آشنایی با مشخصات، کاربرد و ویژگی های انواع فولاد
انواع فولادها با توجه به درصد عناصری که در آن قرار دارد و همچنین عملیات حرارتی که انجام می شود بسیار متتنوع است. مهمترین عنصری که در فولاد به کار برده می شود کربن است. فولادهای کربنی نیز در ترکیب خود تنها آهن و کربن دارند. اما به فولاد منگنز افزود و فولاد کربن- منگنز تولید کرد. اگر آلیاژهای دیگری مانند سرب، مس، آلومینیوم، کرم، نیکل و ... به فولاد افزوده شود فولادهای آلیاژی به دست می آیند. فولادهای کم آلیاژ و میلکروآلیاژی نیز دسته ای دیگر از انواع فولادها هستند که در صنعت به کار برده می شوند. ما در این مقاله به بررسی انواع فولاد کربنی، فولاد نرم، فولاد کربن-منگنز، فولاد آلیاژی، فولاد کم آلیاژ، فولاد میکروآلیاژی خواهیم پرداخت. هر کدام از این فولادها در ویژگی های فیزیکی و مکانیکی با یکدیگر متفاوت هستند و کاربرد مخصوص به خود را نیز دارند.
مقدمه انواع فولاد
فولاد به صورت آلیاژی از آهن تعریف می شود که حاوی کمتر از 2 درصد کربن است. در ساختار فولاد عناصر دیگری نیز می تواند وجود داشته باشد. چنانچه درصد کربن در فولاد بیشتر از 2 درصد باشد آلیاژ در دسته ی "چدن" قرار می گیرد.
آنچه در این مقاله مطالعه خواهید کرد:
معرفی آلیاژ فولاد کربنی
فولادهایی که در آن ها تنها از کربن به عنوان عنصر آلیاژی استفاده شده است به عنوان فولاد کربنی شناخته می شوند. این فولاد ها می توانند تا ماکزیمم 1.2 درصد منگنز و 0.4 درصد سیلیسیم داشته باشد. برخی عناصر دیگر مانند نیکل، کروم، آلومینیوم، مولیبدیم و مس هم در مقادیر بسیار کم می تواند در ساختار فولاد کربنی وجود داشته باشد. علاوه بر آن برخی ناخالصی ها مانند فسفر و گوگرد هم در این دسته از فولادها دیده می شود.
فولاد نرم (جوش‌پذیر معمولی یا استحکام نرمال)
هر کدام از عنوان های فوق برای توصیف دسته ای از فولادها به کار می رود که کاربرد اصلی آن ها در ساخت سازه هاست. فولادهایی نظیر AS3679 گرید 250 یا گرید 300.
عبارت فولاد نرم (فولاد معمولی) به طور تجاری برای این گروه از فولاد به کار برده می شود. مقدار کربن فولاد نرم از مقادیر بسیار کم تا حدود 0.3 درصد متغیر است. به طور کلی فولاد نرم تجاری می تواند به راحتی جوش داده شود و ویژگی های سردکاری بسیار خوبی دارد اما عبارت "فولاد نرم" چندان درست نیست و نباید در ادبیات مهندسی به کار برده شود.
فولاد کربن-منگنز
مقدار منگنز موجود در فولاد به منظور افزایش سختی شوندگی و اصلاح استحکام و سختی افزایش داده می شود. فولادهای کربنی که بین 1.2 تا 1.8 درصد منگنز در خود دارند را فولاد کربن-منگنز می گویند. از جمله نمونه ی این فولاد می توان به AS3679 گرید 300 و AS1442/1320 اشاره کرد.
فولاد آلیاژی
فولادهای آلیاژی که مطابق با استاندارد ایزو به شماره 4948/1 تعریف می شوند حاولی عناصری هستند که مقادیر آنها می تواند برابر یا بیشتر از جدول زیر باشد.
| Al | B | Bi | Cr | Co | Cu | Mn | Mo | Pb | عنصر |
| 0.1 | 0.008 | 0.1 | 0.3 | 0.1 | 0.4 | 1.65 | 0.06 | 0.4 | درصد |
| Se | Si | Te | Ti | W | V | Zr | لانتانیدها | سایرعناصر | عنصر |
| 0.1 | 0.5 | 0.1 | 0.05 | 0.1 | 0.1 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | درصد |
فولاد کم آلیاژ
تلاش های زیادی انجام شده است تا فولادهای کم آلیاژ و پرآلیاژ از هم تمیز داده شوند اما تعاریف در استانداردهای و کشورهای گوناگون متفاوت است. به عنوان یک شاخص کلی، فولاد کم آلیاژ می تواند طبق استاندارد ISO حاوی 1 تا کمتر از 5 درصد عناصر دلخواه باشد که برای بهبود ویژگی های فولاد به آن اضافه شده است.
فولاد میکرو آلیاژی
فولاد میکروآلیاژی را می توان به فولاد کربن-منگنزی تعریف کرد که سایر عناصر آلیاژی در مجموع تنها به میزان 0.05 تا 0.1 درصد به آن اضافه شده است. عناصری که در این مقدار کم می توانند بر ویژگی های فولاد تاثیر گذار باشد عبارتند از برم، نیوبیم، وانادیم. (برم حتی از 0.005 درصد نیز کمتر است)
فولادهای میکروآلیاژی در تناژهای بالا تولید می شوند و برای خطوط لوله ی تحت فشار در صنایع پتروشیمی و فورجینگ اتومبیل استفاده می شود.
یک مزیت فولاد آلیاژی این است که در این فولادها در زمان فورجینگ با کنترل دقیق دمای فرایند می تواند پیامدهای عملیات حرارتی را حذف کرد. این ویژگی به خصوص در ساخت برخی قطعات اتومبیل بسیار مفید است.
انواع فولاد و کاربرد آنها بر اساس نوع استفاده:
فولادها بر اساس کاربرد در دسته‌های مختلفی قرار می‌گیرند:
1. فولاد ضد مغناطیس
این فولاد دارای مقدار زیادی منگنز است و در موارد زیر استفاده می‌شود:
ساخت ظروف دکوراتیو و غذاخوری
قطب‌نما و قاب ساعت
2. فولاد ضد زنگ
این فولاد در برابر رطوبت، مواد اسیدی و بازی مقاوم است و در موارد زیر کاربرد دارد:
ساخت کوره‌های حرارتی و بویلرها
سازه‌های فلزی مقاوم در برابر خوردگی
3. فولاد ساختمانی
این فولاد در صنعت ساخت و ساز برای موارد زیر به کار می‌رود:
سازه‌های فولادی، نرده‌ها و توری‌ها
جرثقیل‌ها و قالب‌های فلزی
4. فولاد فنر
این فولاد دارای خاصیت ارتجاعی بالا بوده و در تولید فنرهای استوانه‌ای، تخت و مخروطی استفاده می‌شود.
5. فولاد نیتروژنه
این فولاد حاوی کروم، مولیبدن و آلومینیوم است و در ساخت قطعات توربین و سوپاپ خودرو کاربرد دارد.
6. فولاد جوشکاری
این فولاد قابلیت جوشکاری بالایی دارد و در تولید اگزوز، شاسی خودرو و تأسیسات نقاله مورد استفاده قرار می‌گیرد.
7. فولاد بهسازی‌شونده
این فولاد برای قطعاتی که تحت فشار و ضربه قرار دارند، مانند میل‌گاردان و میل‌لنگ‌ها استفاده می‌شود.
8. فولاد کربوریزه
این فولاد برای ساخت قطعاتی که دارای مغزی نرم ولی سطحی سخت هستند، مانند چرخ‌دنده‌ها و وسایل اندازه‌گیری به کار می‌رود.
9. فولاد ورق‌سازی
فولاد ورق به چهار نوع ظریف، متوسط، خشن و دیگ‌سازی تقسیم شده و در صنایع مختلف مانند ساخت تسمه‌ها و مخازن تحت فشار کاربرد دارد.
10. فولاد ابزار
این فولاد در ساخت قیچی، چکش، مته و سنبه ماتریس استفاده می‌شود و دارای عناصر کروم، وانادیوم، نیکل، مولیبدن و تنگستن است که قابلیت برش و سختی بالایی به آن می‌بخشد.
سخن آخر:
شناخت صحیح انواع فولاد و کاربرد آنها در ساخت‌وساز اهمیت زیادی دارد و موجب صرفه‌جویی در هزینه‌ها می‌شود. برای تهیه محصولات فلزی مانند داربست مثلثی، قالب فلزی بتن و جک سقفی می‌توانید به فروشگاه عمودگستر مراجعه کنید و از راهنمایی متخصصان برای خرید بهره ببرید
