میلگرد ترمودینامیکی چیست؟

با گسترش پیشرفت علم و فناوری در زمینه‌ ساخت انواع تجهیزات صنعتی، بهره‌برداری و ساخت فولادها و ابزارآلات لازم، فراهم شده است.
میلگردها، یکی از معروف ترین سازه های ساختی در صنعت ساخت و ساز محسوب می شوند.
سالانه، با توجه به کاربرد گسترده میلگردها در صنعت هایی همچون صنایع ساختمان سازی، انواع متفاوتی از میلگردها احداث و آماده بهره‌برداری می‌شوند.
میلگردهای ترمومکانیکی یکی از انواع میلگرد هستند که دارای ویژگی‌ها و خواص مکانیکی منحصر به فرد و خاص می‌باشند.
نحوه تولید میلگرد ترمودینامیکی، به گونه‌ای است که امکان ساخت و تولید تجهیزات ساختمانی را افزایش داده است.
جهت آشنایی بیشتر، در ادامه به برخی از مشخصه های معروف میلگردهای ترمودینامیکی که آن ها را از سایر میلگردها متمایز کرده است، با اندازه و شکل‌های متفاوت دلخواه، وجود دارد و افراد می‌توانند اندازه، ابعاد و شکل میلگرد ترمودینامیکی را با توجه به کاربردها، نیازهای پروژه و نوع مصرف، به مرحله تولید برسانند.
این ویژگی، سبب کاربردهای گسترده میلگرد ترمودینامیکی برای ساخت انواع سازه‌های مهندسی شده در ساختمان ها می‌شود.

۱- ضریب انبساط حرارتی بالا

میلگردهای ترمومکانیکی، از ضریب انبساط حرارتی بالایی برخوردار هستند.
به سبب این مشخصه، امکان ساخت میلگردهایی دلخواه در شرایط سخت و پیچیده ساختی، فراهم شده است.
توجه داشته باشید که ضریب انبساط حرارتی بالا، به توانایی تحمل ماده و فولاد به کار رفته در میلگردها در برابر تغییرات حجمی، طولی و مساحتی در دماهای بالا کمک خواهد کرد.

۲- دارای مشخصه انعطاف پذیری

میلگردهای ترمومکانیکی، از انعطاف پذیری مناسبی برخوردار می‌باشند.
به کار بردن مواد و تغییرات درصدی عناصر در ترکیب‌های شیمیایی میلگرد ترمودینامیکی، سبب به وجود آمدن مشخصه انعطاف پذیری در این فولاد شده است.
البته، بهتر است توجه داشته باشید که میزان انعطاف پذیری این فولاد با توجه به نیازهای پروژه و نوع مصرف متغیر است و امکان هرگونه تغییر در آن وجود دارد.

۳- استحکام و دوام بالا

یکی دیگر از مشخصات اصلی و مهم میلگردهای ترمومکانیکی، استحکام و دوام بالای این میلگردها می‌باشد.
به کار بردن میلگردهایی که از استحکام و دوام بالایی برخوردار باشند، برای ساخت انواع تجهیزات ساختمان سازی و پیشبرد اهداف، بسیار حائز اهمیت است.

۴- مقاومت بالا در برابر عوامل تخریبگر

میلگردهای ترمومکانیکی، از مقاومت بالایی در برابر عوامل تخریبگر همچون مواد شیمیایی، آسیب‌های فیزیکی، اعمال فشار، خستگی، کشش و… برخوردار هستند.
این میلگردها با خواص و ویژگی منحصر به فرد و بسیار عالی مقاومت، یکی از میلگردهای پرکاربرد در زمینه ساختمان سازی به شمار می‌رود.
(مقاومت، تاثیر به سزایی در افزایش کاربردهای این میلگرد، ایفا می کند و بهره برداری از آن را تا حدود بسیار زیادی افزایش داده است.)

۵- برخورداری از توانایی بالای انتقال بار

میلگردهای ترمومکانیکی، از پرکاربردترین میلگردهای رایج در صنعت هستند که از توانایی بالای انتقال بار برخوردارند.
در واقع، استحکام و مقاومت ویژه این میلگردها، باعث بروز ویژگی توانایی انتقال بار در این فولاد شده است.
توجه داشته باشید که فولاد، ترکیبات عناصر و برخی آلیاژ‌های رایج، به عنوان ماده اصلی برای ساخت میلگردهای ترمومکانیکی به کار برده می‌شوند.
در نتیجه با قرار دادن هر یک از عناصر و یا افزایش و کاهش درصد های موجود در ترکیبات سازنده میلگردهای ترمودینامیکی، می‌توان خواص این میلگردها را تغییر داد یا متناسب با پروژه مد نظر اجرا کرد.

فرایند ترمومکانیکی به چه صورت انجام می‌شود؟

همانطور که گفته شد، میلگردهای ترمومکانیکی در اثر فرایندهای ترمومکانیکی ساخته شده و به مرحله بهره‌برداری می‌رسند.
فرایند تولید ترمومکانیکی، یکی از پروسه‌های تولیدی رایج در صنعت ساخت تجهیزات و ابزارآلات فولادی به شمار می‌رود که پیشرفت و پیشبرد اهداف را در زمینه صنعت میسر کرده است. در ادامه، به مراحل فرایندهای ترمو مکانیکی، اشاره‌ای خواهیم داشت.

۱- گزینش مواد مناسب برای فرایند ترمومکانیکی

در مرحله نخست ابتدا مواد مناسب برای فرایند ترمومکانیکی انتخاب شده و فولادها و شمش های فولادی با خواص مکانیکی و دمایی متناسب، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
نحوه گزینش مواد مناسب برای فرایند ترمومکانیکی، بسیار حائز اهمیت است و نقش چشمگیری در نتایج نهایی دارد.

۲- گرمایش و شروع پیشبرد پروسه نورد

پس از گزینش مواد مناسب برای فرایند ترمو مکانیکی، نوبت به گرمایش مواد و پیشبرد پروسه نبرد خواهد رسید.
خوب است بدانید که در این مرحله، مواد انتخابی تحت تاثیر گرمایی با دمای حدودی ۱۲۰۰ تا ۲۴۰۰ درجه سانتیگراد قرار گرفته و به صورت پیوسته گرم می‌شوند و پس از رسیدن به ضخامت مطلوب و مورد نیاز، در پروسه نورد کردن فولادی قرار می‌گیرند.
(گرمایش فولاد با تکنیک هایی همچون نمک زنی، آهک زنی و فرآیند های الکتریکی انجام می شود.)

۳- شکل دهی به مواد

پس از گرمایش کامل مواد انتخابی، می‌توان این مواد را به صورت بهینه و با استفاده از روش نوردکردن (شکل دهی با استفاده از غلتک ها و دستگاه ها و حر‌کت غلتک ها در جهات مختلف و سرعت یکسان) به شکل‌های دلخواه درآورد.
توجه داشته باشید که شکل دهی به مواد و فولادهای حرارت دیده، برای ساخت قطعات فشرده و قطعاتی با ویژگی‌های مناسب، بسیار ضروری است.

۴- سرد کردن کامل مواد

پس از شکل دهی به مواد، مواد ساخته شده در دمای متناسب و استاندارد قرار می‌گیرند و به آرامی خنک می‌شوند تا به دمای محیط و به مقاومت مورد نیاز برای ساخت تجهیزات برسند.
سرد کردن مواد فولادی‌، از مهمترین مراحل ساخت میلگردهای ترمومکانیکی به شمار می‌رود.

۵- ایجاد ساختار ترمومکانیک

پس از سرد شدن کامل مواد و شکل دهی با استفاده از غلتک ها، ترکیبی میکروسکوپی از مواد تشکیل خواهد شد که به این ساختار ساختار ترمومکانیک می‌گویند.
توجه داشته باشید که ساختارهای ترموکانیک از دسته‌های متنوع از فازها، حالت‌ها و دانه‌های متفاوت تشکیل شده‌اند.

۶- سنجش و کنترل کیفیت مواد

پس از اتمام فرایند ترمومکانیکی، قطعات ساخته شده به صورت استاندارد و با استفاده از آزمایش‌های گوناگون مورد سنجش قرار می‌گیرند.
توجه داشته باشید که سنجش و کنترل کیفیت موادی با ساختار ترمومکانیک، بسیار حائز اهمیت است و از جمله مراحل مهم برای بهره‌برداری فولادهای ترمومکانیک، به شمار می‌رود.
لازم به ذکر است تا بدانید، ترمومکانیک، یک فرایند مهم در ساخت میلگردهای ترمومکانیکی به شمار می‌رود.
فرایند ترمو مکانیک در دمای مناسب و در اثر تنش‌های مکانیکی انجام شده و ویژگی‌هایی همچون مقاومت، استحکام و پایداری مناسبی در فولاد ایجاد خواهد کرد.

عوامل موثر بر خواص مکانیکی میلگرد ترمومکانیکی

همانطور که گفته شد، خواص مکانیکی میلگردهای ترمومکانیکی تحت تاثیر عوامل و شرایط متفاوتی به وجود می‌آیند.
میلگردهای ترمومکانیکی، یکی از پرکاربردترین و موثرترین میلگردهای ساخته شده در فرایندهای صنعتی بوده که به سبب خواص مکانیکی عالی، نقش عظیمی در توسعه استحکام ساختمان‌ها و فرایندهای صنعتی داشته است. عوامل موثر بر خواص مکانیکی میلگردهای ترموکانیکی، شامل موارد زیر خواهند شد.

۱- نوع مواد اولیه انتخابی

نوع مواد اولیه انتخابی برای ساخت میلگردهای ترمومکانیکی، تاثیرات بسزا و شایانی در خواص مکانیکی ایجاد شده دارد.
این خواص با بهره‌گیری از هر یک از انواع ترکیبات شیمیایی، فولادها و آلیاژ‌ها، نوع شمش‌های فولادی انتخابی و… تغییر خواهند کرد و باعث به وجود آمدن خواص مکانیکی متفاوت در این میلگردها خواهند شد.

۲- نحوه اعمال فشارهای مکانیکی حین ساخت

یکی دیگر از عواملی که می‌تواند تاثیر بسزایی بر خواص مکانیکی میلگردهای ترمومکانیک داشته باشد، نحوه اعمال فشارهای مکانیکی حین ساخت است. نحوه اعمال فشار با توجه به خاصیت های موردنیاز برای ساخت فولاد انجام شده و خوب است بدانید که فشارهای مکانیکی باید به نحوی اعمال شوند، که میلگرد را به شکل مورد نظر و تراشه‌های دلخواه درآورند.

۳- دمای فرایند ترمومکانیک حین ساخت

دمایی که مواد فولادی یا مواد مناسب برای ساخت میلگرد در آن به حالت ذوب در می‌آیند، تاثیر بسزایی بر خواص مکانیکی میلگردهای ساخته شده دارند. توجه داشته باشید که دمای مرحله گرمایش و سردسازی می‌تواند خواص مکانیکی نهایی میلگرد را دچار تغییرات چشمگیری کند.

۴- عوامل محیطی

عوامل محیطی می‌توانند نقش عظیمی در خصوصیات مکانیکی میلگردهای ترمومکانیک ایفا کنند.
این عوامل می‌توانند شامل فضای ساخت فولادهای مکانیک، میزان رطوبت، درصد خلوص هوا‌ و… باشند. توجه و دقت به عوامل محیطی و شرایط نگهداری میلگردهای ترمومکانیک، بسیار حائز اهمیت می‌باشد.

۵- مراحل ساخت میلگردهای ترمومکانیک

همانطور که می دانید، یکی از دلایلی که میلگردهای ترمومکانیکی را نسبت به سایر میلگردها متمایز می‌کند، فرایند و مراحل ساخت میلگردهای ترمو مکانیک می‌باشد. جالب است بدانید که فرایند تشکیل ساختار میلگردهای ترمومکانیکی باعث تغییر در ویژگی‌ها و خواص مکانیکی مواد نیز خواهند شد و تاثیر بسزایی در فازها و حالت‌های مختلف این قطعات فولادی خواهند داشت.

۶- عناصر ساختاری میلگردهای ترمومکانیکی

مواد و عناصری که برای ترکیب در میلگردهای ترمومکانیکی انتخاب می شوند، می توانند تاثیر بالایی در نتایج نهایی این فولاد داشته باشند.
تغییر درصد در هر یک از ترکیبات و عناصری شیمیایی همچون کربن، سیلیسیوم، وانادیوم، مولیبدن و… سبب تغییر در خواص مکانیکی این فولاد خواهد شد.
توجه داشته باشید که مدیریت و کنترل هر یک از عوامل تاثیرگذار بر خواص مکانیکی میلگردهای ترمو مکانیکی، بسیار حائز اهمیت است و باید با دقت و زمانبندی مناسبی انجام شود.
خواص مکانیکی میلگردهای ترمومکانیک با افزایش، کاهش و تغییرات درصدی در مواد شیمیایی به کار رفته در آن ها تغییر خواهند کرد.
(خواص مکانیکی دلخواه در میلگردهای ترمومکانیکی، باید با تخصص و مهارت کافی و با توجه به کاربرد اهداف پروژه مورد نظر، انتخاب می شوند.)

میلگردهای ترمومکانیکی چه مزایایی دارند؟

میلگردهای ترمومکانیکی، به سبب برخورداری از ویژگی‌ها و مزایای بسیار بالا، یکی از فولادهای پرکاربرد در انواع صنایع به شمار می‌روند.
کاربردهای گسترده و استاندارد این قطعات فولادی، به پیشبرد و دسترسی به اهداف مورد نظر از ساخت و بهره‌برداری از پروژه، کمک شایانی می‌کند.
در ادامه به برخی از مزایای مهم میلگردهای ترمو مکانیکی، اشاره‌ای خواهیم داشت.

۱- فراهم شدن امکان ذخیره فولاد

فرایند و مراحل ساخت میلگردهای ترمومکانیک بسیار به صرفه و استاندارد می‌باشد.
این مزیت ساخت میلگردهای ترمومکانیکی، سبب ذخیره حداکثری ۱۵ تا ۲۰ درصد از منابع فولاد رایج در صنعت خواهد شد.

۲- قیمت مناسب

قیمت میلگردهای ترمومکانیک، با توجه به ویژگی و خواصمکانیکی این فولاد، بسیار مناسب بوده و یکی از دلایل استفاده رایج از این فولاد می‌باشد.
جالب است بدانید که قیمت مقرون به صرفه خرید میلگردهای ترمومکانیک در کنار مزایای عالی، سبب افزایش تولید و بهره‌برداری از این فولاد شده است. همچنین، هزینه های حمل و نقل این میلگردها نسبت به سایر میلگردهای موجود، کمتر و بهینه تر است.

۳- استحکام و سختی بالا

یکی دیگر از مزیت‌های فوق العاده میلگردهای ترمو مکانیکی، استحکام و سختی بالای این فولاد می‌باشد.
سختی و استحکام میلگردهای ترمو مکانیک، با توجه به کاربردها و اهداف پروژه متغیر است. اما به طور کلی باید گفت، این فولاد از سخت‌ترین میلگردهای رایج در بازار به شمار می‌رود.
(سختی و استحکام میلگردهای ترمومکانیک، یکی از دلایل ساخت سازه‌هایی با مقاومت بالا در برابر حوادث و تخریب های طبیعی، به شمار می‌رود.)

۴- برخورداری از قابلیت شکل پذیری

میلگردهای ترمومکانیک، از قابلیت شکل پذیری مناسبی برخوردار هستند و امکان ساخت انواع سازه با ویژگی‌های دلخواه و استحکام مناسب را فراهم کرده‌اند.
برخورداری از قابلیت شکل پذیری در میلگردهای ترمومکانیک، از مزیت‌های فوق العاده و عالی این فولاد به شمار می‌رود.

۵- برخورداری از مقاومت دمایی و حرارتی بالا

میلگردهای ترمومکانیک، از مقاومت دمایی و حرارتی بسیار بالایی برخوردار هستند.
این میلگردها به دلیل قرار گرفتن در فرایندهای خاص برای تولید و همچنین، فرایند ساختی با استفاده از تجهیزات و ابزارآلات معمول و شرایط سخت، مقاومت مناسبی در برابر تغییرات دمایی از خود نشان می‌دهند.
(مقاومت دمایی و حرارتی میلگردهای ترمومکانیکی، در دماهای ۵۰۰ تا ۵۰۰۰ امکان‌پذیر است.)

۶- مقاومت بالا در برابر خستگی

یکی از مزیت‌های فوق العاده میلگردهای ترمومکانیک مقاومت بالای این میلگردها در برابر خستگی می‌باشد. توجه داشته باشید که میلگردهای ترمومکانیکی مقاومت بیشتری نسبت به سایر میلگردهای رایج در برابر عوامل خستگی از خود نشان می دهند و وجود این وضعیت، امکان بهره‌برداری از این میلگردها را در پروژه‌های ساختمانی میسر کرده است.

۷- قابلیت جوشکاری مناسب

از دیگر مزیت‌های میلگردهای ترمومکانیک، می‌توان به قابلیت جوشکاری مناسب این فولاد اشاره کرد.
در واقع امکان اتصال میلگردهای ترمومکانیک به صورت استاندارد و با استفاده از دستگاه‌های جوشکاری به آسانی و در مدت زمان استاندارد انجام شدنی است.

۸- برخورداری قابلیت چسبندگی با مواد ساختمانی

یکی از مزیت‌های مهم میلگردهای ترمومکانیک، برخورداری از قابلیت چسبندگی با مواد ساختمانی مختلف این فولاد است.
میلگردهای ترمومکانیک به راحتی به مواد و مصالح ساختمانی متصل شده و سبب پایداری و افزایش طول عمر ساختمان‌ها و مواد ساختمانی خواهند شد.
مزایای منحصر به فرد و عالی میلگردهای ترمومکانیکی، سبب شده تا بتوان از این فولاد به عنوان مهم‌ترین تجهیزات ساختمانی یاد کرد.
وجود میلگردهای ترمومکانیکی برای ساخت انواع ساختمان در مناطق زلزله خیز یا مکان‌هایی که امکان آسیب به ساختمان در آنها وجود دارد، ضروری است.

انواع کاربرد میلگرد ترمومکانیکی

میلگردهای ترمومکانیکی از مزایا و خواص مکانیکی منحصر به فردی برخوردار هستند که این ویژگی امکان استفاده از این فولاد را در فرایندهای مختلف و صنایع گوناگون فراهم کرده است. در ادامه، به برخی از کاربردهای مهم میلگردهای ترمو مکانیکی اشاره خواهیم کرد.

۱- امکان دسترسی به مصالح مستحکم

یکی از کاربردهای مهم میلگردهای ترمومکانیکی، ایجاد استحکام و سختی مناسب در مواد و مصالح بتنی ساختمان‌ها می‌باشد.
همانطور که گفته شد میلگردهای ترموم مکانیکی از چسبندگی مناسبی برخوردار هستند و می‌توانند به خوبی با سایر مصالح ساختمانی ترکیب شده یا در نواحی مختلف از آن ها به منظور ایجاد استحکام، قرار گیرند.

۲- ساخت تجهیزات و قطعات ساختمانی موردنیاز

یکی دیگر از کاربردهای میلگردهای ترمومکانیکی، شرکت در فرایند ساخت تجهیزات و قطعات ساختمانی مورد نیاز برای انواع ساختمان است.
توجه داشته باشید که استفاده از میلگردهای ترمومکانیکی برای ساخت تیرهای ساختمان، ستون‌های خانه و افزایش مقاومت قطعات ساختمانی در ساختمان‌های مسکونی و تجاری، بسیار حائز اهمیت است.

۳- ساخت قطعات در صنعت پتروشیمی

میلگردهای ترمومکانیکی، به عنوان قطعات مورد نیاز و تاثیرگذار در شرایط دمایی و فشارهای مکانیکی شدید در فرایند ساخت قطعات مختلف در صنعت پتروشیمی، کاربرد دارند.
همچنین، مقاومت و استحکام بالای میلگردهای ترمومکانیک سبب افزایش مقاومت قطعات ساخته شده در این صنعت خواهند شد.

۴- ساخت قطعات در صنعت خودروسازی

از میلگردهای ترمومکانیکی برای ساخت انواع قطعات در صنعت خودروسازی، استفاده می‌شود.
از کاربردهای این میلگردها می‌توان به ساخت انواع شاسی های خودرو، ترمزهای خودرو و قطعات مختلف که نیاز به استحکام و مقاومت بالا دارند، اشاره کرد.

۵- ساخت انواع سازه‌های مهندسی

تولیدات انبوه میلگردهای ترمومکانیکی، کمک شایانی به پیشبرد اهداف در ساخت انواع سازه‌های مهندسی در سطح شهرها کرده است.
با بهره‌گیری از این میلگردها، می‌توان خواص مورد نیاز همچون مقاومت حرارتی و مکانیکی، استحکام و‌ پایداری، شکل پذیری و… را در انواع سازه‌های مهندسی شده ایجاد کرد.
برای مثال ساخت بسیاری از پل‌ها، تونل‌ها، ساختمان‌های معروف و… با استفاده از میلگردهای ترمومکانیکی و القای ویژگی های این میلگردها انجام می‌شود.

۶- ساخت سازه های بتنی

مهمترین و اصلی‌ترین کاربرد میلگرد ترمودینامیکی برای ساخت و ایجاد استحکام در انواع سازه‌ها و قطعات بتنی است.
استفاده از میلگرد ترمودینامیکی، احتمال ترک خوردگی یا شکستگی قطعات بتنی را به صفر خواهد رساند و استحکام و پایداری مناسبی به سازه ها و قطعات مختلف بتنی، خواهد بخشید. کاربرد میلگردهای ترمومکانیکی در انواع ساختمان‌های صنعتی، انواع سازه‌های مسکونی، انواع پل‌ها و جاده‌ها و… رایج است.
با توجه به موارد گفته شده، باید گفت، امروزه میزان استفاده از میلگردهای ترمومکانیک به سبب وجود ویژگی‌های استاندارد و فوق العاده این فولاد، افزایش یافته است.
از جمله ویژگی‌ها و خواص مکانیکی میلگردهای ترمومکانیکی می‌توان به مواردی همچون قابلیت جوش پذیری و اتصالات بالا، مقاومت در برابر خستگی، مقاومت بالا در برابر خوردگی، پایداری و استحکام بسیار عالی، برخورداری از پایداری حرارتی، امکان ماشین کاری آسان و… اشاره کرد.
هر یک از این ویژگی‌ها می‌توانند به بهبود تجهیزات، سازه‌ها و قطعات در صنایع گوناگون منجر شوند.