مثال: 09123456789
فراموشی رمز عبور
فولاد مهمترین ماده اولیه ساختمانی و مهندسی در جهان است. کاربردهای مختلف انواع فولاد در تمامی بخشهای زندگی روزمره، از ماشینها، تولیدات ساختمانی و کشتیهای باری گرفته تا یخچال، ماشین لباسشویی و چاقوی جراحی گسترده است. فولاد میتواند بارها و بارها، بدون از دست دادن خواص بازیافت شود و مورد استفاده قرار بگیرد. طبق آمارهای منتشرشده، میزان تولید فولاد خام جهان در سال ۲۰۱۳، ۱/۶ میلیارد تن بود، در حالی که این مقدار برای دیگر فلز مهندسی مهم در جهان یعنی آلومینیوم، ۴۷ میلیون تن ثبت شده است. تفاوت بسیار بزرگ میان این مقادیر، اهمیت نسبی انواع فولاد در صنعت جهانی را نشان میدهد. هزینههای نسبتا پایین تولید، فراوانی مواد اولیه (سنگ آهن و آهن قراضه) و گستره بینظیر خواص مکانیکی، دلایل عمده محبوبیت انواع فولاد در صنایع و کاربردهای مختلف هستند.
انواع فولاد، بر اساس معیارهای مختلف مانند ترکیب شیمیایی، کاربرد، پروسه تولید، روش ذوب، شکل ظاهری، میزان استحکام، ساختار بلوری، فرآیند جداسازی اکسیژن و عملیات حرارتی طبقهبندی میشود.
سرتیترها
فولاد، آلیاژی از آهن و کربن است که کمتر از ۲ درصد کربن، ۱ درصد منگنز و مقدار کمی سیلیکون، فسفر، سولفور و اکسیژن دارد. اگر مقدار کربن بیشتر از ۲ درصد باشد، آلیاژ حاصل را چدن مینامند که دستهبندی، خواص و کاربردهای متفاوت دارد. قیمت این دو آلیاژ از قیمت آهن کمتر است. تفاوت اصلی بین آهن و انواع فولاد، در میزان کربن موجود است که در فولاد معمولا بین ۰/۰۳ تا ۱/۰۷۵ درصد برآورد شده. فولاد ویژگیهای آهن را به بهترین شکل ممکن حفظ میکند. با این وجود افزودن کربن و عناصر فلزی و غیرفلزی دیگر به ساختار آهن، این خواص فیزیکی و شیمیایی، بهخصوص مقاومت فشاری و کششی را بهبود میبخشد. علاوه بر افزایش قابلیت شکلپذیری و مقاومت فشاری و کششی بیشتر، فولاد دارای خاصیت ضدخوردگی نیز هست، در حالی که آهن در معرض اکسیژن و آب، اکسید میشود. البته به همان میزان که استحکام فولاد نسبت به آهن بالاتر است، قابلیت چکشخواری آن کمتر بوده و سختی بیشتری دارد. همچنین افزودن عناصر سیلیسیم، منگنز و کروم، مقاومت کششی فوقالعادهای به فولاد میبخشد.
انواع فولاد را میتوان بر اساس معیارهای مختلف مانند ترکیب شیمیایی کاربرد، پروسه تولید، روش ذوب، شکل ظاهری، میزان استحکام، ساختار بلوری، فرآیند جداسازی اکسیژن و عملیات حرارتی طبقهبندی کرد که در ادامه برخی تقسیمبندیهای مهم معرفی میشود.
انواع فولاد بر اساس ترکیب شیمیایی:
بر اساس ساختار شیمیایی، انواع فولاد را به دو دسته بزرگ فولاد ساده کربنی و فولاد آلیاژی تقسیم میکنند. فولاد ساده کربنی، شامل کربن و مقدار کمی از عناصر معمول دیگر است، در حالی که فولاد آلیاژی از ترکیب فولاد کربنی و تعدادی از عناصر آلیاژی مانند منگنز، سیلیکون، نیکل، تیتانیوم، مس، کروم و آلومینیوم، به دست میآید.
انواع فولاد بر اساس کاربرد:
انواع فولاد بر اساس پروسه تولید:
این نوع فولاد، تقریبا ۹۰ درصد از انواع فولاد تولیدی در جهان را شامل میشود و به دلیل تنوع بالا، در صنایع گوناگون مانند نفت، گاز و پتروشیمی مورد استفاده قرار میگیرد. معمولا فولاد کربنی ساده را بر اساس میزان کربن موجود، به صورت زیر دستهبندی میکنند:
عناصر آلیاژی برای افزودن خواص مشخص و در نسبتها و ترکیبهای مختلف به فولاد کربنی اضافه میشوند. این عمل باعث ایجاد تغییراتی مانند افزایش سختی، مقاومت به خوردگی، استحکام و شکلپذیری میشود. انواع فولاد آلیاژی نسبت به انواع فولاد کربنی، پذیرایی عملیات حرارتی بیشتری داشته و به دلیل خواص مکانیکی خوب، سادگی پردازش، دسترسی گسترده و… در صنعت پرکاربردند.
انواع فولادهای آلیاژی عبارتند از:
همچنین متداولترین انواع فولادهای آلیاژی شامل دستههای زیر هستند:
به انواع فولاد تولیدشده با مقدار عناصر آلیاژی بیش از ۵۰ درصد، فولاد سوپرآلیاژی گفته میشود. استحکام مکانیکی و مقاومت در برابر خزش، در این فولاد بسیار بالا بوده و در راکتورهای هستهای و توربینهای غولپیکر صنعتی، به کار گرفته میشوند.
سوپرآلیاژ پایه نیکل: ترکیب شیمیایی آن شامل کروم (۱۰ تا ۲۰ درصد)، تیتانیوم، آلومینیوم (بیش از ۸ درصد) و کبالت (۵ تا ۱۰ درصد) است. همچنین مقادیر کمی از بور، زیرکونیوم و کربن نیز برای ایجاد پایداری حرارتی بیشتر استفاده میشوند. In738 معروفترین دسته سوپرآلومینیومهای پایه نیکل است که کاربرد گستردهای در ساخت پرههای توربین دارد.
سوپرآلیاژ پایه آهن: مهمترین ویژگی این سوپرآلیاژها، مقاومت حرارتی بسیار بالاست، به طوری که افزایش چشمگیر درجه حرارت نیز تاثیری در دمای آنها ندارد. استفاده از آهن در کاربردهای سوپرآلیاژی اهمیت زیادی دارد ، چون سوپر آلیاژهای مبتنی بر آهن، علیرقم مقاومت سایشی و مقاومت در برابر اکسیداسیون بالا، قیمت نسبی کمتری دارند.
سوپرآلیاژ پایه کبالت: نقطه ذوب آنها از سوپر آلیاژهای پایه نیکل بالاتر بوده و مقاومت حرارتی، اکسیداسیون و مقاومت سایشی بیشتری دارند. مقاومت به شکست خستگی بالا و قابلیت جوشکاری مناسب نیز از دیگر ویژگیهای این سوپرآلیاژها به شمار میرود.
این فولادها دو نوع دارند: فولاد ابزار سردکار که برای ساخت ابزار دستی یا ماشینی به کار میرود و فولاد ابزار گرمکار که برای شکل دادن یا برش دادن مواد در دماهای بالا استفاده میشود و تفاوت آن با نوع سردکار، در میزان مقاومت حرارتی آنها میباشد. فولادهای کربنی و آلیاژی استفاده شده به این منظور، باید با توجه به کاربرد ابزار موردنظر انتخاب شده و خواصی مانند سختیپذیری، مقاومت سایشی، درجه حساسیت در برابر انقباض و مقاومت در برابر درجه حرارت بازپخت را دارا باشند. برای تامین این خواص، از فولادهای شامل تنگستن، مولیبدن، کبالت و وانادیم استفاده میکنند.
ساخت فولاد ابزار با استفاده از کورههای قوس الکتریکی امروزه متداولتر است. این فولاد عموما در شرایطی به کار میرود که عملیات حرارتی، سختی را افزایش میدهد. به دلیل احتمال ظاهر شدن تردی حرارتی در فولادهای ابزار، عملیات حرارتی باید با دقت بیشتری انجام شود. این عملیات مشابه عملیات حرارتی فولادهای ساده و کمآلیاژ است.
به طور کلی فولاد ابزار به شش گروه تقسیم میشود:
فولادهای زنگنزن یا همان استنلس استیل، در مقایسه با فولاد نرم، ۲۰۰ برابر مقاومت بیشتری در برابر خوردگی دارند و در عین حال، در برابر حرارت نیز مقاومت بالایی دارند. عنصر آلیاژی اصلی در این فولادها کروم بوده که حداقل مقدار آن ۱۱ درصد و معمولا بین ۲۰ تا ۳۰ درصد است. برای بهبود خواص دیگر فولادهای زنگنزن، عناصری مانند نیکل، مولیبدن، مس، تیتانیم، آلومینیوم، سیلیسیم، نیوبیوم، نیتروژن، گوگرد و سلنیم را به آنها اضافه میکنند.
فولادهای زنگنزن، شامل 5 گروه هستند:
برای محافظت فلزات مختلف در برابر خوردگی و همچنین ایجاد ظاهر زیبا، سطح فلزات را پوشش میدهند. به این منظور، از روشهای زیر استفاده میشود:
علاوه بر محافظت در برابر خوردگی، ترکیب آهن و روی باعث افزایش خواص رنگپذیری و جوشپذیری نیز میشود. طول عمر فولادهای روکشدار، به شرایط محیطی و ضخامت روی استفاده شده وابسته است. علاوه بر روی، از مواد دیگری نیز به منظور حفاظت در برابر عوامل خورنده استفاده میشود.
ورق گالوانیزه، ورق آلوزینک، ورق رنگی و ورق قلع اندود، از مهمترین ورقهای پوششدار فولادی به شمار میروند که در این میان ورق گالوانیزه متداولتر بوده و در صنایع مختلفی استفاده میشود. بیشترین کاربرد ورق گالوانیزه در ساخت کانال کولر، کابینت آشپزخانه ، شیروانی و لولههای بخاری است. ورق آلوزینک از ترکیب آلومینیوم و روی ساخته شده و در ساخت روکش دیوار، زه کشی و لولهکشی، نردهها، قاب خانههای فولادی و… کاربرد دارد. ورق رنگی از جمله ورقهای پایه گالوانیزه است که رنگآمیزی آن به صورت کورهای انجام شده و در صنایع ساختمانی و لوازم خانگی استفاده میشود. ورق قلعاندود یا همان حلبی، به طور گستردهای در ساخت قوطیهای کنسرو کاربرد دارد.
فولاد مذاب به دست آمده از کورههای فولادسازی، مقادیر زیادی اکسیژن محلول دارد که باید قبل از ریختهگری حذف شود. عملیات حذف اکسیژن از فولاد را آرامسازی (killing) مینامند. برا این اساس، سه نوع فولاد وجود دارد:
استانداردهای فولادی ASTM توسط انجمن آزمایشها و مواد آمریکا، تدوین شده و در طبقهبندی و ارزیابی ویژگیهای مکانیکی، شیمیایی، مادی و ساختاری تمام انواع فولاد قابلاستفاده هستند. در این استاندارد، حرف A بعد از عبارت ASTM به مواد آهنی اشاره دارد. سپس یک عدد ۱ تا ۳ رقمی قرار گرفته و بعد سال تصویب یا ویرایش استاندارد نوشته میشود.
برخی از محصولات مهم فولادی با استفاده از این استاندارد در جدول زیر نمایش داده شده.
استانداردهای فولادی ASTM توسط انجمن آزمایشها و مواد آمریکا، تدوین شده و در طبقهبندی و ارزیابی ویژگیهای مکانیکی، شیمیایی، مادی و ساختاری تمام انواع فولاد قابلاستفاده هستند. در این استاندارد، حرف A بعد از عبارت ASTM به مواد آهنی اشاره دارد. سپس یک عدد ۱ تا ۳ رقمی قرار گرفته و بعد سال تصویب یا ویرایش استاندارد نوشته میشود.
برخی از محصولات مهم فولادی با استفاده از این استاندارد در جدول زیر نمایش داده شده.
فولادهای ماریجینگ از انواع فولادهای آلیاژ آهنی به شمار میروند که میزان کربن موجود در آنها پایین و حتی گاهی صفر بوده و شامل مقدار زیادی نیکل (بین ۱۵ تا ۲۰ درصد) و همچنین عناصر کبالت، مولیبدن، تیتانیم و آلومینیوم میباشند. نام ماریجینگ از عملیات استحکامدهی این نوع فولاد گرفته شده است. علت مستحکم بودن این فولاد، با وجود مدار کمکربن، رسوب ترکیبات بین فلزی است. فولادهای ماریجینگ برای ماشینکاری مناسب بوده و قابلیت جوشپذیری خوبی نیز دارند. وجود مقادیر بالای عناصر آلیاژی باعث شده تا قابلیت سختشوندگی این فولاد افزایش بیابد. انواع فولاد غیرزنگنزن ماریجینگ نسبت به خوردگی و تردی هیدروژنی مقاوم است و این خاصیت با استفاده از ورق کاری کادمین یا فسفاته کردن آن بیشتر میشود. فولادهای ماریجینگ بر اساس میزان استحکام کششی آنها در صدها پوند در اینچ مربع، با اعداد ۲۰۰، ۲۵۰، ۳۰۰ و ۳۵۰ نامگذاری میشوند.
انواع فولادهای ماریجینگ در پوستهی راکت موشک، هوافضا، ساخت سانتریفیوژها، قطعات داخلی موتورها، قالبهای تولید، قطعات الکترومکانیکی و… مورد استفاده قرار میگیرند.
در این مقاله به طور مفصل درباره انواع فولاد و کاربردهای آن صحبت کردیم و با کاربردهای گوناگون آن آشنا شدیم. خوشبختانه صنعت فولاد در کشور ما از جایگاه ویژه و مهمی برخوردار است. طبق آمارهای منتشر شده، ایران یازدهمین تولیدکننده فولاد در جهان به شمار میرود. شرکت فولاد مبارکه، فولاد کاویان، فولاد خوزستان، گروه ملی صنعتی فولاد ایران و شرکت گروه صنعتی سپاهان از جمله مهمترین قطبهای تولید فولاد در ایران به شمار میروند. به نظر شما چه عواملی در تسریع رشد این صنعت مادر، تاثیرگذارند؟
مثال: 09123456789
فراموشی رمز عبور