مقالات مرتبط
![برترین تولیدکنندگان تیرآهن در کشور [تاریخچه و ویژگی محصول هرکدام]](https://tejarat-gram.com/assets/uploads/article/dc8f0439cf5cc783773333dcd195cde2.webp)
![جدول اشتال تیرآهن چیست ؟ [ آموزش استفاده به زبان ساده ]](https://tejarat-gram.com/assets/uploads/article/b23383f2e1b908803fdfee7ef95a3cf0.webp)
![آزمایش ورق های آهنی [معرفی انواع تست ورق های فولادی]](https://tejarat-gram.com/assets/uploads/article/46e2eae03670fd901edffb3541417234.webp)
![جدول اشتال لوله چیست [ نحوه محاسبه و آموزش ]](https://tejarat-gram.com/assets/uploads/article/1b70120583125b57343e4767f37ce70a.webp)
فولاد آلیاژی چیست؟
یکی از فلزات پر طرفدار در جهان فولاد است و چون از آهن به تنهایی استفاده نمی‌شود به همین دلیل آن را با آلیاژهای متنوع ترکیب می‌کنند تا بتوانند از آن در صنایع مختلف استفاده کنند. یکی از نکات بسیار مهم درباره اهمیت فولاد آلیاژی قیمت پایین، دسترسی و استخراج آسان آن و خواص مکانیکی مطلوب آن است که با مجموعه این ویژگی‌ها فولاد آلیاژی توانسته است جایگاه ویژه‌ای را در میان انواع فولاد از آن خود سازد. ما در این جا قصد داریم تا شما را با کاربرد و نوع ترکیب فولاد آلیاژی و تفاوت آن با فولاد غیر آلیاژی آشنا سازیم؛ پس با ما همراه باشید.
معرفی فولاد آلیاژی
فولاد یک آلیاژ است که از ترکیب آهن و کربن ساخته می‌شود که کربن باعث استحکام فولاد می‌شود در صورتی که مقدار کربن در فولاد زیاد باشد فولاد سخت و شکننده و جوش ناپذیر می‌شود و در صورتی که مقدار کربن کم باشد فولاد نرم و انعطاف‌پذیر می‌شود و اگر به میزان متعادلی از کربن در فولاد استفاده شود فولاد سخت و جوش‌پذیر می‌شود. یکی از عواملی که باعث شده است که فولاد در قیاس با فلزات دیگر جایگاه ویژه‌ای داشته باشد.
امکان تولید انواع فولاد آلیاژی با افزودن بعضی عناصر به محتوای آن است که در این روش به هنگام تولید فولاد در کنار کربن از عناصر دیگری مانند منگنز، نیکل، کروم، مولیبدن، وانادیم و سیلسیوم استفاده می‌شود که وزن این عناصر در ترکیب با فولاد حدود ۱ تا ۵ درصد متغیر است.بعضی عناصر به مقدار اندکی جهت تولید فولادآلیاژی مورد استفاده قرار می‌گیرند که از جمله آن‌ها می‌توان به کبالت، مس، آلومینیوم، تیتانیوم و تنگستن اشاره کرد که این عناصر یاد شده می‌توانند باعث افزایش میزان سختی و چقرمگی، افزایش مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر خوردگی و شکل‌پذیری فولاد آلیاژی شود در نتیجه گریدهای مختلفی از آلیاژ فولادی تولید شود که بسته به نوع عنصر و درصد با یکدیگر متفاوت هستند.
نحوه تولید فولاد آلیاژی
به هنگام شروع کار، عناصر موردنیاز با یکدیگر مخلوط شده که ترکیب مواد در دمای بیش از ۱۶۰۰ درجه سانتی‌گراد انجام می‌شود و حدود ۸ تا ۱۲ ساعت زمان می‌برد. بعد فولاد در دمای بیش از ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد حرارت می‌بیند تا ناخالصی‌های آن از بین برود و در این صورت خواص فیزیکی و شیمیایی فولاد آلیاژی تغییر می‌کند. سپس ترکیبی از آهن و اکسید که از فرآیند حرارت‌دهی فولاد به دست می‌آید، با هیدروفلوریک اسید از سطح سولفور جدا شده و دوباره فرآیند پخت و رسوب‌زدایی انجام می‌شود تا فولاد ذوب شده و به نتیجه دلخواه برسد.
کاربرد فولاد آلیاژی
فولاد آلیاژی کاربرد بسیاری در صنایع مختلف دارد که آن‌ها را معرفی می‌کنیم:
- فولاد آلیاژی در صنایع مختلفی مانند صنعت نفت، صنعت پتروشیمی، صنعت هواپیماسازی، صنعت خودروسازی، ساخت فرودگاه، پل و استادیوم کاربرد دارد.
- از این نوع فولاد در صنعت کشتی سازی، تولید موتور جت، موتورهای الکتریکی و مبدل‌ها نیز استفاده می‌شود.
- برای ساخت لوله‌های مخصوص انتقال مایعات و لوله‌های کارگزاری شده در زیر آب نیز کاربرد دارد.
-
همچنین از آن برای تولید محصولات ساختمانی مانند چهارچوب‌های فولادی، تیر سردر و سقف نیز به کار می‌رود.
مزایای فولاد آلیاژی
استفاده از فولاد آلیاژی مزایای زیادی دارد که شامل موارد زیر است:
- افزایش قابلیت سختی‌پذیری و چقرمگی آن
- قابل استفاده بودن در محیط‌های کلرایدی
- مقاومت بالا در برابر خوردگی
- سختی زیاد در برابر دمای زیاد
- افزایش مقاومت سایشی
- افزایش خواص مغناطیسی
-
استحکام و پایداری بالا
معایب فولاد آلیاژی
فولاد آلیاژی در کنار مزایایی که دارد معایبی نیز دارد که به آن‌ها در متن زیر اشاره می‌کنیم:
- قابلیت تراش به مقدار کم
- قابلیت جوشکاری کم
-
امکان شکل‌پذیری کم
انواع فولاد آلیاژی با توجه به روش تولید
فولادهای آلیاژی با توجه به روش‌های تولید و کاربردهایی که در صنعت دارند دسته‌بندی‌های مختلفی دارند که به آن‌ها اشاره می‌کنیم:
-
فولاد گرمکار
از این فولاد آلیاژی برای تولید ابزارهایی جهت استفاده در دمای بالا کاربرد دارد که از آن برای ساخت انواع ابزار و قالب‌هایی که با فولاد داغ در تماس مستقیم هستند، استفاده می‌شود.
-
فولاد سردکار
این نوع فولاد آلیاژی جهت تولید ابزارهایی برای استفاده در دماهای پایین کاربرد دارد که از مهم‌ترین فولادهای سردکار می‌توان به فولاد SPK، فولاد آموتیت و فولاد نقره‌ای اشاره کرد.
-
فولاد ضد سایش
این دسته از فولاد آلیاژی مقاومت سایشی زیادی دارند و در فعالیت‌های صنعتی کاربرد گسترده‌ای دارند.
-
فولاد سمانتاسیون
این نوع فولاد آلیاژی یکی از فولادهای پر کاربرد در صنعت ماشین‌سازی و خودروسازی است که در این نوع فولاد، عملیات سمانتاسیون انجام می‌شود که در این روش سطح کار با کربن زیاد ادغام شده، مرکز با کربن کم و فولاد آلیاژی، خواص سطحی مناسبی پیدا می‌کند. فولاد آلیاژی به دو دسته فولاد کم آلیاژ و پر آلیاژ تقسیم می‌شود که آن‌ها را به همراه ویژگی‌هایشان معرفی می‌کنیم:
-
فولاد کم‌آلیاژ
این دسته از فولادها آلیاژ کمتری دارند که درصد عناصر آلیاژی آن کمتر از ۸٪ است و فولادهای کم‌آلیاژ با افزودن کروم، مولیبدن و نیکل از دیگر فولادهای آلیاژی متفاوت می‌شوند.
-
فولادهای کم‌آلیاژ پر استحکام
در این نوع فولاد عناصری مانند کلمبیم، وانادیوم و تیتانیوم به کار برده می‌شود و به خاطر پایداری بالای آن، از آن جهت تولید قطعات ریز استفاده می‌شود.
-
فولاد پرآلیاژ
از فولادهای پرآلیاژ در مکان‌هایی که در تماس با رطوبت قرار دارند یا مکان‌هایی که گاز و مایعات در آن با دمای بالاتر از ۶۵۰ درجه سانتی‌گراد وجود دارد، استفاده می‌شود. این نوع فولاد پرآلیاژ مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارد و این نوع فولاد در ترکیب خود بیشتر از ۸ درصد از عناصر دیگر را دارد که این موضوع باعث تغییرات مکانیکی در آن‌ها می‌شود که یکی از پرکاربردترین نوع فولاد پرآلیاژ، فولاد ضد زنگ و فولاد ابزار است.
عناصری که برای تولید فولاد آلیاژی کاربرد دارند
-
فولاد کروم_مولیبدن
این نوع فولاد کم‌آلیاژ مقدار کروم آن حدود ۵/۰ تا ۹ درصد و مقدار مولیبدن آن حدود ۵/۰ تا ۱ درصد است که کم بودن کربن در این آلیاژ سبب افزایش قابلیت جوشکاری و افزایش میزان مقاومت آن در برابر خوردگی شده است؛ بنابراین از آن در ساخت نیروگاه‌های حرارتی و پتروشیمی استفاده می‌شود.
-
فولاد نیکل_مولیبدن
فولاد نیکل_مولیبدن یکی از فولادهای کم آلیاژ است که در دمای پایین مقاومت بالایی دارد اما میزان چقرمگی و شکنندگی آن بسیار بالا است؛ پس برای افزایش میزان مقاومت آن در برابر دمای پایین به جای استفاده از نیکل ۲ درصد به آن حدود ۵/۳ درصد نیکل اضافه می‌کنند. این نوع از فولاد در استاندارد ASTM با سری FL نشان داده می‌شود. از این نوع فولاد آلیاژی در مکان‌هایی که ثابت ماندن ابعاد فولاد در اثر گرما اهمیت دارد مانند صنعت هواپیما و صنعت نفت استفاده می‌شود.
-
فولاد آلیاژی کروم دار
در ترکیب این نوع فولاد آلیاژی همراه با عنصر کربن و عناصر دیگر از عنصر کروم بیشتر استفاده شده است که عنصر کروم باعث افزایش قابلیت ضد زنگ زدگی آن شده است. این فولاد آلیاژی در برابر خوردگی بدین شکل مقاوم است که عنصر کروم با قرارگیری در کنار عنصر اکسیژن، اکسید می‌شود و در این حالت لایه‌ای تشکیل می‌شود که از قسمت‌های دیگر آلیاژ در برابر خوردگی محافظت می‌کند و موجب افزایش سختی آن می‌شود. فولاد آلیاژی کروم دار شامل فولاد ابزار مدل D۲ و فولاد ضد زنگ ۳۰۴ و ۳۱۶ است که این نوع آلیاژ در ساخت بلبرینگ‌های ساچمه‌ای، فنرهای سیم پیچ خودروها، سوهان‌ها و سایر ابزارهای برشکاری بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
-
فولاد آلیاژی وانادیوم دار
از جمله عناصری که با فولاد ترکیب می‌شود وانادیوم است که با اضافه شدن به فولاد و کاربیدهای آن اقدام به دانه‌سازی می‌کند بدین شکل دانه‌های فولاد بزرگ نشده و تحت کنترل قرار می‌گیرند که این موضوع باعث افزایش استحکام و سختی این نوع فولاد آلیاژی می‌شود. از میان فولاد آلیاژی وانادیوم دار می‌توان به فولاد vg10 و M۳۹۰ اشاره کرد همچنین فولادهای آلیاژی A۳، A۹ و ۰۱ نیز مقدار زیادی از عنصر وانادیوم در درون خود جای داده‌اند. این نوع فولاد آلیاژی قابلیت چکش خواری و چقرمگی زیادی دارد بنابراین از آن در تولید فنر، ساخت قطعات لوکوموتیو، تیغه، میل لنگ و سایر قطعات خودرو استفاده می‌شود.
-
فولاد آلیاژی تنگستن دار
وقتی که فولاد با عنصر تنگستن مخلوط می‌شود باعث افزایش سختی و برندگی این نوع فولاد آلیاژی می‌شود؛ زیرا تنگستن سبب پایدار ماندن ترکیبات شیمیایی این نوع فولاد می‌شود؛ بنابراین برای ساخت آهنربا از آن استفاده می‌شود؛ زیرا خاصیت مغناطیسی خود را تحت هیچ شرایطی از دست نمی‌دهد. از این نوع فولاد آلیاژی در تولید انواع کاتر، تیغه‌های تراشکاری و مته‌ها استفاده می‌شود.
-
فولاد آلیاژی منگنزدار
فولاد هادفیلد نام دیگر این نوع فولاد آلیاژی است زمانی که منگنز با فولاد ترکیب می‌شود این موضوع از تشکیل ذرات آستنیت در آن پیشگیری می‌کند و قابلیت شکل‌گیری و میزان سخت‌شدگی فولاد را افزایش می‌دهد. برای افزایش سختی و استحکام این فولاد آلیاژی عملیات حرارتی به نام کوئینچ کردن روی آن انجام می‌پذیرد که این فرآیند در بازه زمانی مشخصی باید انجام می‌شود و در صورتی که این فرآیند زودتر یا دیرتر از موعد انجام شود باعث بی‌ثباتی فولاد می‌شود.
از انواع این نوع فولاد آلیاژی می‌توان به فولاد ابزار O۲، فولاد A۴، فولاد A۱۰ و فولاد ضد زنگ ۲۰۱ اشاره کرد. از این نوع فولاد آلیاژی در چرخ دنده ها، فنرها، نقاط سوئیچ در ریل‌ها، در تولید گاوصندوق، صفحات ضد مته و کابینت‌های ضدگلوله استفاده می‌شود.
-
فولاد آلیاژی کبالت دار
افزودن عنصر کبالت دار به فولاد آلیاژی مانع از شکل گیری ذرات آستنیت در آن می‌شود و بدین ترتیب سختی فولاد تغییر نمی‌کند که برای اینکه سختی و استحکام فولاد کبالت دار بیشتر شود مقداری تنگستن نیز به آن اضافه می‌کنند. از فولاد آلیاژی کبالت دار برای تولید موتورهای جت و توربین‌های گازی استفاده می‌شود که برای انجام این کار به فولاد آلیاژی کبالت دار با درصد کبالتی حدود ۵ تا ۶۵٪ نیاز است.
-
فولاد آلیاژی نیکل دار
نیکل در این نوع فولاد آلیاژی باعث افزایش نیروی کششانی و سخت‌شدگی فولاد و افزایش مقاومت فولاد در برابر خوردگی می‌شود که برای این کار حدود ۳۵درصد نیکل به فولاد افزوده می‌شود. از ویژگی‌های خاص این نوع فولاد آلیاژی می‌توان به قابلیت مفتول و تورق شدن آن، افزایش خاصیت ارتجاعی و شکل‌پذیری مناسب آن اشاره کرد که از جمله فولادهای آلیاژی نیکل دار فولاد ۲۵ XX و 23XX هستند.
در صورتی که در ترکیب نیکل با فولاد حدود ۱۸ تا ۴۰ درصد نیکل استفاده شود، به آن «فولاد پر نیکل» می‌گویند که فولاد آلیاژی «اینوار» به عنوان یکی از آلیاژهای فولادی پر نیکل شناخته می‌شود که در برابر حرارت تغییرات بسیار کمی پیدا می‌کند؛ بنابراین از آن برای ساخت وسایل بسیار دقیق استفاده می‌شود. از خصوصیات قابل توجه این نوع آلیاژ به این می‌توان اشاره کرد که هنگامی که عناصر دیگری به آن اضافه می‌شود خواص این فولاد آلیاژی افزایش پیدا می‌کند.
-
فولاد آلیاژی مولیبیدن دار
مولیبیدن بعد از ذوب شدن در آهن باعث می‌شود که کربورهای مرکب و مضاعف این نوع فولاد آلیاژی آزاد شود که این موضوع باعث افزایش چند برابری مقاومت به خوردگی این فولاد، افزایش نیروی کشسانی و چقرمگی آن می‌شود. از مهم‌ترین فولاد آلیاژی مولیبیدن دار می‌توان به فولاد ابزار نوع A اشاره کرد که از آن در ساخت تیغه رنده، پیچ، فنر، الکتروموتورها، در تولید خطوط لوله نفت و گاز و سازه‌های زیر آب استفاده می‌شود.
-
فولاد آلیاژی آلومینیوم دار
این نوع فولاد آلیاژی بسیار سبک و شکل‌پذیر است و مقاومت زیادی در برابر حرارت دارد و از آن در تولید ژنراتورهای برق استفاده می‌شود.
-
فولاد آلیاژی مس دار
این نوع فولاد آلیاژی ضد زنگ است و از آن در ساخت قطعات ماشین استفاده می‌شود و مقاومت بالایی در برابر خوردگی و هدایت گرما دارد؛ بنابراین از آن در سیم‌کشی برق و تولید مبدل‌های حرارتی استفاده می‌شود.
-
فولاد آلیاژی سیسلیسیم دار
این فولاد آلیاژی ضد زنگ و در برابر حرارت و سایش بسیار مقاوم است و با قابلیت چکش‌خواری و خاصیت مغناطیسی که دارد از آن در ترانسفورماتورهای الکتریکی استفاده می‌شود.
-
فولاد آلیاژی تیتانیوم دار
فولادهای تیتانیوم دار نسبت به فولاد خالص سبک‌تر هستند و قابلیت انعطاف‌پذیری و استحکام بسیار بالایی دارند و از آن در ساخت هواپیما و صنعت هوافضا، ساخت دوچرخه، کلاه ایمنی، در صنعت جواهرسازی و تجهیزات ورزشی استفاده می‌شود. تفاوت فولاد آلیاژی و فولاد غیر آلیاژی، فولاد آلیاژی و فولاد غیر آلیاژی تفاوت بسیاری با یکدیگر دارند.
تفاوت فولاد آلیاژی و غیرآلیاژی
-
میزان کربن استفاده شده
در ترکیب فولاد غیرآلیاژی از ۱درصد کربن استفاده می‌شود و بسیار انعطاف‌پذیر است اما در ترکیب فولاد آلیاژی ۲۵ درصد کربن یا بیشتر استفاده می‌شود که هر چه میزان کربن بیشتر باشد سختی فولاد و شکنندگی آن نیز به همان میزان بیشتر و از حالت شکل‌پذیری آن کم می‌شود که با اضافه کردن عناصری مانند منگنز و نیکل این مشکل از بین می‌رود.
-
نحوه ذوب شدن
فولاد آلیاژی در هنگام ذوب شدن با عناصر دیگری ترکیب می‌شود تا خواص و قابلیت‌های بهتری پیدا کند در صورتی که فولاد غیرآلیاژی به غیر از درصد کمی از کربن با هیچ عنصر دیگری ترکیب نمی‌شود.
-
میزان خوردگی آن‌ها
فولاد غیرآلیاژی از آنجایی که درصد خلوص آهن در آن بسیار بالا است در ترکیب با عنصر اکسیژن اکسید می‌شود در صورتی که فولاد آلیاژی با عناصری ترکیب می‌شود که باعث افزایش مقاومت فولاد در برابر خوردگی و زنگ زدگی می‌شود.
-
میزان استفاده از آن‌ها
فولاد آلیاژی بسیار بیشتر از فولاد غیرآلیاژی کاربرد دارد و از آن در آشپزخانه و حتی شاتل‌های فضایی استفاده می‌شود؛ در صورتی که فولاد غیرآلیاژی کمتر کاربرد دارد و در صنعت ساختمان‌سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
برای بررسی قیمت و خرید فولاد آلیاژی وارد لینک روبرو شوید - قیمت فولاد آلیاژی
امتیازدهی به این مقاله (5.00)
دیدگاه خود را بنویسید
مقالات مرتبط
