مقدمه:
آهنگری (فورجینگ) یک لوله فولادی کربنی فرآیند تولید برای شکل دادن به فلز است. آهنگری شامل مجموعه ای از فشرده سازی تحت فشار اعمال شده محلی است که اغلب توسط یک چکش قدرتی یا یک قالب انجام می شود. این فرآیند تولید معمولاً مزایای مختلفی از جمله افزایش شکل‌پذیری، استحکام کششی و خستگی بالا، تخلخل کم در امتداد سطح و ساختار دانه ریز را به همراه دارد.
مواد آهنگری فولاد شامل ورق استیل (SS303، SS304، SS316، و غیره)، فولاد کربنی (1020، 1035، 1045، A105، Q235، 20CrMnTi، و غیره) و فولاد آلیاژی (20Cr، 20Cr20CrMo,30CrMo,30CrMo,30CrMo, ، و غیره) هستند. فولاد آهنگری مخلوط آلیاژی از کربن و آهن است. در طول فرآیند آهنگری فولاد، فولاد تا زمانی که به یک شکل‌پذیری خاص برسد گرم می‌شود و با استفاده از نیروی موضعی به شکل خاصی قالب‌گیری می‌شود. این فرآیند امکان شکل دهی بدون ترک خوردگی را فراهم می کند و محصول فولادی حاصل را تقویت می کند.
انواع فورجینگ:
- فورج سرد: فرآیند فورج سرد در شرایط اتاق انجام می شود و تا دمای 150 درجه سانتیگراد گرم می گردد. این روش شکل دهی به نیروهای تغییر شکل بالا نیاز دارد و با شکل پذیری کم و افزایش استحکام مشخص می شود. سایر فلزات و آلیاژهایی که با آهنگری سرد شکل می گیرند عبارتند از برنج، برنز و مس.
- فورج گرم: دمای شکل دهی برای آهنگری گرم از 750 درجه سانتی گراد تا 950 درجه سانتی گراد متغیر است. آهنگری گرم به نیروهای شکل دهی بالاتری نسبت به آهنگری داغ نیاز دارد اما نیروهای شکل دهی کمتری نسبت به آهنگری سرد دارد. این فرآیند شکل دهی حداقل پوسته پوسته شدن سطح را نشان می دهد.
فورج داغ: آهنگری داغ با دمای شکل دهی حدود 950 تا 1250 درجه سانتیگراد، شکل پذیری خوبی را نوید می دهد. فرآیند فورج داغ به نیروهای شکل دهی کم نیاز دارد و دارای استحکام کششی ثابتی است. آلیاژهای فولادی معمولاً با روش فورج داغ قالب گیری می شوند.
فرایند ساخت:
Upset Forging یک فرآیند شکل دهی فلزی است که برای کاهش سطح مقطع میله فلزی از پیش گرم شده با اعمال فشار در انتهای آن در جهت محور آن استفاده می شود. ابزار Heading که معمولاً به عنوان "میله دستگیره" شناخته می شود، برای ایجاد یک حفره در انتهای میله استفاده می شود که سپس توسط فشار اعمال شده جابجا می شود. این فرآیند اغلب برای تشکیل نوار به شکل مورد نیاز از طریق چندین عملیات ناراحت کننده استفاده می شود.
آهنگری ورق استیل 304:
ورق استیل نام خود را از توانایی آن در مقاومت در برابر زنگ زدگی به لطف تعامل بین اجزای آلیاژی آن و محیطی که در معرض آن هستند گرفته شده است. انواع مختلفی از ورق استیل (304، 316، PH17-4، و غیره) برای مقاصد مختلف آهنگری شده و مورد استفاده قرار می گیرند.
نوع 304 پرمصرف ترین فولاد زنگ نزن آستنیتی در آهنگری است. همچنین می توان آن را ورق استیل 8-18 نامید که از ترکیب 18٪ کروم و 8٪ نیکل به دست می آید. علاوه بر مقاومت در برابر خوردگی و استحکام، ورق استیل نوع 304 به شکل نهایی ساخته می شود زیرا دارای خواص شکل دهی و جوشکاری خوبی است.
آهنگری و عملیات حرارتی برای SS 304:
شمش های اولیه ورق استیل 304 را می توان به شکل مورد نیاز در زیر قالب های آهنگری فورج کرد. سختی آهنگری ورق استیل به دلیل سیالیت بدتر کمی بیشتر از آهنگری های فولادی دیگر است. با این حال، زمانی که در کاربرد به استحکام نیاز است، همچنان در فرآیند آهنگری اعمال می شود.
بازپخت روش عملیاتی است که می تواند پس از آهنگری قالب بسته استفاده شود. ابتدا تا دمای 1850/2050 درجه فارنهایت (1010/1021 درجه سانتیگراد) گرم می گردد و در آب کوئنچ می شود. مانند سایر قطعات فورج شده فولادی، قطعات فولادی ضد زنگ 304 قابل ماشینکاری هستند.
برنامه های کاربردی:
کاربردهای رایج برای آهنگری ورق استیل نوع 304 در صنایع غذایی یافت می شود. برای دم کردن، فرآوری شیر و شراب سازی و همچنین در خطوط لوله، مخمرها، مخازن تخمیر و مخازن ذخیره سازی ایده آل است. آهنگری ورق استیل نوع 304 نیز در کاربردهای معدنی، دریایی و غیره یافت می شود. این آلیاژ در برابر خوردگی که می تواند ناشی از مواد شیمیایی مختلف موجود در میوه ها، گوشت ها و شیر باشد، مقاومت کند. سایر زمینه های استفاده شامل معماری، ظروف شیمیایی، مبدل های حرارتی، تجهیزات معدن، و مهره های دریایی، پیچ و مهره ها و پیچ ها می باشد. نوع 304 همچنین در معدن و سیستم های تصفیه آب و در صنعت رنگرزی استفاده می شود.
بسیاری از شرکت ها فورج قالب بسته ورق استیل 304 را ارائه می دهند. ورق استیل 304 که در خانه ساخته شده است را می توان به هر شکل دلخواه با مشخصات نقشه فورج کرد. آهنگری ورق استیل 304 علاوه بر بهبود شکل پذیری و چقرمگی، استحکام جهت، ضربه و ساختاری را بهبود می بخشد.
گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی
