یکی از مهمترین فلزات پرکاربرد در جهان، فولاد میباشد. فولاد فلزی است که به راحتی با همه ی صنایع هماهنگ میشود و ارزان و مقرون به صرفه است و در کل جهان پرطرفدار میباشد. تقریبا همه ی صنایع با فولاد و محصولات فولادی سرو کار دارند. فولاد آلیاژی، فولادی است که می‌تواند خواص و ویژگی های عناصر را جذب کند. فولاد آلیاژی در صنایع مختلفی مانند صنعت نفت، صنعت هواپیما سازی، صنعت پتروشیمی، صنعت خودرو‌سازی، صنعت کشتی‌سازی، ساخت قطعات و غیره کاربرد دارد.
فولاد آلیاژی چیست؟
فولاد یک نوع آلیاژ است که از ترکیب دو عنصر آهن و کربن تولید میشود. این آلیاژ یکی از مهمترین و پر کاربرد ترین آلیاژ ها میباشد که از استحکام بالایی برخوردار است. این محصول ارزان و به صرفه و قابل دسترس است. فولاد به راحتی استخراج میشود و تولید گسترده ای دارد. این ویژگی هایی که نام برده شد باعث میشود تا تقریبا همه ی صنایع، از فولاد آلیاژی استفاده کنند.
یکی از مشخصات منحصر به فرد فولاد، امکان ساخت انواع فولادهای آلیاژی است که با اضافه کردن عناصر به فولاد امکان پذیر میشود. در زمان تولید و در مرحله ی ذوب، برای افزایش قابلیت و استقامت به فولاد، عناصر مختلفی را به فولاد ذوب شده اضافه میکنند.
مهم ترین عنصری که به فولاد اضافه میشود، کربن است که اگر مقدار کربن در فولاد زیاد باشد فولاد سخت و شکننده و جوش ناپذیر میشود ولی اگر مقدار کربن کم باشد فولاد نرم و انعطاف پذیر میشود. ولی اگر مقدار متعادلی کربن در فولاد به کاربرده شود، هم فولاد سخت و همچنین جوش پذیر میشود.
برای تولید فولاد آلیاژی، به علاوه بر اضافه کردن کربن، عناصر دیگری مانند، سیلیسیم، وانادیم، تنگستن، منگنز، کروم، بور و غیره اضافه میشود. هر عنصر قابلیت خاصی را به فولاد اضافه میکند که در ادامه با این آنها آشنا می‌شوید.
آنالیز انواع فولاد های آلیاژی
انواع فولاد آلیاژی به دو دسته‌ی فولاد کم آلیاژ و فولاد پر آلیاژ تقسیم میشود.
فولاد کم آلیاژ به فولاد های حاوی کمتر از۸ درصد عنصر آلیاژی گفته میشود. و فولاد پر آلیاژ به فولادهایی با بیش از ۸ درصد عنصر آلیاژی اطلاق میشود. فولاد ضد زنگ یک نوع فولاد پرآلیاژ میباشد. در ادامه ما با چند نمونه از انواع فولاد های آلیاژی آشنا می‌شویم.
فولاد ضد زنگ در همین دسته فولاد پر آلیاژ قرار می گیرد. فولادهای آلیاژی کم نیستند ولی در اینجا هفت تا از بهترین های این فولاد را بررسی می کنیم.
فولاد آلیاژی کروم دار
فولاد آلیاژی کروم دار، علاوه بر کربن در آن مقدار قابل توجهی کروم وجود دارد. برای تولید این نوع فولاد آلیاژی، درون آهن ذوب شده و گداخته شده، کروم اضافه میکنند. عنصر کروم امکان ضد زنگ زدگی فولاد را به فولاد آلیاژی اضافه میکند. هر چه میزان کروم اضافه شده در فولاد آلیاژی بیشتر باشد، خاصیت ضد خوردگی و ضد زنگ زدگی فولاد را افزایش میدهد. عنصر کروم به گونه ای است که زمانی که در مجاورت اکسیژن قرار بگیرد، اکسید میشود و همین اکسین شدن، باعث میشود بقیه ی قسمت های آلیاژی از خوردگی جلوگیری شود.
روش مقاومت فولاد آلیاژی کروم دار به خوردگی به این صورت است که وقتی این آلیاژ در مجاورت اکسیژن قرار بگیرد، عنصر کروم اولین ماده ای است که اکسید می شود و این اکسید شدن منجر به تولید لایه ای می شود که بقیه قسمت های آلیاژ را از خوردگی محافظت می کند. در مجموع میتوان گفت که با اضافه کردن کروم به فولاد آلیاژی، مقاومت فولاد در برابر خوردگی و مواد قلیایی و اسیدی افزایش میابد.
فولاد آلیاژی وانادیوم دار
عنصر وانادیوم، یک عنصری میباشد که به فولاد ویژگی منحصر به فرد اضافه میکند. این عنصر، به آهن مذاب و گداخته شده اضافه میشود و بعد از اضافه شدن شروع به دانه ساز در فولاد میکند. این فولاد باعث میشود که دانه های فولاد بزرگتر نشود و اندازه ی دانه ها را کنترل میکند. فولاد وانادیوم دارای بافتی ظریف میباشد که خاصیت شکل پذیری را افزایش میدهد. این عنصر در کنار کنترل اندازه دانه ها به استحکام و سختی فولاد اضافه میکند.
فولاد آلیاژی تنگستن دار
با اضافه کردن تنگستن به فولاد کربن دار، به فولاد خاصیت سختی بالا و برندگی زیاد اضافه میکند. فولاد آلیاژی تنگستن دار برای ساخت مته و تیغه و ابزار برنده استفاده میشود. تنگستن باعث ثبات ترکیب شیمیایی فولاد پرکربن میشود و به همین دلیل فولاد خاصیت آهن ربایی پیدا میکند.
فولاد آلیاژی منگنزدار
با اضافه کردن منگنر به فولاد کربن دار، شکل پذیری فولاد بالا میرود. بعضی مواقع برای اضافه کردن سختی و استحکام فولاد، عملیات حرارتی کوئینچ روی فولاد صورت می‌گیرد.
فولاد آلیاژی نیکل دار
نیکل یکی از مهمترین عناصر برای فولاد سازی میباشد، این عنصر، نیروی کششی و سختی را در فولاد افزایش میدهد. یکی از مهمترین ویژگی های فولاد آلیاژی نیکل دار افزایش مقاومت فولاد در برابر زنگ زدگی و خوردگی میباشد.
تفاوت فولاد آلیاژی و فولاد غیر آلیاژی
- فولاد غیر آلیاژی، فقط یک درصد کربن دارد و بسیار شکل پذیر و انعطاف پذیر است ولی فولاد آلیاژی بیشش از ۲۵ درصد کربن دارد که موجب سختی و شکنندگی فولاد میشود.
- فولاد آلیاژی در زمان ذوب برای بهبود خواص خود با عناصر دیگر ترکیب میشود. ولی فولاد غر آلیاژی به غیر از درصد کمی از کربن با هیچ عنصر دیگری ترکیب نمی‌شود.
- فولاد غیر آلیاژی به راحتی با اکسیژن محیط واکنش نشان داده و اکسید میشود. ولی فولاد آلیاژی دارای عناصری میباشد که مقاومت فولاد را در برابر خوردگی و زنگ زدگی افزایش میدهد.
منبع: آهن ملل
