آیا از آهن خالص میتوان تیرآهن ساخت؟
من سال هاست وسط بازار آهن آلات کار می‌کنم و خیلی ها وقت خرید ازم می پرسن «اگه آهن خالص این قدر محکم و با ارزشه، چرا نمیشه تیرآهن رو از آهن خالص ساخت؟» واقعیت اینه که آهن خالص، برعکس چیزی که به نظر می‌رسه، برای ساخت سازه اصلاً مناسب نیست.
چون هم نرم تره هم در برابر فشار زیاد تاب نمیاره! به خاطر همین، ما همیشه با فولاد سر و کار داریم؛ ترکیبی از آهن و کربن که استحکام، انعطاف و دوام بالایی داره. توی کار من، فولاد پادشاه صنعت ساخت و سازه، نه آهن خالص! پس اگه دنبال تیرآهن مطمئن برای پروژه تون هستید، یادتون باشه آهن خالص فقط برای آزمایشگاه ها خوبه، نه برای اسکلت ساختمان شما.
برای مشاوره و خرید انواع تیرآهن تماس بگیرید:
تماس از تهران: تلفن ۴ رقمی ۱۸۴۹
تماس از سراسر کشور: ۰۲۱۸۶۰۲۰۰۹۴ – ۰۲۱۴۱۲۶۸۰۰۰
شماره تلفن پشتیبانی: ۰۹۰۰۸۰۰۱۸۴۹ (واتساپ)
در ادامه این صفحه دیجی آهن به مسائل مهم و جالبی با جدول و عکس پرداخته ایم.
آهن خالص دقیقاً چیست؟
آهن خالص نوعی فلز تقریباً بدون هیچ‌گونه ناخالصی است که درصد خلوص آن معمولاً بالای ۹۹٫۸ درصد بوده و مخصوصا از کربن پاک سازی می‌شود. به این فلز در صنایع گاهی «آهن کارشده» هم گفته می‌شود. از نظر ساختاری، آهن خالص برخلاف فولادهای ساختمانی که ترکیبی از آهن و عناصر آلیاژی هستند، بافتی نرم و شکل‌پذیر دارد و همین موضوع باعث می‌شود استحکام مکانیکی آن پایین‌تر باشد.
اما در عوض، خاصیت مغناطیسی بالا و رسانایی الکتریکی قابل‌توجهی دارد که باعث کاربرد آن در تجهیزات الکتریکی و آزمایشگاهی می‌شود.
ویژگی‌های اصلی آهن خالص
نرمی و انعطاف‌پذیری بالا: آهن خالص به دلیل نبود کربن، بسیار نرم و چکش‌خوار است و میتوان آن را به‌سادگی خم کرد یا به فرم های مختلف درآورد. به همین دلیل در کارهای تزئینی، ساخت ابزار دقیق و آهنگری های ظریف کاربرد زیادی دارد.
مقاومت مناسب در برابر زنگ‌زدگی: چون در ترکیب این فلز اثری از عناصر واکنش پذیر مثل کربن یا گوگرد وجود ندارد، دیرتر دچار زنگ‌زدگی و خوردگی می‌شود و در محیط‌های مرطوب پایداری بیشتری دارد.
(ما در مقاله روش های جلوگیری از زنگ زدگی آهن به طور کامل در باره این مشکل راهکار ارائه داده ایم.)
رسانایی و خاصیت مغناطیسی قابل‌توجه: آهن خالص جریان برق را به‌خوبی از خود عبور می‌دهد و به دلیل خواص مغناطیسی قوی، در ساخت ترانسفورماتور، آهنرباهای صنعتی و تجهیزات الکتریکی استفاده می‌شود.
بد نیست بدانید بدنه‌ی برج ایفل در پاریس از نوعی آهن تقریباً خالص به نام آهن پودله ساخته شده؛ نشانه ای از اینکه در گذشته از این فلز حتی برای پروژه های بزرگ هم استفاده می‌شده،گرچه امروزه در سازه های سنگین، فولاد جایگزین منطقی‌تری به حساب می‌آید.
چرا از آهن خالص تیرآهن نمی‌سازیم؟
آهن خالص برای ساخت تیرآهن استفاده نمی‌شود چون خیلی نرم است و توان تحمل وزن سازه ها را ندارد. نبودِ کربن و عناصر آلیاژی باعث می‌شود استحکامش کم و تولیدش هم بسیار پرهزینه باشد. برای همین، مهندسان به‌جای آن از فولادهای استاندارد در تیرآهن هایی مثل تیرآهن ۱۴ ظفر بناب و تیرآهن ۲۰ یزد استفاده می‌کنند که مقاومت بالا و قیمت منطقی دارند.
استحکام پایین آهن خالص در مقایسه با فولاد ساختمانی
آهن خالص فلزیه نرم و شکل‌پذیر که شاید برای ابزارهای آزمایشگاهی کاربرد داشته باشه، اما وقتی پای تحمل بارهای سنگین ساختمانی وسط میاد، کم میاره. ساختار مولکولی آهن خالص به دلیل نبود کربن، اتصال‌های محکمی نداره؛ برای همین تیرآهنی که از اون ساخته بشه زیر فشار وزن زیاد، خم می‌شه و دچار «کمانش» می‌گرده.
اما وقتی مقدار کمی کربن (حدود ۰٫۱۵ تا ۰٫۲۵ درصد) به اون افزوده می‌شه، فلز تبدیل به فولاد ساختمانی می‌شه؛ ماده ای با استحکام بالا و چگالی مناسب که می‌تونه بار فشاری و کششی قابل‌توجهی رو در سازه ها تحمل کنه و پایداری اون‌ها رو تضمین کند.
| ویژگی اصلی | آهن خالص | فولاد ساختمانی مثل ST37) | نتیجه برای ساخت تیرآهن |
| ترکیب اصلی | حدود ۹۹٫۸٪ آهن | حدود ۹۹٪ آهن، ۰٫۲٪ کربن و عناصر دیگر | کربن، استحکام را به شدت افزایش می‌دهد. |
| استحکام کششی | پایین (حدود ۲۵۰ مگاپاسکال) | بالا (معمولاً بالای ۴۰۰ مگاپاسکال) | فولاد بار بسیار بیشتری را تحمل می‌کند. |
| سختی | نرم و انعطاف‌پذیر | سخت و مقاوم در برابر تغییر شکل | فولاد انتخاب مطمئن برای سازه های باربر است. |
| کاربرد سازه ای | تقریباً صفر در دنیای مدرن | گسترده و استاندارد | تمام تیرآهن های بازار از فولاد ساختمانی هستند. |
هزینه سنگین تولید آهن خالص
تولید آهن خالص با خلوص ۹۹٫۸ درصد فرآیندی پیچیده، زمان‌بر و به شدت پرهزینه است که مصرف انرژی بالایی هم دارد. در حالی که فولاد از ترکیب مقدار کمی کربن با آهن مذاب به‌سادگی و با هزینه کمتر در کوره های قوس الکتریکی یا اکسیژنی تولید می‌شود.
استفاده از آهن خالص برای ساخت تیرآهن، نه تنها هزینه ساخت سازه را چند برابر می‌کند، بلکه محصول نهایی مقاومت کافی برای کاربردهای ساختمانی ندارد و از نظر فنی و اقتصادی کاملاً غیرمنطقی است.
نبود استاندارد فنی برای طراحی با آهن خالص
تمام طراحی‌ها و محاسبات سازه ای بر پایه استانداردهای معتبر جهانی مثل ASTM، DIN و مقررات ملی ساختمان ایران انجام می‌شن؛ دستورالعمل‌هایی که بر اساس خواص مکانیکی فولادهای ساختمانی نظیر ST37 و ST52 تنظیم شدن.
اما برای آهن خالص هیچ استاندارد یا آیین نامه ای وجود نداره، چون مقاومت و رفتار مکانیکی اون با نیازهای سازه ای سازگار نیست. به همین دلیل، استفاده از تیرآهن ساخته‌شده با آهن خالص از نظر مهندسی نه ایمنه و نه قابل‌قبول در طراحی‌های ساختمانی.
(ما در مقاله بهترین تیرآهن برای ستون های خانه ،تیرآهن مناسب ساختمان سازی را معرفی کرده ایم.)
خرید تیرآهن ۲۰ یزد از دیجی آهن
پس تیرآهن های بازار از چه چیزی ساخته شده اند؟
اگه فکر می‌کردی تیرآهن از آهن خالص ساخته می‌شه، باید بدونی داستان یه کم فرق داره! تیرآهن های ساختمونی در واقع از فولاد تولید می‌شن؛ فلزی که از ترکیب کنترل‌شده‌ی آهن با مقدار کمی کربن به‌دست میاد. حالا بریم ببینیم آهن از دل زمین تا تبدیل شدن به یه تیرآهن آماده چه مسیری رو طی می‌کنه:
استخراج سنگ آهن
همه چیز از معدن شروع می‌شه. سنگ آهن که ترکیبی از اکسیدهای آهن و ناخالصی‌های دیگه‌ست، ماده‌ی اولیه اصلی کار به حساب میاد.
تولید آهن خام (چدن)
سنگ آهن به همراه کُک (یه نوع زغال‌سنگ خاص) و سنگ‌آهک وارد کوره بلند می‌شن. دمای بالا باعث می‌شه آهن ذوب و از ناخالصی‌ها جدا بشه. نتیجه‌ی این مرحله آهن خام یا همون چدن مذابه که چون کربن خیلی زیادی داره، شکننده‌ست و برای سازه مناسب نیست.
فولادسازی (کربن‌زدایی)
اینجا نقطه‌ی جادویی فراینده! آهن خام به کوره های فولادسازی منتقل می‌شه. با دمیدن اکسیژن، میزان کربن اضافه اش سوزونده و تا حد استاندارد فولاد ساختمونی کاهش داده می‌شه. گاهی هم عناصر آلیاژی خاصی بهش اضافه می‌کنن تا مقاومت و خواص مکانیکی فولاد دقیق‌تر تنظیم بشه.
ریخته‌گری و نورد گرم
فولاد مذاب آماده‌شده داخل قالب‌هایی ریخته می‌شه تا به شکل شمش هایی مثل بلوم یا بیلت منجمد بشه. بعد این شمش‌ها توی مرحله‌ی نورد گرم از بین غلتک‌های سنگین رد می‌شن تا کم‌کم به شکل I یا H که بهش تیرآهن می‌گیم دربیان.
برش و کنترل کیفیت
در پایان، تیرآهن ها در طول‌های استاندارد (معمولاً ۱۲ متری) بریده می‌شن و از نظر ابعاد، وزن و کیفیت سطح تست می‌شن تا آماده‌ی ارسال به پروژه های ساختمونی بشن.
(ما در مقاله بهترین تیرآهن در بازار چیست؟ به شما بهترین تیرآهنی که میتوانید بخرید را معرفی کرده ایم.)
مقایسه مشخصات دو تیرآهن محبوب در بازار
| مشخصات | تیرآهن IPE سایز ۲۰ |
| ارتفاع جان (h) | ۲۰۰ میلی‌متر |
| عرض بال (b) | ۱۰۰ میلی‌متر |
| وزن استاندارد هر شاخه ۱۲ متری | حدود ۲۶۹ کیلوگرم |
| کاربرد اصلی | تیرهای اصلی و فرعی در سقف‌ها، ستون‌ها، ساخت خرپا |
توجه: وزن واقعی محصول کارخانه های مختلف ممکن است کمی با جدول اشتال تفاوت داشته باشد.
قیمت روز تیر آهن
قیمت تیرآهن به صورت روزانه و تحت تأثیر عوامل مختلفی مانند قیمت جهانی فولاد، نرخ ارز، میزان عرضه و تقاضا و هزینه حمل‌ونقل تغییر می‌کند. همیشه قبل از خرید نهایی، از یک منبع معتبر مانند دیجی آهن، قیمت روز محصول مورد نظر خود را استعلام کنید.
جدول عوامل موثر بر قیمت تیرآهن
| عامل اصلی | توضیحات | تأثیر بر قیمت |
| وزن تیرآهن | قیمت تیرآهن معمولاً به صورت کیلویی محاسبه می‌شود. | مستقیم |
| کارخانه سازنده | برندهای معتبرتر معمولاً قیمت بالاتری دارند. | مستقیم |
| سایز تیرآهن | تیرآهن های بزرگتر و سنگین تر، قیمت بالاتری برای هر شاخه دارند. | مستقیم |
| هزینه حمل‌ونقل | فاصله پروژه شما از کارخانه یا انبار، بر هزینه نهایی تأثیر می‌گذارد. | مستقیم |
| نوسانات بازار | تغییرات قیمت ارز و مواد اولیه، قیمت را به صورت روزانه تغییر می‌دهد. | متغیر |
جمع بندی
ساخت تیرآهن با آهن خالص از نظر علمی شدنیه، ولی از نظر فنی و اقتصادی اصلاً منطقی نیست. آهن خالص چون استحکام زیادی نداره، زیر فشار و وزن سازه کم میاره و هزینه تولیدش هم خیلی بالاست.
تازه هیچ استاندارد معتبر مهندسی در دنیا برای این نوع تیرآهن وجود نداره؛ یعنی یه پروژه ایه که فقط در تئوری قشنگه ولی در عمل کاربردی نیست! مثلا اصلا نمیشه که تیرآهن ۲۰ فایکو را با آهن خالص ساخت!
واقعیت اینه که مهندسی مواد راه بهتر رو نشون داده. با اضافه کردن مقدار خیلی کوچیکی کربن به آهن، فلزی به وجود میاد به اسم فولاد که هم مقاوم تره و هم صرفه اقتصادی داره. همه تیرآهن هایی که الان تو بازار و ساختمان ها استفاده می‌شن از فولاد ساختمانی ساخته شدن؛ گریدهای معروفش هم مثل ST37، ST44، ST52 هستن. برای دیدن قیمت روز تیرآهن و برندهای معتبر، مستقیم برو به سایت دیجی آهن.