مقایسه تیرآهن‌های کربنی و تیرآهن‌های فولادی ضد زنگ
تیرآهن‌های کربنی و فولاد ضد زنگ، هر دو با درصد متفاوتی از مقادیر کربن و فولاد ساخته می‌شوند.
با این وجود خواص و ویژگی‌های ارائه شده در تیرآهن‌های فولادی متفاوت با تیرآهن‌های کربنی خواهد بود.
خصوصیات و کاربرد تیرآهن‌های کربنی
تیرآهن‌های کربنی رایج‌ترین نوع فولاد در دسترس می‌باشند.
کربن موجود در تیرآهن‌های کربنی مقدار کمی از سختی را به خواص تیرآهن اضافه می‌کند.
به طور معمول درصد کربن استفاده شده در تیرآهن‌های کربنی بسیار بیشتر از تیرآهن‌های فولادی ضد زنگ می‌باشد، این مسئله باعث می‌شود تا رفتار فلز به صورت قابل توجهی تغییر کند.
عناصر دیگر مانند منگنز، تنگستن و یا کروم تاثیر کمتری بر خواص کربن خواهند داشت.
تیرآهن‌های فولاد کربن در شکل‌های مختلف می‌آیند.
شکل تیرآهن‌ها بر قدرت، وزن و قیمت تیر آهن تاثیر می‌گذارد.
تیرآهن‌های فولاد کربن با استانداردهای آمریکایی دارای توانایی‌های تثبیت شده برای مقاومت در برابر بارهای خمشی و برشی دارند.
گفته می‌شود که فولاد کربن امروزه حدود 90 درصد از تولیدات فولاد را شامل می‌شود.
حدود یک چهارم فولاد در صنعت ساخت و ساز یافت می‌شوند و از راه‌هایی برای کاهش هزینه‌های ساخت سازه‌های فولادی به شمار می‌آیند.
علاوه بر آن در ساخت راهها، راه آهن و دیگر زیرساخت‌ها استفاده از تیرآهن‌های فولاد کربن رواج دارد.
آن‌ها می‌توانند مورد استفاده در طیف گسترده‌ای از محصولات شوند.
برای استفاده از تیرآهن‌های فولاد کربن در فضای باز لازم است که آن‌ها گالوانیزه شوند، در غیر صورت یک پایان تراژدی و غم انگیز برای تیرآهن فولاد کربن رقم خواهد خورد. به طور کلی افزایش محتوای کربن در تیرآهن می‌تواند باعث افزایش دوام فلز، سهولت در توزیع گرما و قالب گیری بهتر شود، اما در مقابل نقطه ذوب آن کاهش می‌یابد.
خصوصیات و کاربرد تیرآهن‌های فولاد ضد زنگ
تیرآهن‌های فولادی ضد زنگ می‌توانند بسیار جذاب و کاربردی باشند.
تیرآهن‌های فولادی اغلب دارای یک پوشش براق و بازتاب‌کننده می‌باشند.
این به دلیل درصد بالای کروم در آن‌ها می‌باشد، همچنین می‌تواند در برابر خوردگی به خوبی مقاومت کند. راه‌های محافظت از خوردگی تیرآهن‌های فولادی باید به درستی رعایت شود.
برخلاف تیرآهن فولاد کربن، تیرآهن‌های فولادی ضد زنگ دارای پوشش اکسید کروم می‌باشند، بدین صورت که ضد زنگ و ضد لک می‌باشند. برخی از آلیاژهای فولاد ضد زنگ حتی در برابر اسید سولفوریک و فسفریک مقاوم می‌باشند.
تیرآهن‌های فولادی ضد زنگ به منظور مقاصد مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.
استفاده از آن‌ها در ساختمان‌سازی، پل‌سازی، ساخت جاده‌ها از کاربردهای متداول تیرآهن‌های فولادی ضد زنگ می‌باشد.
به طور کلی ویژگی‌های تیرآهن فولادی ضد زنگ در برابر خوردگی و مقاومت در برابر زنگ زدگی، آن را به یکی از محبوب‌ترین عناصر برای صنعت ساختمان و بسیاری از صنایع دیگر تبدیل کرده است.
مقایسه خواص تیرآهن‌های فولادی ضد زنگ و تیرآهن‌های فولاد کربن
تیرآهن‌های فولاد ضد زنگ در درجه سختی، کششی و تنش مشابه تیرآهن‌های فولاد کربن عمل نمی‌کنند.
تیرآهن‌های فولاد ضد زنگ می‌توانند مقاومت قابل توجهی در برابر شکست و ترک به علت قابلیت انعطاف‌پذیری بسیار بالا و ویژگی‌های سختی و کششی از خود ارائه دهند.
تفاوت‌های عمده بین تیرآهن‌های فولادی ضد زنگ و تیرآهن‌های فولاد کربن شامل مقاومت در برابر خوردگی، ویژگی‌های مکانیکی، ظاهر و هزینه می‌باشد.
مهمترین عوامل که سبب تفاوت بین تیرآهن‌های فولادی ضد زنگ و تیرآهن‌های فولاد کربن می‌شود عبارتند از:
- مقاومت در برابر خوردگی
- خواص مکانیکی
- ظاهر
- هزینه
در ادامه هر یک از موارد فوق را توضیح خواهیم داد.
1. مقاومت در برابر خوردگی
واضح‌ترین تفاوت میان تیرآهن‌های فولاد کربن و تیرآهن‌های فولاد ضد زنگ، توانایی آن‌ها در برابر خوردگی می‌باشد.
هر دو تیرآهن فولادی ضد زنگ و کربنی شامل مقادیر قابل توجهی از آهن می‌باشند که در هنگام قرار گرفتن در معرض محیط اکسید می‌شوند و دچار زنگ‌زدگی خواهند شد.
کروم اضافه شده به تیرآهن فولادی ضد زنگ باعث افزایش مقاومت آن در برابر خوردگی می‌شود.
زمانی که کروم در تماس با اکسیژن قرار می‌گیرد، یک لایه اکسید کروم ایجاد می‌شود تا از تخریب بقیه مواد از تخریب و خوردگی محافظت شود.
تیرآهن فولاد کربن به اندازه کافی از کروم برخوردار نمی‌باشد، به همین دلیل اکسیژن می‌تواند در تماس با آهن منجر به اکسید آهن و زنگ‌زدگی شود.
2. خواص مکانیکی
به دلیل انواع و رتبه‌بندی‌های مختلف در تیرآهن‌های فولادی ضد زنگ و تیرآهن‌های فولاد کربن، تفاوت زیادی در خواص مکانیکی بین تیرآهن‌ها وجود خواهد داشت. تیرآهن‌های فولادی ضد زنگ می‌توانند بیش از تیرآهن‌های فولاد کربنی مقاوم باشند، زیرا میزان نیکل در آن‌ها بیشتر می‌باشد.
با این حال رده‌های زیادی از تیرآهن‌های فولاد ضد زنگ وجود دارد که می‌تواند بسیار شکننده باشد.
3. ظاهر
تیرآهن‌های فولادی ضد زنگ با پوشش ویژه‌ای که در سطح آن‌ها قرار دارد، از نظر زیبایی شناسی در درجه‌ای بالاتر از تیرآهن‌های فولاد کربن قرار دارند.
با این حال تیرآهن‌های فولادی ضد زنگ و کربنی هر دو می‌تواند به صورت شفاف و صیقلی تولید شوند.
با این حال تیرآهن‌های کربنی نیاز به یک پوشش یا رنگ نسبتا سریع پس از فرایند پرداخت خواهند داشت.
اگر از این روش استفاده نشود، تیرآهن‌های فولاد کربن بسیار سریع دچار زنگ‌زدگی می‌شوند.
همچنین اگر تیرآهن‌های فولاد ضد زنگ خراشیده شوند، همچنان درخشش خود را در ناحیه خراش حفظ خواهند کرد، در حالیکه تیرآهن‌های فولاد کربن نیاز به رنگ دوباره خواهند داشت.
انتخاب نوع تیرآهن در مراحل آماده‌سازی ساختمان‌های فولادی تاثیرگذار است.
4. هزینه
یکی دیگر از تفاوت‌های مهم میان تیرآهن‌های فولاد ضد زنگ و کربنی، تفاوت آن‌ها در بحث هزینه می‌باشد.
اگرچه انواع مختلف تیرآهن هزینه‌های متنوعی دارند، تیرآهن‌های فولاد ضد زنگ عموما گران‌تر می‌باشند.
مقایسه رفتار ساختاری تیرآهن‌های فولاد ضد زنگ و تیرآهن‌های فولاد کربن
از تفاوت‌های اصلی تیرآهن‌های فولاد کربن و تیرآهن‌های ضد زنگ در رفتار ساختاری میان آن‌ها می‌باشد:
1- منحنی فشار و تنش در تیرآهن فولاد ضد زنگ خطی و بسیار پایین‌تر از تیرآهن‌های فولاد کربن می‌باشد.
2- تیرآهن‌های فولاد ضد زنگ دارای قابلیت انعطاف‌پذیری و ظرفیت بیشتر نسبت به تیرآهن‌های فولاد کربن می‌باشند.
3- مدول تیرآهن‌های فولاد ضد زنگ در هنگام افزایش فشار کاهش می‌یابد، در حالی که این تغییر در تیرآهن فولاد کربن ثابت می‌باشد.
4- فشارهای باقی مانده ناشی از ساخت تیرآهن‌های فولادی ضد زنگ بسیار بالاتر از تیرآهن‌های فولاد کربن می‌باشد.
همانطور که سختی تیرآهن‌های فولاد ضد زنگ با افزایش میزان فشار کاهش می‌یابد، انحرافات در آن نسبت به تیرآهن‌های فولاد کربن بیشتر می‌باشد.
بنابراین لازم است که از یک مدول کاهش یافته برای پیش بینی رفتار اعضایی که تنش به میزان زیاد در آن‌ها رخ می‌دهد، استفاده شود.
