آلیاژ

جسمی که از ترکیب دو یا چند فلز به وسیله ذوب کردن به دست می آید تا مقاومت آن ها بیشتر گردد.

فروآلیاژ

به آلیاژی از آهن و عناصر دیگر که سهم عناصر دیگر در آلیاژ بیشتر از آهن باشد، فروآلیاژ( Ferroalloy ) گفته می شود.

سال های زیادی است که از فروآلیاژها به عنوان آمیژان و مواد افزودنی به مذاب فلزات و فولادها در صنایع ریخته گری استفاده میشود، تا تغییرات مورد نیاز را در خواص نهایی قطعه ایجاد کنند. طبق آمار سال 2014، مهم ترین تولیدکنندگان فروآلیاژ در جهان، چین، آفریقای جنوبی، هند، روسیه و اوکراین بوده اند که حدود 84% از کل عرضه جهانی (52.8 میلیون تن) سهم این کشورها بوده است.

امروزه فروآلیاژ ها با دو روش متداول تولید می شوند. تولید ذوبی در کوره بلند یا در کوره قوس الکتریکی

متداول ترین عناصری که برای تولید فروآلیاژها به آهن اضافه می شوند عبارت اند از: سیلیسیم، منگنز، کروم، مولیبدن، وانادیوم، تیتانیوم، کبالت، نیکل، تنگستن و … . اما شاید این سوال برای شما به وجود آمده باشد که چرا این عناصر را به شکل خالص به فولاد یا چدن اضافه نمیکنند؟ افزودن این عناصر به صورت خالص به آلیاژهای آهن (فولاد و چدن) به دو دلیل مهم زیر انجام شدنی نیست:

  1. این عناصر به صورت خالص بسیار گران هستند و هزینه تهیه آن ها اصلاً صرفه اقتصادی ندارد.
  2. نقطه ذوب این عناصر در حالت خالص بسیار بیشتر از حالت آلیاژی است. تامین درجه حرارت مورد نیاز برای ذوب، علاوه بر ایجاد هزینه های بیشتر برای تولید، مشکلات فنی و دستگاهی نیز به دنبال دارد.

از این رو تولیدکنندگان مجبورند مثلاً از فروآلیاژ سیلیسیم استفاده کنند برای این که سیلیسیم را به فولاد اضافه کنند. فروآلیاژها معمولاً نسبت به عناصر خالص، نقطه ذوب پایین تری دارند و به راحتی میتوانند با فولاد مذاب ترکیب شوند.

فروآلیاژ های مصرفی در صنایع فولادسازی کشور ما، به طور عمده برای تولید فولادهای ساده کربنی مورد استفاده قرار می گیرند. بنابراین بیشترین میزان فروآلیاژهای مورد استفاده در فرآیند تولید این محصولات، فروآلیاژهای حاوی منگنز و سیلیسیم است.برای انتخاب نوع فروآلیاژ مورد استفاده باید صرفه اقتصادی و میزان بهره وری آن مورد بررسی قرار گیرد و مشخص شود تا برای تولید فولاد مورد نظر استفاده از کدام گزینه ها مطلوب تر است.

از شمش فولاد برای تولید مقاطع فولادی مختلف استفاده میشود، نظیر میلگرد، که بیلت فولادی گزینه مناسب برای تولید میلگرد است. بخش عمده ای از شمش های تولیدی پس از تبدیل به محصولات فولادی، شامل انواع نبشی، ناودانی و تیرآهن، انواع میلگرد و مقاطع گرد و تسمه هستند. انواع شمش از نظر سایز و ابعاد در سه دسته بلوم، بیلت و اسلب تقسیم میشوند. شمش یکی از پرفروش ترین محصولات فولادی در صنایع گوناگون است. شمش فولادی با داشتن درصد بالایی از کربن باعث افزایش استحکام محصول خروجی میشود.

بیلت یا شمشال:

بیلت به عنوان شمشال نیز شناخته میشود. بیلت دارای طول بیشتری نسبت به شمش است و سطح آن دایره ای شکل یا مربع شکل است. عرض بیلت از 15 سانتی متر کمتر است.

اسلب:

اسلب به صورت مستطیلی است. اسلب ها دارای ضخامت 230 میلی متر و عرض 1.25 متر و طول 12 متر می باشند. اسلب ها دارای مواد اولیه ی ساخت ورق فولادی هستند. به اسلب ها تختال نیز میگویند.

بلوم:

بلوم شباهت زیادی به تختال دارد. به طور معمول و عمده برای تولید ورق آهن از تختال استفاده میکنیم. همچنین برای تولید مقاطعی از قبیل میلگرد، نبشی، ناودانی، تیرآهن و انواع ریل ها از بیلت و بلوم استفاده میشود.

فروسیلیکو منگنز

همان طور که از نام این فروآلیاژ پیداست، مهم ترین عناصری که در ساختار آن وجود دارد، آهن، سیلیسیم و منگنز است. البته نسبت های کمتری از عناصر فرعی دیگر مانند کربن، فسفر و گوگرد نیز در آن موجود است.

آلیاژ سیلیکو منگنز در مشخصات و سایز های گوناگون تولید می شود و به صورت عمده در تولید فولاد به عنوان منبع تامین همزمان منگنز و سیلیس مصرف می شود. امروزه بعضی آلیاژهای سیلیکومنگنز به عنوان عامل آلیاژی در تولید قطعات ریخته گری از جنس چدن نیز استفاده می شوند.

فرومنگنز

فرومنگنز آلیاژی فلزی است که از دو عنصر اصلی آهن و منگنز و درصدهای اندکی از عناصری مانند کربن، فسفر و گوگرد تشکیل می شود. فرومنگنز برای افزایش مقاومت، افزایش سختی و کاهش شکنندگی و بهبود رفتار حرارتی در فولادها استفاده می شود.

کاربرد دیگر فروآلیاژهای منگنز، جداسازی گوگرد و اکسیژن زائد در کوره های فولادسازی است، چرا که غلظت زیاد گوگرد در فولاد، یکنواختی آن را کم می کند و باعث افزایش استعداد شکست در آن می شود. از این رو منگنز با گوگرد ترکیب شده و سولفید منگنز موجود در سرباره را تشکیل می دهد. گفتنی است منگنز بیشترین کاربرد را در تولید فولاد (فولادهای کربن دار، آلیاژ کم مقاومت، ضد زنگ ابزارآلات) و آلیاژهای غیرفولادی (آلیاژهای غیرآهنی، فروآلیاژها و چدن) دارد. فولادهای کربن دار، بخش اصلی بازار منگنز را به خود اختصاص می دهند.