خواص مکانیکی ورق های فولادی مصرفی در صنایع پرس و خودروسازی

خواص مکانیکی ورق های فولادی مصرفی در صنایع پرس و خودروسازی

مواد و ورق مورد استفاده در پرس کاری
قطعات پرسکاری شده معمولا از جنس فولاد کربن دار هستند که مقدار کربن آنها بین S.A.E.L010 تا S.A.E.L030 متغییر است . از این رو بیشتر فلزات پرسکاری شده از نوع فولاد های نورد سردشده هستند .
برخی از فلزات و آلیاژهای دیگر مورد استفاده برای عملیات پرسکاری :
1. آلومینیوم
2. برنج
3. برنز
4. مس
5. فولاد ضد زنگ
6. فولاد سیلیس دار
7. ورقه های پلاستیک و غیره
شش نوع ورقه نورد سردکاری شده وجود دارند :
1. ورقه های سخت :
ورقه ها و نوارهای فولادی سخت را نمی توان در هیچ جهت از بافت فولاد بدون شکستن آن خم نمود . از این نوع فولاد جهت پرسکاری مسطح که باید در مقابل خم شدن مقاومت کنند استفاده می شوند , این فولادها ((ROCKWELL B10 B9 درجه سختی باید داشته باشند.

2. ورقههای ¾ سخت :
این فولاد را می توان از حالت مسطح و در امتداد بافت آن تا 60 درجه خم نمود که درجه سختی آن 85 تا 90 راکول B می باشد .

3. ورقه های نیمه سخت :
این فولاد را می توان از حالت مسطح و در امتداد بافت آن تا 90 درجه خم نمود که درجه سختی آن 70 تا 85 راکول B می باشد .

4. ورقه های سخت ¼ :
این نوع را می توان در امتداد بافت بر روی خود تانمود و در امتداد عمود بر بافت زاویه تند داد . سختی راکول آن 86 تا 87 است .

5. ورقه های نرم :
این فولاد را می توان در امتداد بافت یا عمود بر آن و یا با هر زاویه ای با امتداد بافت , بر روی خودش تا نمود . از این فولاد برای کشیدن و فرم دادن های متوسط استفاده می شود . درجه سختی آن 50 تا 60 راکول B این فولاد است.

6. ورقه های خیلی نرم :
از این فولاد برای کفشک های عمیق و خمکاری سخت و عملیات فرم دهی استفاده می شود , سختی این فولاد 40 تا 50 راکو.ل B می باشد .

ورق های فولادی
برای مشخص شدن نوع آلیاژ به کار رفته و طرز ساخت آن عمل شماره گذاری انجام می شود . به کمک چهاررقم می توان درصد کربن محتوی فولاد را برحسب صدم درصد , و مقدار عنصرهای آلیاژی آن را مشخص کرد . برخی اوقات جهت تعیین نوع فرآیند ساخت بعد از این اعداد حروف نیز اضافه می شود به عنوان مثال فولاد 1020 فولاد کربنی با 20% درصد کربن و مقادیر ناچیزی از عناصر دیگر است .
ورق های فولادی مورد استفاده برحسب نوع پوشش به سه دسته تقسیم می شوند :
1- ورق های بدون پوشش :
این ورق ها به خاطر نداشتن پوشش مقاومت کمتری در مقابل عوامل خورنده محیطی دارند .
2- ورق های پوشش دار گالوانیزه گرم (Hot dip )
این ورق ها به لحاظ نوع پوشش در برابر رطوبت و خوردگی نسبت به سایر ورقه ها مقاومت بیشتری دارند .
3- ورق های پوشش دار الکتروگالوانیزه

روش ساخت ورق های مورد استفاده در صنعت خودروسازی
ورق های فولادی بر حسب نوع پوشش را به طریق ذیل تولید می کنند :
. ورق های بدون پوشش :
. مراحل تولید ورق ها :

1- کوره بلند :
نخست مواد اولیه ( سنگ آهن و کک ) به کوره های بلند هدایت می شوند و آهن خام با ماشین حمل مذاب به کنورتور منتقل می شود . قبل از تخلیه مذاب داخل کنورتور در دو مرحله فسفر و گوگردزدایی انجام می شود . به نحوی که اکسیژن از بالا دمیده می شود و جهت هم زدن مخلوط داخل پاتیل از گازهای Ar . N2 . Co استفاده می گردد .
مذاب حاصل جهت تصفیه بهتر و نیز افزودن عنناصر آلیاژی و به طور کلی انجام مراحل متالوژی ثانویه جهت رسیدن به فولاد با کیفیت مورد نظر به کوره های LF , RH انتقال می یابد .
2- کوره هایLF , RH :

کوره LF :
این کوره برای فولادهای کم کربن کاربرد دارد و منبع تامین آن انرژی قوس الکتریکی می باشد . جهت کنترل دما در این کوره و جذب کربن از الکترودهای گرید HSS کربن بالا در این کوره استفاده می شود .

کوره RH :
کوره کوره ی تحت خلا ء که به دلیل کاهش کربن و گازهای حل شده استفاده می شود . مکانیزم انجام کار به این گونه است که مذاب تحت خلاء بداخل کوره مکش می شود و این عمل مرتباً تا کاهش گازهای محلول به حد موردنظر ادامه می یابد . به منظور کاهش کربن همراه با خلاء از اکسیژن نیز استفاده می شود .
باتوجه به اینکه در هیچ یک از مراحل فولاد سازی در کوره RH امکان جذب و افزایش کربن وجود ندارد , از این کوره جهت تولید فولادهای Ultra low carbin استفاده می شود .

3- خط نورد گرم (Hot strip mill )
خط نورد گرم تولید ورق strip شامل دو قسمت می باشد : نورد و cooliong
. نورد :
قسمت نورد دو مرحله دارد : Finish Mill , Rough Mill
قبل از ایستگاه Slab , Rough Mill ها در کوره پیشگرم تا 1100 درجه ساننتیگراد گرم می شوند و سپس برای جداسازی پوسته های تشکیل شده از تختال ها ,آنها را از یک پوسته زدا بنام Vertical Scale Breaker عبور می دهند .
ایستگاه Rough Mill دارای دو نوع غلطک است :
الف – غلطک های عمودی به منظور کنترل عرضی ورق
ب – غلطک های افقی به منظور کنترل ضخامت ورق
محصول نهایی این مرحله ضخامتی بین 30-40 میلیمتر دارد .
پس از مراحل فوق Slab وارد Finish Hot strip Mill می شود . این مرحله دارای هفت Stand می باشد . ضخامت محصول این مرحله تقریبا 1.2 میلیمتر است .

.Cooling : در حد فاصل بین آخرین Stand مرحله Finish نورد گرم تا آغاز مرحله بعد که خط Coiler می باشد , مرحله Cooling وجود دارد که به وسیله ی اسپری کردن آب , ورق ها با سرعت دلخواه و قابل کنترل سرد می شوند .

4- Coiler :
بعد از مراحل فوق ورق تولیدی جهت کلاف شدن وارد Coiler می شود . دمای این بخش برحسب جنس ورق بین 500-620 می باشد . حدفاصل بین آخرین Stand مرحله Finish نورد گرم تا ابتدای خط Coiler , مرحله Cooling وجود دارد که به وسیله ی اسپری آب ورق ها با سرعت دلخواه و قابل کنترل سرد می شوند .
5- خط آنیل پیوسته :
بعد از عملیات نورد سرد به علت میزان سردکاری که در عملیات نورد روی ورق وارد می شود , درصد افزایش طول نسبی و شکل پذیری آن کاهش می یابد . به همین دلیل روی ورق ها عملیات آنیل انجام می شود .
روش ساخت ورق های گالوانیزه گرم ( Hot dip )
گالوانیزاسیون غوطه وری گرم , فرآیندی است که در آن در اثر غوطه ور کردن قطعات فولادی یا چدنی در حمام مذاب روی , پوشش چسبده و محافظ روی و آهن در سطح آنها تشکیل می شود . پوشش مذکور اغلب شامل چند لایه است . لایه های نزدیک به فلز پایه , ترکیبات آهن – روی
مراحل تهیه این ورق ها به شرح ذیل می باشد :
1- کوره بلند :
نخست مواد اولیه ( سنگ آهن و کک ) به کوره های بلند هدایت می شوند و آهن خام به وسیله ی ماشین حمل مذاب به کنورتور منتقل می شوند . قبل از تخلیه مذاب داخل کنورتور در دو مرحله فسفر و گوگردزدایی انجام می شود . به اینگونه که اکسیژن از بالادمیده می شود و جهت هم زدن مخلوط داخل پاتیل از گازهای Ar . N2 . Co استفاده می شود .
مذاب حاصل جهت تصفیه بهتر و نیز افزودن عناصر آلیاژی و انجام مراحل متالوژی ثانویه برای رسیدن به فولاد با کیفیت موردنظر به کوره های LF , RH منتقل می شود .
خط نورد گرم (Hot strip mill )
خط نورد گرم تولید ورق strip شامل دو قسمت می باشد : نورد و cooling

2- نورد :
قسمت نورد دو مرحله دارد : Finish Mill , Rough Mill
قبل از ایستگاه Slab , Rough Mill ها در کوره پیشگرم تا 1100 درجه ساننتیگراد گرم می شوند و سپس برای جداسازی پوسته های تشکیل شده از تختال ها ,آنها را از یک پوسته زدا بنام Vertical Scale Breaker عبور می دهند .
ایستگاه Rough Mill دارای دو نوع غلطک است :
الف – غلطک های عمودی به منظور کنترل عرضی ورق
ب – غلطک های افقی به منظور کنترل ضخامت ورق
محصول نهایی این مرحله ضخامتی بین 30-40 میلیمتر دارد .
پس از مراحل فوق Slab وارد Finish Hot strip Mill می شود . این مرحله دارای هفت Stand می باشد . ضخامت محصول این مرحله تقریبا 1.2 میلیمتر است .

3- Cooling : در حد فاصل بین آخرین Stand مرحله Finish نورد گرم تا آغاز مرحله بعد که خط Coiler می باشد , مرحله Cooling وجود دارد که به وسیله ی اسپری کردن آب , ورق ها با سرعت دلخواه و قابل کنترل سرد می شوند .

4- Coiler :
بعد از مراحل فوق ورق تولیدی جهت کلاف شدن وارد Coiler می شود . دمای این بخش برحسب جنس ورق بین 500-620 می باشد . حدفاصل بین آخرین Stand مرحله Finish نورد گرم تا ابتدای خط Coiler , مرحله Cooling وجود دارد که به وسیله ی اسپری آب ورق ها با سرعت دلخواه و قابل کنترل سرد می شوند .
5- خط آنیل پیوسته :
بعد از عملیات نورد سرد به علت میزان سردکاری که در عملیات نورد روی ورق وارد می شود , درصد افزایش طول نسبی و شکل پذیری آن کاهش می یابد . به همین دلیل روی ورق ها عملیات آنیل انجام می شود .

6- خط گالوانیزه گرم CGL ( Continuous Galvanizibng Line ) :
در خط گالوانیزه گرم , ورق از حمام گرم روی (Zn) عبور کرده و پوشش یکنواختی از Zn روی آن می نشیند .