصد شما شامل رنگ آمیزی یا پرداخت نهایی باشد، فولاد نورد سرد نیز با این معیارها مطابقت دارد. سطح آن براق تر و مسطح تر است که امکان رنگ آمیزی یکنواخت تر و براق تر را فراهم می کند. طیف محصولات نورد سرد این امکان را برای مشتریان فراهم می کند تا فولادهایی را انتخاب کنند که به بهترین وجه با معیارهای طراحی خاص آنها مطابقت دارند. در ذیل به بیان چند نمونه از کاربردهای ورق سرد پرداخته شده است:

• پانل های بدون نور
• قطعات تجهیزات دکوراتیو
• پرس برای صنعت خودرو
• قطعات خودرو و قطعات صندلی
• مبلمان اداری
• قفسه بندی

شایان ذکر است طیف محصولات نورد سرد برای کاربردهای گالوانیزه ایده آل است و شکل پذیری خوبی از خود نشان می دهد.

تفاوت بین فولاد نورد سرد و گرم:

تفاوت اصلی فولاد نورد سرد و گرم در نحوه پردازش آنهاست. فولاد نورد گرم فولادی است که در دماهای بالا نورد شده است، در حالی که فولاد نورد سرد اساساً فولاد نورد گرم است که بیشتر در مواد احیا کننده سرد پردازش می شود. در اینجا، مواد سرد می‌شوند و به دنبال آنیل کردن و یا نورد نرم می گردند. فولادهای با گریدها و مشخصات مختلف می توانند نورد گرم یا سرد باشند. درک تفاوت های فولاد نورد سرد و گرم می تواند به شما در تعیین بهترین نوع برای نیازهای خود کمک کند.

فولاد نورد گرم (HRS) فولادی است که در دمای بالا شکل دهی شده است. اغلب دارای یک سطح پوسته دار است که در نتیجه سرد شدن فولاد از دمای بالایی که در آن ایجاد شده است، ایجاد می‌شود. HRS کمی ارزانتر از CRS است و برای استفاده در کاربردهای ساختاری عالی است. اگر ظاهر سطح مهم است، می‌توان اکسیدها را با مدیا بلاست (سند بلاست) حذف نمود.

فرآیندی که برای تولید فولاد نورد گرم استفاده می شود، شامل نورد فولاد در دماهای بالا (معمولاً بیش از 1700 درجه فارنهایت) است. این دماهای بالا، بالاتر از دمای تبلور مجدد فولاد است و به فولاد اجازه می دهد به راحتی شکل داده شود، فرم بگیرد و در اندازه های بزرگتر ساخته شود. با سرد شدن، فولاد نورد گرم تمایل دارد به طور غیر یکنواخت جمع شود و در مقایسه با فولاد نورد سرد کنترل کمتری بر روی اندازه و شکل محصول نهایی را می دهد.

فولاد نورد گرم معمولاً دارای روکش فلس‌دار است که می‌توان آن را با برس زدن، آسیاب کردن یا سند بلاست کردن از بین برد. این فولاد اساساً نرمال (نرمالایزینگ) شده است، به این معنی که از تنش‌های داخلی که می‌تواند ناشی از فرآیندهای شکل دهی و سخت شدن کار باشد، آزاد است، زیرا اجازه داده می‌شود در دمای اتاق خنک شود. سایر خواص ورق گرم ممکن است شامل موارد زیر باشد:

• لبه ها و گوشه های کمی گرد برای محصولات صفحه ای (به دلیل جمع شدگی و پرداخت دقیق تر)
• انحرافات و خمیدگی جزئی ورق
• انعطاف پذیرتر و قابلیت تبدیل شدن به اشکال مختلف
• افزایش شکل پذیری و چقرمگی

فولاد نورد گرم نسبت به فولاد نورد سرد ارزانتر است، زیرا بدون تاخیر در فرآیند تولید می شود و مانند فولاد نورد سرد نیازی به گرم کردن مجدد ندارد. همچنین اساساً نرمال می شود زیرا اجازه داده می شود در دمای اتاق خنک شود. این بدان معنی است که از فشارهای داخلی که می تواند از فرآیندهای شکل دهی یا سخت شدن ناشی شود، آزاد است. می توان از آن در برنامه هایی استفاده کرد که در آن شکل ها و کاربردهای دقیق مورد نیاز نیست، مانند:

• اجزای سازه ای (ریل راه آهن، تیرهای I، ورق فلز)
• تجهیزات کشاورزی
• ساختمان های فلزی
• مهر زنی
• قاب های خودرو