جمعه ۳۱ فروردین ۱۴۰۳
کد مقاله: ۱۴۰۲۱۱۰۰۰۵

همه چیز درباره فروآلیاژ

فروآلیاژفروآلیاژ
در این مقاله از سرپوش به بررسی و شناخت فروآلیاژ می‌پردازیم. این عبارت به مخلوطی از فلزات یا آلیاژها با ترکیبات خاص اطلاق می‌شود که خصوصیات و ویژگی‌های منحصر به فردی را در مواد به وجود می‌آورد. با بررسی مفاهیم پایه فروآلیاژ و کاربردهای آن در صنایع مختلف، به دنیای جذاب این مواد می‌پردازیم.

فروآلیاژ چیست؟

فروآلیاژ، آلیاژی است که از آهن و حداقل یک عنصر آلیاژی دیگر تشکیل شده است. این عناصر آلیاژی می توانند فلزات، شبه فلزات یا غیر فلزات باشند. فروآلیاژها دارای خواص مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی متفاوتی از آهن خالص هستند.

آلیاژها کیفیت های متمایزی را به فولاد و چدن داده یا عملکردهای مهمی را در طول تولید انجام می دهند و بنابراین ارتباط نزدیکی با صنعت آهن و فولاد دارند و مصرف کننده اصلی فروآلیاژها هستند. تولیدکنندگان پیشرو فروآلیاژ در سال ۲۰۱۴؛ چین، آفریقای جنوبی، هند، روسیه و قزاقستان بودند که ۸۴ درصد از تولید جهانی را به خود اختصاص دادند. تولید جهانی فروآلیاژها ۵۲.۸ میلیون تن در سال ۲۰۱۵ برآورد شد.

مراحل تولید فروآلیاژ

تولید فروآلیاژ به طور کلی شامل مراحل زیر است:

فرآوری مواد اولیه:

مواد اولیه مورد نیاز برای تولید فروآلیاژ، شامل آهن خام، سنگ آهن، قراضه آهن و عناصر آلیاژی است. این مواد اولیه ابتدا باید فرآوری شوند تا آماده ذوب شوند.

ذوب:

مواد اولیه فرآوری شده در کوره های قوس الکتریکی یا کوره های بلند ذوب می شوند. در این مرحله، عناصر آلیاژی نیز به مذاب اضافه می شوند.

تصفیه:

مذاب حاصل از ذوب باید تصفیه شود تا عناصر زائد از آن جدا شوند. این کار با استفاده از روش های مختلفی مانند احیا با گاز CO، احیا با فلزات قلیایی و احیا با فلزات قلیایی خاکی انجام می شود.

ریخته گری:

مذاب تصفیه شده در قالب های مخصوص ریخته می شود تا فروآلیاژ جامد شود.

تولید فروآلیاژفرآیند تولید فروآلیاژ

تولید فروآلیاژها

معمولاً فروآلیاژها با واکنش‌های کربوترمی تولید می‌شوند که شامل کاهش اکسیدها با کربن (به عنوان کک) در حضور آهن است. برخی از فروآلیاژها با افزودن عناصر به آهن مذاب تولید می شوند. همچنین امکان تولید برخی فروآلیاژها با فرآیندهای احیای مستقیم وجود دارد. به عنوان مثال، فرآیند کروپ-رن [fr] در ژاپن برای تولید فرونیکل استفاده می شود. فروآلیاژها براساس فرآیندهای تولیدی به طور کلی به دو گروه تقسیم می شوند:

تولید در کوره بلند:

تولید کوره بلند در طول قرن بیستم به طور مداوم کاهش یافت، در حالی که تولید قوس الکتریکی همچنان در حال افزایش است. امروزه فرومنگنز را می توان به طور موثر در کوره بلند تولید کرد. این کوره ها از سوخت های فسیلی مانند زغال سنگ برای ذوب مواد اولیه استفاده می کنند. کوره های بلند برای تولید فروآلیاژهای با حجم زیاد کاربرد دارند.

تولید در کوره قوس الکتریکی:

تولید فروآلیاژ در کوره قوس الکتریکی در حال گسترش است. این کوره ها از برق برای ذوب مواد اولیه استفاده می کنند. کوره های قوس الکتریکی برای تولید فروآلیاژهای با کیفیت بالا و خلوص بیشتر کاربرد دارند.

انواع فروآلیاژها

فروآلیاژها بر اساس نوع عنصر آلیاژی به سه دسته اصلی تقسیم می شوند:

فروآلیاژهای کربنی:

این نوع فروآلیاژها حاوی بیشترین مقدار کربن هستند. کربن باعث افزایش استحکام و سختی فروآلیاژ می شود. فروآلیاژهای کربنی کاربردهای زیادی در صنعت دارند، از جمله در ساخت فولاد، ریخته گری و ساخت ابزارآلات.

فروآلیاژهای غیرآهنی:

این نوع فروآلیاژها حاوی عناصر آلیاژی غیرآهنی هستند، مانند منگنز، نیکل، کروم، مولیبدن، تیتانیوم و وانادیوم. این عناصر آلیاژی باعث بهبود خواص مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی فروآلیاژ می شوند. فروآلیاژهای غیرآهنی کاربردهای زیادی در صنایع مختلف دارند، از جمله در ساخت فولاد ضدزنگ، ابزارآلات، قطعات خودرو و تجهیزات هوافضا.

فروآلیاژهای ویژه:

این نوع فروآلیاژها حاوی عناصر آلیاژی خاصی هستند که خواص خاصی را در آنها ایجاد می کند. به عنوان مثال، فروآلیاژهای دارای کبالت دارای خاصیت مغناطیسی هستند و در ساخت قطعات الکتریکی و مغناطیسی کاربرد دارند.

تنوع در فروآلیاژانواع فروآلیاژ

کاربردهای فروآلیاژها

فروآلیاژها کاربردهای زیادی در صنایع مختلف دارند، از جمله:

صنعت فولاد:

فروآلیاژها در ساخت انواع فولاد، از جمله فولاد کربنی، فولاد ضدزنگ و فولاد آلیاژی، کاربرد دارند.

صنعت ریخته گری:

فروآلیاژها در ساخت قطعات ریخته گری، از جمله قطعات خودرو، قطعات صنعتی و قطعات ساختمانی، کاربرد دارند.

صنعت ساخت ابزارآلات:

فروآلیاژها در ساخت انواع ابزارآلات، از جمله مته، تیغه، و پرس، کاربرد دارند.

صنعت هوافضا:

فروآلیاژها در ساخت قطعات هواپیما، فضاپیما و موشک، کاربرد دارند.

صنعت خودرو:

فروآلیاژها در ساخت قطعات خودرو، از جمله بدنه، موتور و شاسی، کاربرد دارند.

صنعت نفت و گاز:

فروآلیاژها در ساخت تجهیزات نفت و گاز، از جمله لوله ها، شیرآلات و اتصالات، کاربرد دارند.

فروآلیاژ در صنایع مختلفکاربردهای فروآلیاژ

تولید فروآلیاژهای مختلف

فروکروم:

کشورهای پیشرو جهان در تولید سنگ کروم در سال ۲۰۱۴ آفریقای جنوبی (۱۲ میلیون تن)، قزاقستان (۳.۷ میلیون تن)، هند (۳.۵ میلیون تن) و ترکیه (۲.۶ میلیون تن) بودند. بیشتر تولید سنگ کرومیت در کوره های قوس الکتریکی برای تولید فروکروم برای صنعت متالورژی ذوب می شد. بیشتر ۱۱.۷ میلیون تن فروکروم تولید شده در سراسر جهان در ساخت فولاد ضد زنگ مصرف می شد که در سال ۲۰۱۴ در مجموع به ۴۱.۷ میلیون تن رسید.

فرومنگنز:

دو فروآلیاژ منگنز، فرومنگنز و سیلیکومنگنز، مواد اصلی برای فولادسازی هستند. چین بزرگترین تولیدکننده فروآلیاژ منگنز (۲.۷ میلیون تن) در جهان است، با خروجی بسیار بیشتر از مجموع تولید سه تولیدکننده بزرگ بعدی.

فرومولیبدن:

تولیدکنندگان عمده فرومولیبدن عبارتند از: شیلی (۱۶۹۱۸ تن)، چین (۴۰۰۰۰ تن) و ایالات متحده (که در سال ۲۰۰۸، ۷۸ درصد از سنگ معدن مولیبدنیت جهان را به خود اختصاص دادند. ۸۳ درصد فرومولیبدن برای صنعت فولاد مصرف شده است. 

فرونیکل:

در سال ۲۰۱۴، حدود ۳۳ درصد از نیکل جدید سالانه جهان فرونیکل بود. در سال ۲۰۰۸ ایالات متحده، تقریباً تمام فرونیکل مصرف شده را به خود اختصاص داد و بیش از ۹۸ درصد آن در فولادهای ضد زنگ و مقاوم در برابر حرارت استفاده شد. در سال ۲۰۰۸ هیچ فرونیکلی در ایالات متحده تولید نشد. 

فروسیلیس:

مصرف فروآلیاژ سیلیکون ناشی از تولید چدن و فولاد است که در آن آلیاژهای سیلیکون به عنوان اکسید زدا استفاده می شود. مقداری فلز سیلیکون نیز به عنوان عامل آلیاژی با آهن مورد استفاده قرار گرفت. چین تامین کننده اصلی است که در سال ۲۰۰۸ فروسیلیکون بیشتری (۴.۹ میلیون تن) از مجموع سایر نقاط جهان تولید کرد. 

فروتیتانیوم:

تیتانیوم در فولادسازی برای اکسید زدایی، کنترل اندازه دانه و کنترل و تثبیت کربن و نیتروژن استفاده می شود. در طول فولادسازی، تیتانیوم به دلیل دمای ذوب نسبتا پایین و چگالی بالا معمولاً به عنوان فروتیتانیوم معرفی می‌شود. 

فروتانتالوم به فولاد مذاب اضافه می شود تا فولادهای ویژه سخت شونده ایجاد شود. همچنین به عنوان مواد جوشکاری، پودر پاشش و برای کاربردهای متالورژی پودر استفاده می شود.

فروتنگستن:

تنگستن یک عنصر آلیاژی مهم در فولادهای ابزار با سرعت بالا و سایر فولادها است و به میزان کمتری در برخی از فولادهای ضد زنگ و ساختاری استفاده می شود. تنگستن اغلب به مذاب فولاد به عنوان فروتنگستن اضافه می شود که می تواند تا ۸۰٪ تنگستن داشته باشد. تولید جهانی فروتنگستن تحت سلطه چین است.

فرووانادیوم:

در سال ۲۰۰۸، چین، روسیه (۱۲۰۰۰ تن) و آفریقای جنوبی (۱۷۰۰۰ تن) ۹۸ درصد از تولید معدن وانادیوم جهان را به خود اختصاص دادند.

انواع مختلف فروآلیاژتولید انواع مختلف فروآلیاژ

سخن پایانی درباره فروآلیاژ

فروآلیاژها آلیاژهای مهمی هستند که کاربردهای زیادی در صنایع مختلف دارند. این آلیاژها دارای خواص مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی متفاوتی از آهن خالص هستند که آنها را برای کاربردهای خاص مناسب می کند.

گردآوری: بخش علمی سرپوش

  • 14
  • 1
۵۰%
همه چیز درباره
نظر شما چیست؟
انتشار یافته: ۰
در انتظار بررسی:۰
غیر قابل انتشار: ۰
جدیدترین
قدیمی ترین
مشاهده کامنت های بیشتر
محمدرضا احمدی بیوگرافی محمدرضا احمدی؛ مجری و گزارشگری ورزشی تلویزیون

تاریخ تولد: ۵ دی ۱۳۶۱

محل تولد: تهران

حرفه: مجری تلویزیون

شروع فعالیت: سال ۱۳۸۲ تاکنون

تحصیلات: کارشناسی حسابداری و تحصیل در رشته مدیریت ورزشی 

ادامه
رضا داوودنژاد بیوگرافی مرحوم رضا داوودنژاد

تاریخ تولد: ۲۹ اردیبهشت ۱۳۵۹

محل تولد: تهران

حرفه: بازیگر

شروع فعالیت: ۱۳۶۵ تا ۱۴۰۲

تحصیلات: دیپلم علوم انسانی

درگذشت: ۱۳ فروردین ۱۴۰۳

ادامه
فرامرز اصلانی بیوگرافی فرامرز اصلانی از تحصیلات تا شروع کار هنری

تاریخ تولد: ۲۲ تیر ۱۳۳۳

تاریخ وفات : ۱ فروردین ۱۴۰۳ (۷۸ سال)

محل تولد: تهران 

حرفه: خواننده، آهنگساز، ترانه‌سرا، نوازندهٔ گیتار 

ژانر: موسیقی پاپ ایرانی

سازها: گیتار

ادامه
علیرضا مهمدی بیوگرافی علیرضا مهمدی؛ پدیده کشتی فرنگی ایران

تاریخ تولد: سال ۱۳۸۱ 

محل تولد: ایذه، خوزستان، ایران

حرفه: کشتی گیر فرندگی کار

وزن: ۸۲ کیلوگرم

شروع فعالیت: ۱۳۹۲ تاکنون

ادامه
ابراهیم بن جعفر ابی طالب زندگینامه ابراهیم بن جعفر ابی طالب

نام پدر: جعفر بن ابی طالب

سن تقریبی: بیشتر از ۵۰ سال

نسبت های مشهور: برادر محمد بن ابی طالب

ابراهیم بن جعفر ابی طالبزندگینامه ابراهیم بن جعفر بن ابی طالب

زندگینامه ابراهیم بن جعفر بن ابی طالب

ابراهیم بن جعفر بن ابی طالب فرزند جعفر بن ابی طالب بوده است، برخی از افراد ایشان را همراه با محمد از نوه های جعفر می دانند که عمال بن زیاد وی را به شهادت رساند. برخی از منابع می گویند که ابراهیم و محمد هر دو از لشکر ابن زیاد فرار کرده بودند که بانویی در کوفه آنها را پناه می دهد، اما درنهایت سرشان توسط همسر این بانو که از یاران ابن زیاد بود از جدا شد و به شهادت رسیدند. 

ادامه
مریم طوسی بیوگرافی مریم طوسی؛ سریع ترین دختر ایران

تاریخ تولد: ۱۴ آذر ۱۳۶۷

محل تولد: تهران

حرفه: ورزشکار، دونده دوهای سرعت

تحصیلات: کارشناسی تربیت بدنی از دانشگاه تهران

قد: ۱ متر ۷۲ سانتی متر

ادامه
زهرا گونش بیوگرافی زهرا گونش؛ والیبالیست میلیونر ترکی

چکیده بیوگرافی زهرا گونش

نام کامل: زهرا گونش

تاریخ تولد: ۷ جولای ۱۹۹۹

محل تولد: استانبول، ترکیه

حرفه: والیبالیست

پست: پاسور و دفاع میانی

قد: ۱ متر و ۹۷ سانتی متر

ادامه
سوگل خلیق بیوگرافی سوگل خلیق بازیگر جوان سینمای ایران

تاریخ تولد: ۱۶ آبان ۱۳۶۷

محل تولد: تهران

حرفه: بازیگر سینما، تلویزیون و تئاتر

آغاز فعالیت: ۱۳۸۷ تاکنون

تحصیلات: لیسانس کارگردانی تئاتر از دانشگاه هنر تهران

ادامه
شیگرو میاموتو سفری به دنیای بازی های ویدیویی با شیگرو میاموتو

تاریخ تولد: ۱۶ نوامبر ۱۹۵۲

محل تولد: سونوبه، کیوتو، ژاپن 

ملیت: ژاپنی

حرفه: طراح بازی های کامپیوتری و نینتندو 

تحصیلات: کالج هنر کانازاوا

ادامه
ویژه سرپوش