تفاوت ویژگی های فولاد سردنورد شده و فولاد گرم نورد شده

فولادهای مصرفی در سیستم های ساختمان سازی به دوصورت تولید میشوند و بر اساس نوع روش تولید نام گذاری میگردند.

  1. Hot Rolling Steel(فولاد گرم نورد شده)
  2. Cold Formed Steel (فولاد سردنورد شده)

سیستم اسکلتی متشکل از فولاد های گرم نورد شده (Hot Rolling Steel) به عنوان یکی از متداول ترین سیستم های ساختمان سازی در ایران میباشد. دومین سیستم، سیستم قاب های فولادی سردنورد شده(Cold Formed steel Structure )بوده که در دنیا بسیار گسترده مورد استفاده قرار می گیرد و از حدود سال 1946 پس از انتشار اولین ضوابط انجمن فولاد آمریکا (AISI) که از تحقیقات آکادمیک انجام شده در دانشگاه کرنل استخراج گردید، گسترش زیادی پیدا نمود، در حالیکه این سیستم همچنان در ایران نسبتا جدید محسوب میشود. کاربرد سیستم ساختمانی اول عمدتا برای ساختمان های  میان مرتبه  و بلند مرتبه استفاده میشود. و از سیستم دوم برای ساختمان های کوتاه مرتبه و میان مرتبه استفاده میگردد.از آنجایی که فولاد سرد نوردشده در محدوه ضخامتی 3 mm/0تا 6mm تولید میشود. لذا کاربرد این فولاد در ساختمان ها به دو قسم تقسیم می شود که از فولاد با ضخامت کمتر (معمولا از 1mm-3mm) در ساخت سیستم های متشکل از قاب های پیوسته فولادی سردنورد شده استفاده میگردد که این سیستم در ایران به LSF (Light Gauge Steel Framing /Light Weight Steel Structure) موسوم میباشد. و همچنین فولاد با محدوه ضخامتی بین 3mmتا 6mm در ساخت سازه های فولادی سردنورد شده (Cold Formed Steel Structure/Cold Formed Steel Framing) کاربرد دارد.

فولاد گرم نورد شده

فولاد سردنورد شده

تفسیر نمودار تنش- کرنش فولاد سردنورد شده و شرح بی توجهی به نکته ای اساسی، در مورد خصوصیات رفتاری این نوع فولاد

 

نکته ای بسیار مهم و جالب در مورد پروفیلهای فولادی سرد نورد شده که متاسفانه اکثر مهندسین و یا حتی بسیاری از تولید کنندگان این محصولات از آن غافلند :

آیا میدانید که برخلاف فولادهای گرم نورد شده که تنش تسلیم به عنوان یک مشخصه ثابت و اساسی که از کارخانه با فولاد زاییده میشود و در طول عمر فولاد غیر قابل تغییر است، در فولادهای سرد نورد شده این مشخصه قابل افزایش بوده و در اکثر شرکتهایی که دانش فنی و اطلاعات کافی در فرآیند تولید پروفیلهای سرد نورد شده داشته باشند، این مقاومت تسلیم را میتوانند در نقاطی که ورقهای فولادی در زیر دستگاه رول فرمینگ تغییر شکل داده و خم میشوند را به راحتی و حتی تا بیش از حدود ۵۰ درصد افزایش دهند.

متاسفانه دیده میشود که حتی بسیاری از کارخانجات تولید کننده‌ پروفیلهای فولادی سرد نورد شده ایران چه آنان که پروفیلهای با ضخامت پایین تولید میکنند که در صنعت درای وال کاربرد داشته و چه آنان که با ضخامت بالاتر تولید کرده و در ساختمانهای با قابهای فولادی سرد نورد شده کاربرد دارند، اکثرا ازاین قضیه بسیار مهم غافلند و از این رو است که روند هرج و مرج  و آشوب درتولید این پروفیلها در ایران تبدیل به یک فاجعه گشته است .

عدم وجود یک ارگان خاص و یا نظام کنترلی در تولید این پروفیلها در ایران از یک طرف، و از طرف دیگر عدم آگاهی مهندسین و حتی تولید کنندگان از دانش فنی الزامی در این خصوص، به این هرج و مرج دامن زده است به نحویکه در حال حاضر در بازار ایران شاهد وجود پروفیلهایی‌ هستیم که از لحاظ ظاهری کاملا با یکدیگر یکسان بوده ولی از نظر خصوصیات فنی، مهندسی و رفتاری کاملا متفاوت میباشند و عامه مردم نیز تنها  به صورت ظاهری به پروفیلهای تولید شده نظر افکنده و در ظاهر آنها را یکسان تلقی نموده و تنها معیار قابل سنجش را قیمت ارزانتر پروفیل تلقی می نمایند….حال آنکه تفاوتها فاحش است.

Effect of Cold Working on Properties:

Work (strain) hardening is a phenomenon which results in an increase in hardness and strength of a metal subject to plastic deformation (cold working) at temperatures lower than the re crystallization range.

As shown in above figure, when a specimen is loaded, the strain increases with stress and the curve reaches the point A in the plastic range. If at this stage, the specimen is unloaded, the strain does not recover along the original path AO, but moves along AB. If the specimen is again loaded, the strain increases with stress from B to A but via another path (the slop of stress strain line is steeper indicating that the material has got harder than before) and reaches the point C, and follows the curvature if loading is continued.

If the specimen would not have been unloaded after point A, the stress strain curve would have followed the dotted path AD’. Comparison of path AD’ and ACD show that the due to cold working, yield strength and ultimate strength have increased. Ultimate strength increased from S1 to S2

تاثیرات سرد نورد شدگی فولاد  که در نمودار و پاراگراف بالا  بطور کاملا شفاف تشریح گردیده، موجب میگردد که کلیه خصوصیات و مشخصه های اصلی فولاد از جمله  تنش تسلیم، مقاومت نهایی و سخت شدگی کرنشی فولاد همگی تحت تاثیر قرار گرفته و تغییر کنند. همچنین در طول فرآیند تولید پروفیلهای فولادی سرد نورد شده با دستگاههای رول فرمینگ، نحوه اعمال این تغییرات در نیروهای کششی ناشی از غلطکهای دستگاه، میتواند تنش های پسماندی را به وجود آورد که خود باعث تاثیر قابل توجه در تغییرمقاومت مقطع گردد.

همانگونه که در متن انگلیسی  نیز از روی نمودار کاملا توضیح داده شده، فرآیند بارگذاری و باربرداری ناشی از پروسه تولید پروفیلهای سرد نورد شده، باعث افزایش سختی ‌کرنشی و همچنین رسیدن به یک تنش تسلیم ومقاومت نهایی جدید برای همان فولاد خواهد شد که زمانیکه بخواهیم پروفیل تولید شده را بارگذاری نماییم دقیقا مشابه این است که فولاد جدیدی را بارگذاری مینماییم که کلیه خصوصیات اساسی بالاتری را دارا میباشد.

مقاومت تسلیم‌، مقاومت نهایی و شکل پذیری فولاد با شعاع خم شدگی، ضخامت ورق، نوع فولاد و فرآیند شکل دهی ورق در دستگاه رول فرمینگ کاملا وابسته بوده و تحت تاثیر قرار می گیرند. میانگین مقاومت تسلیم یک پروفیل تولید شده، کاملا به تعداد خم شدگیها و زوایا و عرض موثر مقطع پروفیل و حتی تعداد زایده ها و نک های روی پروفیل بستگی دارد.

علاوه بر نمودار بالا، در نمودار و شکل زیر نیز به خوبی تاثیرات ناشی از سرد نورد شدگی بر روی تغییرات مقاومت تسلیم نقاط مختلف مقطع یک پروفیل تولید شده به شکل ناودانی دارای لبه برگشته(استاد) مشخص گردیده است

همانطور که در نمودار زیر کاملا مشهود است. تنش تسلیم فولاد در گوشه های خم شده در فرآیند تولید تا حد ۵۰ درصد نسبت به تنش تسلیم اولیه افرایش یافته است.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *