هر آنچه که باید در مورد آلیاژهای فولادی بدانید

فولاد به مهندسی و ساخت و ساز کمک باورنکردنی خواهد کرد. براساس گزارش انجمن جهانی فولاد، 1868.8 میلیون تن فولاد برای سال 2019 تولید شده است. این میزان نشان دهنده افزایش تولید تقریباً دو برابر نسبت به دهه گذشته است. فولاد تا کنون رشد کرده است و به یک ضرورت برای صنعت ساخت و ساز و ماشین آلات تبدیل شده است. این واقعیت را باید در نظر گرفت که، بدون از دست دادن کیفیت، قابل بازیافت است. در این مطلب می خواهیم در مورد آلیاژهای فولادی صحبت کنیم.

معرفی انواع آلیاژهای فولادی

فولاد از آهن و کربن تشکیل شده است. آهن به وفور در پوسته زمین وجود دارد؛ کربن به آهن متصل می‌شود و یک ریزساختار مولکولی قوی تشکیل می‌دهد که به سختی و استحکام کششی فولاد کمک می‌کند. فولاد را می‌توان بر اساس ترکیب آن دسته بندی کرد. اصولاً چهار گروه عمده به شرح زیر است:

1. فولاد کربن
2. فولاد ضد زنگ
3. فولاد ابزار
4. آلیاژ فولاد

فولاد کربن

کربن آلیاژ اصلی فولاد کربنی است. یعنی 2 درصد وزنی. همچنین حاوی مقدار کمی از عناصر آلیاژی مانند منگنز، سیلیکون است. فولاد کربنی را می‌توان به سه دسته تقسیم کرد:

فولاد کم کربن

حاوی 0.04% تا 0.30% محتوای کربن است که به عنوان فولاد ملایم نیز شناخته می‌شود. محتوای کربن کم باعث جوش و برش آسان می‌شود.

فولاد کربن متوسط

حاوی 0.31% تا 0.60% کربن است. کربن متوسط از فولاد کم کربن قوی‌تر است.

فولاد کربن بالا

معمولاً بین 0.61% تا 1.50% کربن دارد. کربن بالای آن باعث می‌شود که جوشکاری مشکل شود. کربن‌های ملایم انعطاف پذیرتر از فولادهای پر کربن هستند. در لبه دیگر، فولادهای پر کربن دارای سختی هستند اما خواص شکل پذیری کمتری دارند. فولاد های کربنی قوی، مقرون به صرفه و به راحتی قابل بازیافت هستند.

فولاد ضد زنگ

فولاد ضد زنگ آلیاژی است که مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی دارد. عناصر آلیاژی اصلی عبارتند از کروم، نیکل، مولیبدن. محتوای آلیاژها در درجه های مختلف متفاوت است. کروم حداقل 11 درصد وزنی دارد. رایج ترین درجه های فولاد ضد زنگ عبارتند از فولاد ضد زنگ فریتی، آستنیتی، مارتنزیتی و دوبلکس.

فولاد ضد زنگ به دلیل خواص چند منظوره خود، کاربردهای متعددی را ارائه می‌دهد. خواص استثنایی مختلف مانند استحکام، مقاومت در برابر خوردگی، شکل پذیری، سختی، جوش پذیری و مقاومت در برابر حرارت، فولاد ضد زنگ را به یک انتخاب ترجیحی در سراسر جهان تبدیل می‌کند.

فولاد ضد زنگ به طور گسترده ای در تجهیزات پردازش مواد غذایی تجاری، ظروف آشپزخانه، ذخیره سازی و ساخت مواد شیمیایی، تجهیزات جراحی، استفاده دریایی، لوازم خانگی و غیره استفاده می شود.

فولاد ابزار

همانطور که از نام آن مشخص است فولاد ابزار، آلیاژ مناسبی برای تبدیل به ابزار است. شایستگی این فولاد را می‌توان با ویژگی‌های متمایز آن تعریف کرد. به طور معمول، فولادهای ابزار سخت، مقاوم در برابر سایش، سفت و سخت هستند و لبه خود را در دماهای بالا نگه می‌دارند. فولاد ابزار، آلیاژ کربن است. عناصر آلیاژی اصلی آن تنگستن، کروم، وانادیم و مولیبدن هستند.

این عوامل آلیاژی، کاربید را تشکیل می‌دهند و نقش غالبی در دستیابی به کیفیت دارند. به طور کلی، فولادهای ابزار برای بهبود سختی در معرض عملیات حرارتی قرار می گیرند.

فولادهای ابزار بسیار سخت هستند. مقاومت آن در برابر ساییدگی و قابلیت تحمل تنش، آن را در صنایع مختلف مفید می‌کند و معمولاً برای ساخت چاقو، تمبر، برش، چکش و غیره استفاده می‌شوند.

فولاد آلیاژی

هنگامی که فولاد کربنی با یک یا چند فلز آلیاژ می شود، فولاد آلیاژی تشکیل می شود. فلزات آلیاژی آن‌ها منگنز، سیلیکون، نیکل، تیتانیوم، مس، کروم و آلومینیوم است. ادغام های متناسب مختلف سختی بهبود یافته، مقاومت در برابر خوردگی برتر، شکل پذیری بهبود یافته، جوش پذیری و افزایش استحکام را ارائه می‌دهند.

تغییر ترکیب آلیاژ منجر به تشکیل طیف وسیعی از کاربردها می‌شود. صدها محصول را می‌توان با فولاد آلیاژی تولید کرد. فولاد آلیاژی در صنایع مختلفی مانند خودروسازی، معدن، راه آهن، ماشین آلات و غیره کاربرد دارد.

سخن پایانی

فولاد همه کاره‌ترین منبع ارزشمند اقتصاد در سراسر جهان است. ویژگی‌های برجسته آن باعث پایداری قابل توجهی می شود. علاوه بر این، دارای ویژگی بی نهایت قابل بازیافت است و این قدرت به استفاده از آن در هر بخش صنعتی کمک می‌کند.