میلگرد آلیاژی چیست؟ بررسی ویژگی‌ها، انواع، کاربردها و روش تولید

میلگرد آلیاژی نوعی میلگرد است که از ترکیب آهن و کربن به همراه برخی عناصر دیگر ساخته شده و خواص فوق‌العاده‌ای نسبت به میلگردهای معمولی دارد. وجود کربن در ساختار میلگرد آلیاژی، استحکام و مقاومت این مقطع را در برابر خوردگی و شکستگی افزایش داده است؛ به همین دلیل  انواع مختلف آن در صنایع خاص و برخی پروژه‌های ساختمان‌سازی‌، مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مقاله از آهن صد، با مشخصات، ویژگی‌ها، روش تولید، انواع مختلف، قیمت‌گذاری و نحوه خرید میلگرد آلیاژی به خوبی آشنا خواهید شد.

میلگرد آلیاژی چیست؟

میلگرد آلیاژی یکی از انواع مقاطع آلیاژی است که به واسطه فرآیند تولید و ساختار تشکیل‌دهنده خود، ویژگی‌های خاص و متمایزی پیدا کرده است. بطور معمول حدود ۱ الی ۵۰ درصد از مواد تشکیل ‌دهنده این مقطع را، آلیاژی از عناصر مختلف مانند روی، نیکل، وانادیم، مولیبدن، منگنز و ‌سیلسیوم، با درصدهای مختلف تشکیل می‌دهند. وجود این مواد، به همراه عنصر کربن، میلگرد آلیاژی را در برابر حرارت، خوردگی، ضربه یا سایش، مقاوم ساخته و برای آن نسبت به میلگردهای معمولی تفاوت‌هایی ایجاد کرده است.

انواع میلگرد فولاد آلیاژی

میلگردهای آلیاژی از نظر میزان کربن و عناصر تشکیل‌دهنده در ساختار خود، به گریدهای ‌مختلفی تقسیم‌بندی شده‌اند. در ادامه، انواع گوناگون میلگرد آلیاژی به همراه ویژگی و ‌کاربردهای اختصاصی خود، مورد بررسی قرار می‌‌گیرند.

• میلگرد CK45 (پرکربن): این محصول یکی از پرکاربردترین میلگردهای آلیاژی در صنایع است که استحکام کششی فوق‌العاده بالایی دارد. نزدیک به ۰/۴۵ درصد از ساختار میلگرد CK45 را کربن، ۰/۶۵ درصد منگنز و ۰/۲۵ درصد آن را سیلیسیم تشکیل داده است تا مقاومت مکانیکی آن افزایش پیدا کند. این مقطع آلیاژی در صنایع عمرانی، پتروشیمی و خودروسازی کاربرد گسترده دارد. میلگرد CK45 به دلیل خواص و مقاومت مثال زدنی خود، برای ساخت قطعات در معرض حرارت، خوردگی و زنگ‌زدگی یا تولید مخازن تحت فشار و ابزارآلاتی که به چقرمگی بالا نیاز دارند مانند میل لنگ، مته حفاری، شفت، ‌غلتک، محور پمپ و چرخ دنده مناسب است.

• میلگرد ST52 (پرکاربرد در سازه‌ها): این میلگرد آلیاژی، یک مقطع کم‌کربن محسوب می‌شود و ساختار آن از ۱/۶ درصد منگنز، ۰/۵۵ درصد سیلیکون و ۰/۲ کربن تشکیل شده است. میلگرد ST52 در برابر پیچ‌خوردگی یا خمش، مقاومت بسیار بالایی دارد و برای تحمل بار سنگین کاملاً مناسب است. با توجه به استحکام بالایی که این مقطع دارد، بیشتر در ساختمان‌سازی و برای تقویت بتن مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین میلگرد ST52 به دلیل قابلیت جوش‌پذیری و ماشین‌کاری، در تولید بدنه یا قطعات خودروها و ماشین‌آلات صنعتی نیز بکار برده می‌شود.

• میلگرد AISI 4140 یا MO40 ‌(گرید 1.7225): این محصول جزء میلگردهای کم‌آلیاژ به شمار می‌رود که در برابر سایش، ضربه و فشار، مقاومت بسیار بالایی دارد. آلیاژ MO40 علاوه بر کربن، از عناصر دیگری مانند مولیبدن، کروم و منگنز نیز تشکیل شده است. در ساختار این میلگرد آلیاژی، مقداری عنصر سیلیسیم وجود دارد که از آن در برابر اکسید شدن و زنگ‌زدگی جلوگیری می‌کند؛ به دلیل همین ویژگی‌ها، برای ساخت کارد و چنگال، گیره‌های فشنگی و برخی از قطعات ماشین‌آلات یا هواپیما از میلگرد آلیاژی استفاده زیادی می‌شود.

• میلگرد VCN: این میلگرد آلیاژی دارای سه نوع گرید VCN150 ،VCN100 و VCN200 است که هر کدام خواص و کاربردهای مخصوص به خود را دارند. عدد موجود در نام این میلگردها نشان‌دهنده میزان عناصر تشکیل‌دهنده آن‌ها (نیکل و کروم) است و هرچه این عدد بیشتر باشد، استحکام میلگرد افزایش می‌یابد. میلگردهای VCN، مقاومت زیادی در برابر ضربه و یا خوردگی دارند و عمر مفید آن‌ها بسیار بالاست؛ به همین دلیل معمولاً برای تولید میل‌لنگ، صفحه دیسک و شاسی خودرو یا تیغه‌های برش ورق استفاده می‌شوند.

• میلگرد نسوز (310، 321، 309): میلگرد نسوز یک نوع فولاد با میزان ۲۳ درصد کروم است که معمولاً در موقعیت‌هایی با دما و حرارت بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد. از تجهیزات شیمیایی و پتروشیمی گرفته تا وسایل آشپزخانه و صنعت مواد غذایی، در بیشتر مواقع با استفاده از این میلگرد آلیاژی ساخته می‌شوند؛ چرا که در برابر حرارت و گرما مقاومت بالایی از خود نشان می‌دهد. از دیگر کاربردهای میلگرد نسوز می‌توان به تولید انواع پیچ و مهره استیل، اتصالات فشار قوی و ابزارآلات آزمایشگاهی اشاره کرد. همچنین از آنجا که این مقطع فولادی خاصیت مغناطیسی ندارد، برخی اوقات به عنوان میلگرد نگیر شناخته می‌شود. 

• میلگرد ضد زنگ (استنلس استیل – 304، 316 و…): یکی از میلگردهای آلیاژی پرمصرف و کاربردی در صنایع، میلگرد زنگ نزن یا ضد زنگ است. گریدهای مختلف این میلگرد، در برابر رطوبت و اکسید شدن مقاومت شگفت‌انگیزی از خود نشان می‌دهند. به همین دلیل برای پروژه‌های عمرانی در معرض آسیب مانند اسکله‌ها، ساختمان‌های ساحلی، تاسیسات ‌بندرها، تصفیه‌خانه‌ها و مخازن ذخیره‌سازی آب مناسب هستند. وجود لایه‌ای از عنصر کروم در سطح این فولاد، مانع از اکسید و زنگ‌زدگی آن شده و عمر مفید میلگرد را افزایش می‌دهد.

کاربرد میلگرد آلیاژی در صنایع

میلگرد آلیاژی همانطور که از نظر ویژگی‌ها و ساختار با میلگرد معمولی متفاوت است، کاربردهای خاص و منحصر به فردی نیز دارد. از صنایع پتروشیمی گرفته تا قطعه‌سازی و پروژه‌های عمرانی، نیازمند میلگردی با خصوصیات میلگرد آلیاژی هستند. در ادامه، به موقعیت‌ها و دلایل کاربرد این محصول در صنایع مختلف پرداخته می‌شود.

• صنایع نفت، گاز و پتروشیمی: در پالایشگاه‌ها، کارخانه‌های پتروشیمی و شبکه‌های توزیع گاز، به فولادی با ویژگی‌های خاص مانند میلگرد آلیاژی نیاز است. این میلگرد در برابر فشار یا حرارت نفت و گاز، مقاومت بالایی دارد و می‌تواند بار سنگین لوله‌ها و تجهیزات مختلف را به خوبی تحمل کند. در ساختمان‌های پالایشگاه و سازه‌های دریایی (دکل نفتی) هم از انواع میلگرد آلیاژی به دلیل استحکام و مقاومتی که در برابر خوردگی دارند، استفاده می‌شود.

• خودروسازی: همانطور که قبلاً اشاره شد، میلگرد آلیاژی به دلیل طول عمر بالا و توانایی تحمل فشار، گزینه مناسبی برای تولید قطعات و ساخت اجزای مختلف خودرو است. از میل‌لنگ و صفحه دیسک گرفته تا شاسی و موتور اتومبیل برای تولید، به گریدهای مختلف میلگرد آلیاژی نیاز دارند. 

• تولید قطعات و ابزارآلات صنعتی: یکی دیگر از کاربردهای رایج میلگرد آلیاژی، در قطعه‌سازی و تولید تجهیزات یا ابزارآلات‌ صنعتی است. این میلگردها، از چقرمگی و مقاومت کششی بالایی برخوردار هستند؛ در نتیجه بر