ورود|ثبت نام
031 9100 31 31فولاد نرم چیست؟ راهنمای آسان برای درک ساختار و کاربرد
مرز میان فولادی که زیر پرس خم میشود و فولادی که ترک میخورد را، ۰.۲۵ درصد کربن تعیین میکند. هرجا درصد کربن از این حد پایینتر باشد، آلیاژی شکل میگیرد که بازار آن را با نام فولاد نرم میشناسد. این فولاد کمکربن به دلیل شکلپذیری بالا، انتخاب اول در ساخت نبشی، ناودانی، ورق و بدنه خودرو است. نادیده گرفتن همین رقم به ظاهر کم در زمان خرید، میتواند یک پروژه ساختمانی را بهسرعت وارد فاز شکست کند. در ادامه، استانداردهای حاکم بر فولاد نرمه، تفاوتش با گریدهای سختتر و راههای تشخیص جنس مرغوب در بازار را بر اساس منطق خطوط تولید مرور میکنیم.
فهرست مطالب
فولاد نرمه چیست ؟
فولاد نرم آلیاژی از آهن و کربن است که مقدار کربن در آن از ۰.۲۵ درصد فراتر نمیرود. این محدودیت عمدی در کربن، ساختار کریستالی فریت را در ریزساختار فلز غالب میکند؛ فازی نرم و چکشخوار که کلید شکلپذیری این خانواده از فولادهاست. نبود فاز سخت و ترد مارتنزیت باعث میشود ورق فولاد نرم بدون ترک خوردن، زاویه ۹۰ درجه و حتی بیشتر را در خمکاری تحمل کند.
استحکام کششی فولاد نرم
کربن عنصری است که با هر ۰.۱ درصد افزایش، استحکام کششی فولاد را حدود ۶۰ تا ۷۰ مگاپاسکال بالا میبرد اما در مقابل، ازدیاد طول نسبی را تا ۴ درصد کاهش میدهد. در فولاد نرم، مهندسان متالورژی عامدانه میزان کربن را پایین نگه میدارند تا ازدیاد طول بین ۲۵ تا ۳۵ درصد باقی بماند. این یعنی یک تسمه از این جنس، پیش از پاره شدن، تقریبا به اندازه یکسوم طول خودش کش میآید. چنین رفتاری در سازههای فولادی که باید پیش از فروپاشی، تغییر شکل محسوس نشان دهند، یک الزام ایمنی است نه یک انتخاب.
بیشتر بخوانیدبرای اطلاعات بیشتر میتوانید نحوه عایق کاری لوله با پشم شیشه را مطالعه کنید.
حد مجاز عناصر دیگر در فولاد نرم
علاوه بر کربن، منگنز فولاد نرم نیز بین ۰.۴ تا ۱.۵ درصد کنترل میشود. منگنز نقش یک اکسیژنزدا و گوگردزدا را ایفا میکند و شکنندگی گرم را کاهش میدهد. در فولاد نرم میزان سیلیسیم معمولا زیر ۰.۴ درصد و فسفر و گوگرد هرکدام زیر ۰.۰۵ درصد محدود میشوند. عبور گوگرد از این مرز، پدیده تردی سرخ را هنگام نورد گرم فعال میکند؛ آفتی که لبههای ورق را در حین تولید پوستهپوسته و ترکخورده تحویل بازار میدهد.
تفاوت فولاد نرم و سخت
تفاوت فولاد نرم و سخت در رفتار آنها در برابر ضربه، فشار و تیزی خلاصه میشود. فولاد نرم چکشخوار است؛ میشود آن را کوبید، خم کرد یا ورق ورق نمود بدون آنکه ترک بردارد. به همین دلیل در کاپوت ماشین به کار میرود تا در تصادف مچاله شود و انرژی ضربه را جذب کند. بهای این انعطافپذیری اما، کاهش توانایی حفظ لبهی تیز است؛ مثلا چاقویی که از فولاد نرم معمولی ساخته شود خیلی زود کند میشود. در سوی دیگر، فولاد سخت مخصوص تیغه اره، چاقو و قالبهای صنعتی است. تیزی خود را برای مدتها حفظ میکند، اما انعطاف را فدای سختی کرده است: اگر بیش از حد فشارش دهید، ناگهان میشکند.
مرز میان فولاد نرم و سخت، فقط در ترکیب شیمیایی نیست؛ بلکه این دو محصول در میدان عمل هم، رفتار مکانیکی کاملا متفاوتی بروز میدهند. فولاد نرم پیش از گسیختگی، گردنی شدن واضحی نشان میدهد و انرژی زیادی جذب میکند. فولاد سخت اما ناگهانی میشکند، تقریبا بدون هیچ تغییر شکل پلاستیک قابل مشاهدهای. به همین دلیل، در اسکلت ساختمان، هرگز فولاد پرکربن به جای فولاد نرم به کار نمیرود؛ چون در لحظه بحرانی، به جای خم شدن و اخطار دادن، مثل شیشه فرو میریزد. قیمت فولاد ساختمانی نیز بهشدت تحت تاثیر همین مرز کربنی و فرایند تولید سادهتر فولاد نرم نسبت به گریدهای آلیاژی قرار دارد.
فولاد نرم شامل چیست؟
فولاد نرم را میتوان در جاهایی دید که نیاز به خم شدن، پرس شدن و جذب ضربه باشد، بدون آنکه قطعه ترک بردارد. کاپوت ماشین که در تصادف مچاله میشود، بدنهی کولر آبی که از ورق نرم پرس شده، سینی زیر موتور خودرو که به سنگریزه برخورد میکند، همه از این جنسند. در ساختمانسازی، میلگردهای ساده، نبشی و ناودانی سبک، و لولههای آب گالوانیزه از فولاد نرم ساخته میشوند. در کارگاهها، سیم مفتولی که با انبردست خم میشود، ورقهایی که تبدیل به قاب تلویزیون یا بدنهی پاوربانک میگردند، و حتی میخهای سادهی ساختمانی هم زیر مجموعهی فولاد نرم هستند.
کاربرد فولاد نرم
دامنه کاربرد فولاد نرم آنقدر گسترده است که شاید در یک ساختمان مسکونی، بیش از ۷۰ درصد وزن اسکلت فلزی را همین خانواده تشکیل دهد. از خرید ورق عرشه فولادی تا تیرآهن بال پهن، همگی در گریدهای نرم تولید میشوند. بیرون از ساختمان، بدنه یخچال، پنل خودرو، لولههای انتقال گاز کمفشار و حتی ریلهای مبلمان اداری نیز از این جنس ساخته میشوند. دلیل آن هم فقط قیمت پایین نیست؛ جوشپذیری بیدردسر این فولاد با الکترودهای معمولی سلولزی و بازی، ستون فقرات خطوط مونتاژ است.
فولاد نرم معمولی
فولاد نرم معمولی در بازار ایران عموما با گرید ST37 شناخته میشود که در استاندارد اروپایی EN 10025 معادل تقریبی S235JR است. این فولاد دارای حداقل استحکام تسلیم حدود ۲۳۵ مگاپاسکال و استحکام کششی در بازه تقریبا ۳۶۰ تا ۵۱۰ مگاپاسکال است. به دلیل درصد پایین کربن و کنترل نسبی ناخالصیهایی مانند گوگرد و فسفر، این فولاد در اغلب شرایط معمول ساختمانی از جوشپذیری خوبی برخوردار است و با روشهای رایج جوش قوس الکتریکی قابل اتصال است.
نکات خرید فولاد نرم
خرید فولاد نرم در ظاهر ساده مینماید اما بازار ایران پر است از محمولههایی که با گریدهای بازیافتی بینام و نشان یا محصولات سردکاریشده بدون آنالیز عرضه میشوند. گاهی هم یک شوک خبری کوتاه، مثل حمله به فولاد مبارکه پرده از عمق وابستگی بازار به چند تامینکننده اصلی برمیدارد و موقتا عرضه را دچار تنش میکند. بدترین سناریوی فنی اما این است: ورق ST37 سفارش میدهید اما محصول تحویلی، فسفر بالایی دارد و در اولین سرمای زمستان، ترد و شکننده میشود؛ پدیدهای که به تردی سرد معروف است. برای دور ماندن از چنین خطری، خریدار حرفهای هرگز بدون تست میدانی محموله را تحویل نمیگیرد.
نکته مهم
پیش از تخلیه بار در کارگاه، سه تست ساده و فوری را اجرا کنید. اول، تست سوهان: سوهان باید به راحتی روی سطح ورق یا میلگرد گیر کند و براده پیوسته بدهد؛ اگر سوهان سر خورد و فقط خط انداخت، به فولاد سخت یا چدن نزدیکترید. دوم، تست خمش سرد: یک گوشه ورق را با چکش درون گیره رومیزی بخوابانید؛ فولاد نرم اصل، زاویه تند را بدون کوچکترین ترک مویی تحمل میکند. سوم، تست جرقه: سنگ فرز را روی گوشه قطعه بگیرید؛ جرقههای فولاد نرم، خطوطی کوتاه، پهن و به رنگ زرد مایل به نارنجی تولید میکنند که کاملا با جرقههای انشعابی و سفید فولاد پرکربن فرق دارد.
جمعبندی
فولاد نرم با سقف کربن ۰.۲۵ درصد، پرکاربردترین عضو خانواده فولادها در ساختوساز و صنعت است. خاصیت شکلپذیری و جوشکاری بیدردسر آن، این متریال را به کالایی بیجایگزین در بازار ایران بدل کرده است.
