پروفیل های فلزی و اشکال ساختاری

پروفیل های فلزی و اشکال ساختاری شامل فلزات و آلیاژهایی به شکل میله، میله، تیر، صفحه، فویل و سایر اشکال استاندارد می باشد. بسته به نوع فعالیت انتخاب و کاربرد، شکل فلز ممکن است بر اساس نوع ماده آن یا از خواص مکانیکی خاص نسبت به شرایط سرویس انتخاب شود.

شکل های فلزی چگونه ساخته می شوند

اشکال فلزی را می توان از طریق تعداد زیادی فرآیند که در دسته بندی ها دسته بندی می شوند، طراحی و دستکاری کرد. آنها فرآیندهای ریخته گری، فرآیندهای اتصال و مونتاژ، فرآیندهای تغییر شکل، فرآیندهای حذف مواد، فرآیندهای عملیات حرارتی و فرآیندهای تکمیل هستند.

• فرآیندهای ریخته گری شامل ریختن فلز مذاب به داخل یک حفره قالب است که در آن پس از جامد شدن، فلز شکل حفره را به خود می گیرد. فرآیندهای ریخته گری مداوم امکان تولید مداوم شکل های استوک را فراهم می کند.

• فرآیندهای اتصال و مونتاژ شامل جوشکاری، لحیم کاری، لحیم کاری، بست و سایر فرآیندهایی است که قطعات را به طور دائم یا نیمه دائمی به یکدیگر متصل می کنند تا یک موجودیت جدید را تشکیل دهند.

• فرآیندهای تغییر شکل شامل فرآیندهای شکل دهی فلز، شکل دهی رول، اکستروژن، آهنگری و ورق فلزکاری می باشد. آنها از تغییر شکل پلاستیک استفاده می کنند، جایی که تغییر شکل توسط نیروهای فشاری خارجی بیش از تنش تسلیم ماده ایجاد می شود.

• فرآیندهای حذف مواد، مواد اضافی را از قطعه کار حذف می کنند تا به شکل دلخواه برسند. آنها شامل عملیات ماشینکاری، ماشینکاری ساینده و فرآیندهای غیرسنتی با استفاده از لیزر و پرتوهای الکترونی هستند.

• فرآیندهای عملیات حرارتی شامل بازپخت، کوئنچ، تمپر کردن، پیری، همگن کردن، محلول‌سازی و سخت‌سازی رسوبی است. عملیات حرارتی استحکام، شکل‌پذیری، سختی، ماشین‌کاری و شکل‌پذیری فلز را تغییر می‌دهد.

• فرآیندهای تکمیل، ساختار سطح را مهندسی می کنند تا سطح مورد نظر، بافت، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر خستگی شکل های فلزی را ایجاد کنند. پرداخت، براق کردن، لایه برداری، گالوانیزه کردن، رنگ آمیزی، روغن کاری، اپیلاسیون، روانکاری، آبکاری و پوشش انواع فرآیندهای تکمیل هستند.

معیارهای انتخاب

انتخاب شکل‌ها و پایه‌های فلزی معمولاً ابتدا بر اساس اندازه و شکل مورد نیاز یک طرح و سپس بر اساس انواع یا درجه‌های مواد بر اساس مشخصات طراحی خاص یا محدودیت‌های کاربردی انجام می‌شود. مواد جایگزین را می توان بر اساس خواص مواد مورد نیاز انتخاب و واجد شرایط کرد. آزمایشات آزمایشگاهی، عملکردی یا میدانی برای تأیید عملکرد در برخی موارد استفاده می شود.

اندازه ها و شکل ها

 ابعاد شامل ضخامت کلی، ضخامت سنج، عرض کلی یا قطر بیرونی (OD)، عرض ثانویه، طول کلی و قطر داخلی (ID) است. اشکال، از جمله، شامل ورق، پروفیل، مربع، میله، و کانال است.

انواع فلزات و آلیاژها

  فلزات و آلیاژهای مختلف هر کدام را می توان به عنوان فلز آهنی یا غیر آهنی طبقه بندی کرد.

فلزات و آلیاژهای آهنی فلزاتی هستند که حاوی آهن به عنوان فلز پایه در آلیاژ هستند. رایج ترین انواع فلزات آهنی، فولادهایی مانند فولاد ضد زنگ، فولاد کربنی، فولاد ابزار، فولاد آلیاژی، فولاد ماراژینگ یا فولادهای ویژه هستند. آنها در کاربردهای بی شماری به عنوان مصالح ساختمانی، تجهیزات پزشکی، ابزار، هسته های مغناطیسی، سیم ها و در زمینه های هوافضا، نظامی و پزشکی استفاده می شوند. برای اطلاعات دقیق تر در مورد انواع فلزات آهنی، 

فلزات و آلیاژهای غیرآهنی فلزاتی هستند که از آهن به عنوان فلز پایه استفاده نمی کنند. اینها عبارتند از مس، آلومینیوم، نیکل، روی، تیتانیوم، فلزات گرانبها، فلزات کم ذوب و فلزات نسوز. آنها در کاربردهای بی شماری از استفاده تجاری ساده در لوله کشی گرفته تا طراحی های پیشرفته در صنایع هوافضا و هسته ای کاربرد دارند. برای اطلاعات دقیق تر در مورد انواع مختلف فلزات غیر آهنی، 

خواص مکانیکی مهم

هنگام انتخاب قطعات فلزی، علاوه بر اندازه و شکل، مشخصات دیگری نیز وجود دارد که باید رعایت شود. اینها شامل استحکام کششی، استحکام تسلیم، ازدیاد طول و مدول کششی است.

استحکام کششی یا مقاومت کششی نهایی (UTS) در هنگام شکست، حداکثر مقدار تنش (نیروی در واحد سطح) است که از کشش یا کشیدن تا شکست (گردن) یا شکستن مواد در شرایط آزمایش بارگذاری کششی لازم است. این یک ویژگی فشرده است و بنابراین به اندازه بستگی ندارد، اما تحت تأثیر عیوب سطحی و دمای محیط قرار می گیرد. این خاصیت عمدتاً در طراحی اعضای شکننده استفاده می شود که در آن شکستن یک ماده در اثر کشش یک نگرانی است.

استحکام تسلیم (YS) حداکثر مقدار تنش (نیروی در واحد سطح) مورد نیاز برای تغییر شکل یا ایجاد تغییر شکل پلاستیک دائمی (معمولاً 0.2٪) در ماده تحت شرایط آزمایش بارگذاری کششی است. نقطه تسلیم زمانی اتفاق می افتد که رفتار تنش-کرنش الاستیک (خطی) به رفتار پلاستیکی (غیر خطی) تغییر کند. مواد شکل‌پذیر معمولاً از قانون هوک یا رفتار خطی در سطوح تنش بالاتر منحرف می‌شوند. آگاهی از نقطه تسلیم هنگام طراحی یک جزء حیاتی است زیرا معمولاً حد بالایی برای بار قابل اعمال را نشان می دهد.

ازدیاد طول  عبارت است از درصد تغییر شکلی که در طی یک آزمایش کششی یا سایر آزمایشات مکانیکی رخ می دهد. مواد انعطاف پذیر بیشتر تمایل به تغییر شکل دارند تا شکستن. طرح هایی که به قطعات فلزی نیاز دارند تا تحت تنش قرار بگیرند و شکل ثابتی داشته باشند، باید ویژگی های کشیدگی قطعه را در نظر بگیرند.

 مدول کششی یا مدول یانگ یک ثابت ماده است که نشان دهنده تغییر در کرنش تولید شده تحت یک بار کششی اعمال شده است. مواد با مدول الاستیسیته بالاتر، سفتی یا سفتی بالاتری دارند.

در نظر گرفتن شرایط آزمایشی که تحت آن خواص یک ماده پیدا شده است، مهم است. شرایط عملیاتی که با محیط آزمایش متفاوت است ممکن است اثرات نامطلوبی بر خواص مواد داشته باشد.

منبع:

https://www.globalspec.com/