ورق آلیاژی در ساخت

ورق‌های آلیاژی مورد استفاده در ساخت پاتیل‌های ذوب فلزات–مقایسه عملکرد حرارتی گریدهای مختلف در پاتیل‌های ذوب فلزات

مقدمه

در صنایع ریخته‌گری و متالورژی، پاتیل‌های ذوب فلزات به‌عنوان یکی از مهم‌ترین تجهیزات انتقال، نگهداری و تخلیه فلزات مذاب شناخته می‌شوند. این تجهیزات باید در برابر دماهای بسیار بالا، شوک‌های حرارتی، خوردگی شیمیایی و فشارهای مکانیکی مقاومت کافی داشته باشند. انتخاب متریال مناسب برای ساخت بدنه پاتیل، تأثیر مستقیمی بر عملکرد، ایمنی و طول عمر آن دارد. در این میان، استفاده از ورق‌های آلیاژی تخصصی به‌عنوان گزینه‌ای مهندسی‌شده و مقاوم، جایگاه ویژه‌ای در طراحی و ساخت پاتیل‌های صنعتی پیدا کرده است.

این مقاله با تمرکز بر انواع ورق‌های آلیاژی مورد استفاده در ساخت پاتیل‌های ذوب. به بررسی ویژگی‌ها، استانداردها، گریدهای رایج در ایران و مزایای فنی هر دسته خواهد پرداخت.

دسته‌بندی انواع ورق‌های آلیاژی در ساخت پاتیل

1. ورق‌های آلیاژی پایه نیکل (Nickel-Based Alloys)

ورق‌های پایه نیکل به‌دلیل مقاومت بسیار بالا در برابر حرارت، اکسیداسیون و خوردگی. در ساخت پاتیل‌هایی که با فلزات خاص یا شرایط دمایی شدید سروکار دارند، استفاده می‌شوند.

ویژگی‌ها:

• پایداری ساختاری در دماهای بالای ۱۲۰۰ درجه سانتی‌گراد
• مقاومت فوق‌العاده در برابر خوردگی اسیدی و قلیایی
• مناسب برای ذوب فلزات خاص مانند نیکل، کبالت و آلیاژهای ویژه

نمونه‌های رایج:
Inconel 600، Incoloy 800، Hastelloy C276

کاربرد:
پاتیل‌های مورد استفاده در صنایع هوافضا، پتروشیمی و ذوب فلزات خاص

2. ورق‌های آلیاژی فولاد ضدزنگ (Stainless Steel Alloys)

فولادهای ضدزنگ به‌دلیل ترکیب کروم و نیکل، مقاومت خوبی در برابر خوردگی و حرارت دارند. و در بسیاری از پاتیل‌های صنعتی عمومی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ویژگی‌ها:

• مقاومت به اکسیداسیون در دماهای بالا
• قابلیت جوشکاری و شکل‌دهی مناسب
• دوام بالا در محیط‌های خورنده

استاندارد مرتبط:
ASTM A240 – برای ورق‌های فولاد ضدزنگ در کاربردهای حرارتی و خورنده

گریدهای پرکاربرد:
304، 316L، 310S

کاربرد:
پاتیل‌های ذوب فولاد زنگ‌نزن، آلومینیوم و فلزات سبک

3. ورق‌های آلیاژی مولیبدن و تنگستن

این دسته از آلیاژها برای شرایط بسیار خاص و دماهای فوق‌العاده بالا طراحی شده‌اند. مولیبدن و تنگستن دارای نقطه ذوب بسیار بالا هستند و در برابر شوک حرارتی مقاومت بی‌نظیری دارند.

ویژگی‌ها:

• نقطه ذوب بالای ۲۴۰۰ درجه سانتی‌گراد
• مقاومت عالی در برابر سایش و خوردگی
• پایداری مکانیکی در شرایط خلأ یا اتمسفرهای خاص

کاربرد:
پاتیل‌های مورد استفاده در صنایع هسته‌ای، الکترونیک و ذوب فلزات دیرگداز

گریدهای پرکاربرد در ایران برای ساخت پاتیل‌های ذوب

بر اساس منابع صنعتی داخلی و مقالات تخصصی منتشرشده، گریدهای زیر بیشترین کاربرد را در ساخت پاتیل‌های ذوب فلزات در ایران دارند:

1. ورق فولادی A516 Grade 70

ویژگی‌ها:

• استحکام کششی بالا
• مقاومت مناسب در برابر فشار و حرارت
• جوش‌پذیری عالی

استاندارد:
ASTM A516 – مناسب برای مخازن تحت فشار و دمای بالا

کاربرد:
پاتیل‌های فولاد مذاب، مخازن تحت فشار، دیگ‌های بخار

2. ورق فولادی ST52

ویژگی‌ها:

• استحکام بالا و چقرمگی مناسب
• قابلیت ماشین‌کاری و خم‌کاری خوب
• قیمت اقتصادی نسبت به آلیاژهای خاص

کاربرد:
پاتیل‌های عمومی، سازه‌های صنعتی، تجهیزات انتقال فلز مذاب

3. ورق فولادی A36

ویژگی‌ها:

• فولاد کربنی با خواص مکانیکی متوسط
• مناسب برای کاربردهای عمومی
• جوش‌پذیری و شکل‌پذیری بالا

کاربرد:
پاتیل‌های سبک، تجهیزات کم‌فشار، سازه‌های نگهدارنده

4. ورق فولادی ضد سایش (Hardox 400 / 450)

ویژگی‌ها:

• مقاومت بسیار بالا در برابر سایش
• سختی سطحی بالا
• مناسب برای محیط‌های پرتنش مکانیکی

کاربرد:
پاتیل‌هایی که در معرض سایش شدید ناشی از ذرات فلز مذاب یا سرباره هستند

استانداردهای بین‌المللی مرتبط با ورق‌های آلیاژی

🔧 بررسی چالش‌های فنی گریدهای ورق آلیاژی در ساخت پاتیل‌های ذوب

1. ورق فولادی A516 Grade 70

استاندارد: ASTM A516
نوع: فولاد کربنی مقاوم در برابر فشار و حرارت

جوشکاری:

• نیاز به پیش‌گرم در ضخامت‌های بالا برای جلوگیری از ترک‌خوردگی
• حساسیت به ترک‌های هیدروژنی در جوش‌های ضخیم
• انتخاب دقیق الکترودهای کم‌هیدروژن برای جوشکاری قوس دستی

شکل‌دهی:

• شکل‌پذیری مناسب در حالت گرم
• در ضخامت‌های بالا، نیاز به پرس‌های سنگین و کنترل تنش‌های پسماند

نگهداری:

• مستعد خوردگی سطحی در محیط‌های مرطوب یا اسیدی
• نیاز به پوشش‌دهی یا رنگ صنعتی برای افزایش دوام
• بررسی دوره‌ای جوش‌ها با تست‌های غیرمخرب (UT، MT)

ورق آلیاژی در ساخت

2. ورق فولادی ST52

استاندارد: DIN 17100
نوع: فولاد کم‌کربن با استحکام بالا

جوشکاری:

• جوش‌پذیری خوب، اما در ضخامت‌های بالا نیاز به کنترل حرارت ورودی
• احتمال کاهش چقرمگی در ناحیه متاثر از حرارت (HAZ)
• استفاده از الکترودهای E7018 یا مشابه برای حفظ خواص مکانیکی

شکل‌دهی:

• مناسب برای خم‌کاری سرد و نورد
• در ضخامت‌های بالا، احتمال برگشت فنری (springback) در خم‌کاری

نگهداری:

• مقاومت متوسط در برابر خوردگی
• نیاز به رنگ‌آمیزی صنعتی یا گالوانیزه گرم در محیط‌های خورنده
• بررسی ترک‌های ریز در ناحیه جوش در دوره‌های نگهداری

3. ورق فولادی A36

استاندارد: ASTM A36
نوع: فولاد کربنی عمومی

جوشکاری:

• جوش‌پذیری عالی با اغلب فرآیندهای جوشکاری
• در ضخامت‌های بالا، احتمال ایجاد تنش‌های پسماند
• نیاز به کنترل دمای بین‌پاس برای جلوگیری از اعوجاج

شکل‌دهی:

• مناسب برای خم‌کاری سرد و گرم
• در ضخامت‌های بالا، نیاز به نیروی شکل‌دهی بیشتر
• احتمال کاهش یکنواختی در نوردهای دستی

نگهداری:

• مقاومت پایین در برابر خوردگی
• نیاز به پوشش‌های محافظتی در محیط‌های صنعتی
• مستعد زنگ‌زدگی در صورت تماس با رطوبت یا مواد شیمیایی

4. ورق ضد سایش Hardox 400 / 450

استاندارد: EN 10029 / SSAB
نوع: فولاد آلیاژی با سختی بالا

جوشکاری:

• جوشکاری بسیار حساس به ترک‌خوردگی در ناحیه HAZ
• نیاز به پیش‌گرم دقیق و کنترل دمای بین‌پاس
• استفاده از الکترودهای مخصوص فولاد سخت با دمای ذوب بالا

شکل‌دهی:

• شکل‌دهی سرد بسیار محدود؛ احتمال ترک در خم‌کاری
• نیاز به ماشین‌کاری دقیق به‌جای نورد یا پرس
• در ضخامت‌های بالا، شکل‌دهی فقط در حالت گرم توصیه می‌شود

نگهداری:

• مقاومت عالی در برابر سایش، اما شکننده در برابر ضربه‌های شدید
• نیاز به بررسی دوره‌ای ترک‌های سطحی
• در صورت آسیب، تعمیرات جوشی بسیار تخصصی و پرهزینه

📌 جمع‌بندی فنی

📏 جدول ابعاد و ضخامت ورق‌های آلیاژی تولیدی در ایران برای ساخت پاتیل

ورق آلیاژی در ساخت

نکات فنی:

• ورق A516 Gr.70 معمولاً در ضخامت‌های بالاتر از 10 میلی‌متر برای ساخت پاتیل‌های تحت فشار و دمای بالا استفاده می‌شود.
• ST52 به دلیل چقرمگی بالا، در ضخامت‌های متوسط برای پاتیل‌های عمومی کاربرد دارد.
• A36 بیشتر در پاتیل‌های سبک یا سازه‌های نگهدارنده استفاده می‌شود.
• Hardox به‌صورت وارداتی و در ضخامت‌های خاص برای پاتیل‌های مقاوم به سایش به‌کار می‌رود.

🏭 تولیدکنندگان واقعی ایرانی برای گریدهای ورق آلیاژی

1. ورق A516 Grade 70

تولیدکنندگان ایرانی:

• فولاد اکسین خوزستان – تخصص در تولید ورق‌های آتش‌خوار و مقاوم به فشار
• فولاد مبارکه اصفهان – تولیدکننده ورق‌های کربنی و آلیاژی با گریدهای صنعتی
• فولاد کاویان اهواز – تولید ورق‌های سنگین برای کاربردهای تحت فشار
• مجتمع نورد فولاد گیلان – تولید ورق‌های نورد گرم با گریدهای صنعتی

2. ورق ST52

تولیدکنندگان ایرانی:

• فولاد مبارکه اصفهان – تولید ورق‌های ST52 با کنترل کیفیت بالا
• شرکت فولاد غرب آسیا – تولید ورق‌های صنعتی با قابلیت شکل‌دهی
• شرکت نورد و تولید قطعات فولادی ایران – تولید ورق‌های ساختمانی و صنعتی

3. ورق A36

تولیدکنندگان ایرانی:

• فولاد مبارکه اصفهان – تولیدکننده اصلی ورق‌های A36 در ایران
• فولاد سبا (زیرمجموعه مبارکه) – تولید ورق‌های نورد گرم با گرید عمومی
• فولاد گیلان – تولید ورق‌های ساختمانی و صنعتی با گرید A36

4. ورق ضد سایش Hardox 400 / 450

تولیدکننده ایرانی ندارد.
این گریدها به‌صورت انحصاری توسط شرکت SSAB سوئد تولید می‌شوند و در ایران صرفاً وارداتی هستند.

🌍 شرکت‌های بین‌المللی معتبر تولیدکننده این گریدها

📊 جدول نهایی: گرید، تولیدکننده، و نوع مصرف در ایران

🌐 منابع بین‌المللی مورد استفاده در مقاله

1. SteelNumber.com – پایگاه داده جهانی گریدهای فولادی

این سایت مرجع تطبیق گریدهای فولادی در استانداردهای مختلف (DIN، EN، AISI، JIS و…) است. برای گرید ST52 از این منبع جهت بررسی معادل‌های اروپایی و خواص مکانیکی استفاده شده است.

2. HDC Manufacturing – جدول تطبیق استانداردهای فولاد آلیاژی

این منبع اطلاعات جامعی درباره تطبیق گریدهای فولاد آلیاژی در استانداردهای بین‌المللی مانند JIS، DIN، AISI، GB و غیره ارائه می‌دهد. برای بررسی گریدهای A516، A36 و ST52 از این جدول استفاده شده است.