فلزاتی که در بازار مصارف گوناگونی دارند به علت نیاز های گوناگون جنس های متفاوتی نیز دارند. از عبارت متریال برای توصیف جنس فلزات استفاده های زیادی میشود.در این مقاله به انواع متریال و جنس فلزات میپردازیم.
اتصال دهنده ها یا همان پیچ و مهره ها در طیف گسترده ای از مواد مثل چوب، پلاستیک، تفلن، کاچو، فیبر، فلزات و خیلی از موادی که در صنعت وجود دارد ساخته می شوند. فلزات مورد استفاده برای ساخت اتصالات آهن، فولاد، فولاد ضد زنگ(استنلس استیل)، استیل های نسوز، تیتانیوم، آلمینیوم، برنج و مس میباشد. فلزات آلیاژ های متفاوتی دارند که هر کدام خواص ظاهری، شیمیایی و مکانیکی خودرادرند. برای مثال در برخی آلیاژ ها استحکام زیادی داریم و در برخی دیگرد مقاومت در برابر خوردگی مشاهده میشود. برخی از آلیاژ ها وجود دارند که از نظر ظاهری نیز میتواند مصارف تزئینی داشته باشند.
به صورت کلی برای توصیف متریال های مختلف از یک عدد استفاده میشود. برای مثال در استاندارد DIN به آن 1.7225 گفته میشود.
انواع متریال ها
آهن
آهن به دلیل تولید و استخراج آسان و همچنین مقدار انبوه استفاده زیادی در صنعت پیچ و مهره، لوله و اتصالات دارد.بسیاری از پیچ ها برای هزینه کم تر از آهن تولید میشود. اکثر پیچ هایی که در بازار با نام گالوانیزه یافت میشود معمولاً از جنس آهن میباشد. البته باید توجه داشت که گالوانیزه نوعی پوشش است و بر روی بسیاری از متریال ها استفاده کرد. در بازار ST37 , ST52 که در دسته فولاد های ساختمانی هستند از جنس آهن میباشند.
فولاد
برخی از فولاد ها نیز از متریال های ارزان هستند و میتوان در مصارف انبوه از بعضی از آنها استفاده کرد.فولاد ها مقاومت بیشتری نسبت به آهن دارند و علاوه بر استحکام بیشتر کمی ترد تر از آهن نیز میباشند. فولاد ها ترکیبی از آهن و عناصر دیگر میباشند که هم خواص فیزیکی را تغیر میدهد هم خواص شیمیایی.متریال های موجود در بازار با نام های Mo40، CK45، VCN و فولاد گرم کار که در بازار وجود دارند از دسته فولاد ها میباشند.
چدن نیز از جمله فولاد هایی میباشد که کربن زیادی دارند. چدن استحکام بالایی دارد و همچنین بسیار شکننده است. از نظر مکانیکی چدن انعطاف و چکش خواری ندارد. به همین علت در ساخت بدنه بسیاری از دستگاه ها از چدن استفاده میشود مانند بسیاری از دستگاه های CNC و تراش. همچنین چدن بعد از ریخته گری دچار تنش میباشد و برای استفاده از آن در موارد دقیق آنرا تا بیش از ده سال بعد از ریخته گری ماشین کاری نمیکنند. و این نوع متریال با آهن جوش نمیخورد.
برخی از فولاد ها نیز با نام فولاد های آلیاژِ شناخته میشوند که در ترکیبات شیمیایی آن ها به مقدار کمی منگنز و گوگرد وجود دارد.
فولاد زد زنگ
فولاد زد زنگ (Stainless Steel) دسته ای از فولاد ها هستند که در آلیاژ خود علاوه بر ترکیبات دیگر میتوانند نیکل و کروم داشته باشند و به همین علت خواص شیمیایی بسیار متفاوتی دارند. فولاد های زد زنگ معمولاً در محیط های بسیار مرطوب یا در محیط های اسیدی کاربرد بسیاری دارند. این فولاد ها زنگ نمیزنند و دچار خوردگی نمیشوند و در صنایع پتروشیمی کاربرد بسیاری دارند. فولاد هایی در بازار که نام Stainless Steel دارند از این دست فولاد ها هستند.
این نوع فولاد ها انواع متفاوتی دارند، مانند SS410, SS316, SS310, SS304 که هرکدام خواص متفاوتی دارند. SS316 از دسته فولاد های میباشد که خواصیت مغناطیسی ندارند و بسیار در برابر اسید مقاوم است. اصطلاحاً به این نوع استیل که خاصیت مغناطیسی ندارد، استیل نگیر نیز گفته میشود. SS410 نیز از دسته فولاد های نسوز میباشد که در دمای بالا خاصیت خود را از دست نمیدهد.
فولاد ضد زنگ را می توان به سه نوع مختلف تقسیم کرد: آستنیتی ، مارتنزیتی و
استیل ضد زنگ آستنیتی (Austenitic)
این نوع فلز بین 15٪ -20٪ کروم ،بین 5٪ -19٪ نیکل دارد. ضد زنگ آستنیتی بالاترین میزان مقاومت در برابر خوردگی را در بین این سه نوع فلز را دارد که شامل گریدهای 302، 303،304 ، 304 L ، 316 ، 347 و 348 می باشد. آنها همچنین مقاومت کششی بین 80.000 – 150.000 ( PSI) دارند.
فولاد ضد زنگ مارتنزیتی (Martensitic)
این نوع فلز بین 12٪ -18٪ کروم دارد. فولاد ضد زنگ مارتنزیتی یک فولاد مغناطیسی محسوب می شود و برای افزایش سختی آن می توان از گرما استفاده کرد. ولی جوشکاری برای آن توصیه نمی شود. انواع آن شامل 410 ، 416 ، 420 ، 431 است و دارای مقاومت کششی بین 180.000 و 250.000 (PSI) هستند.
فولاد ضد زنگ فریتیک (Ferritic)
این نوع فلز بین 15٪ -18٪ کروم دارد. اگرچه فولاد ضد زنگ فرتونی دارای مقاومت کششی 65.000 – 87.000 می باشد، با این حال در برابر خوردگی مقاوم است ولی برای مناطقی که احتمال دارد خوردگی رخ دهد توصیه نمی شود.برای افزایش سختی و بهبود آن نمی توان از گرما استفاده کرد و جوش برای آن مناسب نیست. انواع آن شامل 430 و 430(F) است.
در زیر تعدادی از نمرات فولاد ضد زنگ که وجود دارد آمده است:
18-8فولاد ضد زنگ
این فولاد ضد زنگ حاوی تقریبا 18٪ کروم و 8٪ نیکل است. این رایج ترین طراحی ضد زنگ سخت افزار است.
فولاد ضد زنگ 316
این ضد زنگ یک درجه از فولاد ضد زنگ مقاوم تر است و برای محیطهای نمکی و کلردار گزینه ی ایده آلیست و بهای آن از ضد زنگ 8-18 بیشتر است.
410 فولاد ضد زنگ
(11.5٪ -13.5٪ کروم ، حداکثر کربن .15٪)
این آلیاژ ضد زنگ از فولاد ضد زنگ 18-8 سخت تر است ، اما در برابر خوردگی مقاوم نیست.
تیتانیوم
تیتانیوم فلزی است که مقاومت بسیار بیشتری از آهن دارد و سبک تر است اما به دلیل هزینه (آن بجز در موارد خاص) پیچ و مهره تولید نمیشود. تیتانیوم در برابر خوردگی نیز مقاوم است.
برنز سیلیکون
برنز سیلیکون که اغلب به آن برنز نیز گفته می شود ،آلیاژی است که اکثراً از مس وقلع و مقدار کمی سیلیکون ساخته شده است. مفرغ در درجه اول در محیط ها ی دریایی استفاده می شود. برنز از نظر رنگ شبیه به مس است و بدلیل استحکام بالای میتوان در ساخت قایق های چوبی و یا تعمیر مجدد آنها استفاده کرد. گاهی اوقات از برنز در چوب های تزئینی به خاطر ظاهر آنها استفاده می شود.
برنج
برنج آلیاژی از مس و روی است که مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارد و رسانای الکتریکی است. این پیچ ها کاربرد بسیار متنوعی دارند برای مثال علاوه بر استفاده در مصارف برقی و الکتریکی به دلیل رنگ و جلای آن کاربرد تزئیینی نیز دارند. بسیاری از اتصالات منبع های آب نیز برنجی میباشد.
آلومینیوم
آلومینیوم یک فلز سبک و نرم است و ذاتا در برابر خوردگی مقاوم است و مانند فولاد ضد زنگ است. اتصال دهنده ها از انواع آلیاژ آلومینیوم ساخته می شوند و عناصری همچون منگنز، آهن ، منیزیم ، روی ، مس و سیلیکون به منظور افزایش مقاومت و نقطه ذوب اضافه می شوند.
پرچ ها اغلب از آلیاژهای آلومینیوم در سری 5000 ساخته می شوند که از منیزیم به عنوان عنصر آلیاژ اولیه استفاده می کنند.