توانایی برشکاری قطعات کار تأسیساتی

علائم و آثار نشان می‌دهد که برای اولین بار در خاور دور چینی‌‌ها اطلاعاتی از تکنولوژی فلزات داشتند و قوم فینیقی نیز به این فن آگاهی پیدا کرده و این موضوع را از ساحل اقیانوس اطلس و سواحل اقیانوس هند به سواحل دریای مدیترانه بردند و جهت تحصیل ثروت از این راه به اسپانیا و بعد به بریتانیا رفتند در نتیجه علم تکنولوژی را از شرق به غرب بردند.
اولین بار فلزاتی تحت توجه بشر قرار گرفت که با به حالت آزاد یافت می‌شد و یا با جزئی حرارت به وسیله چوب به حالت آزاد فلزی تبدیل می‌گردید. مثل: طلا، نقره، آهن، مس و قلع که در کتاب‌های خیلی قدیمی مثل کتاب‌های مقدس نامی از آن‌ها برته نشده است. البته بهترین موادی که می‌تواند با جزئی حرارت تبدیل به فلز گردد اکسید آن فلز است لذا بشر اکسیدهای عناصر فوق را زود کشف کرد. بعضی از عناصر بالا با هم پیدا می‌شدند مث مس و قلع که با هم حرارت ببینند تبدیل به مفرغ یا برنز می‌شود.

عناصر و فلزات به قدری مهم بودند که حتی زمان را با آن تقسیم می‌نمودند مانند عصر حجر و عصر مفرغ و غیره. کشف فلزات و بدست آوردن آن‌ها تاریخ و وضع دنیا را تغییر می‌دهد. کشف آمریکا برای به دست آوردن فلزات انجام پذیرفت و اسپانیایی‌ها از این راه ترقی فراوان نمودند.

تعریف تکنولوژی فلز

فلز عنصری است ساده دارای خواص هدایت حرارت، برق، مفتول شدن، متورق شدن، سفتی و سختی، ارتجاع مناسب، مقاومت در مقابل رطوبت و اسید‌ها و جلای فلزی، در تجزیه الکتریکی چون بارش مثبت است روی کاتد می‌نشیند در تجزیه شیمیایی جانشین عنصر هیدروژن است. (هیدروژن اسیدها)

محاسبه سختی فلزات

 سختی از راه‌های مختلف سنجیده می‌شود مثلا سختی در مقابل خراشیدن، اگر گویند فلزی از فلز دیگر سخت‌تر است یعنی فلز یا جسم دومی را خط می‌اندازد و دومی نمی‌تواند اولی را خط بیندازند. جهت این منظور اجسام را از ۱ تا ۱۰ قسمت بندی کرده‌اند بدین صورت سختی ۱ مربوط به جسم نرم و سختی ۱۰ مربوط به جسم سخت است. مثلا سختی الماس ۱۰ است در این جدول موهس هر جسم با هر فلز را می‌توان در یکی از ده خانه فوق قرار داد مثلا شیشه در خانه ششم است.

تغییر دادن و ورقه کردن فلزات

فلزات در مقابل عوامل خاصی تغییر شکل پیدا می‌کنند ممکن است به صورت ورقه درآیند بر حسب تعریف توانایی یک فلز عبارت است از ایستادگی و مقاومت آن فلز مقابل نیرو و فشار تغییر شکل دهنده و توانایی نهایی هر فلزی توانایی آن را در برابر نیروی برنده و شکننده می‌نمایاند. توانایی فلزات به دو عامل بستگی دارد:

۱- استحکام بلورهای تشکیل دهنده

۲- پیوستگی بلور‌ها با هم

منظور از توانایی یک فلز استحکام و توانایی آن فلز در مقابل عواملی است که تغییر شکل موقتی در آن می‌دهد که آن را توانایی ارتجاعی هم می‌گویند و از این حد به بعد فلز در مقابل فشار و نیروی خارجی تغییر شکل دائمی می‌دهد و از این حالت تا زمان گسیخته شدن آن را سختی فلز گویند. قابلیت چکش خواری و ورقه شدن خاصیتی از فلزات است که می‌توان فلز را بدون گسیختگی تغییر شکل داد و هر فلز را با چکش زدن می‌توان تا قطر معینی نازک کرد.
معروف‌ترین فلزات از این نظر به ترتیب طلا- نقره – آلومینیم. طلای سفید و مس که می‌توان حتی از طلا ورقه‌ای به نازکی سانتی ساخت. خاصیت تورق و چکش خواری به درجه حرارت، عملیات مکانیکی قبلی و ناخالصی‌‌ها بستگی دارد.
برای مفتول نمودن فلزات به تدریج آن‌‌ها را از درون حدیده‌های مخصوص عبور می‌دهند که هر دفعه از قطر فلز کم و به طول آن اضافه می‌گردد. خاصیت مفتول شدن در فلزات مختلف است که پر مقاومت‌ترین آن‌ها تنگستن و ملیبدیم و نیکل است. بعضی از فلزات گرما و برق را بیشتر هدایت می‌کنند و برخی کمتر، میزان هدایت نسبی است و آن را در مورد نقره ۱۰۰ گرفته‌اند که بقیه را با آن می‌سنجند و به طور کلی واحد هدایت، میزان طول واحد و مقطع واحد فلز مورد نظر است. ناخالصی‌ها هدایت فلز را کم می‌کنند و ریزی بلورهای تشکیل دهنده هدایت برق فلزات را افزایش می‌دهد.
هدایت عکس مقاومت است عملیات مکانیکی و بالا رفتن درجه حرارت مقاومت اهمی جسم افزایش می‌دهد. مثلا اگر ۰.۰۰۳درصد آرسنیک به عنوان ناخالصی به فلز مس خالص افزوده هدایتش ۰.۰۱  کم می‌شود. به غیر از جیوه و گالیوم که در حالت عادی مایع هستند بقیه فلزات فلز نامیده می‌شود.

آهن

امروزه قسمت اعظم صنعت تأسیسات را آهن و آلیاژهای آهن تشکیل می‌دهد و اهمیت آن و آلیاژهای مربوطه غیر قابل انکار است و میزان استخراج سالیانه در حدود ۲۵۰ میلیون تن است که بیشتر آن تبدیل به فولاد می‌گردد و نصف آن از ممالک متحده استخراج می‌شود و بقیه آن بیشتر از کشور‌های فرانسه، سوئد، روسیه، انگلستان و آلمان به دست می‌آید و نظر به این که برای تبدیل به فولاد معادن ذغالسنگ لازم دارد لذا بعضی از کشور‌ها فقط استخراج کننده هستند.

 مقدار آهن در کره زمین زیاد است به طور متوسط ۵ / ۵. زمین را تشکیل می‌دهد ولی آنچه قابل استخراج است بیشتر به صورت هماتیت و مانتیت است که اولی قرمز و دومی سیاه رنگ است و هر دو اکسیدند. جهت بهتر کردن بعضی خواص و مقاومت بیشتر در مقابل زنگ زدگی که آهن معمولا پیدا می‌کند آن را به چدن و فولاد تبدیل می‌کنند. در چدن و فولاد در درجه اول ذغال اضافه می‌نمایند.

 فولادهای معمولی علاوه بر کربن مقداری سیلیسیم منگنز، گوگرد و فسفر دارد و فولادهای ویژه علاوه بر دارا بودن این‌‌ها دارای عناصری دیگر مثل نیکل، کره تنگستن، وانادیوم و لیپیدیم هستند.

خواص آهن خالص تجارتی

رنگ آن خاکستری فولادی تا سیاه است و خاصیت مغناطیسی دارد وزن مخصوص آن ۷ / ۵ و سختی آن در جدول موهس ۴ / ۵ می‌باشد. در اسید کلریدریک حل می‌شود و رنگ آن زرد رنگ می‌گردد. در هوا به سهولت اکسید می‌شود و ورق های قرمز رنگ یا زرد رنگ که اکسید هیدراته آهن است روی آن را می‌پوشاند.

 عملیات حرارتی مانند آب دادن و سرد کردن ناگهانی از خاصیت مفتول شدن و ورقه شدن آن می‌کاهد لکن مقاومت آن را در مقابل کشش زیاد می‌سازد. در حرارت ۲۰۰ الى ۴۰۰ مقاومت کشش آن زیاد می‌گردد. قبل از اختراع و ایجاد فولادسازی‌‌ها به سبک امروزی آهن چکش خوار‌ها کار شده مصرف زیادی داشت.

امروزه هم جهت ساختن لوله‌های تأسیساتی و دیگ‌های شوفاژ و دیگ‌های پاک بخار و قطعات فلزی برخی لکوموتیو‌ها و زنجیر‌ها برای کشتی‌‌ها و جرثقیل‌ها و برج‌های مختلف و تیره‌ی کار می‌رود.

طرز تشخیص آهن چکش خوار از فولاد

شیء مورد نظر را با سنباده پاک کرده و در محلول رقیق استد سولفوریک و اسید کلریدریک فرو می‌برند و بعد از چند لحظه بیرون می‌آورند چنانچه فولاد بافت سطح آن شفاف می‌گردد و در غیر این صورت غیر شفاف و شیاردار می‌گردد. (به علت سرباره موجود در این کار شده)

۱- فرو منگنز

چنانچه ۱۵ الی ۳۰ درصد منگنز در چدن موجود باشد با کربن چدن کربور منگنز می‌دهد و با کربور آهن ترکیب گشته و به صورت رگه و فلس نازک در آن باقی می‌ماند که در مقطع شکستگی درخشندگی خاص دارد و آن را چدن آئینه ای می‌گویند و چنانچه منگنز به ۸۰ برسد آن را فرو منگنز می‌گویند. در فولادهای منگنزدار به جای اضافه کردن منگنز به آن بهتر است چدن آینه ای و فرو منگنز به آن اضافه گردد و این عمل که گازهای حبس شده در فولاد‌ها را خارج می‌کند و نیز مقدار گوگرد آن را تقلیل می‌دهد.

۲- فرو کروم

این آلیاژ از چدن جهت ساختن فولادهای کرم دار کرم نیگل کارهای زنگ ناپذیر نامید می‌شود به کار می‌رود که برای ساختن کوره‌های الکتریکی از مخلوط چدن و کرمیت استفاده می‌کنند و ممکن است کرم آن از ۶۰٪ نیز تجاوز نماید.

۳– فروسیلیسیم

چنانچه این عنصر (سیلیسیم) در چدن از ۴ تجاوز نماید آهن قادر به جذب دعا نخواهد شد و چدن در مقطع شکستگی سفید رنگ می‌گردد. به هر حال به مقادیر زیاد ممکن است در چدن قرار گیرد و ممکن است آن را در کوره بلند به چدن تبدیل نمایند.

۴- فرو فسفر

فسفر در چدن خاصیت جاری شدنش را زیاد می‌نماید و مخصوصا در کارخانجات حلبی سازی قلع اندود می‌کنند و صفحات قلع اندود نشده برای اینکه به یکدیگر نچسبند ماده اصلی فلز حلبی باشد باید مقداری فسفر داشته باشد و ممکن است تا بیش از ۱۵٪ فسفر داشته باشد و سنگ آهن برای ذوب در کوره بلند نیز باید فسفر داشته باشد.