کانسپت در فرایند طراحی

کانسپت در فرایند طراحی

 

نوشته شده توسط امیر مرادی   

دوشنبه ، 12 فروردين 1387 ، 11:51

یکی از مهمترین چالشهای انسان امروز حصول معنا ودرون مایه ای عمیق برای پدیده های اطرافش است. معماری به عنوان هنری برای ساختن از همان آغازین بارقه های مطرح شدنش در جوامع انسانی ، سرشار از مفاهیم و معناهای طبیعی بوده است ، شاید آن روزها الهام بشر از عوامل طبیعی معنای کانسپت امروز  را نداشت ،اما اثری ماندگار بر ذهن انسانها گذاشت و در طی قرنها رو به تکامل نهاد.امروز روز  طراح در جستجوی کانسپت جدید برای خلق فضایی تازه است و این که از کجا به آن برسد ،پروسه ای قابل بحث برای  طراحان امروز گشته است.-    فرآیند طراحی : « فرآیند طراحی در واقع مجموعه مراحلی است که یک طراح به صورت خودآگاه یا ناخودآگاه برای دست یافتن به راه حل مسئله طی می کند در حقیقت آنچه مهم است و مورد بررسی این درس نیز قرارگرفته خود طراحی نیست بلکه فرآیند انجام آن است .»-    طرح واره : « طرح واره را می توان مجموعه منظم فعالی از تجربیات گذشته و بنیان فکری طراح برای سازمان دادن و تفسیر وقایع آینده دانست .»کانسپت مفهوم تصویر ذهنی درونی شده است .طراحان تعابیر گوناگونی از قبیل طرح واره ، کانسپت ، پارتی ، مولد اولیه ، ایده بزرگ ، نگاره ها ، .... را برای این منظور به کار می برند .این چیزی که به ذهن طراح هجوم می آورد در یک لحظه خاص و افکار او را منسجم می کند و او را به پیش می برد در حقیقت همان تفکر مولد یا تفکر مهیج نامیده می شود .طراحی از یک سوال آغاز می شود و روند حرکت طراحی در ذهن صورت می گیرد مسئله شناسایی و تجزیه و تحلیل     می شود و اطلاعات مختلف اسکیماها به ذهن او هجوم می آورد و در زمانی در ناخودآگاه انسان چیزی ایجاد می شود که در حقیقت جواب کامل مسئله و یا راه حل نهایی سوال نمی باشد می توان گفت همان ایده محوری است که فرآیند طراحی را شکل می دهد . گاهی چون پیاله مقدس برای طراح است .یکی از حساس ترین مراحل روند طراحی انتخاب کانسپت است . تولد یک طرح واره مشخص نیست شاید در آغاز پروژه به صورت یک حس اولیه و یا انتهای پروژه در جزئیات اجرائی مشخص شود ولی در نهایت کانسپت یک دید کل نگر است که اجزای پروژه را سازماندهی می کند.شاید در اینجا بحث بر سر این نیست که کانسپت غلط یا درست کدام است بلکه می توان به این نتیجه رسید که در فرآیند طراحی مرحله تولد و برخورد با کانسپت باید موجود باشد و یا حتی ممکن است در مرحله ایده اصلی ما را به بن بست برساند در این حالت طراحان با تفکر خلاق به تغییر و یا بازنگری می پردازند . پس در طراحی می توان از میان ایده های مختلف و متعدد ایده ای را به عنوان ایده محوری برگزید .اصولا کانسپتی در طراحی موثر است که قدرت و انرژی کافی داشته باشد که تا آخرین مراحل روند طراحی با طراح همراه باشد بخصوص هنگامی که طراح خسته و دلزده از طراحی می شود .مولد اولیه نقش تغذیه تفکر طراح را به عهده دارد .سرچشمه کانسپت را شاید بتوان سه چیز دانست . اول می تواند  از جوهره اصلی مسئله و موضوع شکل گیرد .دوم قیود بیرونی ، عوامل محیطی و یا زمینه طرح می تواند منبعی برای  تولد ایده محوری طراحی باشد .سوم می توان طراح یا در حقیقت اصول راهنمای آنان را در هر پروژه زمینه ای برای شکل گیری کانسپت دانست .طراح از تفکر خلاقانه و ایجاد راه حل های بدیع برای حل مسئله ، به منظور رسیدن به ایده ها و دست یابی به کانسپت طرح استفاده می کند .از میان عوامل مختلفی که طراح را به دست یابی طرح واره ای در ذهن رهنمون می شود، می توان کانسپت قیاسی  ، استعاری ، جوهری ( جنبه های ذاتی ) ، برنامه ای ( پاسخ عملکردی ) و ایده آل گرا ( ارزش های مطلق ) را نام برد. .... هیچ چیزی نمی تواند از هیچ بوجود آید .هنر به مانند پنجره ای است که انسان آن را می گشایدتا فضای خانه را با طراوت و نسیم زیبای بیرون دلنشین تر کند . (شریعتی)

 

اطلاعات کلی پیرامون فلز آهن

خصوصیات آهن

اطلاعات کلی پیرامون فلز آهن

آهن فلزی نسبتاً فراوان در جهان است و اهمیت حیاتی در زندگی حیوانات و گیاهان دارد . فلزی خالص که دارای فعالیت شیمیایی زیاد است و مخصوصاً در هوای مرطوب به سرعت زنگ می زند .

آهن دارای خواص مغناطیسی مهمی است و یکی از ترکیبات مهم سازنده زمین می باشد .

این عنصر در خورشید و انواع ستاره ها یافت می شود. این عنصر هسته پایداری دارد. آهن یکی از ترکیبات اصلی شهابسنگها می باشد که در سیدریتها و عناصر فرعی وجود دارد. هسته زمین دارای ترکیبی از 10 درصد آهن و هیدروژن دارد. این فلز چهارمین عنصر فراوان از نظر وزنی در پوسته زمین است . عمومی ترین ترکیب این عنصر هماتیت است که در داخل رسوبات سیاه سواحل و صخره های رودخانه ها یافت می شود.

آهن معمولی ترکیبی از 4 ایزوتوپ می باشد. ده ایزوتوپ دیگر نیز از این عنصر شناخته شده است.

آهن نقش مهمی در زندگی جانوران به علت وجود آن در همگولبین خون دارد. تاکونیت یکی از ترکیبات مهم آهن می باشد که از آن برای مصارف تجاری آهن استفاده می شود. آهن به صورت خالص استفاده تجاری چندانی ندارد ولی وقتی با کربن و دیگر فلزات ترکیب شود مصارف زیادی دارد.

عنصر خالص آهن دارای خاصیت واکنش پذیری شیمیایی بالا است و به سرعت زنگ می زند و اکسید می شود. در هوای مرطوب و خیلی گرم این خاصیت افزایش پیدا می کند. آهن دارای 4 آلوتروپی است که عبارتند از آلفا، بتا، گاما، امگا. آلفا شکلی از آهنربا است که از بتا تغییر شکل پیدا کرده باشد. آهن خام یا چدن شامل 3 درصد کربن با میزان مختلفی از عناصر گوگرد، سیلیسیوم ، منگنزو فسفر می باشد.

آهن دارای خاصیت سخت، شکننده، نسبتاً زودگداز و آلیاژها و ترکیبات مختلف آن کاربردهایی مثل فولاد دارند. آهن ورزیده شامل یک دهم درصد کربن، بادوام، چکش خوار، ذوب شونده سریع و معمولاً ساختار الیافی دارد. فولاد کربنی ترکیبی از آهن و به میزان کم منگنز و گوگرد و فسفر و سیلیسیوم می باشد. آلیاژهای فولاد عبارتند از فولاد کربنی یا ترکیبی از عناصر دیگر مثل نیکل و کروم و وانادیم و غیره. آهن ارزان ، فراوان بسیار مفید و فلز مهمی در صنعت می باشد.

 تاریخچه :

اولین آهن شکل گرفته که توسط نوع بشر در دوره ی پیش از تاریخ مصرف شد از شهاب سنگ ها آمده بود. ذوب آهن در کوره ها در هزاره ی دوم پیش از میلاد شروع شد ، آثار مکشوفه از آهن ذوب شده از 1200-1800 پیش از میلاد در هند و در مشرق از حدود 1500 پیش از میلاد بدست آمد (که گمان می رود ناشی از ذوب آهن در آناتولی یا قفقاز بوده است). چدن برای اولین بار در حدود 550 پیش از میلاد در چین تولید شد اما در اروپا تا سال های قرون وسطا تولید نشد ، در طول دوران قرون وسطا ابزاری در اروپا کشف شد که از آهن شکل یافته از چدن (pig Iron) با استفاده از ریخته گری زیور آلات تولید شده بودند ، برای تمام این فرآیند ها از ذغال چوب به عنوان سوخت استفاده شد. فولاد (که با کربن کمتر از pig Iron است اما آهن شکل یافته بیشتری دارد) اولین بار در دوران باستان تولید شد. روش های تازه ی تولید آن به وسیله ی میله های کربنیزه کردن آهن در فرآیند سیمانی کردن در قرن هفدهم بعد از میلاد ابداع شد. در انقلاب صنعتی روش های جدید تولید آهن بدون ذغال چوب ابداع شد و این روش ها بعدا در تولید فولاد مورد استفاده قرار گرفتند . در اواخر دهه ی 1850 ، هنری بسمر فرآیند جدیدی برای ساخت فولاد اختراع کرد که شامل دمیدن هوا از روی چدن مذاب برای تولید فولاد نرم بود. این فرآیند و دیگر فرآیند های ابداع شده در قرن 19 و بعد از آن منجر یه آن شد که دیگر آهن شکل یافته تولید نشود.

خصوصیات شیمیایی :

آهن ترکیباتی را ایجاد می کند که عمدتا در حالت های اکسیداسیون +2 و +3 هستند به طور سنتی ،ترکیبات آهن II فروس نامیده می شوند و ترکیبات آهن (III) فریک نامیده می شود. ترکیبات زیادی در هر یک از حالات اکسیداسیون وجود دارد که مثال هایی از آن شامل سولفات آهن (II) (FeSo4) و کلرید آهن (III) (FeCl3) می باشد. همچنین مثال های بیشماری از ترکیباتی که شامل اتم های آهن در هر دوی این حالات اکسیداسیون وجود دارد مانند مگنتیک و آبی پروسی. آنیون منفی فریت [Fe 24] شامل یک مرکز آهن، (Vi)بالاترین حالت اکسیداسیون شناخته شده ی آن می باشد و مثلا در فریت پتاسیم (کا دو اف ای اُ 4) وجود دارد. ترکیبات اورگانومتالیک بی شماری (مثل پنتا کربنیل آهن) وجود دارند که دارای آهن زیرو ولنت (یا کمتر) هستند.

خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر آهن :
عدد اتمی: 26
جرم اتمی:55.845
نقطه ذوب: C°1244
نقطه جوش : C°1962
شعاع اتمی: Å 1.72
ظرفیت:2و3
رنگ: خاکستری مایل به صورتی
حالت استاندارد: جامد
نام گروه:8
انرژی یونیزاسیون: Kj/mol 7.87
شکل الکترونی: 2 1s22s2p63s23 p63d 64s
شعاع یونی : Å 0.645
الکترونگاتیوی: 1.83
حالت اکسیداسیون: 2و3
دانسیته: 7.873
گرمای فروپاشی: Kj/mol 13.8
گرمای تبخیر : Kj/mol 349.6
مقاومت الکتریکی : Ohm m 0.0000000971
گرمای ویژه: J/g Ko 0.44
دوره تناوبی:4
شماره سطح انرژی : 4
اولین انرژی : 2
دومین انرژی : 8
سومین انرژی : 14
چهارمین انرژی : 2
ایزوتوپ :
ایزوتوپ نیمه عمر
Fe-52 8.3 ساعت
Fe-54 پایدار
Fe-55 2.7 سال
Fe-56 پایدار
Fe-57 پایدار
Fe-58 پایدار
Fe-59 54.5 روز
Fe-60 1500000.0 سال

خواص مکانیکی :

خواص مکانیکی و آلیاژ های آن با استفاده از آزمون های گوناگون مانند آزمون برنیل ، راکول یا آزمایش های مقاومت کششی ارزیابی می شود ، نتایج این قسمت ها به گونه ای با یکدیگر سازگارند که قسمت های آهن اغلب برای مرتبط نمودن نتایج یک تست با تست دیگر به کار می رود. اندازه گیری ها نشان می دهد که خواص مکانیکی آهن عمدتا بستگی به خلوص دارد به گونه ای که خالص ترین کریستال های تک آهن که برای مقاصد تحقیقاتی تولید شده اند از آلمینیوم نرم ترند ، افزودن تنها 10 قسمت در میلیون کربن مقاومتش را دو برابر می کند. سختی نیز به سرعت با افزایش مقدار کربن تا 0/2% و اشباع شده تقریبا در 0/6% به سرعت افزایش می یابد. خالص ترین آهن تولید شده ی صنعتی (تقریبا 99/99% خلوص) دارای سختی 20-30 برنیل است.

کاربردهــــــــــا :

کاربرد آهن از تمامی فلزات بیشتر است و 95 درصد فلزات تولید شده در سراسر جهان را تشکیل می‌دهد. قیمت ارزان و مقاومت بالای ترکیب آن استفاده از آنرا بخصوص در اتومبیلها ، بدنه کشتی‌های بزرگ و ساختمانها اجتناب ناپذیر می‌کند. فولاد معروف‌ترین آلیاژ آهن است و تعدادی از گونه‌های آهن به شرح زیر می‌باشد:

آهن خام که دارای 5%-4% کربن و مقادیر متفاوتی ناخالصی از قبیل گوگرد ، سیلیکون و فسفر است و اهمیت آن فقط به این علت است که در مرحله میانی مسیر سنگ آهن تا چدن و فولاد قرار دارد.

• چدن ، شامل 5/3%-2% کربن و مقدار کمی منگنز می‌باشد. ناخالصی‌های موجود در آهن خام مثل گوگرد و فسفر که خصوصیات آنرا تحت تاثیر منفی قرار می‌دهد، در چدن تا حد قابل قبولی کاهش می‌یابند. نقطه ذوب چدن بین k 1470-1420 می‌باشد که از هر دو ترکیب اصلی آن کمتر است و آنرا به اولین محصول ذوب شده پس از گرم شدن همزمان کربن و آهن تبدیل می‌کند. چدن بسیار محکم ، سخت و شکننده می‌باشد. چدن مورد استفاده حتی چدن گرمای سفید موجب شکستن اجسام می‌شود.
• فولاد کربن شامل 5/1% - 5/0% کربن و مقادیر کم منگنز ، گوگرد ، فسفر و سیلیکون است.
• آهن ورزیده ( آهن نرم) دارای کمتر از 5/0% کربن می‌باشد و محصولی محکم و چکش‌خوار است، اما به اندازه آهن خام گدازپذیر نیست. حاوی مقادیر بسیار کمی کربن است ( چند دهم درصد). اگر یک لبه آن تیز شود، به‌سرعت تیزی خود را از دست می‌دهد.
• فولادهای آلیاژ حاوی مقادیر متفاوتی کربن بعلاوه فلزات دیگر مانند کروم ، وانادیم ، مولیبدن ، نیکل ، تنگستن و ... می‌باشد.

فولاد

اطلاعات کلی در مورد فولاد :

بر مبنای یک تعریف قدیمی ،فولاد های آلیاژی از آهن و کربن هستند که در اکثر حالات دارای انعطاف و شکل پذیری مناسبی می باشند.مقدار کربن در فولاد  تا حدود 7/1 درصد متغیر بوده و از طرف دیگر عناصری نظیر منگنز و سیلیسیم در مقادیر کمتر از 1 درصد و گوگرد  و فسفر در مقادیر جزیی به عنوان ناخالصی  در فولاد موجود هستند.

امروزه تعریف فوق نمی تواند تمام فولاد ها را شامل شود زیرا فولاد هایی وجود دارند که مقدار عناصر آلیاژی متشکله آنها گاه از مرز 50 درصد نیز تجاوز می کند.

ترکیبی از استحکام بالا و قابلیت چکش خواری، فولاد ها را از دیگر آلیاژها و مواد فلزی متمایز می سازد.فولاد ها در مقابل اعمال تنش های متغیر و نیروهای ضربه ای بسیار مقاوم بوده و از طرف دیگر امکان استفاده از آنها در درجات حرارتی زیر صفر (100- درجه سانتیگراد)و حرارتی بالا(تا 800 درجه سانتیگراد و گاه بالاتر از آن)وجود دارد.استفاده از عناصر آلیاژی نظیر نیکل، کبالت،مولیبدن و تنگستن ، این خانواده از آلیاژهای صنعتی را برای مصرف در درجات حرارتی بالا مناسب نموده است.

چون تعداد و انواع فولاد ها بسیار زیاد است و خواص آنها اعم از : مکانیکی،فیزیکی،شیمیایی و متالورژیکی نیز بسیار متنوع می باشد و به علاوه با عملیات مختلف نظیر : ریخته گری،مکانیکی (شامل نورد،کشش،فشار و ...)عملیات حرارتی(دوباره پخت،آب دادن ،برگشت و ... )،عملیات شیمیایی (مانند سمانتاسیون،نیتروراسیون،سیانوره و ... )،تغییر حالت می دهند،لذا مطالعه کامل فولاد ها بسیار مفصل و طولانی است به همین علت در این قسمت فقط به مطالعه فولاد های ریختگی که در متالورژی صنعتی از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند پرداخته می شود.

لازم به توضیح است که امروزه ریخته گری فولاد اهمیت زیادتری پیدا کرده است و تهیه بسیاری از قطعات فولادی که قبلا با آهنگری و پرس انجام می گرفت،اکنون با روش ریخته گری تولید می شود.فولاد ها ممکن است بر حسب :ترکیب شیمیایی(ساده کربنی،مخصوص،کم عیار و مخصوص پر عیار)،جنس و یا دقت در کنترل جنس (متوسط،خوب و عالی)،روش تهیه (زیمنس مارتن،بسمر،توماس،ال دی و الکتریکی)یا از نقطه نظر کاربرد تقسیم بندی شوند.از لحاظ کاربرد و مصرف فولاد ها را می توان به صورت زیر تقسیم بندی کرد:

ریختگی،ساختمانی،جوشکاری،خوش تراش،ابزار،ماشین سازی،فولاد های لوله های بدوندرز،نیتروراسیون،ساچمه،فنر،ضد زنگ،نسوز،مغناطیسی(سخت و نرم)،غیر مغناطیسی،آلیاژی مقاومت دار(الکتریکی)،مقاوم به ساییدگی،کاربردهای خاص(زنجیر،مفتول،کابل و ... )،مقاوم به سرما و غیره.

قطعات ریختگی فولادی به دو دسته اصلی شمشهای ریختگی و شکلهای ریختگی فولادی تقسیم می شوند.شمش های فولادی مورد استفاده مستقیم نداشته بلکه پس از انجام عملیات بعدی نظیر کار مکانیکی(نورد،کوبش....)به محصولات تمام شده ای نظیر ورق،نبشی- سپری- تیرآهن و قطعات مهندسی نظیر میل لنگ،شاتون،اتصالات و شیرها ،گلوله های آسیاب و ... تبدیل می گردند.فولاد هایی که صرف تولید شمشها می شوند نیاز به قابلیت تغییر شکل پذیری مکانیکی داشته به همین دلیل،فولاد های کارپذیر نامیده می شوند.شکلهای ریختگی فولادی که عموما واژه قطعات ریختگی فولادی در مورد آنها به کار می رود،قطعات ریختگی در شکلهای مختلف از ساده تا پیچیده بوده که روی آنها(بعد از ریخته گری)عملیات مکانیکی خاصی انجام نمی گیرد. یک حالت استثنا روش جدید تولید قطعات ریختگی (از جمله قطعات فولادی) از طریق فرآیند توام ریخته گری و کار مکانیکی در محفظه قالب می باشد.

تولید فولاد های کار پذیر که بعدا تحت عملیات مکانیکی قرار می گیرند به مراتب بیشتر از قطعات ریختگی است.

قطعات فولادی بسیار متنوع و در وزن های 150 گرمی تا 20 تنی را در بر می گیرد و استحکام کششی آنها نیز از 400 تا 2000 نیوتن بر میلیمتر مربع تغییر کرده و از انعطاف کافی نیز برخوردارند. امروزه فولادهای جدید بالاترین استحکام ممکن را در میان خانواده فلزات و آلیاژها به خود اختصاص داده اند.از این میان می توان فولادهای مارایجینگ (Maraging) را که محتوی نیکل – کبالت،مولیبدن،تیتانیم و آلومینیوم هستند نام برد که دارای استحکام کششی حدود 2100 نیوتن/ میلیمتر مربع می باشند.انواع جدیدتر فولاد های با استحکام بالا فولاد های TRIP و فولاد های اوس فورمد(Ausformed ) هستند که دارای استحکام شگفت آور 3500 نیوتن/میلیمتر مربع یعنی حدود 7 برابر استحکام فولاد های معمولی می باشند.لذا هنگامی که تولید قطعات با استحکام های بسیار بالا مورد نظر باشد انتخاب فولاد تنها پاسخ مناسب به نیاز های صنایع خواهد بود.

قطعات ریختگی فولادی دارای موارد مصرف زیادی در صنایع ماشین سازی،خودروسازی ،صنایع کشاورزی ،راه آهن و راه سازی ، صنایع نفت ،پتروشیمی و شیمیایی، صنایع متالوژی نظیر واحد های آهن و فولاد ،نورد،صنایع معدنی و سیمان،صنایع دفاعی.. می باشد.مثال هایی در این زمینه: پوسته توربین ها – انواع چرخ دنده های کوچک و بزرگ ،چرخ قطار،اکسل خودروهای سنگین،ناخنک های ماشین های خاک بردار،فک سنگ شکنها، زره آسیابها ، مواد معدنی،مته های حفاری، غلطک های نورد،میل لنگ موتورهای دیزلی و ... می باشد.  

مصرف قطعات فولادی به علل قابلیت اطمینان و دوام بیشتر در شرایط کار حساس و امکان نازک کردن جداره قطعات ریختگی فولادی به علت بالا بودن استحکام آنها مرتبا در جهان رو به افزایش است.   

یک مزیت شاخص فولاد به ویژه در مقایسه با چدن ها سهولت جوشکاری آنها است.در حقیقت فولاد ها را می توان بدون آن که مشخصات آنها تنزل یابد جوشکاری کرد. این خصوصیت ،ساخت آن دسته از قطعات صنعتی که قسمتی از آن ریختگی و قسمتی کار شده است را از طریق اتصال با روش جوشکاری  میسر یاخته است.تجربه نشان داده است که بسیاری از قطعات ریختگی فولادی در صورتی که عاری از حفره های انقباضی،گازی و ترکهای حرارتی باشند دارای خواص مکانیکی مشابه فولاد های کوبشی(آهنگری یا فورج شده)هستند،ضمن آن که قیمت پایین تری نیز دارا می باشند.این واقعیتی است که تولید قطعات فولادی عاری یا با حداقل معایب سطحی داخلی نیاز به کنترل شدید در فرآیند تولید،طراحی قطعه و انتخاب آلیاژ مناسب دارد.

قطعات ریختگی فولادی را می توان از طریق ترکیب شیمیایی ،ساختار قطعات،روش تولید و موارد مصرف آنها تقسیم بندی نمود.در زیر انواع روشهای تقسیم بندی فولاد های ریختگی تشریح شده است.

فولاد ها به دو دسته فولاد های کربنی و آلیاژی تقسیم می شوند.فولاد های کربنی خود به سه دسته:«فولاد های کم کربن (9/0 تا 2/0 درصد کربن)،فولاد های میان کربن(2/0 تا 5/0)و فولاد های پر کربن(بالای 5/0 درصد کربن)تقسیم می گردند.فولاد های آلیاژی نیز به 3 گروه کم آلیاژی (تا حدود 5/2 درصد  عنصر آلیاژی)، میان آلیاژی (5/2 تا 10 درصد) و پر آلیاژی (بالای 10 درصد) تفکیک می شوند.توضیح آن که در بیشتر موارد فولاد های آلیاژی را به دو دسته کم آلیاژی (تا 5/0 درصد عناصر آلیاژی)و آلیاژی (بالای 5%)تقسیم بندی می نمایند.

فولاد های ریختگی بر حسب نوع ساختار میکروسکوپی آنها به صورت زیر طبقه بندی می شوند:

نوع هیپویوتکتوئید(فرو یوتکتوئید) که دارای فریت آزاد(نه فریتی که به همراه سمنتیت تشکیل پرلیت را می دهد)می باشد. چنین ساختاری ویژه فولاد های کربنی و کم آلیاژی است.ذکر این نکته ضروری است که مفهوم فوق آن نیست که در ساختار میکروسکوپی این نوع فولاد فقط فریت آزاد وجود دارد بلکه وجود فریت آزاد قطعی بوده و در کنار آن فاز های دیگری نظیر برلیت و ... نیز وجود دارند.

نوع هیپریوتکتوئید(فرایوتکتوئید). در ساختار این نوع فولاد ،کاربید آزاد (نظیرFe₃C)  که اصطلاحا کاربید ثانویه نامیده می شود وجود دارد.نظیر فولاد های پر کربن (83/0 تا 7/1 درصد کربن)،فولاد های میان آلیاژی و پر آلیاژی.

فولاد هایی که دارای ساختار کاملا فریتی و یا نیمه فریتی هستند محتوی مقادیر بالایی کرم،تنگستن،مولیبدن،وانادیم و سیلیسیم هستند.فولاد ها با ساختار و نیمه اوستنیتی دارای مقادیر زیادی منگنز،نیکل،کبالت و مولیبدن می باشند.اکثر قطعات فولادی تحت عملیات حرارتی قرار می گیرند.ساختار میکروسکوپی به دست آمده  از این عملیات مبنای تقسیم بندی قطعات قرار می گیرند.قطعات فولادی  عملیات حرارتی شده به صورت زیر طبقه بندی می شوند.

نوع پرلیتی که ویژه فولاد های کربنی،کم آلیاژی و میان آلیاژی است ،دارای ساختار میکروسکوپی مخلوط فریت و پرلیت است.نوع مارتنزیتی که از طریق سرد کردن قطعات در آب یا روغن به دست می آید شامل فولاد های پر کربن و فولاد های کم آلیاژی است.فولاد های مادفیلد(محتوی منگنز بالا)،فولاد های پر آلیاژی مقاوم در مقابل حرارت دارای ساختار میکروسکوپی اوستنیتی می باشند.

فولاد ها بر اساس روش تولید به انواع فولاد زیمنس مارتین(اسیدی و بازی)،فولاد های کنورتر و فولاد های کوره برقی(اسیدی و بازی) تقسیم بندی می گردند.

مذاب کوره های زیمنس مارتین به علت خواص خوب،قیمت پایین و ظرفیت زیاد کوره صرف تولید قطعات بزرگ و سنگین ریختگی می شود.فولاد های کوره برقی عموما از طریق ذوب در کوره های برقی قوسی تهیه شده و فولاد های پر آلیاژی در کوره های القایی تهیه می شوند.

بسته به نوع مصرف (نظیر اجزاء هیدرولیک،توربین ها،ماشین های الکتریکی،قطار ها،قالب و ...)قطعات ریختگی را می توان به فولاد های ابزار(فولاد های پر کربن و فولاد های پر آلیاژی) و فولاد های مخصوص نظیر فولاد های مقاوم در مقابل خوردگی،سایش،حرارت و اکسایش،اسید ها و انواع دیگری که در خانواده فولاد های پر آلیاژی قرار می گیرند تقسیم بندی نمود.

انواع فولادها ( از نظر ترکیبات ، آلیاژها ، کاربرد ، طرز ساخت و ...)

فولاد های کربنی:

فولاد های کربنی بیشترین تناژ تولید قطعات ریختگی فولادی را به خود اختصاص می دهد.این نوع فولاد ها متشکل از :کربن،منگنز،سیلیسیم،فسفر و گوگرد می باشند.کربن بیشترین تاثیر را در خواص مکانیکی قطعات تولیدی بر عهده داشته ،فسفر و گوگرد عناصر نامطلوب (به استثنا فولاد های خوش تراش که درصد گوگرد در آن را به منظور سهولت تراش فولاد،حدود 1 درصد در نظر می گیرند)می باشند.گوگرد از سیالیت مذاب فولاد کاسته و تمایل به ایجاد ترکهای حرارتی گرم را (که در جریان انجماد قطعه پیش می آید)افزایش می دهد.فسفر نیز موجب تنزل مقاومت قطعات ریختگی در مقابل ضربه شده و با افزایش مقدار آن در فولاد مقاومت قطعات در برابر ضربه شدیدا(به خصوص در درجات حرارتی پایین)کاهش می یابد.به دلایل فوق مجموع فسفر و گوگرد در فولاد نبایستی از مرز 1/0 درصد تجاوز نماید.

با افزایش مقدار کربن در فولاد،استحکام نهایی،سختی و تنش تسلیم قطعات افزایش یافته و در مقابل از درصد ازدیاد طول نسبی ،درصد کاهش سطح مقطع کششی و مقاومت در مقابل ضربه آنها کاسته می شود.منگنز در فولاد عنصر اکسیژن  زدا بوده و نقش مهم دیگر آن (نظیر حالت چدنها)خنثی نمودن تاثیر مضر گوگرد(جلوگیری از پیدایش FeS)و کمک به ایجاد MnS است. به این منظور مقدار منگنز را بایستی بیش از مقدار S 71 /1 Mnدر نظر گرفت.مقدار منگنز در این نوع فولاد ها معمولا بین 3/0 تا 8/0 درصد است. سیلیسیم نیز نظیر منگنز عنصری اکسیژن زدا بوده و به منظور کنترل گاز های محتوی مذاب مورد استفاده قرار می گیرد.مقدار سیلیسیم در این نوع فولاد ها بین 2/0 تا 5/0 درصد است.

منگنز و سیلیسیم در فولاد به صورت محلول بوده لذا در زیر میکروسکوپ قابل رویت نیستند. هر دو این عناصر قابلیت سختی پذیری قطعات ریختگی را (در جریان عملیات حرارتی و سرد کردن)افزایش می دهد. سولفور منگنز به صورت فازی خاکستری رنگ در ساختار میکروسکوپی قطعات فولادی دیده می شود.فسفر برخلاف حالت چدن ها که به صورت فاز استدیت در ساختار میکروسکوپی قطعات قابل رویت است در قطعات فولادی به علت محلول بودن آن در فولاد قابل مشاهده نیست. بسته به شرایط مصرف و ویژگی های فولاد های کربنی قطعات ریختگی را می توان در سه گروه زیر تقسیم بندی نمود: گروه اول فولاد های ریختگی برای مقاصد عمومی نظیر پایه ها و اجزای غیر حساس ماشین آلات.گروه دوم برای مقاصد اختصاصی و تولید قطعات صنعتی و مهندسی نظیر شیر ها و اتصالات چرخ دنده ها ... و گروه سوم قطعات برای مقاصد ویژه هستند.کار این گونه قطعات در تحت شرایط حساس بوده و رعایت اصول ایمنی و اطمینان از سلامت کار آنها ضروری است.نظیر چرخ قطار،اکسلها،سیستم های تعلیقی نظیر سگ دست خودرو ها و ...

تفاوت گروههای فوق در میزان فسفر و گوگرد محتوی فولاد می باشد.

حداکثر مقدار مجاز گوگرد و فسفر در گروههای سه گانه فوق به قرار زیر است:

گروه اول : 05/0-  07/0 درصد گوگرد و 05/0 تا 08/0 درصد فسفر.

گروه دوم: 045/0 – 06/0 درصد گوگرد و 04/0 تا 07/0 درصد فسفر.

گروه سوم : 045/0 – 05/0 درصد گوگرد و 04/0 تا 05/0 درصد فسفر.

مقدار کربن،منگنز و سیلیسیم فولاد ها در سه گروه فوق یکسان بوده و خواص مکانیکی قطعات تولیدی نیز مشابه خواهد بود.ترکیب شیمیایی فولاد های ساده کربنی در محدوده زیر قرار می گیرند.

منگنز 5/0 – 0/1

سیلیسیم 2/0 – 8/0

فسفر حداکثر 05/0

گوگرد حداکثر 06/0

فولاد های کم کربن :

این فولاد ها معمولا محتوی 12/0 تا 2/0 درصد کربن،35/0 تا 65/0 درصد منگنز، 15/0 تا 25/0 درصد سیلیسیم ،حدود 06/0 درصد فسفر و نزدیک 05/0 درصد گوگرد هستند.این نوع فولاد ها دارای سیالیت کم و تمایل به ایجاد ترک های گرم در قطعات ریختگی می باشند.استحکام کششی این نوع فولاد ها در حالت نرماله شده حدود 40 تا 42 کیلوگرم بر میلیمتر مربع (394 تا 410 نیوتن بر میلیمتر مربع) و ازدیاد طول نسبی حدود 25 درصد می باشند.مصرف اصلی این نوع فولاد ها در صنایع الکتریکی و صنایع ماشین سازی نظیر ریل راه آهن ،بدنه پاتیلها و قاب بدنه موتور ها می باشد. این نوع فولاد ها به دلیل نرمی آن بدون عملیات حرارتی مورد مصرف قرار می گیرند. سطح این نوع فولاد ها را می توان از طریق کربوره کردن سخت نمود.

فولاد های میان کربن :

 محتوی 2/0 تا 5/0 درصد کربن،35/0 تا 8/0 درصد منگنز،2/0 تا 45/0 درصد سیلیسیم،03/0 تا 05/0 درصد فسفر و 03/0 تا 05/0 درصد گوگرد می باشند این نوع فولاد ها دارای مشخصه ریخته گری بهتری از فولاد های کم کربن بوده ،سیال تر و تمایل کمتری به ایجاد ترک های گرم در قطعات ریختگی دارند.استحکام کششی آنها بین 42 تا 55 کیلوگرم بر میلیمتر مربع (410 تا 540 نیوتن بر میلیمتر مربع) و ازدیاد طول نسبی 12 تا 23 درصد می باشند.مصرف اصلی این نوع فولاد ها در صنعت ماشین سازی و در تولید قطعات ریختگی کوچک، متوسط و بزرگ،صنایع حمل و نقل،دستگاههای نورد و ماشین های راهسازی و ساختمانی است.در میان انواع فولاد های ساده کربنی این نوع فولاد ها بیشترین مقدار مصرف را دارا می باشند..

فولاد های پر کربن :

این نوع فولاد ها محتوی 5/0 تا 6/1 درصد کربن،5/0 تا 8/0 درصد منگنز،04/0 تا 05/0 درصد فسفر و 04/0 تا 05/0 درصد گوگرد هستند.این فولاد ها دارای سیالیت بالا و عدم تمایل به ترک های حرارتی گرم است.مصرف عمده این نوع فولاد ها در تولید قطعاتی نظیر غلتک های نورد گرم،چرخ دنده ها ،قالبهای اکستروژن قطعات مقاوم در مقابل سایش است.

 فولاد های آلیاژی

مقدمه :

در مواردی که به استحکام و خواص مکانیکی بالایی نیاز نباشد فولاد های ساده کربنی بسیار مطلوب اند. این نوع فولاد ها به خوبی در دماهای معمولی و در محیط هایی که چندان خورنده نیستند به کار می روند ، ولی سختی پذیری کم ،مستحکم شدن آنها را به استثنای قطعاتی با مقطع نازک ،محدود می کند.تقریبا تمام فولاد های سخت شده را برای رفع تنشهای درونی باز پخت می کنند. در بخش قبل گفته شد که فولاد های ساده کربنی،با افزایش دما بسیار نرم می شوند.این رفتار، محدودیت هایی در کاربرد این نوع فولاد ها در دمای های بالا به وجود آورده است.بیشتر محدودیت های فولاد های ساده کربنی را می توان با افزودن عنصر های آلیاژی برطرف کرد.

فولاد آلیاژی را می توان به عنوان فولادی تعریف کرد که خواص مشخصه آن از عنصر  دیگری به غیر از کربن ناشی می شود. گرچه فولاد های ساده کربنی هم مقداری منگنز(تا حدود 9/0%)و سیلیسیم(تا حدود 3/0%)دارند،ولی آنها را فولاد آلیاژی نمی نامیم،چون این عنصرها برای اکسید زدایی به فولاد افزوده شده اند.کار این عنصرها ترکیب شدن با اکسیژن و گوگرد برای کاهش اثرات مضر آنهاست.

هدف از آلیاژی کردن

عنصرهای مختلف با اهداف مختلفی به فولاد افزوده می شوند،مهمترین اهداف عبارتند از:

1.     افزایش سختی پذیری

2.     افزایش استحکام در دماهای معمولی

3.     افزایش خواص مکانیکی در دماهای بالا و پایین

4.     افزایش چقرمگی در هر سختی و استحکام

5.     افزایش مقاومت سایشی

6.     افزایش مقاومت در برابر خوردگی

7.     بهبود خواص مغناطیسی

عنصرهای آلیاژی،بسته به نحوه توزیع  در اجزای مختلف فولاد تابکاری شده ،به دو طبقه تقسیم می شوند:

گروه 1 عنصرهایی که در فریت حل می شوند.

گروه 2 عنصر هایی که با کربن ترکیب می شوند و کاربید های ساده یا پیچیده تشکیل می دهند.

 فولاد های نیکلی :

نیکل یکی از قدیمیترین و اصلی ترین عنصر های آلیاژی فولاد محسوب می شود.حلالیت این عنصر در آستنیت نامحدود و در فریت زیاد است و باعث افزایش استحکام و چقرمگی این فاز می شود.نیکل، دمای بحرانی فولاد را پایین می آورد ، گستره دمای عملیات گرمایی موفق را وسعت می بخشد،تجزیه آستنیت را به تاخیر می اندازد ، و از تشکیل کاربید که حل شدن آن در هنگام آستنیتی کردن مشکل است جلوگیری می کند. نیکل مقدار کربن اوتکتویید را هم کاهش می دهد ؛ بنابراین ساختار فولاد  نیکلی سخت نشده بیشتر از فولاد ساده کربنی با ترکیب مشابه پرلیت دارد.همچنین پرلیتی که در دمای پایین تری شکل گرفته ظریف تر و چقرمه تر از پرلیت فولاد های غیر آلیاژی است.این عوامل باعث دست یافتن به استحکام بالاتر با کربن کمتر و همچنین افزایش چقرمگی، مومسانی و مقاومت در برابر خستگی می شود.فولاد های نیکلی به مثابه فولاد های ساختاری بر استحکامی که می توان آنها را به حالت نوردیده مصرف کرد و با قطعات آهنگری شده بزرگ که با آب دادن سازگاری ندارند بسیار مناسب اند.از فولاد هایی با 5/3% نیکل (سری xx23 )و کربن کم ، به طور وسیعی برای کربن دهی چرخدنده ها ،پیچ های میل-رابط (شاتون)،پرچها و شاه پین ها استفاده می شود.چقرمگی فولاد هایی که 5% نیکل دارند (سریxx25)بیشتر است و در موارد شاق مانند چرخ دنده ها،بادامکها و میل لنگ های اتوبوس و کامیون کاربرد دارند.اثر نیکل بر سختی پذیری کم است ولی در افزایش چقرمگی به ویژه در دماهای پایین نقش برجسته ای دارد. هر چند فولاد های نیکلی سری xxx2 از طبقه بندی AISLSAE حذف شده اند،ولی این امر به معنای تولید نشدن این فولاد ها نیست،بلکه مقدار تولید آنها از حداقل معینی کمتر است.در بسیاری کاربرد ها،فولاد های این سری با فولاد های ارزان قیمت آلیاژی سه تایی سری xx86 جایگزین شده اند.

فولاد های کروم دار :

کروم عنصری ارزان تر از نیکل است که کاربید های ساده (Cr₇C₃ , Cr₄C) و پیچیده ((FeCr)₃C) تولید می کند . این کاربید ها سختی بالا و مقاومت سایشی خوبی دارند.کروم تا 13% در آهن  و به طور نامحدود در فریت حل می شود.در فولاد های کم کربن،کروم تمایل به حل شدن و افزایش استحکام و چقرمگی فریت دارد.در صورتی که مقدار کروم فولاد از 5% بیشتر باشد خواص دما- بالا مقاومت در برابر خوردگی آن بسیار افزایش می یابد.

فولاد های ساده کروم دار یعنی سری xx51 حاوی 64/0 – 15/0% کربن و 15/1 – 7/0% کروم اند.فولاد های آلیاژی این سری عموما کربن دهی می شوند.وجود کروم باعث افزایش مقاومت سایشی سطح می شود،ولی چقرمگی مغز فولاد همچون فولاد های نیکلی بالا نیست . در صورت وجود کربن به مقدار متوسط، این فولاد ها در روغن سخت می شوند و برای ساختن فنر ها،پیچ موتور ها، پرچ ، محور و غیره به کار می روند.سختی و مقاومت سایشی فولاد آلیاژی پر کربن (1%) و پر کروم(5/1%) سری (52100) زیاد است.از این فولاد به طور گسترده ای در ساختن بلبرینگ،رولبرینگ و سنگ شکنها استفاده می شود.نوع ویژه ای از این فولاد ها که حاوی 1% کربن و 4-2%کروم است،خواص مغناطیسی عالی دارد و برای ساختن مغناطیس های دایمی به کار می رود.

فولاد های نیکل – کروم :

در این نوع فولاد ها نسبت تقریبی نیکل به کروم 5/2 به 1 است.ترکیب خواص چند عنصر آلیاژي معمولا تلفیقی از خواص هر یک است.اثر نیکل افزایش چقرمگی و داکتیل بودن و اثر کروم افزایش سختی پذیری و مقاومت سایشی است.باید به یاد داشته باشیم که اثر ترکیبی دو یا چند عنصر بر سختی پذیری ، معمولا از جمع آثار همان عنصرها به طور مجزا بیشتر است.

فولاد های آلیاژی کروم- نیکلی  کم کربن ،کربن دهی می شوند.کروم مقاومت سایشی سطح را افزایش می دهد و هر دو عنصر باعث چقرمگی مغز می شوند.از فولاد های سری (xx31)که 5/1% نیکل و 6/0%کروم دارند برای ساختن دنده های مارپیچی،پین پیستون و غیره استفاده می شود .برای کاربرد های سنگین همانند چرخ دنده ها، محور ها و بادامکهای هواپیما مقدار نیکل به 5/3% و میزان کروم به 5/1% افزایش می یابد(xx32).از فولاد های کروم – نیکلی با کربن متوسط برای ساختن میل رابطهای اتومبیل و محور های محرک استفاده می شود.

همچون فولاد های نیکلی،فولاد های این سری هم از طبقه بندی حذف شده اند.در بعضی  موارد این فولاد ها  با فولاد های سه آلیاژی سریهای xx88 و xx87 که ارزانترند جایگزین شده اند.

فولاد های منگنزی:

منگنز یکی از ارزان ترین عنصر های آلیاژی است و در تمام فولاد ها به عنوان اکسید زدا وجود دارد.منگنز تمایل به شکنندگی گرمایی(پارگی سرخ) ناشی از وجود گوگرد را کاهش می دهد و در نتیجه می توان بر فلز کار گرم انجام داد.در صورت کم بودن یا نبودن منگنز در فولاد، فاز سولفیدی FeS خواهد بود که در حین انجماد فولاد،ترکیب اوتکتیکی به صورت قشر نازک در پیرامون بلور های اولیه تشکیل می دهد.در دمای نورد فولاد،این قشر ذوب می شود و در هنگام انجام کار،در طول مرز دانه ها تمایل به ترک خوردگی به وجود می آورد.منگنز برجسته ترین عنصری است که با گوگرد ترکیب می شود.نقطه ذوب منگنز سولفید خیلی بالاتر از نقطه ذوب اوتکتیک آهن سولفید است؛در هنگام نورد منگنز سولفید جامد می ماند و اثر منفی کمی بر خواص نورد گرم فولاد ها دارد.

تنها در صورتی که میزان منگنز از 8/0%فراتر رود ، فولاد را به عنوان فولاد آلیاژی منگنزی می شناسیم.منگنز در افزایش سختی و استحکام فولاد نقشی موثر ولی کم تاثیر تر از نقش کربن دارد و در فولاد های پر کربن موثر تر است.این عنصر کربیدزای ضعیفی است و اثر متوسطی بر سختی پذیری دارد.همچون نیکل ، منگنز نیز در پایین آوردن گستره بحرانی و کاهش مقدار کربن اوتکتوئید اثر دارد.

فولاد های منگنزی ریز دانه استحکام و چقرمگی غیر عادی دارند.از این فولاد ها برای ساختن چرخدنده ها ،هزار خارها، محور ها و لوله های تفنگ استفاده می شود.با افزودن مقدار متوسطی وانادیم ، می توان  از فولاد منگنزی برای ساختن قطعات آهنگری شده بزرگ که باید در هوا خنک شوند استفاده کرد.بعد از یکنواخت سازی،خواص این فولاد مانند خواص فولاد ساده کربنی کاملا سخت و باز پخت شده خواهد بود.

اگر مقدار منگنز از 10% فراتر رود، با آهسته سرد کردن فولاد آستنیتی خواهد شد.فولادی مخصوص که فولاد هدفیلد منگنزی نامیده می شود دارای 12% منگنز است.بعد از عملیات گرمایی کاملا کنترل شده،استحکام و داکتیل بودن ین فولاد افزایش می یابد و مقاومت سایشی آن عالی می شود.فولاد هدفیلد ماده ای مناسب برای کاربردهایی است که نیاز به مقاومت در برابر سایش و فرسایش دارند،نمونه این کاربردها ساختن ظرف بیل های مکانیکی ،ناخنک بولدوزر ،سنگ شکنها و آسیا ها و ریل های راه آهن است. اگر این فولاد از دمایCْ940 ( Fْ 1750) به آهستگی خنک شود،ساختار آن از کاربید های ترد و بزرگی که دانه های آستنیت را احاطه کرده اند تشکیل خواهد شد. استحکام و داکتیل بودن این ساختار کم است.در این حالت استحکام کششی به حدود kg/mm²50 (psi70000)و طویل شدگی به کمتر از 1% کاهش می یابد.اما اگر آلیاژی ا ترکیب مشابه پس از حل شدن همه کاربید ها ، از دمای Cْ950 ( Fْ 1850) آبداده شود ساختاری کاملا آستنیتی با استحکام کششی در حدود kg/mm²85 (psi120000) و طویل شدگی 45% و سختی 180 برینل خواهیم داشت.در این حالت مقدار استحکام و داکتیل بودن آلیاژ خیلی بیشتر از خواص نظیر ساختار تابکاری شده است.فولاد معمولا تا زیر Cْ245 ( Fْ 500) باز گرم می شود تا تنشهای ناشی از آبدادن کاهش یابند.پس از سریع سرد کردن و در شرایط آستنیتی ،فولاد خیلی سخت نیست ولی با قرار گرفتن در محیط کارو تحمل ضربه های مداوم،سختی آن به حدود 500 برینل افزایش می یابد.دلیل این افزایش سختی،کار سختی پذیری سریع فولاد های منگنزی و تبدیل مقداری از آستنیت به مارتنزیت است.

 فولاد های مولیبدونی :

مولیبدن عنصر آلیاژی نسبتا گرانبهایی است،حلالیت محدودی در آهن  و  دارد و کاربید زایی قوی است.مولیبدن اثر شدیدی بر سخی پذیری دارد و نظیر کروم ، استحکام و سختی را در دماهای بالا حفظ می کند.حساسیت فولاد مولیبدنی نسبت به تردی باز پختی از دیگر فولاد های آلیاژی کمتر است.این عنصر غالبا همراه با نیکل یا کروم و یا هر دو به کار می رود.در صورت کربن دهی این فولاد،سطحی سخت و مغزی چقرمه ایجاد می شود.

از فولاد های ساده مولیبدنی ( سری های xx44 و xx40)کم کربن،پس از کربن دهی برای ساختن هزار خارها ، چرخ دنده های انتقال حرکت و قطعات مشابهی که شرایط کاری خیلی سخت ندارند استفاده می شود.در صورت وجود کربن بیشتر، از این فولاد برای ساختن فنر های مار پیچ و شمش اتومبیل ها استفاده می شود.فولاد کروم – مولیبدنی (سری xx41) نسبتا ارزان و دارای خواص سخت شدن تا عمق، داکتیل بودن و جوشکاری پذیری است. از این فولاد به طور گسترده برای ساختن مخزن های تحت فشار،قطعات اسکلت هواپیما ، محور اتومبیل و دیگر کاربرد های مشابه استفاده می شود.فولاد های نیکل – مولیبدنی (سری های xx48  و xx46) دارای مزیت هایی مانند استحکام بالا و داکتیل بودن ناشی از وجود نیکل ، همراه با سخت شدن تا عمق و سهولت ماشین کاری حاصل از مولیبدون اند. آنها چقرمگی خوب ، استحکام خستگی و مقاومت سایشی بالا دارند.از این فولاد ها برای ساختن چرخ دنده های انتقال قدرت، پین های زنجیر ،محور ها و یاتاقان ها استفاده می شود.فولاد های سه آلیاژی نیکل – کروم – مولیبدنی ( سری های xx47 و xx43) دارای خواص خوب فولادهای نیکل – کرومی بعلاوه سختی پذیری بالای حاصل از مولیبدن اند.از این فولاد ها به طور گسترده در ساخت قطعات ساختاری بدنه و بال و دم هواپیما و هم چنین ارابه فرود استفاده می شود.

فولاد های تنگستنی :

تنگستن اثر زیادی بر سختی پذیری دارد و کاربید زایی قوی است، همچنین نرم شدن مارتنزیت در هنگام باز پخت را به تاخیر می اندازد.نقش کلی تنگستن در فولاد شبیه مولیبدن است، هر چند که در شرایط مشابه به مقدار بیشتری از آن نیاز است. تقریبا 2 تا 3 درصد تنگستن معادل 1% مولیبدن است.به دلیل گرانتر بودن تنگستن و نیاز بیشتر به آن ، کاربرد تنگستن در فولاد های عمومی مهندسی است و بیشتر در فولاد های ابزار به کار می رود.

 فولاد های وانادیمی :

وانادیم در میان عنصر های معمولی آلیاژی گرانترین است.با افزودن حدود 5/0% وانادیم، ساختار قطعه ریخته گری شده یکنواخت، سالم و ریز دانه خواهد شد.وانادیم در صورت حل شدن اثر زیادی بر سختی پذیری دارد و فولاد با سرد شدن در هوا به خواص مکانیکی بالایی می رسد. فولاد های کربن – وانادیمی در قطعات سنگین آهنگری شده لوکوموتیو ها و ماشین ها ، که یکنواخت سازی می شوند، مصرف دارند.

فولاد های کم کربن کروم- وانادیمی (سری xx61)در شرایط سطح – سخت شده در ساخت قطعاتی چون پین ها و میل لنگ ها به کار می روند.فولاد های کربن متوسط کروم – وانادیمی دارای چقرمگی و استحکام بالا بوده و برای ساختن محور ها و فنر ها مناسب اند.سختی و مقاومت سایشی نوع پر کربن آنها بالاست و برای ساختن یاتاقانها و ابزار به کار می روند.

فولاد های سیلیسیمی :

سیلیسیم نیز مانند منگنز به عنوان اکسید زدای ارزان در همه فولاد ها یافت می شود.اگر مقدار سیلیسیم در فولاد از 6/0% فراتر رود،در طبقه بندی فولاد سیلیسیمی قرار می گیرد.سیلیسیم هم، مانند نیکل،کاربید ساز نیست،اما بیشتر در فریت حل می شود و استحکام و چقرمگی را افزایش می دهد. فولاد حاوی 1 تا 2 درصد سیلیسیم فولاد دریایی نام دارد و برای ساختن قطعاتی که نیاز به نقطه تسلیم بالا دارند مصرف می شود.فولاد هدفیلد سیلیسیمی با کمتر از 01/0% کربن و حدود 3% سیلیسیم خواص مغناطیسی عالی دارد و در هسته ها و قطبهای ماشین های الکتریکی به کار می رود.

ترکیب متعادلی از سیلیسیم و منگنز فولادی می سازد که دارای استحکام بالای غیر عادی و چقرمگی خوبی است و داکتیل نیز هست.از فولاد سیلیسیم – منگنزی (9260)به طور گسترده برای ساختن فنر های مارپیچ و شمش ،رنده ها و منگنه ها استفاده می شود.

 

فـولـادهــا از نظر کاربرد و طرز تولید :

به طور کلی فولادهای مورد استفاده در صنعت و قالبسازی به دسته های زیر تقسیم می شوند که هر کدام دارای مصارف و قابلیت های ویژه مخصوص به خود هستند .

انواع فولادها عبارتند از  :
1- فولادهای ابزاری
     . فولادهای ابزاری گرمکار
     . فولادهای ابزاری سردکار
     . فولادهای ابزاری کربنی
2- فولادهای ساختمانی
     . فولادهای ساختمانی آلیاژی
     . فولادهای ساختمانی کربنی

3- فولادهای بلبرینگی
4- فولادهای نسوز
5- فولادهای فنری
6- فولادهای ضد زنگ و ضد اسید و قلیا
7- فولادهای تندبر (خشکه هوایی)
 

 

 فولادهای ابزاری گرمکار :
این دسته از فولادها به چهار دسته فولاد با ویژگی ها و موارد مصرف مشخص طبقه بندی می شوند که طبق استاندارد W.Nr  آلمان به ترتیب زیر می باشند. کلیه خصوصیات آنها  همراه با جدول های مربوطه در صفحات پیوندی مربوط  به آنها ارائه شده است :
. فولاد ابزاری گرمکار  2567
. فولاد ابزاری گرمکار  2344
. فولاد ابزاری گرمکار  2312
. فولاد ابزاری گرمکار  2713

فولادهای ابزاری سردکار :
این دسته از فولادها به پنج دسته فولاد با ویژگی ها و موارد مصرف مشخص طبقه بندی می شوند که طبقترتیب زیر می باشند. کلیه خصوصیات آنها  همراه با جدول های مربوطه در صفحات پیوندی مربوط به آنها ارائه شده است : استاندارد W.Nr  آلمان به
. فولاد ابزاری سردکار 2080
. فولاد ابزاری سردکار 2436
. فولاد ابزاری سردکار 2542
. فولاد ابزاری سردکار 2510
. فولاد ابزاری سردکار 2210

روشهای تولید فولاد

از سه روش برای تهیه فولاد استفاده می‌شود:

روش بسمه :

در این روش ، ناخالصی‌های موجود در چدن مذاب را به کمک سوزاندن در اکسیژن کاهش داده ، آن را به فولاد تبدیل می‌کنند. پوشش جدار داخلی کوره بسمه از سیلیس یا اکسید منیزیم و گنجایش آن در حدود 15 تن است. نحوه کار کوره به این ترتیب است که جریانی از هوا را به داخل چدن مذاب هدایت می‌کنند تا ناخالصی‌های کربن و گوگرد به‌صورت گازهای SO₂ و CO₂ از محیط خارج شود و ناخالصی‌های فسفر و سیلیس موجود در چدن مذاب در واکنش با اکسیژن موجود در هوا به‌صورت اکسیدهای غیر فرار P₄O₁₀ و SiO₂ جذب جدارهای داخلی کوره شوند و به ترکیبات زودگداز Mg₃(PO₄)₂ و MgSiO₃ تبدیل و سپس به‌صورت سرباره خارج شوند.

سرعت عمل این روش زیاد است، به همین دلیل کنترل مقدار اکسیژن مورد نیاز برای حذف دلخواه ناخالصی‌های چدن غیرممکن است و در نتیجه فولاد با کیفیت مطلوب و دلخواه را نمی‌توان به این روش بدست آورد.

روش کوره باز ( یا روش مارتن ) :

در این روش برای جدا کردن ناخالصی‌های موجود در چدن ، از اکسیژن موجود در زنگ آهن یا اکسید آهن به جای اکسیژن موجود در هوا در روش بسمه (به منظور سوزاندن ناخالصی‌هایی مانند کربن ، گوگرد و غیره) استفاده می‌شود. برای این منظور از کوره باز استفاده می‌شود که پوشش جدار داخلی آن از MgO و CaO تشکیل شده است و گنجایش آن نیز بین 50 تا 150 تن چدن مذاب است. حرارت لازم برای گرم کردن کوره از گازهای خروجی کوره و یا مواد نفتی تأمین می‌شود. برای تکمیل عمل اکسیداسیون ، هوای گرم نیز به چدن مذاب دمیده می‌شود. زمان عملکرد این کوره طولانی‌تر از روش بسمه است. از این نظر می‌توان با دقت بیشتری عمل حذف ناخالصی‌ها را کنترل کرد و در نتیجه محصول مرغوب‌تری بدست آورد.

روش الکتریکی  :

از این روش در تهیه فولادهای ویژه‌ای که برای مصارف علمی ‌و صنعتی بسیار دقیق لازم است، استفاده می‌شود که در کوره الکتریکی با الکترودهای گرافیت صورت می‌گیرد. از ویژگی‌های این روش این است که احتیاج به ماده سوختنی و اکسیژن ندارد و دما را می‌توان نسبت به دو روش قبلی ، بالاتر برد.

این روش برای تصفیه مجدد فولادی که از روش بسمه و یا روش کوره باز بدست آمده است، به منظور تبدیل آن به محصول مرغوبتر ، بکار می‌رود. برای این کار مقدار محاسبه شده ای از زنگ آهن را به فولاد بدست آمده از روشهای دیگر ، در کوره الکتریکی اضافه کرده و حرارت می‌دهند. در این روش ، برای جذب و حذف گوگرد موجود در فولاد مقدار محاسبه شده‌ای اکسید کلسیم و برای جذب اکسیژن محلول در فولاد مقدار محاسبه شده ای آلیاژ فروسیلیسیم (آلیاژ آهن و سیلیسیم) اضافه می‌کنند.

انواع فولاد از نظر کاربرد :

از نظر محتوای کربن ، فولاد به سه نوع تقسیم می‌شود:

فولاد نرم :

این نوع فولاد کمتر از 0,2 درصد کربن دارد و بیشتر در تهیه پیچ و مهره ، سیم خاردار و چرخ دنده ساعت و ... بکار می‌رود.

فولاد متوسط  :

این فولاد بین 0,2 تا 0,6 درصد کربن دارد و برای تهیه ریل و راه آهن و مصالح ساختمانی مانند تیرآهن مصرف می‌شود.

فولاد سخت:

فولاد سخت بین 0,6 تا 1,6 درصد کربن دارد که قابل آب دادن است و برای تهیه فنرهای فولادی ، تیر ، وسایل جراحی ، مته و ... بکار می‌رود

کاربرد انواع مختلف فولاد

از فولادی که تا 0.2 درصد کربن دارد، برای ساختن سیم ، لوله و ورق فولاد استفاده می‌شود. فولاد متوسط 0.2 تا 0.6 درصد کربن دارد و آن را برای ساختن ریل ، دیگ بخار و قطعات ساختمانی بکار می‌برند. فولادی که 0.6 تا 1.5 درصد کربن دارد، سخت است و از آن برای ساختن ابزارآلات ، فنر و کارد و چنگال استفاده می‌شود.

 ناخالصی های آهن و تولید فولاد :

آهنی که از کوره بلند خارج می‌شود، چدن نامیده می‌شود که دارای مقادیری کربن ، گوگرد ، فسفر ، سیلیسیم ، منگنز و ناخالصی‌های دیگر است. در تولید فولاد ، دو هدف دنبال می‌شود:

1. سوزاندن ناخالصی‌های چدن
2. افزودن مقادیر معین از مواد آلیاژ دهنده به آهن

منگنز ، فسفر و سیلیسیم در چدن مذاب توسط هوا یا اکسیژن به اکسید تبدیل می‌شوند و با کمک ذوب مناسبی ترکیب شده ، به صورت سرباره خارج می‌شوند. گوگرد به صورت سولفید وارد سرباره می‌شود و کربن هم می‌سوزد و منوکسید کربن (CO) یا دی‌اکسید کربن (CO₂) در می‌آید. چنانچه ناخالصی اصلی ، منگنز باشد، یک کمک ذوب اسیدی که معمولا دی‌اکسید سیلسیم (SiO₂) است، بکار می‌برند:

(MnO + SiO₂ -------> MnSiO₃

و چنانچه ناخالصی اصلی ، سیلسیم یا فسفر باشد (و معمولا چنین است)، یک کمک ذوب بازی که معمولا اکسید منیزیم (MgO) یا اکسید کلسیم (CaO) است، اضافه می‌کنند:

(MgO + SiO₂ -------> MgSiO₂

(6MgO + P₄O₁₀ -------> 2Mg₃(PO₄)₂

کوره تولید فولاد و جدا کردن ناخالصی‌ها

معمولا جداره داخلی کوره ای را که برای تولید فولاد بکار می‌رود، توسط آجرهایی که از ماده کمک ذوب ساخته شده‌اند، می‌پوشانند. این پوشش ، مقداری از اکسیدهایی را که باید خارج شوند، به خود جذب می‌کند. برای جدا کردن ناخالصی‌ها ، معمولا از روش کوره باز استفاده می‌کنند. این کوره یک ظرف بشقاب مانند دارد که در آن 100 تا 200 تن آهن مذاب جای می‌گیرد.

بالای این ظرف ، یک سقف مقعر قرار دارد که گرما را روی سطح فلز مذاب منعکس می‌کند. جریان شدیدی از اکسیژن را از روی فلز مذاب عبور می‌دهند تا ناخالصی‌های موجود در آن بسوزند. در این روش ناخالصیها در اثر انتقال گرما در مایع و عمل پخش به سطح مایع می‌آیند و عمل تصفیه ، چند ساعت طول می‌کشد. البته مقداری از آهن ، اکسید می‌شود که آن را جمع‌آوری کرده ، به کوره بلند باز می‌گردانند.

روش دیگر جدا کردن ناخالصی‌ها از آهن

در روش دیگری که از همین اصول شیمیایی برای جدا کردن ناخالصی‌ها از آهن استفاده می‌شود، آهن مذاب را همراه آهن قراضه و کمک‌ذوب در کوره‌ای بشکه مانند که گنجایش 300 تن بار را دارد، می‌ریزند. جریان شدیدی از اکسیژن خالص را با سرعت مافوق صوت بر سطح فلز مذاب هدایت می‌کنند و با کج کردن و چرخاندن بشکه ، همواره سطح تازه‌ای از فلز مذاب را در معرض اکسیژن قرار می‌دهند.

اکسایش ناخالصی‌ها بسیار سریع صورت می‌گیرد و وقتی محصولات گازی مانند CO₂ رها می‌شوند، توده مذاب را به هم می‌زنند، بطوری که آهن ته ظرف ، رو می‌آید. دمای توده مذاب ، بی آنکه از گرمای خارجی استفاده شود، تقریبا به دمای جوش آهن می‌رسد و در چنین دمایی ، واکنشها فوق‌العاده سریع بوده ، تمامی‌ این فرایند ، در مدت یک ساعت یا کمتر کامل می‌شود و معمولا محصولی یکنواخت و دارای کیفیت خوب بدست می‌آید.

تبدیل آهن به فولاد

آهن مذاب تصفیه شده را با افزودن مقدار معین کربن و فلزهای آلیاژ دهنده مثل وانادیم ، کروم ، تیتانیم ، منگنز و نیکل به فولاد تبدیل می‌کنند. فولادهای ویژه ممکن است مولیبدن ، تنگستن یا فلزهای دیگر داشته باشند. این نوع فولادها برای مصارف خاصی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در دمای زیاد ، آهن و کربن با یکدیگر متحد شده ، کربید آهن (Fe₃C) به نام «سمانتیت» تشکیل می‌دهند. این واکنش ، برگشت‌پذیر و گرماگیر است:

Fe₃C <------- گرما + 3Fe + C

هرگاه فولادی که دارای سمانتیت است، به‌کندی سرد شود، تعادل فوق به سمت تشکیل آهن و کربن ، جابجا شده ، کربن به‌صورت پولکهای گرافیت جدا می‌شود و به فلز ، رنگ خاکستری می‌دهد. برعکس ، اگر فولاد به سرعت سرد شود، کربن عمدتا به شکل سمانتیت که رنگ روشنی دارد، باقی می‌ماند. تجزیه سمانتیت در دمای معمولی به اندازه‌ای کند است که عملا انجام نمی‌گیرد.

فولادی که دارای سمانتیت است، از فولادی که دارای گرافیت است، سخت‌تر و خیلی شکننده‌تر است. در هر یک از این دو نوع فولاد ، مقدار کربن را می‌توان در محدوده نسبتا وسیعی تنظیم کرد. همچنین ، می‌توان مقدار کل کربن را در قسمتهای مختلف یک قطعه فولاد تغییر داد و خواص آن را بهتر کرد. مثلا بلبرینگ از فولاد متوسط ساخته شده است تا سختی و استحکام داشته باشد و لیکن سطح آن را در بستری از کربن حرارت می‌دهند تا لایه نازکی از سمانتیت روی آن تشکیل گردد و بر سختی آن افزوده شودآهن عنصر شیمیایی فلزی ای با نماد Fe ،عدد اتمی 26 و چگالی 7.87g/cm3است ، آهن در گروه 8 و دوره ی 4 عناصر است ، فلذا به عنوان فلز واسطه دسته بندی شده است. آهن و آلیاژ های آن از رایج ترین فلزات و رایج ترین مواد فرومغناطیسی در کاربرد های روزمره هستند. آهن دارای سطوح صاف و نقره ای براق مایل به رنگ خاکستری¬ست اما وقتی در هوا با اکسیژن ترکیب می شود به رنگ قرمز یا قهوه ای در می آید که به آنها اکسید درای ترکیبات آهن یا زنگ گفته می شود. کریستال های خالص آهن نرمه (نرم تر از آلمینیوم) و با اضافه کردن مقدار کمی ناخالصی مانند کربن مقدار قابل توجهی تقویت می شود. مقادیر مناسب و کمی (تا چند درصد) از فلزات دیگر و کربن ، تولید فولاد می کند که می تواند 1000 بار سخت تر از آهن خالص باشد. Fe56 سنگین ترین ایزوتوپ پایدار (تولید شده توسط فرآیند آلفا در نکلئوسنتز استلار است با عناصر سنگین تر از آهن و نیکل برای تشکیلشان به سوپر نوا احتیاج دارند. آهن فراوان ترین عنصر در غول های قرمز است ، و فراوان ترین فلز در شهاب سنگ ها آهن و در هسته ی فلزی متراکم از سیاراتی مثل زمین است.

ارسال شده توسط آقای صمد قره محمدی کارشناس عمران

 

طراحی اورژانس بیمارستانی و استاندارد های فیزیکی

طراحی اورژانس بیمارستانی و استاندارد های فیزیکی

بخش اورژانس بیمارستان یکی از بخش های مهم و اصلی آن محسوب می گردد به گونه ای که فعالیت سایر قسمت های بیمارستان تأثیر گذار است. این بخش موظف است تمام بیمارانی را که با هر نوع بیماری و هر سبک به آن مراجعه می کنند، پذیرش کرده و اقدامات درمانی را برای ایشان انجام دهد. بویژه باید آمادگی کامل را جهت پذیرش و کاهش خطر برای بیمارانی که دچار حادثه و یا هر گونه وضعیت حاد و فوری شده اند داشته باشد.
فضا های اصلی اورژانس

 فضاهای اصلی بخش اورژانس با توجه به وظایف و عملکرد آن به قسمت های زیر تقسیم می گردد :

اطلاعات و هدایت بیماران

- پذیرش، غربالگری و یا تریاژ و قسمت های انتظار
- واحد احیاء- مراقبت از بیماران حاد که وضعیت فوری دارند. (اتاق های تحت نظر)مشاوره و گرفتن شرح حال از بیمارانی که وضعیت حاد ندارند.

-ایستگاه پرستاری

- فضاهای اختصاصی دیگر نظیر اتاق ویژه (مراقبت از بیمارانی که از نظر تنفسی –قلبی دچار مشکل شده اند.)،اتاق گچ، اتاق پانسمان، ایزوله و اتاق مسمومین، اتاق آماده سازی داروها و غیره
- واحد آموزشی شامل اتاق های درس و مطالعه

- بخش های پشتیبانی شامل، انبارها، اتاق های البسه تمیز و کثیف ، حمام ، دستشویی، اتاق کارکنان ، محل نگه داری ترالی ها،قسمت نگه داری تجهیزات و دستگاه های متحرک
- اتاق تی و نگه داری وسایل نظافت10- محل استراحت پرسنل ، تریا و آبدارخانه

- اتاق مربوط به مدیر و سوپروایزر بخش

- اتاق های لازم جهت بستری کوتاه مدت بیماران

- فضا های لازم جهت گردش کارها نظیر راهروها، درهای ورود و خروج قسمت ها وغیره

 مساحت کلی بخش

عواملی نظیر تعداد بیماران مراجعه کننده به بخش اورژانس ، طرح های توسعه بخش، پیش بینی پیشرفت فناوری و تغییرات در نوع بیماری ها، میزان توقف بیماران در اورژانس و تعداد و ترکیب نوع پرسنل آن در طراحی و انتخاب مقیاس بخش اورژانس مؤثر است. با توجه به بررسی های به عمل آمده کل فضای بخش اورژانس باید به ازای هر هزار نفری که سالیانه در این بخش ارائه خدمت می بینند 50 متر مربع و یا به ازای هر هزار نفر مراجعه کننده به این بخش (خواه ارائه خدمت شوند یا خیر) 145 متر مربع برآورد شود. در صورتی که احتساب این دو مقیاس اختلاف داشته باشد باید مقیاس بزرگتر جهت طراحی بخش در نظر گرفته شود. حداقل فضای مورد نیاز این بخش به طوری که وظایفش در بخش های اصلی آن خلاصه شود 700متر مربع می باشد
موقعیت مکانی و جغرافیایی
بهترین مکان برای استقرار بخش اورژانس، محدوده جلوی بیمارستان می باشد. محل استقرار باید به گونه ای باشد که از هرگونه رفت و آمد و ترافیک بیهوده و متقاطع خودداری گردد و دسترسی به آن از اطراف و راه های مختلف به سهولت امکان پذیر باشد. یکی از موارد مهم در سهولت دسترسی به بخش اورژانس که باید به آن توجه خاص داشت مسیر ویژه منتهی به این بخش است که تردد وسایل نقلیه عمومی در آن غیر مجاز شناخته شده و تابلوهای راهنما در آن به حد کافی وجود داشته باشد.در ضمن از اتاق های بستری نباید به اورژانس و مسیر آن دید داشت.

موقعیت بخش اورژانس باید به گونه ای باشد که بطور شبانه روزی ارتباط مؤثری با بخش های ویژه، اتاق های عمل، آزمایشگاه، بانک خون، رادیولوژی، بخش های بستری، دارو خانه، بایگانی مدارک پزشکی اورژانس و دیگر بخش های سرپایی و قسمت سرد خانه جسد برقرار نماید

پارکینگ بخش

 -محل پارک آمبولانس ها : در این قسمت باید تعدادی آمبولانس قرار گیرند که فقط در موارد اورژانسی استفاده شود . در واقع آمبولانس های این قسمت باید از آمبولانس های دیگر بخش ها مجزا باشد
 -محل پارک وسایل نقلیه خصوصی یا تاکسی که در انتقال بیمار به بخش اورژنس دخالت داشته اند-محل پارک اتومبیل پلیس و مأموران آتش نشانی

علائم راهنما

تابلوی راهنمای ورودی این بخش باید در تمامی ساعات شبانه روز خوانا و قابل دیدن باشد بهتر است در این تابلو علاوه بر نوشته از علائم درج شده در تابلو باید در صفحه سفید نورانی و به رنگ قرمز به وضوح مشخص شده باشد.
آدرس و شماره تلفن های تماس با بیمارستان و اورژانس به طور خوانا و در معرض دید نصب گردد

-همه قسمت های داخلی و خارجی بخش اورژانس باید دارای تابلو های راهنما باشد.

-نوع خدمات تخصصی قابل ارائه در این بخش باید به وضوح در ابتدای در ورودی نصب شده باشد

 -آخرین درجه ارزشیابی بخش اورژانس و بیمارستان در معرض دید قرار گیرد

ورودی بخش

درب ورودی باید به اندازه کافی عریض بوده به نحوی که دوتخت و یا برانکارد به راحتی و بدون هیچ برخوردی از آن به طور همزمان عبور نمایند. درهایی که اتوماتیک باز و بسته می شوند مناسب می باشند در غیر این صورت حتماً باید حالت باد بزنی درها رعایت گردد. باید با در نظر گرفتن سطح شیبدار مناسب، اختلاف سطح آمبولانس با زمین را جبران و با تدوین سقفف، ورودی را از عواملی نظیر باران، برف، باد،و آفتاب و... محافظت کرد. ضروری است که ورودی جداگانه ای برای بیمارانی که با آمبولانس آورده می شوند با سایر بیماران مراجعه کننده به بخش اورژانس در نظر گرفته شود و فضای کافی برای حرکت و پارک سه آمبولانس در یک زمان پیش بینی گردد

قسمت تریاژ

بیمارانی که به بخش فوریت های پزشکی مراجعه می کنند بر حسب نوع بیماری و شدت آن به دسته های مختلفی تقسیم می شوند. این عمل در قسمتی به نام تریاژ (جهت تسریع در ارایه مراقبت های فوری و جلوگیری از اتلاف وقت در موارد تهدید کننده) صورت می گیرد. حداقل مساحت مورد نیاز این قسمت 9 متر مربع و بهترین موقعیت مکانی آن بعد از درب ورودی و قبل از پذیرش می باشد . تجهیزات مورد نیاز در این قسمت عبارتند از: تخت معاینه ، سینی معاینه ، فشار سنج دیواری (نصب شده بر دیوار) اتوسکوپ ، آفتالموسکوپ ، ترالی حمل بیماران ، تلفن و زنگ اخبار ، سطل ها و جعبه های دفع مواد زائد و باطله ، دستشویی ، و یک عدد توالت فرنگی

پذیرش

بعد از اینکه بیماران در واحد تریاژ دسته بندی شدند، در صورتی که بیمار قادر به مراجعه به پذیرش باشد باید به این بخش هدایت شود تا جهت تشکیل پرونده و یا اخذ سوابق قبلی ایشان اقدام گردد. این اتاق به ابعاد 4/2*6 متر و یا 1/8 متر مربع به ازای هر هزار فردی که سالیانه خدمت دریافت می کنند با تجهیزات لازم(مثل میز، صندلی، لوازم التحریر، تلفن، نمابر،رایانه، دستگاه چاپ، و سایر وسایل اداری) جهت ارایه خدمت به دو بیمار به طور هم زمان در کنار سالن انتظار قرار می گیرد. بیماران بعد از تریاژ و پذیرش جهت ادامه فعالیت و شروع درمان به یکی از قسمت های احیاء ، مراقبت از بیماران حاد(قسمت بیماران تحت نظر) ، اتاق مشاوره و معاینه پزشک، اتاق اخذ شرح حال بیشتر از بیماران(که در فرهنگ اورژانس ایران از آن به عنوان ادمیت نام برده می شود)

اتاق احیا

این اتاق جهت ارایه خدمات به بیمارانی که دچار اختلال در دستگاه های تنفسی و قلبی شده اند و زندگی آنها در معرض تهدید است تجهیز گردد. حداقل مساحت مورد نیاز برای اتاق احیاء 25 تا 35 متر مربع می باشد. در صورتی که در این اتاق بیشتر از یک تخت احیا برای هر تخت فضای متناسب با متراژ فوق منظور گردد.موقعیت مکانی فضای احیاء باید به گونه ای باشد که دسترسی سریع از ورودی بخش اورژانس و سایر قسمت های آن فراهم و قدرت چرخش و حرکت را بدون ترافیک کاذب برای نیروی مربوطه ایجاد نماید، در واقع دسترسی ایستگاه پرستاری نیز به این اتاق باید به سهولت انجام گیرد.

اتاق بیماران تحت نظر

 بیمارانی که دارای بیماری های جدی و خطرناک هستند که در صورت عدم رسیدگی به موقع ، در معرض خطر جدی بوده و یا احتمال وارد شدن به وضعیت حاد دارند در این قسمت مراقبت می شوند. حداقل فضای لازم بین هر تخت و یا بین تخت و پارتیشن4/2 متر و برای طول اتاق 3 متر می باشد؛ به طور کلی حداقل فضای لازم برای هر تخت تقریباً 10 متر مربع می باشد. همه تخت ها به وسیله پارتیشن از یکدیگر مجزا شده و ورودی هر یک در مواقع ارائه مراقبت با پارتیشن و یا پرده متحرک پوشانده می شود. روشنایی این قسمت باید به اندازه 30000 لوکس تأمین گردد. ایستگاه پرستاری باید تسلط کافی بر همه تخت های این اتاق داشته و دسترسی مناسبی جهت برقراری ارتباط سریع با اتاق عمل سرپایی ، داروخانه و یا استوک دارویی بخش اورژانس داشته باشد. همچنین ارتباط با محل جمع آوری البسه تمیز و کثیف و سرویس های بهداشتی را فراهم نماید

اتاق معاینه و مشاوره بیماران سرپایی

بعد از پذیرش بیمارانی که وضعیت حاد و فوری ندارند و خطر جدی آنها را تهدید نمی کند جهت معاینه و تصمیم نهایی به این قسمت هدایت می شوند. حداقل فضای فیزیکی مورد نیاز برای هر یک از اتاق های معاینه و مشاوره 10 متر مربع می باشد.

اتاق ایزوله

این اتاق برای ارائه خدمات و مراقبت از بیماران عفونی و یا مشکوک به عفونت طراحی می شود و مجهز به سرویس بهداشتی ، رختکن و حمام مجزا با کف و دیوار های کاملاً قابل شست و شو می باشد و دارای یک پیش ورودی نیز می باشد. هر بخش اورژانس باید حداقل دارای دو اتاق ایزوله باشدو یا به ازای هر 1000 نفری که سالیانه خدمت دریافت می کنند یک اتاق طراحی شود. فشار داخلی هر اتاق باید منفی باشد تا محیط بخش را دچار آلودگی ننماید. تجهیزات مورد نیاز در این اتاق مانند تجهیزات اتاق بیماران تحت نظر است.

اتاق گچ گیری

بیماران دچار شکستگی، ترک خوردگی و یا در رفتگی استخوان و مفاصل ، جهت دریافت خدمت با بی حسی موضعی و یا سایر روش های کاهش درد به اتاق گچ گیری منتقل می شوند. مساحت مورد نیاز این قسمت به جز انبار نگه داری آتل ها، چوب های زیر بغلو..+کمد حداقل 16 متر مربع می باشد

 اتاق عمل سر پایی

بیمارانی که نیاز به اعمال جراحی سرپایی نظیر کشیدن مایع نخاع و... به اتاق عمل سر پایی هدایت می شوند. مساحت لازم برای این اتاق حداقل 16الی20متر مربع می باشد.میزان نور و روشنایی اتاق عمل باید نوری به اندازه 80000 لوکس داشته باشد

ایستگاه پرستاری

محل استقرار این ایستگاه جهت کنترل و نظارت دائم بیماران از اهمیت خاصی برخوردار است. مراقبت دائم از بیماران حاد ضرورت مجاورت و تسلط کافی ایستگاه پرستاری را برای این بخش اجتناب نا پذیر کرده است. البته ایستگاه باید به صورتی طراحی شود که علاوه بر کنترل بیماران تحت نظر (حاد) به سایر قسمت ها مانند اتاق احیاء و تریاژ نیز احاطه داشته باشدهمچنین رابطه ی مستقیم با استراحت کارکنان و در صورت لزوم طراحی فضایی برای استراحت+آبدارخانه و سرویس بهداشتی

فضای مورد نیاز برای ایستگاه پرستاری بخش اورژانس 10 متر مربع و یا به ازای هر هزار نفری که سالیانه خدمت دریافت می کنند یک متر مربع می باشد.

اتاق انتظار بیماران

 این اتاق باید فضای کافی جهت پذیرش و انتظار بیماران و همراهان ایشان داشته باشد و به راحتی با پذیرش و تریاژ ارتباط برقرار نماید. صندلی هایی که در این قسمت مستقر می شود باید کاملاً راحت بوده و فضای بین آنها به گونه ای طراحی شود که اجازه پارک و توقف ویلچر، کالسکه نوزاد و... را فراهم نماید به نحوی که مانع عبور و مرور سایر افراد نشود. در این فضا باید امکانات رفاهی مانند تلویزیون، وسایل بازی و سرگرمی کودکان فراهم باشد.دسترسی اتاق انتظار بیماران به قسمت های تریاژ ، پذیرش، تلفن های عمومی و پارکینگ وسایل نقلیه از اهمیت خاصی برخوردار است. در برخی از بیمارستان ها ، فضای انتظارکودکان با تمام امکانات تفریحی و رفاهی آنها از محل انتظار اصلی (که باید به تریاژ و پذیرش دسترسی سریع داشته باشد) مجزا شده است؛ این کار گردش سریع کار ها را بدون ایجاد آلودگی صوتی و ترافیک نامناسب فراهم می آورد . فضای مورد نیاز برای اتاق انتظار بیماران طبق برآوردهای به عمل آمده 4/4 متر مربع به ازای هر 1000 نفری که سالیانه خدمات دریافت می کنند می باشد و به ازای هر 1000 نفری که سالیانه خدمات دریافت می کنند یک عدد صندلی انتظار مورد نیاز است

 اتاق سوپر وایزر و مدیر

این اتاق برای مدیر بخش اورژانس جهت برنامه ریزی، نظارت و کنترل کیفیت، تنظیم برنامه های آموزشی و هدایت پرسنل منظور می شود . مساحت مورد نیاز آن 4 متر مربع به ازای هر 1000 نفر خدمت می گیرند در سال می باشد. به عبارت دیگر می توان گفت هر پرسنل در این قسمت نیاز به 9 متر مربع فضا به انضمام تلفن، رایانه و... دارد