تحلیل برگشت فنری در خمکاری ورق‌های فولادی

پدیده برگشت فنری یکی از چالش‌های مهم در فرآیند خمکاری ورق‌های فولادی محسوب می‌شود که مستقیماً بر دقت ابعادی قطعه نهایی تأثیر می‌گذارد.

این پدیده زمانی رخ می‌دهد که پس از اعمال نیرو و انجام تغییر شکل، بخشی از تغییرات الاستیک ماده آزاد شده و موجب بازگشت جزئی ورق به حالت اولیه گردد.

عوامل متعددی بر میزان برگشت فنری تأثیرگذار هستند که از جمله مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به نوع فولاد، ضخامت ورق، شعاع خمکاری، روش خمکاری، تنش‌های پسماند و اثر باوشینگر اشاره نمود.

فولادهایی با مدول یانگ بالا و استحکام کششی زیاد مانند AISI 1095 و AISI 301 معمولاً برگشت فنری بیشتری نشان می‌دهند. همچنین، ورق‌های نازک‌تر به دلیل نسبت بالای شعاع خم به ضخامت، مستعد برگشت فنری شدیدتری هستند.

انتخاب روش خمکاری نیز نقش تعیین‌کننده‌ای دارد؛ به‌طوری‌که خمکاری سرد موجب افزایش برگشت فنری، و خمکاری گرم یا القایی موجب کاهش آن می‌گردد. اثر باوشینگر و تنش‌های پسماند نیز رفتار ماده را پیچیده‌تر کرده و پیش‌بینی دقیق زاویه نهایی خم را دشوارتر می‌سازد.

در این مقاله، با ارائه جداول مقایسه‌ای، مثال‌های عددی، و معرفی گریدهای فولادی مناسب، راهکارهایی برای کنترل و کاهش برگشت فنری پیشنهاد شده است. هدف آن است که طراحان صنعتی، مهندسان مکانیک و متخصصان تولید بتوانند با شناخت دقیق این پدیده، فرآیند خمکاری را بهینه‌سازی نموده و دقت ابعادی قطعات را افزایش دهند.

این تحلیل می‌تواند در صنایع خودروسازی، سازه‌های فلزی، تجهیزات صنعتی و تولید قطعات دقیق مورد استفاده قرار گیرد.

آلیاژ آهنی-فروآلیاژهای آهنی-فروش انواع فولاد آلیاژی-میلگرد آلیاژی-فولاد آلیاژی-ferro

این آلیاژها ویژگی‌های متمایزی را به فولاد و چدن می‌دهند. و با صنعت فولاد و فراورده‌های فلزی، ارتباط نزدیکی دارند. کشورهای پیشرو در تولید آلیاژهای آهن در سال 2014 چین، آفریقای جنوبی. هند، روسیه و قزاقستان بودند که 84 درصد از تولید جهانی را به خود اختصاص دادند. تولید جهانی آلیاژهای آهنی 52.8 میلیون تن در سال 2015 برآورده شده است.

ترکیبات

FeAl-فروش آلومینیوم

FeB- فروبور -12-20% بور، حداکثر 3% سیلیکون، حداکثر 2% آلومینیوم، حداکثر 1% کربن

FeCe-فروسریوم

FeCr-فروکروم

FeMg-فرومنیزیم

FeMn-فرومنگنز

FeMo-فرومولیبدن-حداقل 6% Mo، حداکثر 1% سیلیکون، حداکثر 0.5% مس

FeNb-فرونیوبیم

Fep-فرو فسفر

FeSi-فروسیلیسیم-مقدار Si بین 15% تا 90%

FeSiMg-فروسیلیکون منیزیم (با منیزیم 4% تا 25%) که به آن ندولایزر نیز می‌گویند.

FeTi-فروتیتانیوم-10-30-65-75% تیتانیوم، حداکثر 5-6.5% آلومینیوم، حداکثر 1-4% سیلیکون

Feu-فرو اورانیوم

FeV-فرو وانادیوم

FeW-فرو تنگستن

خوردگی و اهمیت آن

خوردگی آسیب وارد شده به فلز در اثر واکنش با محیط است. هر فلزی تحت یک مکانیسم خاص خورده می‌شود. که تا حدی متفاوت از مواد دیگر است. خوردگی فرآیندی طبیعی برای فلزات است. که باعث واکنش آن‌ها با محیط اطرافشان می‌شود تا ترکیبات پایدارتری تشکیل دهند [1]. نسبت به ویژگی‌های محیط، فرآیند خوردگی به دو دسته‌ی خوردگی شیمیایی و الکتروشیمیایی تقسیم می‌شود.

فرآیند خوردگی شیمیایی فرآیندی است که طی آن فلز با غیر الکترولیت (یک مایع یا گاز) واکنش می‌دهد. به عنوان مثال اکسیداسیون در هوا با دمای بالا. خوردگی اغلب فلزات در دمای اتاق و در محیط‌های آبی صورت می‌گیرد. و ماهیت الکتروشیمیایی دارد. فرآیند خوردگی الکتروشیمیایی فرآیندی است که در آن فلز در الکترولیت اکسیدی و تشکیل کاتیون‌های فلزی می‌دهد (معادله 1-1). این الکترون‌ها توسط واکنش احیا مثل احیای آب یا اکسیژن مصرف می‌شوند (معادلات 1-2 و 1-3). هر دو واکنش الکتروشیمیایی اکسیداسیون و احیا برای رخ دهی خوردگی ضروری است [2].

پوشش‌های محافظتی با ایزوله کردن فلز بستر مانع تماس آن با محیط خورنده شده. و از آن محافظت می‌کنند [7,6] عملکرد حفاظتی پوشش‌ها به چهار روش کلی صورت می‌گیرد:

1-پوشش‌های سدی که مانع تماس فلز و محیط خورنده می‌شوند. این پوشش‌ها با مقاومت بالای خود باعث کاهش انتقال جریان بین نواحی آندی و کاتدی می‌شوند. یا با از بین بری نفوذ اکسیژن و ممانعت از انجام واکنش کاتدی از فلز بستر محافظت می‌کنند [4].

2-پوشش‌های فداشونده که خورده شده و از فلز بستر به صورت کاتدی محافظت می‌کنند، مانند رنگدانه‌های غنی از روی.

3-پوشش‌های بازدارنده که واکنش الکترود را کند می‌کنند.

4-پوشش‌های مقاومتی الکتریکی که مانع تشکیل پیل خوردگی الکتروشیمیایی می‌شوند، مانند رنگ‌ها [1].

پوشش‌ها از دیدگاه جنس به سه دسته پوشش‌های آلی، معدنی و فلزی تقسیم می‌شوند.

بررسی اثر دما و غلظت الکترولیت در فرآیند الکتروپولیش بر مقاومت به خوردگی آلیاژ اینکونل 718

بهبود مقاومت به خوردگی توسط فرآیند الکتروپولیش یکی از راه‌های مهم در فرآیند اصلاح سطح می‌باشد. در این تحقیق اثر دو متغیر غلظت اسید پرکلریک و دمای حمام بر فرآیند الکتروپولیش. و تأثیر آن بر مقاومت به خوردگی آلیاژ اینکونل 718 بررسی شد. جهت بررسی ریزساختار و کیفیت زبری سطح، قبل و بعد از الکتروپولیش به ترتیب از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی و آزمون زبرسنجی سطح استفاده شد.

جهت تعیین محدوده ولتاژ و جریان الکتروپولیش منحنی‌های I-V به کار گیری شد. نتایج نشان داد دست‌یابی به سطحی یکنواخت و عاری از حفرات تنها در شرایطی حاصل می‌شود. که ترکیب الکترولیت حاوی 20 درصد حجمی اسید پرکلریک و دمای حمام برابر 15 درجه سانتی‌گراد باشد. تحت شرایط مذکور سرعت الکتروپولیش در مرزدانه‌ها و درون دانه‌ها به یکدیگر نزدیک می‌شود و منجر به ایجاد سطحی صاف و یکنواخت می‌گردد.

حداقل زبری سطح بعد از الکتروپولیش در شرایط بهینه 0/026μm به دست آمد. نتایج حاصل از آزمون پلاریزاسیون تافل در محلول 0.5M H2SO4+0.01M KSCN نشان داد. الکتروپولیش موجب کاهش چگالی جریان خوردگی و نجیب‌تر شدگی پتانسیل خوردگی در آلیاژ گردید. نمونه الکتروپولیشی در شرایط بهینه بیشترین مقاومت به خوردگی را از خود نشان داد. دلیل افزایش مقاومت به خوردگی در اثر الکتروپولیش به تشکیل لایه اکسیدی یکنواخت و ریزساختار عاری از حفرات در سطح نسبت دهی شد.

ساخت سکوهای دریایی- فولاد اسکله سازی-فولاد دریایی-ورق دریایی-قیمت فولاد-منظور از ساخت در این مقاله، مراحل مربوط به مهیا سازی قطعات و ساخت قسمت های مختلف یک سکو در خشکی می باشد. ساخت سکوهای فلزی، شامل پیش ساخت و ساخت اجزا و زیر مجموعه ها می باشد. تمام فولاد سازه ای مصرفی باید، نو، عاری از نقص و زنگ زدگی باشد. در ضمن، استفاده از فولادهایی که از قبل برای مصارف دیگری رد می شوند. و سپس به عنوان فولاد سازه ای طبقه بندی می شوند، در سکوهای دریایی مجاز نیست.گواهی های اصلی آزمایشهای انجامی در هنگام تولید، باید بر اساس نیازمندی ها ارایه شود. این گواهیها باید تمام اطلاعات لازم در مورد مقاومت، شکل پذیری، چقرمگی، آنالیز شیمیایی، عملیات حرارتی. آزمایش های غیر تخریبی، آزمایش های تکمیلی و سابقه شناسایی تولید را در بر داشته باشد. قبل از استفاده از فولاد در ساخت سازه، گواهی های فوق باید ارائه شوند.دریافت و جابه جایی مصالح، اغلب بخشی از فعالیت های پیمانکار ساخت است. پیمانکار باید روشی را جهت دریافت، انبار کردن، شناسایی و ردگیری ارایه داده و به تصویب برساند. در این روش، هر قطعه فولادی که در بخشی از سازه تولید بشود مورد استفاده قرار می گیرد. باید به صورت دقیق قابل ردگیری تا مرحله دریافت گواهی تولید کننده فولاد باشد.

فولاد S355-ورق S355- فولاد ساختمانی-فولاد سازه ای–فولاد سبک-فولاد ضد خوردگی- فولاد مقاوم بالا-همه ساله حدود 25 درصد برخی از فولاد سبک در جهان در ساخت ساختمان سازی استفاده می شود.محافظت در برابر خوردگی-برای روکش دائمی، سطح فلز باید از قبل زمینه سازی لازم را دنبال کند. فولاد S355 حداقل 30 سال در برابر خوردگی مقاوم است.اثر عملیات حرارتی بر روی رفتار شد ترک خستگی در اتصالات جوشکاری شده از جنس S355 تحت بارگذاری خمشی