زمان مطالعه: 4 دقیقه

فولاد کربنی، از فولادهای مصرفی رایج در بسیاری از صنایع است که در عین مقرون‌به‌صرفه‌بودن، خواص مکانیکی فوق‌العاده‌ای نیز دارد. فولاد کربنی، معمولاً از 0.05 تا حدود 2.0 درصد وزنی کربن، به‌ علاوه‌ی آهن و مقادیر ناچیز از عناصر دیگر، تشکیل شده است. در این مطلب، به نکات مهم هنگام انتخاب انواع درجات فولاد کربنی خواهیم پرداخت.

فایل صوتی مطلب

انواع درجات فولاد کربنی

فولاد کربنی از ترکیب دو عنصر آهن و کربن تشکیل می‌شود که آن را به یک نوع عنصر آلیاژی تبدیل می‌کند. درصد کربن در فولاد باعث تغییر میزان سختی، قدرت، خاصیت کششی و همچنین خاصیت شکل‌پذیری فولاد می‌شود.

قبل از انتخاب فولاد کربنی، لازم است 7 نکته‌ی مهم را در نظر بگیرید و سپس، نسبت به خرید اقدام کنید. این 7 نکته عبارتند از:

• آیا فولاد کربنی مورد نظر باید ماشین‌کاری شود؟
• آیا فولاد کربنی مورد نظر  باید جوشکاری شود؟
• فولاد کربنی مورد نظر باید چه میزان مقاومت داشته باشد؟
• آیا فولاد کربنی مورد نظر به فرم‌پذیری خوبی نیاز دارد؟
• آیا فولاد کربنی مورد نظر باید قابلیت انجام عملیات حرارتی را داشته باشد؟
• آیا فولاد کربنی مورد نظر باید مقاومت مناسبی در برابر خوردگی داشته باشد؟

از آنجایی که فولادهای کربنی، کاربرد گسترده‌ای در مصارف مختلف دارد، مهم است قبل از اقدام برای خرید، از نکات مهم در این زمینه مطلع شوید تا بتوانید فولاد کربنی مناسب برای پروژه‌ی خود را انتخاب کنید.

در ادامه، در مورد هرکدام به صورت جداگانه توضیح خواهیم داد:

1. قابلیت ماشین‌کاری

بسیاری از انواع فولادهای کربنی، قابلیت ماشینکاری دارند و البته بسیاری دیگر نیز این قابلیت را ندارند. درجات فولاد کربنی با محتوای فولاد پایین‌تر، مانند C1010 و C1018 قابلیت ماشین‌کاری خوبی دارند. فولادهای کربنیِ حاوی مقادیر بالاتری از کربن، مانند C1141 و C1144 نیز به علت گوگردی که در ترکیب شیمیایی خود دارند، به راحتی قابل ماشینکاری هستند.

فولاد کربنی درجه‌ی C1045، کربن بالایی دارد، اما چون هیچ عنصر اضافی کمک‌کننده به عملیات ماشینکاری ندارد، برای انجام عملیات ماشینکاری، گزینه‌ای نامناسب است.

2. قابلیت جوشکاری

انواع خاصی از فولاد کربنی، قابلیت جوشکاری دارند؛ با این حال باید به نکاتی توجه کرد. اولین نکته این است که درجاتی مانند C1141 و C1144 که قابلیت ماشین‌کاری بالایی دارند، عموماً قابل جوشکاری نیستند.

گوگرد موجود در این درجات از فولاد کربنی، باعث ایجاد ترک جوش می‌شود. درجاتی با کربن پایین، مثل C1018 و A36 برای جوشکاری گزینه‌ی مناسب‌تری هستند. درجاتی با کربن بالاتر، مانند C1045 نیز قابل جوشکاری هستند، اما ممکن است قبل یا پس از جوشکاری به عملیات حرارتی نیاز داشته باشند.

3. میزان مقاومت فولاد کربنی موردنیاز

فولادهای کم‌کربن در مقایسه با سایر فولادهای کربنی، فاقد مقاومت کششی هستند. بنا بر این، نباید از آن‌ها در مصارفی که به مقاومت بالا نیاز است، استفاده شود. در این گونه مصارف، بهتر است از درجات فولاد کربنی با محتوای کربن بالاتر، مانند C1045 استفاده شود تا مقاومت و سختی بالاتری برای پروژه فراهم شود.

4. فرم‌پذیری فولاد کربنی

به علت گستردگی بالایی که فولادهای کربنی دارند، می‌توانند ویژگی‌های مکانیکی متنوعی را فراهم کنند. اگر شکل‌پذیری، جزء پارامترهای مهم در پروژه‌ی شما به حساب می‌آید، درجاتی با کربن پایین، مثل C1008 و C1010 گزینه‌های خوبی هستند.

5. قابلیت انجام عملیات حرارتی فولاد کربنی

فولادهای کربنی با مقادیر کربن بیشتر از 0.30% وزنی، مانند C1045 و C1141، به راحتی می‌توانند تحت عملیات حرارتی قرار بگیرند. گزینه‌ی مناسب دیگر می‌تواند فولادهایی باشد که محتوای کربن‌ آن‌ها کمی بیشتر از 0.20% وزنی است.

به این نوع از فولادهای کربنی، مانند A36، ممکن است مقادیر ناچیزی از سایر عناصر اضافه شود تا قابلیت سخت‌شدن آن‌ها کمی افزایش یابد.

فولادهای کم‌کربنی را که محتوای کربن زیر 0.20% وزنی دارند، نمی‌توان به راحتی تحت عملیات حرارتی قرار داد. 

6. مقاومت مناسب در برابر خوردگی

انتخاب فولادهای کربنی برای مصارفی که در معرض خطر خوردگی هستند، امری معمول نیست. فولادهای کربنی، عمدتاً از آهن تشکیل شده‌اند که می‌توانند اُکسید شوند و زنگار ایجاد کنند. در صورت اضافه‌نکردن عناصر مقاوم‌به‌خوردگی مثل کروم به ساختار این فولادها، در برابر خوردگی بسیار حساس خواهند بود.

به منظور جلوگیری از خوردگی، انتخاب یک فولاد کربنی گالوانیزه یا آبکاری‌شده، گزینه‌ی مناسبی است. افزودن روغن یا رنگ‌آمیزیِ سطح فولاد کربنی نیز راهی مناسب برای جلوگیری از وقوع پدیده‌ی اُکسیدشدن آهن است. اطلاع از کاربردهای رایج درجات مختلف فولادهای کربنی به شما در انتخاب درجه‌ی مناسب برای پروژه‌تان کمک خواهد کرد. در این بخش به توضیح چند کاربرد معمول این فولادها می‌پردازیم :

درجه‌ی A36 / 44W

• اجزای خودروها، بادامک‌ها، لوازم جانبی، مخازن، فورج‌ها و مصارف ساختمانی، مثل ساختمان‌ها و پل‌ها.
• درجات C1010 و C1008 و C1018: قطعات ماشین‌آلات، میله‎‌های بست، مصارف ساختمانی که به مقاومت‌های نسبتاً پایین نیاز دارند و تیغه‌های استقرار.
• درجه‌ی C1045: پیچ و مهره‌ها، چرخ‌دنده‌ها، میل‌لنگ، میل سیلندر، فورج قالب و مصارفی که در آن‌ها به مقاومت و سختی بالاتر نیاز است.
• درجات C1141 و C1144: گیره‌ها، گل‌میخ‌ها، پیچ‌ و‌ مُهره‌ها، شافت‌ها، میله‌های بست و زمانی که در مصارف مربوط به C1045، نیاز به ماشین‌کاری باشد.

در این مطلب، در مورد نکات مهم انواع درجات فولاد کربنی صحبت شد. از این نوع فولاد، در صنایع مختلف، به خصوص صنایع حساس، استفاده‌های زیادی می‌شود. اگر تا به حال از این نوع فولاد استفاده کرده‌اید و تجربه‌ای در این زمینه دارید، می‌توانید تجربیات و نظرات خودتان را برای ما ارسال کنید تا بخوانیم.

مقدار کربن در فولاد کربنی نشان دهنده چیست؟

درصد کربن در فولاد باعث تغییر میزان سختی، قدرت، خاصیت کششی و همچنین خاصیت شکل‌پذیری فولاد می‌شود.

برای فولاد کربنی باید چه مواردی مد نظر قرار داده شود؟

ماشین کاری، جوشکاری، مقاومت مناسب در برابر خوردگی، قابلیت انجام عملیات حرارتی و…