تیرآهن باید از مقاومت کافی برخوردار باشد تا در سازه آن طور که باید استحکام لازم را نشان دهد. برای افزایش مقاومت و بهبود دیگر خصوصیات مکانیکی در تیرآهن در هنگام ذوب و ریخته گری از عناصری کمک می‌گیرند که به آنها آلیاژهای تیرآهن گفته می‌شود. آلیاژهای تیرآهن کدامند و چه ویژگی‌هایی دارند در ادامه به آن خواهیم پرداخت.
تیرآهن با توجه به یکپارچگی که دارد یکی از مصالح ساختمانی متداول در ساختمان است. در ساخت سازه، پل و دیگر صنایع به عنوان المان مقاومتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این مقطع فولادی معمولا در طول 12 متری و در سایزهای مختلف تولید و استفاده می‌شود.
برای اینکه تیرآهن، مقاوم در برابر خوردگی و تنش‌های وارده باشد همچنین دوام زیادی در سازه داشته باشد، مواد اولیه آن در هنگام ساخت با آلیاژهایی ترکیب می‌گردد. با توجه به اینکه هر آلیاژی خاصیت منحصر به فردی دارد در ترکیب با فولاد خاصیت مفیدی به آن می‌خشد. البته درصد افزودن آلیاژ باید دقیق اندازه شود تا اثر مثبتی داشته باشد.
بخوانید: بررسی عواملی که بر مقاومت تیرآهن تاثیرگذارند
کاربرد آلیاژ
آلیاژ در واقع به عنصر فلزی یا غیر فلزی گفته می‌شود که برای تغییر خصوصیات مکانیکی و شیمیایی یک فلز به آن اضافه می‌گردد. تمامی این آلیاژها به بهبود خصوصیات شمیایی، فیزیکی و مکانیکی فلز منجر می‌شود. به عنوان مثال فولاد از آلیاژ آهن و کربن ساخته شده است و در کنار آن دیگر عناصر هم به آن اضافه می‌گردد. آلیاژهای تیرآهن شامل چندین فلز و غیرفلز است که در ادامه به آنها خواهیم پرداخت.
تقریبا همه فلزات به عنوان آلیاژ استفاده می‌شوند و فرایند آلیاژسازی به دلایل زیادی مورد استقبال قرار گرفته است. همان طور که گفته شد معمولا برای افزایش استحکام، افزایش مقاومت در برابر خوردگی و یا کاهش هزینه‌ها از این روش استفاده می‌شود.
متداول‌ترین راه برای ترکیب فلزات و آلیاژ، ذوب و مخلوط کردن آنها با یکدیگر است سپس این ترکیب منجمد می‌شود.
آلیاژها در صنعت فلزکاری به قدری فراوان هستند که تعداد آنها برای فهرست کردن بسیار زیاد است. در واقع، احتمال اینکه با یک فلز غیر آلیاژی یا فلز خالص سر و کار داشته باشیم بسیار کم است. حتی فولاد کم کربن (پرکاربردترین ماده در ساخت مقاطع فولادی) آلیاژی از آهن و کربن است. همچنین می‌توان چدن را به عنوان آلیاژ دیگری از آهن و کربن معرفی کرد که حتی مقادیر کربن بیشتری نسبت به فولاد نرم دارد. برای کسب اطلاعات بیشتر درمورد آهن، فولاد و چدن و نیز بررسی کاربرد و تفاوت هر یک از آنها بر روی لینک کلیک کنید.
فولاد قابل استفاده برای ساخت تیرآهن، فولاد کربن‌دار و یا فولاد کم آلیاژ با استحکام بالا است. در این دانشنامه می‌خواهیم آلیاژهایی که در ساخت تیرآهن ممکن است به کار رود را معرفی کنیم.
برای ساخت تیرآهن از چه آلیاژهایی استفاده می‌شود؟
کربن، کروم، منگنز، مس، نیکل، تیتانیوم، مولیبدن و نیتروژن، نوبیوم و سیلیکون، فسفر و گوگرد آلیاژهایی هستند که در ترکیبات تیرآهن به کار می‌رود. اینکه کدام آلیاژ خاصیت ضد زنگی به تیرآهن می‌بخشد و کدام چه تاثیری دارد، یک به یک به آنها پرداخته شده است.
برای ساخت تیرآهن از فولاد با گریدهای مختلف استفاده می‌شود. فولادهایی که به شکل شمش هستند برای تبدیل به تیرآهن وارد مرحله نورد می‌شوند. در ترکیبات ماده اولیه از آلیاژهای تیرآهن استفاده شده و مقطع نهایی شکل‌گیری می‌شود. در زیر به ویژگی‌های آلیاژهای تیرآهن و تاثیر مفیدی که در این مقطع ایجاد می‌کنند بپردازیم.
فسفر و گوگرد
از جمله عناصری که خاصیت ضدخوردگی به فولاد می‌بخشد، فسفر و گوگرد است. مقاطع فولادی در هنگام قرارگیری در برابر هوا و رطوبت دچار خوردگی می‌شود، این عامل ممکن است منجر به خسارات زیادی شود. از این رو با افزودن عناصر آلیاژی، ضعف‌های فولاد را بهبود می‌دهند.
اضافه کردن گوگرد و فسفر علاوه‌بر افزایش مقاومت تیرآهن در برابر خوردگی، رفتار مقطع در برابر برشکاری و ماشین‌کاری را بهتر می‌کند.
بخوانید: چگونه می‌توان از خوردگی جلوگیری کرد؟
تیتانیوم
با افزودن عنصر تیتانیوم آهن آن هم به میزان 0/25 تا 0/6 درصد خاصیت جوش پذیری تیرآهن افزایش داده می‌شود. اگر در بین آلیاژهای تیرآهن تیتانیوم باشد باید از ایده‌آل بودن آن برای عملیات جوشکاری اطمینان داشت.
کروم
از دیگر عناصر مقاوم کننده در برابر خودگی، کروم است. میزان مجاز افزودن این آلیاژ 10/5 تا 27 درصد می‌باشد. قابل ذکر است که کروم جزو محبوب‌ترین عناصر افزودنی در بین آلیاژهای تیرآهن است.
مولیبدن و نیتروژن
مقاومت تیرآهن را در محیط‌های دارای کلر و گوگرد افزایش می‌دهد. این عنصر نیز همانند عنصر فسفر مقاومت در برابر خوردگی را بهبود می‌بخشد.
مس
استفاده از مس نمی‌گذارد تیرآهن در برابر خوردگی و رطوبت آسیب ببیند. همین موضوع مقاومت آن در برابر محیط‌های اسیدی و سولفاتی را افزایش می‌دهد. نقطه قوت آلیاژها، توانایی آنها در تقویت فلزات در عین حفظ بهترین خواص آن می‌باشد.
نیکل
نیکل نیز از جمله عناصری می‌باشد که در مقاومت تیرآهن تاثیر مثبت دارد. این عنصر در برابر دما مقاومت لازم را داشته و تیرآهن را از این نظر بهبود می‌بخشد.
نیوبیوم
این عنصر مقاومت در برابر حرارت بالا را به خصوصیات فیزیکی تیرآهن اضافه می‌کند. سیلیکون هم با اثر اکسیدکنندگی به فولاد در هنگام ذوب ریخته می‌شود.
کربن
در بین این موارد به کربن که اصلی ترین آلیاژ افزودنی به تمام تیرآهن‌های فولادی است اشاره نکردیم. کربن خاصیت مقاومت، سختی و کشش به تیرآهن اضافه می‌کند همچنین مقطع را در برابر سایش، زنگ زدگی و خوردگی مقاوم‌تر می‌کند.
بخوانید: راهنمای خرید تیرآهن | معرفی روشی مناسب برای خرید غیرحضوری آهن آلات
جمع بندی
قطعا می‌دانید که تیرآهن فقط از فولاد کربن‌دار ساخته نمی‌شود و عناصر دیگری هم به ترکیبات آن اضافه می‌شود. اضافه کردن این عناصر که به عنوان آلیاژهای تیرآهن شناخته شده‌اند در تغییر و بهبود خواص مکانیکی و شیمیایی تیرآهن تاثیر مثبتی دارد. همه آلیاژهایی که ممکن است به تیرآهن در هنگام ذوب و ریخته‌گری اضافه شود در این دانشنامه بررسی شد.
برای بررسی قیمت تیرآهن به صورت روزانه و لحظه‌ای و همچنین اطلاع از اخبار بازار آهن و مقالات به روز صنعت فولاد به وبسایت عصرآهن مراجعه کنید. همچنین می‌توانید برای خرید انواع مقاطع آهنی از طریق شماره 04133250280 از کارشناسان ما مشاوره بگیرید.
