دانش فنی تولید فولاد با ارزش افزوده بالا فراهم است / جدیت در ارتباط قوی بین صنعت و دانشگاه

نهمین کنفرانس بین‌المللی دو سالانه مواد فوق ریزدانه و نانوساختار (UFGNSM۲۰۲۳) در دانشگاه تهران در روزهای ۲۳ و ۲۴ آبان برگزاری شد. این کنفرانس توسط مرکز قطب مواد در فناوری‌های کم‌مصرف انرژی، دانشکده متالورژی و مواد دانشکده فنی دانشگاه تهران و با همکاری مشترک دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه اوزیغین ترکیه برگزار شد. UFGNSM یک برنامه علمی از سخنرانی‌های اصلی و سخنرانی‌های دعوت شده توسط دانشمندان برجسته جهان ارائه‌های شفاهی و پوستری از مشارکت‌های بررسی شده برای به اشتراک گذاشتن آخرین پیشرفت تحقیقاتی در زمینه مواد فوق‌ریزدانه و نانوساختار است.

مهدی ملکان، رئیس دانشکده مهندسی متالورژی و مواد دانشگاه تهران در رابطه با جزئیات بیشتر این کنفرانس و امکان کاربرد این فناوری در صنعت فولاد، به خبرنگار آهن‌نیوز گفت: بیشترین تمرکز این کنفرانس روی مواد نانو و نانوساختار است بنابراین می‌تواند به انواع مختلف مهندسی مواد از فلزات آلیاژها گرفته تا سرامیک‌ها و پلیمرها تسری پیدا کند. همچنین با توجه به اینکه در حال حاضر یک کاربرد بسیار گسترده از آهن و فولاد در کشور و دنیا وجود دارد، حتما این حوزه می‌تواند ارتباط تنگاتنگی با صنعت آهن و فولاد داشته باشد. به این ترتیب که از طریق این فناوری فرایندهای زیادی بر روی فولاد و آهن صورت می‌گیرد که طی آن، مواد را به سمت ساختار و اندازه دانه‌ریز سوق می‌دهد که مسلما به لحاظ خواص، قابلیت‌های بالایی را ایجاد می‌کند. برای مثال در بحث خواص و دمای محیط به شدت سختی و استحکام مواد را افزایش می‌دهد حتی دانه ریزکردن یکی از راهکارهایی است که در عین حال که سختی و استحکام بالا می‌رود، ماده داکتیلیتی خود را از دست نمی‌دهد. بنابراین در حوزه آهن و فولاد هم خیلی بحث تغییر شکل‌های شدید که اصطلاحاً به اختصار SPD (Severe plastic deformation) می‌گویند، کاربرد دارد.

وی در ادامه افزود: در واقع طی این فرآیند خواص مکانیکی فولاد، می‌تواند برای کاربردهای مورد نظر ارتقا یابد. بنابراین از این لحاظ که این کنفرانس بحث نانوساختار و نانو گرین را بررسی می‌کند می‌تواند روی اندازه دانه این نوع ساختارها به لحاظ اثر مستقیم روی خواص مکانیکی مفید بوده و ارتباط تنگاتنگی نیز با حوزه آهن و فولاد داشته باشد. چرا که خیلی از آلیاژهای فولادی تحت فرآیندهای SPD قرار می‌گیرند و برای اینکه به چنین ساختاری برسند و خواصشان توسعه پیدا کند، باید از این فناوری استفاده شود.

وی در ادامه در رابطه با امکان کمک این فناوری به تولید محصولات فولادی با ارزش افزوده بالاتر بیان کرد: در بحث تولید فولاد با ارزش افزوده بالاتر دسته‌بندی‌های مختلف وجود دارد. به عنوان مثال یکی از دسته‌بندی‌ها این است که به سمت تولید فولادهای با ترکیب شیمیایی خاص برویم که لزوماً ویژگی‌هایی که مد نظرمان است را بدهد. در این حوزه عمدتا فولادهای میکروآلیاژی خیلی مطرح هستند. یعنی اضافه کردن عناصری در حد خیلی کم که بتواند خواص مکانیکی آن فولاد را توسعه دهد و قابلیت‌هایی به آن اضافه کند که ما حتی با تناژهای خیلی پایین از این فولادها بتوانیم، محصولات با ارزش افزوده بالا به دست آوریم.

این عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی متالورژی و مواد دانشگاه تهران به عنوان مثال کاربردی به استفاده از این قابلیت در فولادهای ساختمانی اشاره کرده و تصریح کرد: فرایندهای SPD طی فرایندی‌هایی می‌تواند قابلیت نوعی گرید فولاد ساختمانی معمولی را که با تناژ بالا در کشور تولید می‌شود، افزایش دهد و همان ارزش افزوده‌ای که نیاز است را از این طریق با کیفیت بالاتر به دست آورد.

ملکان در رابطه با امکان استفاده از این فناوری در تولید فولاد سبز نیز بیان کرد: این فناوری با ارتقا ترکیب فولاد تولیدی می‌تواند در کاهش وزن فولاد، بهبود خواص، صرفه جویی در مصرف انرژی و کاهش آلایندگی آن کمک‌کننده باشد و آن را در دسته فولاد سبز قرار دهد. 

مهدی ملکان در پاسخ به این پرسش که آیا زیرساخت‌های لازم برای این فناوری در کشور وجود دارد یا خیر؟ گفت: به لحاظ علمی که کارها و تحقیقات گسترده‌ای در سطح کشور در این حوزه که اصطلاحا به آن ultrafine and nanostructure materials می‌گویند انجام شده که یک شاخه‌ای از متالیک، متریال، استیل و آیرون است. بنابراین بستر آن به لحاظ علمی آماده است تا تکنولوژی و دانش فنی آن به صنعت منتقل شود. تا حدودی در جریان هستیم که بعضی صنایع به این حوزه ورود کرده‌اند یا بحث‌هایی در این زمینه وجود دارد اما اینکه خیلی تجاری شده و یک بستر گسترده‌ای مهیا و یا بازار زیادی را به خودش اختصاص داده باشد، در اول راه هستیم.

وی با تاکید بر لزوم ارتباط قوی صنعت و دانشگاه در این زمینه، اظهار داشت: باتوجه به این که دانش فنی این فناوری در دانشگاه سال‌هاست شروع شده و در حال حاضر تقریباً به یک اوج خوبی رسیده، به لحاظ صنعتی هم که با توجه به اینکه جز فولادسازان مطرح دنیا هستیم، باید ارتباط این دو حوزه بیشتر و نزدیک‌تر و در اولویت‌ قرار گرفته و یک برنامه‌ریزی دقیق برای اقدام مؤثر صورت گیرد.