فولاد آلیاژی و کاربرد آن

فولاد آلیاژی و کاربرد آن

فولاد آلیاژی و کاربرد آن در صنایع بسیار زیاد می باشد. فولاد آلیاژی یکی از مهم ترین فلزات جهان است. فلز فولاد با داشتن صرفه اقتصادی و قابلیت هماهنگ شدن با همه صنایع از جایگاه ویژه ای در دنیا برخوردار است. تقریبا همه صنایع جهان با فلز فولاد و محصولات آن سر وکار دارند.

در این میان فولاد آلیاژی از اهمیت ویژه ای برخوردارند. فولاد می­تواند خواص برخی از عناصر را جذب و ویژگی­های چشمگیری پیدا کند. که در نتیجه به آن فولاد آلیاژی می­گوییم.

فولاد آلیاژی در صنایعی همچون نفت، پتروشیمی، هواپیماسازی، خودروسازی، کشتی سازی ساخت قطعات مختلف و غیره کاربرد دارد. در این مقاله تصمیم داریم به بررسی بیشتر در رابطه با فولاد آلیاژی بپردازیم.

فولاد آلیاژی چیست؟

فولاد در واقع خود یک آلیاژ است که از ترکیب آهن و کربن به وجود می­آید. آلیاژ فولادی است که به دلیل استحکام، مقرون به صرفه بودن، ارزان و دسترس بودن، راحتی در استخراج و تولید بسیار حائز اهمیت و پرکاربرد می­باشد.

همین دلیلی است که فولاد آلیاژی در تمام صنایع دیده شود. اما چیزی که فولاد را نسبت به بقیه آلیاژ­ها و فلزات منحصر به فرد کرده است؛ امکان ساخت انواع فولاد آلیاژی با اضافه کردن برخی عناصر به آن است.

هنگام تولید فولاد و در مرحله ذوب فولاد عناصر مختلفی را به هدف تولید فولاد با قابلیت ­های بیشتر اضافه می­کنند. مهمترین این عناصر کربن بوده که تعیین کننده میزان سختی و نرمی آن است.

به طوریکه هرچقدر میزان کربن بیشتر باشد حالت سختی شکنندگی و جوش ناپذیری آن نیز افزایش می­یابد. از همین رو کربن را به میزان متعادل در فولاد به کار می­برند تا آنجا که فولاد هم  سخت شود و هم خاصیت جوش پذیری مناسبی پیدا کند.

برای تولید فولاد آلیاژی و کاربرد آن، در کنار کربن که از خود آن نیز ورق کربنی ساخته می شود از عناصر دیگری مانند منگنز، بور ، وانادیم، کروم، منگنز، سیلیسم، تنگستن و غیره استفاده می­شود. هر کدام از این عناصر نوع خاصی از فولاد آلیاژی را با قابلیت­ها وخواص ویژه به وجود می­آورند.

در نتیجه فولاد آلیاژی، فولادی است که در ترکیب خود علاوه بر کربن یک یا چند تا عناصر ذکر شده را داشته باشد.

آنالیز انواع فولاد­های آلیاژی

انواع فولاد آلیاژی و کاربرد آن به طور کلی به دو دسته فولاد کم آلیاژ و فولاد پر آلیاژ تقسیم می­شوند. فولاد کم آلیاژ به آن نوع از فولاد آلیاژی اطلاق می­شود که کمتر از 8 درصد عناصر آلیاژی را در محتوای خود داشته باشند. فولاد پر آلیاژ بر خلاف دسته قبلی بیشتر از 8 درصد عناصر آلیاژی در آن وجود دارد.

فولاد ضد زنگ در همین دسته فولاد پر آلیاژ قرار می­گیرد. فولاد­های آلیاژی کم نیستند ولی در این مقاله 7 نوع از بهترین فولاد­های آلیاژی را بررسی می­کنیم.

فولاد آلیاژی و کاربرد آن

  1. فولاد آلیاژی کروم دار

این نوع فولاد آلیاژی در کنار کربن و برخی عناصر دیگر دارای درصد قابل توجهی عنصر کروم است. این عنصر درون آهن ذوب شده و گداخته شده ریخته می­شود. سپس در مجاورت کربن تبدیل به کربور ساده و مضاعف از آهن وکربن می­گردد.

عنصر کروم خاصیت بی نظیر ضد زنگ زدگی را به این فولاد آلیاژی می­دهد. هر چه قدر درصد کروم بیشتر شود خاصیت ضد خورندگی و ضد زنگ فولاد آلیاژی افزایش می­یابد.

روش مقاومت فولاد آلیاژی کروم دار به خوردگی به این صورت است که وقتی این آلیاژ در مجاورت اکسیژن قرار بگیرد عنصر کروم تولید ماده ای می­کند که اکسید می­شود و این اکسید شدن منجر به تولید لایه ای می­شود که بقیه قسمت­های آلیاژ را از خوردگی محافظت می­کند. فولاد آلیاژی و کاربرد آن نیز بسته به میزان کروم آن متفاوت است.

این مقاله را نیز حتما بخوانید: لوازم خانگی را با چه نوع فلزاتی می سازند؟

  1. فولاد آلیاژی وانادیوم دار

وانادیوم یکی از عناصری است که به فولاد ویژگی­های خاصی اضافه می­کند . این عنصر به آهن گداخته اضافه می­شود و کاربید­های آن شروع به دانه سازی می­کنند. این کار به دانه­های فولاد اجازه بزرگ شدن نداده و آن­ها را کنترل می­کند.

فولاد آلیاژی وانادیوم دار دارای بافت ریز دانه و ظریف می­باشد. و شکل پذیری خوبی دارد. در برخی فولاد­های آلیاژی که میزان وانادیوم 15 درصد الی 2 درصد است کاربیدهای این عنصر در کنار کنترل اندازه دانه­ها به استحکام و سختی فولاد می­افزاید.

  1. فولاد آلیاژی تنگستن دار

وقتی که فولاد کربن دار ساده با تنگستن ادغام شود، نوعی فولاد آلیاژی تولید می­شود که خاصیت قابل توجهی پیدا می­کند. این فولاد آلیاژی سختی بسیار بالا و برندگی زیاد دارد و برای ساخت انواع تیغه و مته، ابزار برنده، قلم تراش و غیره بهره گرفته می­شود.

  1. فولاد آلیاژی منگنز دار

منگنز یکی از عناصری است که اضافه کردن آن به فولاد به آن خواص ویژه ای می­بخشد. این عنصر وقتی به فولاد افزوده بشود مانع تشکیل ذرات آستنیت شده و شکل پذیری فولاد را بیشتر می­کند.

گاهی نیاز است که برای افزایش سختی و استحکام فولاد عملیات حرارتی به نام کوئینچ کردن روی آن اعمال بشود. این فرآیند باید در بازه زمانی مشخص صورت بگیرد و اگر این فرآیند زودتر یا دیرتر از بازه زمانی انجام بشود باعث بی ثباتی فولاد می­گردد.

  1. فولاد آلیاژی کبالت دار

عنصر کبالت در فولاد باعث می­شود که ذرات استنیت در آن شکل نگیرند و در نتیجه سختی فولاد حتی در دما­های بسیار بالا و بحرانی تغییر نکند. معمولا برای اینکه سختی و استحکام فولاد کبالت دار بیشتر بشود مقداری تنگستن به آن اضافه می­کنند.

  1. فولاد آلیاژی نیکل دار

نیکل عنصری بسیار مهم در بحث آلیاژ سازی می­باشد. این عنصر باعث افزایش نیروی کششی و سختی فولاد می­شود و در عین حال منجر به کاهش خاصیت شکل پذیری آن نمی­شود. معمولا نیکل تا سطح 35 درصد به  فولاد اضافه می­شود.

و وجود آن در این مقدار خواص فوق العاده ای به  فولاد می­بخشد. یکی از مهم ترین ویژگی­های فولاد آلیاژی نیکل دار افزایش مقاومت فولاد در برابر زنگ زدگی و زنگ خوردگی است. چیزی که در این میان راجع به آلیاژی قابل توجه است امکان ادغام چند عنصر همزمان با هم است. به عنوان مثال: اگر به فولاد آلیاژی نیکل دار کروم اضافه شود خواص فولاد تا چندین برابر افزایش پیدا می­کند.

  1. فولاد آلیاژی مولیبیدن دار

مولیبیدن عنصری است که به راحتی هم در آهن آلفا و هم در آهن گاما قابل حل شدن می­باشد. این عنصر بلافاصله بعد از حل شدن در آهن باعث آزاد شدن کربور­های مرکب و مضاعف می­شود.

عنصر مولیبیدن می­تواند خواصی همچون مقاومت به خوردگی، نیروی کششی و چقرمگی فولاد را چندین برابر افزایش دهد. بنابراین برای ساخت انواع ابزار مربوط به ماشین آلات مورد استفاده  قرار می­گیرد.

فولاد آلیاژی و کاربرد آن

تفاوت فولاد آلیاژی و فولاد غیر آلیاژی

میزان کربن: بررسی میزان کربن یکی از راه­های تشخیص فولاد آلیاژی از غیر آلیاژی است. فولاد غیر آلیاژی فقط یک درصد کربن دارد و فولاد آلیاژی و کاربرد آن نیز به میزان کربن آن بستگی دارد.

نحوه ذوب: فولاد آلیاژی در هنگام ذوب کردن با عناصر دیگری ترکیب می­شود تا خواص آن بهتر شود ولی فولاد غیر آلیاژی به غیر از درصد ناچیز کربن با هیچ عنصر دیگر ترکیب نمی­شود.

خوردگی:فولاد غیرآلیاژی به دلیل خلوص بالای آهن به  راحتی با اکسیژن محیط واکنش می­دهد و اکسید می­شود.

فولاد آلیاژی و کاربرد آن

فولاد آلیاژی به دلیل داشتن ویژگی­هایی همچون سختی، چقرمگی، مقاومت به سایش و خوردگی، شکل پذیری و غیره برای ساخت موتور جت، پره­های توربین، راکتور­های هسته ای، فضاپیماها بسیار مورد استفاده  قرار می­گیرد. فولاد­های آلیاژی پاسخ­های مختلفی در محیط­های مغناطیسی می­دهند و برای همین برای ساخت موتور­های الکتریکی و مبدل­ها کاربرد دارند.

این مقاله را نیز حتما بخوانید: اهمیت آهن آلات در صنعت ورزش

خلاصه آنچه خواندیم.

با خواندن مقاله ” فولاد آلیاژی و کاربرد آن ”  متوجه شدیم کار صنایع بدون فولاد و محصولات فولادی پیش نمی رود و به فلزات مهمی چون فولاد وابسته است. فولاد آلیاژی نیز تا کنون پاسخگوی نیاز گسترده صنایع در جهان بوده و خواهد بود. فولاد آلیاژی به این علت که ویژگی­های عناصر مختلف را نیز دارد می­توان در همه صنایع از آن استفاده کرد.

و هر فولاد آلیاژی با توجه به نیاز صنعت استفاده می­شوند. در این مقاله  هفت نوع از فولاد آلیاژ­های مهم را معرفی کردیم و همچنین تفاوت فولاد آلیاژی و غیر آلیاژی را گفتیم. و در ادامه به کاربرد فولاد آلیاژی در صنایع اشاره کردیم.

0 پاسخ

دیدگاهتان را بنویسید

می خواهید در گفت و گو شرکت کنید؟
خیالتان راحت باشد :)

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *