شمش فولادی 3sp چیست ؟ پاسخ به این سوال را در این مقاله بررسی می نماییم. شمش فولادی یک نوع محصول میانی به حساب می‌آید که پایه‌ی ساخت بسیاری از مقاطع فلزی و پروفیل‌های باز و بسته قرار می‌گیرد.
این محصولات در شکل‌ها، ضخامت‌ها و آلیاژهای گوناگونی ساخته می‌شوند و هرکدام از آن‌ها به کارخانه یا خط تولید متفاوتی تولید می‌شوند تا پایه‌ی ساخت محصول خاصی قرار بگیرند. شمش 3SP یکی از آلیاژهای این مقاطع است که با عناصر شیمیایی خاصی تولید می‌شود و در نهایت، دارای خواص مکانیکی و فنی متفاوتی است.
اهمیت شمش فولادی
شمش 3SP یک نوع فلز آهنی است که از مخلوط مواد اولیه با ترکیبات دقیق تولید می‌شود. واژه “3SP” از سه کلمه “سه خواص خاص” گرفته شده است که به خصوصیات فیزیکی، مکانیکی، و شیمیایی منحصر به فرد این نوع شمش اشاره دارد. این خواص ممکن است شامل مقاومت بالا، تنوع در کاربردها، و پایداری در شرایط مختلف باشد.
شمش 3SP به عنوان یک ماده اصلی در ساخت و ساز، خودروسازی، و صنایع دیگر، جایگاه ویژه‌ای کسب کرده است. این شمش به دلیل ویژگی‌های برجسته خود، مورد توجه صنعت‌های مختلف قرار گرفته و در تولید قطعات و سازه‌های مهم به کار می‌رود. اهمیت استفاده از شمش 3SP در بهبود عملکرد و کارایی در صنایع مختلف به وضوح قابل مشاهده است.
شمش فولادی چیست؟
در پاسخ به شمش فولادی 3sp چیست باید بگوییم که شمش 3SP یکی از گرید های متعارف شمش فولادی می باشد. شمش فولادی یک نوع شمش فلزی به حساب می‌آید که کاربردهای فراوانی دارد؛ جالب است بدانید که این محصول از جهت ماهیت شباهت‌های زیادی به شمشهای نقره و طلا دارد که در بسیاری از بانک‌ها و خزانه‌های دولتی و خصوصی در سرتاسر دنیا نگهداری می‌شود اما نکته اینجاست که شمشهای فولادی برای کاربردهای بسیار متفاوتی به کار گرفته می‌شوند.
در مقدمه‌ی این مقاله نیز بیان کردیم که شمش فولادی در واقع یک نوع محصول میانی به حساب می‌آید؛ این محصولات به سبب اینکه به راحتی قابل‌حمل بشوند و از کارخانه‌ای به کارخانه‌ی دیگر ارسال شوند و فرایند ذخیره‌سازی و به کار گیری آن‌ها ساده‌تر شود، در طی یک عملیات ریخته‌گری، در قالب‌های خاصی ریخته می‌شوند و در نهایت، به اَشکال مربع، مستطیل و تخته تبدیل می‌شوند.
شمشهای فولادی در جایگاه محصولاتی خام به حساب می‌آیند که در ابتدای خطوط تولید فولادسازی قرار می‌گیرند و متخصصان می‌توانند با استفاده از آن‌ها به تولید انواع ورق، میلگرد آجدار، تیرآهن، انواع پروفیل و لوله فولادی بپردازند. گفتنی است که این مقاطع میانی با استفاده از آلیاژها و متریال‌های گوناگونی تولید می‌شوند تا تنوع خود را حفظ کنند.
شمش فولادی 3sp چیست؟
در بخش قبلی گفتیم که شمشهای فولادی در آلیاژهای گوناگونی تولید می‌شوند تا متخصصان بتوانند از میان این تنوع محصولی، گزینه‌ی موردنظر خود را انتخاب کنند و در نهایت، به تولید مقطع دلخواه خود بپردازند. بخشی از این شمش‌ها با استفاده از آلیاژ فولاد 3SP (3SP Steel Grade) تولید می‌شوند و به همین دلیل با این نام شناخته می‌شوند.
لازم به ذکر است که این دسته از مقاطع فولادی دارای عناصر شیمیایی خاصی هستند، ویژگی‌های مکانیکی و فنی مخصوص به خود را دارند و در نهایت، برای کاربردهای خاصی استفاده می‌شوند؛ همه‌ی این عوامل باعث می‌شود به این نتیجه برسیم که حتی آنالیز شمش 3SP نیز نتیجه‌ای کاملا متفاوت با سایر گریدها مانند 5SP دارد و همین مسئله، بیانگر تفاوت‌های کلیدی این آلیاژ فولادی است.
در ادامه‌ی این بخش، سایر ویژگی‌های شمش فولادی 3sp چیست را بررسی می‌کنیم تا آشنایی بیشتری با این گرید آلیاژی به دست آورید و تفاوت‌های آن را هم بهتر بشناسید.
عناصر شیمیایی شمش فولادی 3sp چیست؟
مقاطع فولادی از عناصر فلزی گوناگونی ترکیب می‌شوند که دارای مقادیر متفاوتی از هرکدام از این عناصر است؛ این تفاوت‌ها باعث به وجود آمدن آلیاژهای فلزی متفاوتی می‌شوند که دارای ویژگی‌های مکانیکی و ترمودینامیک متفاوتی هستند. به عنوان مثال، هر چقدر که درصد کربن موجود در آلیاژهای فلزی بیشتر باشد، سختی (Hardness) این مقاطع افزایش پیدا می‌کند و از طرف دیگر، تردتر و شکننده‌تر می‌شود.
به سبب همین مسئله، بررسی جدول ترکیبات شیمیایی عناصر فلزی برای متخصصان بسیار مهم و تعیین‌کننده است، چراکه به شکل مستقیم خواص مکانیکی آن‌ها را تحت شعاع قرار می‌دهد؛ در نتیجه، متخصصان می‌توانند صرفا با بررسی جدول ترکیبات مقاطع فولادی، خواص آن‌ها را تخمین بزنند و کاربردهای دقیق هرکدام را برشمارند.
آنالیز شمش 3SP
در آنالیز 3sp و در پاسخ به اینکه شمش فولادی 3sp چیست ؟ باید به بررسی و آنالیز این محصول بپردازیم. شمش فولادی 3sp نسبت به گرید دیگر دارای انعطاف بیشتری می باشد و به همین علت دارای خواص مطلوب تری می باشد که این ویژگی باعث می شود از قیمت بالاتری نیز برخوردار می باشد.
شمش 3sp یا st44-2 بار کربن حداکثر 22، اصولا بیشتر در تولید نبشی و ناودانی و یا در بعضی موردها در سایز های میلگرد های ریز استفاده می شود. در شمش فولادی 3sp میزان عناصر آلیاژی کمتری نسبت به شمش 5SP به کار رفته است.
در ادامه،برای اینکه بدانیم شمش فولادی 3sp چیست به بررسی ترکیبات این شمش می‌پردازیم و مقدار دقیق هر عنصر ار مشخص می‌کنیم؛ توجه داشته باشید که این مقادیر بر اساس جدول استاندارد این محصول هستند و حتما باید آنالیز شمش 3SP مطابق با آن باشد، وگرنه خواص و ویژگی‌های آن مطابق با جداول استاندارد نخواهد بود.
- _ 0.17 تا 0.25 درص کربن؛
- حداکثر 0.30 درصد سیلیکون؛
- 0.40 تا 0.60 درصد منگنز؛
- 0.45 درصد یا کمتر فسفر؛
- 0.45 درصد یا کمتر گوگرد؛
- 0.50 درصد یا کمتر کروم؛
- 0.40 درصد یا کمتر آلومینیوم؛
- 0.50 درصد یا کمتر مس؛
- 0.35 درصد سریم.
اگر قصد بررسی تفاوت شمش 5SP و 3SP را داشته باشیم، باید به این مسئله اشاره کنیم که درصد کربن شمش مورد بحث ما کمتر از درصد کربن موجود در شمش 5SP است و همین مسئله، باعث ایجاد یک حالت انعطافی در مقطع فولادی 3SP می‌شود.
ویژگی‌ها شمش فولادی 3sp چیست ؟
چنانکه در بخش قبلی نیز بیان کردیم، ترکیبات شیمیایی بیانگر خواص مکانیکی و ویژگی‌های فنی مقاطع فولادی هستند؛ حالا که ترکیبات شیمیایی این محصول را بررسی کردیم، زمان مناسبی است که به سراغ بررسی ویژگی‌های آن نیز برویم و اطلاعاتی را به دست دهیم که در زمان استفاده از این محصول مطمئنا به آن‌ها نیاز دارید.
- مقاومت کششی این شمش در حدود 370 تا 480 مگاپاسکال است؛
- حداقل مقاومت تنش این شمش 205 مگاپاسکال است؛
- ازدیاد طول این شمش در کمترین حالت 23 درصد است.
علاوه بر این، دانستن این نکته نیز خالی از لطف نیست اگر بدانید که این مقطع در ضخامت‌های کمتر از 3.6 سانتی‌متر، نیازی به پیش‌گرم ندارد اما در ضخامت‌های بیشتر، بهتر است که تا 100 درجه‌ی سانتی‌گراد گرم شود. لازم به ذکر است که این مسئله نیز یکی دیگر از عوامل تفاوت شمش 5SP و 3SP به حساب می‌آید.
در آنالیز شمش 3SP حداقل خواص مکانیکی این محصول مواردی است که در بالا بیان کردیم؛ البته نباید این مسئله را هم فراموش کنیم که با افزایش یا کاهش قطر و ضخامت این مقاطع، درصد این ویژگی‌ها کمتر و بیشتر می‌شود و علاوه بر این، عملیات‌های حرارتی گوناگون نیز، تاثیر زیادی در تثبیت این موارد دارد. با آنالیز این گرید از شمش فولادی به پاسخ صحیحی درباره شمش فولادی 3sp چیست رسیدیم. در ادامه به کاربردها و قیمت شمش 3sp می پردازیم.
انواع شمش فولادی 3sp چیست؟
شمش مورد بحث ما یک گرید ثابت دارد و از جهت تعدد گرید آلیاژی به انواع مختلفی تقسیم نمی‌شود؛ البته عوامل دیگری در کار هستند که موجب تقسیم این محصول میانی به چندین گزینه‌ی متفاوت می‌شوند؛ این عوامل در واقع همان اَشکال ظاهری هستند که این مقطع میان به سه گزینه‌ی متمایز تقسیم می‌کنند. در ادامه، هرکدام از سه شکل عرضه‌ی این شمش را با توجه به بررسی هایی که بر شمش فولادی 3sp چیست انجام داده ایم، توضیح میدهیم.
بیلت (billet)
بیلت چیست؟ این دسته از شمشهای فولادی با نام شمشه نیز شناخته می‌شوند از جهت ابعادی، دارای عرض 15 سانتی‌متری و سطح مقطع بیش از 200 میلی‌متری هستند؛ این مقاطع یکی از پرکاربردترین انواع شمشهای فلزی به حساب می‌آیند و در جای جای صنایع نیز دیده می‌شوند.
بلوم (bloom)
شمشهای فولادی‌ای که بلوم نام دارند، سطح مقطع و طول بیشتری در مقایسه با نمونه‌های قبلی دارند و در مجموع، مقاطع بزرگ‌تری به حساب می‌آیند. همین مسئله باعث می‌شود که از آن‌ها در ساخت بعضی از پروفیل‌های ساختمانی مانند تیرآهن استفاده می‌شود. این دسته از مقاطع با عنوان شمشال نیز شناخته می‌شوند.
اسلب (slab)
در پاسخ به سوال انواع شمش فولادی 3sp چیست باید بیان کنیم که یکی از مهترین نوع شمش های فولادی، اسلب می باشد. گروه دیگری از شمشهای فولادی با نام اسلب یا تختال نامیده می‌شوند و سطح مقطعی مستطیل‌شکل دارند. این دسته از مقاطع با ضخامت 230 میلی‌متری، عرض 1.25 متری و طول معمولا 12 متری از سایر مقاطع فولادی میانی بازشناخته می‌شوند.
اسلب‌ها گزینه‌ای مناسب برای ساخت انواع ورق‌های فولادی هستند و همین مسئله باعث می‌شود که در گریدها و آلیاژهای گوناگونی تولید شوند. لازم به ذکر است که با وجود تفاوت شمش 5SP و 3SP، هر دو این گریدها در ساخت اسلب به کار می‌روند.
تفاوت شمش 5sp و 3sp
زمانی که به خرید شمش فولادی اقدام می‌کنید، احتمالاً با دو نام 5SP و 3SP روبه‌رو خواهید شد. این دو نوع آلیاژ در ساخت انواع شمشهای فولادی به کار می‌روند و از نظر ویژگی‌های مکانیکی و فنی به شدت به هم شبیه هستند. این تشابه‌ها باعث می‌شود که در یک استاندارد مشابه قرار گیرند و در کنار هم در گرید آلیاژی قرار بگیرند. با این حال، باید توجه داشت که شمشهای فولادی 5SP و 3SP به نظر مشترک می‌آیند، اما تفاوت‌های ظریفی در ویژگی‌های شمش فولادی 3sp و تفاوت‌های آن با شمش فولادی 5SP چیست که می‌تواند در انتخاب بین آن‌ها تأثیرگذار باشد.
اما نباید از یاد ببریم که تفاوت‌هایی در میان این دو آلیاژ ، باعث ایجاد برخی تمایزها در خصوصیات مکانیکی آن‌ها شده است؛ در نتیجه، تولیدکنندگان مقاطع فولادی در زمان ساخت یک محصول خاص، با درنظرگرفتن ویژگی‌های موردنظرشان از محصول نهایی، اقدام به خرید یکی از این دو آلیاژ می‌کنند.
اگر بخواهیم به شکل مختصر تفاوت این دو محصول را بیان کنیم، اول باید دریابیم شمش فولادی 3sp چیست ؟ در جواب این سوال باید بگوییم که درصد کربن موجود در آلیاژ 3SP تا حدودی کمتر از درصد کربن موجود در شمش 5sp است؛ این مسئله باعث می‌شود که شمش 3SP از جهت انعطاف‌پذیری و خاصیت‌های جوشکاری تا حدودی از محصول دیگر پیشی بگیرد و به سبب همین ویژگی‌ها، برای تولید دستهٔ خاصی از محصولات فولادی به کار برود.
آنالیز شمش فولادی برای تولید میلگرد
شمش فولادی، به عنوان ماده اصلی در تولید میلگرد، نقش بسیار حیاتی در تعیین ویژگی‌ها و کیفیت نهایی محصول ایفا می‌کند. در این راستا، انتخاب سایز مناسب شمش برای میلگرد با سایزهای پایین و سایزهای بالا از اهمیت بیشتری برخوردار است نسبت به خود سایز میلگرد. استانداردهای میلگرد آجدار نیز به ویژه بر سایز شمش تأکید دارند. میزان کربن در شمش یک عامل کلیدی در تعیین سختی و مقاومت مکانیکی میلگرد می‌باشد. برای میلگرد با سایزهای پایین، انتخاب شمش با کربن کمتر جهت افزایش نرمی و کشش مورد توجه قرار می‌گیرد، در حالی که برای میلگرد با سایز 14 تا 40 از شمش با کربن 30 تا 35 استفاده می‌شود.
تأثیر سایز شمش بر خطوط نورد نیز مهم است. خطوط نورد با تکنولوژی بالا ممکن است از هر دو نوع شمش، برای تولید میلگردهای ریز و درشت، بهره‌مند شوند. تکنولوژی خطوط نورد جدید در کارخانه‌های مدرن به استفاده از هر دو شمش برای تولید میلگرد در اندازه‌ها و سایزهای مختلف اجازه می‌دهد. آنالیز شمش فولاد ساختمانی 3SP نشان می‌دهد که این نوع شمش دارای ترکیبات مختلفی از جمله 0.3 کروم، 0.4 الی 0.6 منگنز، 0.04 فسفر، 0.05 گوگرد، 0.15 الی 0.3 سیلیسیم و 0.14 الی 0.20 کربن است. این ترکیبات آن را برای تولید محصولات نوردی مانند میلگردها، تیرآهن، نبشی، و مفتول‌های کششی مناسب می‌سازد.
نقش تکنیکال و کیفیت شمش در تولید میلگرد بسیار مهم است. کیفیت مقاطع فولادی تولید شده بر اساس کیفیت شمش فولاد ساختمانی مشخص می‌شود و انتخاب دقیق ویژگی‌های فنی شمش در تولید میلگرد نقش بسیار حیاتی در بهبود کیفیت نهایی محصول ایفا می‌کند. استفاده از تکنولوژی‌های نوین در خطوط نورد و انتخاب شمش با توجه به نیازهای محصولات نهایی می‌تواند عملکرد بهتری را به همراه داشته باشد.
| گرید | %C | %Mn | %Si | %P | %S | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| min | max | min | max | min | max | max | max | |
| 3SP | 0.14 | 0.22 | 0.4 | 0.65 | 0.15 | 0.3 | 0.04 | 0.05 |
روش های تولید شمش فولاد 3sp
برای تولید شمش فولاد 3SP، از چندین روش مختلف استفاده می‌شود که در زیر به برخی از این روش‌ها اشاره می‌شود:
روش فرآوری حرارتی
در این روش، فولاد 3SP از طریق فرآیندهای حرارتی تولید می‌شود. این فرآیندها شامل ذوب فلز، ریخته‌گری شمش و پس از آن فرآوری حرارتی برای بهبود خواص مکانیکی و فیزیکی شمش می‌باشد. ذوب فلز و ریخته‌گری شمش از جمله گام‌های اصلی این روش هستند که باعث ایجاد فلز مذاب و سپس تشکیل شمش 3SP می‌شوند.
روش فرآوری مکانیکی
در این روش، فولاد 3SP از طریق فرایندهای مکانیکی تولید می‌شود. این فرآیندها شامل آسیاب کردن، خم کردن و تراشکاری می‌باشد. این گام‌ها به منظور شکل دهی و اصلاح شمش در مراحل بعدی تولید میلگرد و سایر محصولات مورد استفاده قرار می‌گیرند.
روش فرآوری شیمیایی
در این روش، فولاد 3SP از طریق فرآیندهای شیمیایی تولید می‌شود. این فرآیندها شامل تصفیه، آلیاژسازی و ریخته‌گری می‌باشد. تصفیه و آلیاژسازی به منظور بهبود خواص فیزیکی و شیمیایی شمش اجرا می‌شوند و پس از آن، مرحله ریخته‌گری جهت تشکیل شمش 3SP صورت می‌گیرد.
با این روش‌های متنوع، تولید شمش فولاد 3SP به صورت یک فرآیند چندگانه انجام می‌شود تا خواص مطلوب محصول نهایی تضمین شود.
کاربرد شمش فولادی 3sp چیست ؟
از آنجایی که در پاسخ به شمش فولادی 3sp چیست متوجه انعطاف پذیری این نوع از شمش نسبت به شمش 5sp شده ایم از شمش ۳sp در صنایعی که نیاز به کشش و انعطاف بیشتری دارند استفاده می گردد. از شمش ۳sp یا st44-2 بار کربن حداکثر ۲۲ برای تولید نبشی و ناودانی و یا در بعضی موردها در سایزهای میلگردهای ریز، استفاده می‌شود. به نظر شما مهمترین کاربرد شمش فولادی 3sp چیست ؟
تفاوت شمش قوس و القایی
تولید شمش فولادی با استفاده از دو روش کوره قوس الکتریکی و کوره ذوب القایی، دارای تفاوت‌های مهمی است که در زیر به بررسی آن می‌پردازیم.
کوره قوس الکتریکی
در این روش، از الکترودهای کربنی در بالای کوره به عنوان منبع برق برای برقراری جریان الکتریکی و ذوب کردن قراضه‌های صنعتی، خانگی و کهنه استفاده می‌شود. این فرایند با دمای بالا (4100 درجه سانتی‌گراد) انجام می‌شود و خواص مکانیکی و فیزیکی شمش می‌تواند با تنظیم دمای ذوب بهبود یابد. از مزایای این روش می‌توان به انعطاف در فرآیند تولید و قابلیت کنترل دمای ذوب اشاره کرد. اما هزینه بالای انرژی و نیاز به زمان بیشتر برای فرآیند ذوب از جمله معایب آن محسوب می‌شوند.
کوره ذوب القایی
در مقابل، در روش کوره ذوب القایی از سیم پیچ القایی به دور کوره استفاده می‌شود که با القای جریان الکتریکی با فرکانس بالا، میدان مغناطیسی قوی ایجاد می‌شود و دمای کوره به شدت افزایش می‌یابد. این فرآیند باعث ذوب شدن قطعات قراضه یا سنگ معدن می‌شود. مزایای این روش عبارتند از عملکرد آسان‌تر و بهتر در فرآیند تولید، عدم ایجاد آلودگی صوتی، و راندمان حرارتی بسیار بالا. اما قیمت بالای کوره و عدم تولید سرباره به دلیل سرد بودن سطح فوقانی مواد مذاب از معایب آن به شمار می‌روند.
با این تفاوت‌ها، هر یک از روش‌های کوره قوس الکتریکی و کوره ذوب القایی دارای ویژگی‌ها و کاربردهای خود در تولید شمش فولادی می‌باشند و بر اساس نیازهای خاص کارخانه‌ها و استفاده کنندگان، انتخاب می‌شوند.
قیمت شمش فولادی 3sp
شمش فولادی در گرید های مختلف از جمله 3sp و 5sp با توجه به ویژگی هایی که در بالا بیان کرده ایم دارای قیمت های متفاوتی می باشند. از آنجایی که شمش فولادی 3sp دارای انعطاف بیشتری است در صنايعي که فولاد سازه و قطعات آن نيازمند انعطاف بيشتري است، و بايد نسبت به خواص مکانيکي، مثل پيچش، خمش و کشش انعطاف پذير باشد، از بيلت 3sp استفاده ميشود.
با توجه به پاسخ، شمش فولادی 3sp چیست می توان بیان کرد، شمش 5sp ، انعطاف پذيري 3sp را ندارد و بيشتر در مواقعي که سازه ما تحت معرض نيرو و فشار نيست، و تقريبا باثبات است، از 5sp استفاده ميشود. قيمت شمش 3sp نسبت به 5sp ، گرانتر مي باشد.
جمع‌بندی
شمش 3SP یک نوع تختال فولادی است که با استفاده از گرید آلیاژی خاصی تولید می‌شود و به سبب همین مسئله، دارای عناصر شیمیایی و ویژگی‌های مکانیکی، ترمودینامیکی و فنی متفاوتی است؛با توجه به جوابی که به ، شمش فولادی 3sp چیست در این مقاله داده ایم باید بگوییم، این عوامل باعث بروز مسائلی می‌شوند که در نهایت، تفاوت شمش 5SP و 3SP را بر متخصصان آشکار می‌کند. گفتنی است که این شمشهای فولادی به سه شکل کلی بلوم، بیلت و اسلب به بازار عرضه می‌شوند و هرکدام دارای ابعاد و ضخامت خاصی هستند.