قبل از توضیح روش تولید و کاربرد فروآلیاژ و نیز انواع مختلف آن، بایستی تعریف دقیقی از فروآلیاژ داشته باشیم. فروآلیاژ به آلیاژهایی گفته میشود که شامل آهن می‌باشند. این محصول برای تغییر خواص فولاد و سایر فلزات به منظور دستیابی به ویژگی‌های موردنظر استفاده میشود.
فروآلیاژها نیازمند ذوب فلزات و افزودنی‌های دیگر می‌باشند. به طور کلی، می‌توان فروآلیاژ محبوبیت بسیار بالایی را برای فرو سیلیسیم نامید که امروزه به طور گسترده‌ای استفاده میشود و کیفیت مناسبی دارد.
فروآلیاژها به وسیله استفاده از موادی همچون سنگ آهن، سنگ‌های معدنی غیرآهنی، کک زغال سنگ و زغال سنگ تولید می‌شوند. در گذشته، کوره‌های بلند برای تولید از آنها استفاده می‌شدند، اما امروزه از کوره قوس الکتریکی استفاده میشود.
در کوره قوس الکتریکی، واکنشی به نام کربوترمیک رخ می‌دهد و فروآلیاژ به وجود می‌آید. در این واکنش، اکسیدهای موجود در مواد اولیه با حضور آهن و توسط کربن و مونوکسید کربن حاصل از کک، احیا می‌شوند و این منجر به تشکیل فروآلیاژها میشود.
برای تولید برخی از فروآلیاژها، عناصر مورد نظر به آهن مذاب اضافه شده و فرآیند تولید تا پایان ادامه می‌یابد.
اجاره هیلتی در مناطق مختلف تهران مثل مناطق شرق، شمال تهران، جنوب تهران و به ویژه اجاره هیلتی غرب تهران در ابزارکده مرجع کرایه انواع هیلتی در تهران
تاریخچه تولید فروآلیاژها
در گذشته، تولید فروآلیاژها مانند سیلیکون متال و فروسیلیسیم با ذوب کانه‌های آهن و سنگ‌های منگنزی آهن‌دار در بوته‌های گرافیتی یا کوره‌های زمینی انجام می‌شد. این فرآیند تولید معمولاً با استفاده از کک و سایر مواد احیاکننده همراه بود. اما قطعات تولیدی ارزش زیادی نداشتند و بیشتر در صنعت استفاده نمی‌شدند. این به دلیل دمای ذوب بالای برخی فروآلیاژها بود که به دمای مناسب نمی‌رسیدند. این موضوع باعث تولید قطعات ناهمگن و کاستی از کیفیت محصولات شده است.
تا سال 1920، فرآیند تولید آهن خام نیز فقط در کوره‌های بلند انجام می‌شد. در این کوره‌ها، فروآلیاژها با استفاده از کانه‌های آهن منگنزدار، کروم‌دار یا تیتانیم‌دار جایگزین کانه‌های آهن خالص می‌شدند. البته محصولات حاصل از این روش عیار پایینی داشتند و مناسب برای استفاده در صنایع مختلف نبودند. با ظهور ژنراتورها و توسعه صنعت برق، کوره‌های قوس الکتریکی به جای کوره‌های بلند استفاده شدند. در این زمان، تولید فروآلیاژها، از جمله فروسیلیسیم، به صورت صنعتی انجام می‌شد. تا به امروز، استفاده از کوره‌های قوس الکتریکی بهترین روش برای تولید بسیاری از فروآلیاژها در ایران و سایر کشورها است.
جنس فروآلیاژ
فروآلیاژها، به عنوان آلیاژهایی از آهن شناخته می‌شوند که ترکیبات مختلفی از عناصر دیگر مانند منگنز، آلومینیوم و سیلیکون دارند. ساختار فروآلیاژها شکننده است و به تنهایی قابل استفاده در صنایع نیستند. با ترکیب این محصول با فولاد آلیاژی، خواص ویژه‌ای در فلزات ایجاد میشود.
به علاوه، فروآلیاژها در مقایسه با عناصر خالص، نقطه ذوب پایین‌تری دارند. این مواد به فولاد مایع اضافه می‌شوند و با آن ترکیب می‌شوند. این روش، خواص مورد نظر را برای تولید محصولات خاص ایجاد می‌کند.
انواع فروآلیاژ:
فروآلیاژها، آلیاژهایی هستند که شامل دو یا بیشتر المان شیمیایی با ویژگی‌های منحصربه‌فرد هستند. با توجه به ترکیب المان‌ها و درصد آنها در آلیاژ، ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی متفاوتی دارند. انواعی از فرو آلیاژها عبارتند از:
فرو آلیاژهای آلومینیوم
شامل آلومینیوم و المان‌هایی مانند مس، سیلیسیم و منیزیم هستند. در صنایع هوا و فضا، خودروسازی و مهندسی دریایی استفاده می‌شوند.
فرو آلیاژهای تیتانیوم
شامل تیتانیوم و المان‌هایی مانند آلومینیوم، وانادیوم و مولیبدن هستند. برای ساخت قطعاتی با استحکام و مقاومت بالا مانند توربین‌های هواپیما، فضاپیماها و ابزارهای پزشکی استفاده می‌شوند.
فرو آلیاژهای نیکل
شامل نیکل و المان‌هایی مانند کروم، آهن و مولیبدن هستند. در ساخت قطعاتی که در شرایط دمایی بالا کار می‌کنند مانند موتورهای جت و قطعات انرژی هسته‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند.
فرو آلیاژهای مس
آلیاژهایی هستند که مس به عنوان المان اصلی در آنها استفاده شده و به منظور بهبود ویژگی‌های مس در کاربردهای مختلف تولید می‌شوند.
فروآلیاژها در کدام زمینه‌ها استفاده می‌شوند؟
فروآلیاژها برای دستیابی به ترکیبات شیمیایی خاصی که در فرآیندهای ذوب مواد استفاده می‌شوند، به مذاب اضافه می‌شوند و خواص مورد نیاز برای تولید محصولات خاص را فراهم می‌کنند. این مواد کاربردهای متعددی دارند که در ادامه به برخی از آنها اشاره می‌کنیم.
اکسیژن زدایی:
فروآلیاژها در فرآیند تولید فولاد برای اکسیژن زدایی استفاده می‌شوند. در فرایند تولید فولاد، برای اکسیداسیون آهن خام، نیاز به اکسیژن است. در این فرآیند، ناخالصی‌های موجود در آهن مانند کربن، گوگرد و فسفر توسط اکسیژن یا اکسیدهای آهن به فرم اکسیدهای مربوطه (سرباره) تبدیل می‌شوند.
جوانه‌زایی در ریخته‌گری آهن:
در صنایع ریخته‌گری، برای تغییر شرایط انجماد آهن مذاب از فروآلیاژها استفاده میشود. این فروآلیاژها مانند هسته‌های کریستالی اولیه عمل می‌کنند و دانه‌های کریستالی را در آهن مذاب به صورت یکنواخت پراکنده می‌کنند. این فرآیند باعث افزایش سختی محصولات پس از انجماد میشود. همچنین، اضافه کردن برخی از عناصر مانند فروسیلیس و فرومنگنز به آهن مذاب قبل از ریخته‌گری، منجر به پراکندگی یکنواخت کربن در ساختار میشود. این پراکندگی یکنواخت باعث کاهش شکنندگی محصول نهایی میشود و استحکام آن را افزایش می‌دهد.
آلیاژسازی:
فروآلیاژ هایی که در طول فرایند استفاده می‌شوند، به عنوان آلیاژساز شناخته می‌شوند. به عنوان مثال، فروکروم، فرووانادیم و فرومنگنز به عنوان آلیاژ سازها شناخته می‌شوند.
زمانیکه این فروآلیاژها با فولاد مذاب ترکیب می‌شوند، بهبود و تغییر در خواص محصول نهایی ایجاد میشود. برخی از اثرات مثبت اضافه کردن فروآلیاژها به فولاد عبارتند از:
- افزایش مقاومت در برابر سایش: ترکیب فروآلیاژها می‌تواند مقاومت فولاد در برابر سایش و سایش را افزایش دهد، که منجر به عمر مفید بیشتر محصول میشود.
- بهبود خواص مکانیکی: اضافه کردن فروآلیاژها به فولاد می‌تواند خواص مکانیکی آن را بهبود بخشد، مانند مقاومت کششی، سختی و انعطاف‌پذیری.
- افزایش مقاومت در برابر حرارت: برخی فروآلیاژها می‌توانند خواص مقاومت در برابر حرارت فولاد را بهبود بخشند و فولاد را قابل استفاده در شرایط با دماهای بالا کنند.
- افزایش مقاومت در برابر حرارت: برخی فروآلیاژها می‌توانند خواص مقاومت در برابر حرارت فولاد را بهبود بخشند و فولاد را قابل استفاده در شرایط با دماهای بالا کنند.
به طور کلی، فروآلیاژها در صنایعی مانند صنایع فولادسازی، خودروسازی، هوافضا، الکترونیک، ساختمان و بسیاری دیگر استفاده می‌شوند. این مواد بهبودهای مهمی را در خواص مواد فلزی فراهم می‌کنند و در تولید محصولات با عملکرد بالا و استفاده‌ی گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند.
سخن آخر
ابزارکده مفتخر است که برای آسایش و راحتی مهندسان و سازندگان و مشتریان این مجموعه شرایطی را فراهم کرده است که در صورت اجاره هیلتی و اجاره انواع تجهیزات تخریب، خرابی و حتی سوختن دستگاه هیلتی به هیچ عنوان به عهده مشتری نباشد و در صورت خرابی یا سوختن بدون هیچگونه سوال و جوابی در عرض کمتر از یک ساعت دستگاه سالم به صورت رایگان جایگزین میشود تا عملیات تخریب پروژه متوقف نشود.
ما در ابزار کده خوشحالیم از اینکه توانسته از سال ۱۳۹۰ تا کنون همواره بهترین خدمات اجاره تجهیزات و ابزار تخریب و برش بتن و سوراخکاری در تهران و حومه با سریعترین سرویس دهی را در اختیار شما مشتریان گرامی بگذاریم.
بیشتر بخوانید
ذغال دریل چیست؟
چگونه مشکلات رایج در پروژه‌های ساختمانی را شناسایی و حل کنیم؟
چگونه چکش برقی مناسب خود را انتخاب کنیم؟