مفتول به‌عنوان یکی از مواد اولیه کلیدی در صنایع ساخت‌وساز، تولید قطعات فلزی، صنایع خودروسازی، سیم‌کشی، تولید پیچ و مهره، مش، فنر، توری و انواع محصولات فلزی، باید از کیفیت مکانیکی بالایی برخوردار باشد. کیفیت مفتول ارتباط مستقیم با استحکام، شکل‌پذیری، سطح مقطع یکنواخت، مقاومت در برابر شکست و قابلیت فرآوری دارد.

به همین دلیل، پیش از عرضه مفتول به بازار یا استفاده در خطوط تولید، مجموعه‌ای از آزمون‌های کنترل کیفیت روی آن انجام می‌شود. مهم‌ترین این آزمون‌ها عبارتند از:

• آزمون کشش
• آزمون خمش
• آزمون خستگی
• سایر آزمون‌های استاندارد سطحی و ابعادی

در این مقاله این تست‌ها را با جزئیات کامل بررسی می‌کنیم.

اهمیت تست کیفیت مفتول

مقاومت و رفتار مکانیکی مفتول در فرآیندهای بعدی مانند کشش سرد، نورد، تابکاری، پوشش‌دهی یا شکل‌دهی اهمیت فراوان دارد. هرگونه نقص در کیفیت اولیه می‌تواند باعث:

• شکست مفتول در هنگام تولید
• ایجاد ترک‌های سطحی
• کاهش عمر محصول نهایی
• ایجاد هزینه‌های اضافی
• افزایش ضایعات

شود. همین موضوع انجام آزمون‌های کیفی را به یک ضرورت تبدیل کرده است.

۱. آزمون کشش (Tension Test)

هدف آزمون کشش

این تست برای تعیین رفتار مفتول تحت نیروی کششی و محاسبه خواص مکانیکی اصلی زیر انجام می‌شود:

• استحکام کششی نهایی (UTS)
• حد تسلیم (Yield Strength)
• درصد افزایش طول (Elongation)
• مدول الاستیسیته (Elastic Modulus)
• نقطه شکست

نحوه انجام آزمون

1. نمونه‌ای از مفتول با طول مشخص مطابق استاندارد (ASTM E8 یا ISO 6892) آماده می‌شود.
2. نمونه داخل دستگاه کشش قرار می‌گیرد.
3. دستگاه با سرعت ثابت نیروی کششی را افزایش می‌دهد.
4. تغییرات تنش–کرنش ثبت می‌شود تا نمونه پاره شود.

چه چیزی را مشخص می‌کند؟

• مناسب بودن مفتول برای فرآیندهایی که نیاز به استحکام بالا دارند
• اطمینان از شکل‌پذیری کافی
• تشخیص مشکلات ناشی از سردکاری بیش‌ازحد یا آنیل ناقص

مفتول‌هایی مثل فنری، پرکربن یا پیش‌تنیده الزاماً باید استحکام کششی بالایی داشته باشند؛ در حالی که مفتول کم‌کربن باید درصد افزایش طول بیشتری نشان دهد.

۲. آزمون خمش (Bending Test)

هدف آزمون خمش

سنجش میزان قابلیت خم‌کاری و شکل‌پذیری مفتول بدون ایجاد ترک، شکست یا پوسته‌پوسته‌شدن روی سطح.

چگونه انجام می‌شود؟

• مفتول حول یک سنبه یا قالب با شعاع مشخص خم می‌شود.
• زاویه خم معمولاً ۹۰ درجه، ۱۸۰ درجه یا خمش رفت‌وبرگشتی است.
• سطح مفتول بعد از خمشدگی بررسی می‌شود.

استانداردهای رایج

• ASTM A510
• ISO 7800
• ISIRI 3131 (استاندارد ایران برای فولادهای ساختمانی)

نتایج مورد انتظار

یک مفتول استاندارد باید:

• بدون ترک سطحی
• بدون شکست
• بدون پوسته‌شدن یا بیرون‌زدگی لایه‌ها

خم شود.

کاربرد این تست

• مفتول مورد استفاده برای تولید فنر باید در خمش‌های متعدد مقاومت داشته باشد.
• مفتول توری، سیم‌خاردار و مش باید شکل‌پذیری مناسبی داشته باشد.
• مفتول مسوار و گالوانیزه نباید هنگام خم شدن لایه پوشش را از دست دهد.

۳. آزمون خستگی (Fatigue Test)

چرا آزمون خستگی مهم است؟

بسیاری از مفتول‌ها در کاربردهای واقعی تحت بارهای تکرارشونده یا سیکلی قرار دارند. این نوع بارگذاری می‌تواند ترک‌های ریز ایجاد کرده و در نهایت باعث شکست شود.

نحوه انجام آزمون

• مفتول تحت بار سیکلی با فرکانس و دامنه مشخص قرار می‌گیرد.
• تعداد سیکل‌هایی که نمونه قبل از شکست تحمل می‌کند، ثبت می‌شود.
• این تست با استانداردهایی مانند ASTM E466 انجام می‌شود.

کاربردها

• مفتول خودرو
• مفتول فنری
• سیم‌های پیش‌تنیده
• کابل‌های فولادی
• سیم بکسل
  در این محصولات مقاومت خستگی تقریباً از مقاومت کششی مهم‌تر است.

۴. آزمون‌های استاندارد سطحی و ابعادی

در کنار تست‌های مکانیکی، برای ارزیابی یکنواختی سطح و کیفیت تولید، آزمون‌های دیگری نیز انجام می‌شود:

۱) آزمون قطر و وزن واحد طول

با استفاده از کولیس دیجیتال یا میکرومتر، قطر مفتول در چند نقطه اندازه‌گیری می‌شود.
هدف:

• یکنواختی قطر
• مقایسه با استاندارد ISIRI یا ASTM

۲) آزمون کیفیت سطحی

سطح مفتول نباید عیوب زیر را داشته باشد:

• ترک
• تخلخل
• پوسته
• زنگ‌زدگی
• خط و خش عمیق
  بررسی با چشم یا دستگاه بازرسی سطح انجام می‌شود.

۳) آزمون چسبندگی پوشش (برای گالوانیزه و مسوار)

پوشش نباید با خمش یا کشش از سطح جدا شود.
استانداردها:

• ASTM A90
• ASTM A239

۴) آزمون ضخامت پوشش

به کمک دستگاه ضخامت‌سنج (Coating Thickness Gauge) انجام می‌شود.
میزان پوشش گالوانیزه باید با استاندارد مرتبط (مثل ASTM A641) مطابقت داشته باشد.

۵) آزمون آنالیز شیمیایی مفتول

برای بررسی درصد کربن، منگنز، فسفر، سولفور و سایر عناصر آلیاژی.
این تست معمولاً با دستگاه‌های:

• اسپکترومتر
• OES
• دستگاه کوانتومتری
  انجام می‌شود.

جمع‌بندی: کدام آزمون برای کدام نوع مفتول ضروری است؟

✔️ ضروری
⚠️ بسته به کاربرد
❌ معمولاً نیاز نیست

نتیجه‌گیری

کیفیت مفتول تنها با بررسی چشمی یا اندازه‌گیری قطر مشخص نمی‌شود؛ بلکه مجموعه‌ای از آزمون‌های مکانیکی و استاندارد باید روی آن انجام شود تا اطمینان حاصل شود:

• استحکام کافی دارد
• شکل‌پذیری مناسب است
• در برابر بارهای سیکلی مقاوم است
• پوشش آن ضخیم و چسبنده است
• سطح آن عاری از عیوب می‌باشد

انجام این تست‌ها بیشترین نقش را در افزایش کیفیت نهایی محصولاتی مانند توری، مش، فنر، پیچ، کابل و سیم‌های صنعتی دارد.