\
اخبار و مقالات

مبانی فولاد و تعاریف اولیه (بخش دوم)

مبانی فولاد و تعاریف اولیه (بخش دوم)

 

فولاد | خرید فولاد

 

فولاد | فروش فولاد

کربن مهمترین و موثرترین عنصر آلیاژی در فولادها می باشد و بالاترین تاثیر را در ساختار آن دارد. با افزایش میزان کربن، استحکام و سختی پذیری فولاد بیشتر می شود اما چکش خواری و قابلیت جوشکاری و ماشین کاری(با استفاده از ماشین های برش) کاهش می یابد. این عنصر عملا هیچ تاثیری بر مقاومت خوردگی در آب، اسید و گازهای گرم ندارد.کربن آبکاری فولادها را ممکن می سازد. فولاد کمتر از 0.2 درصد کربن عملا آبکاری نمیشود. بیش از این مقدار تا حدود 1.2 درصد کربن، سختی فولاد پس از آبکاری بشدت زیاد می شود، از این مقدار ببعد، سختی فولاد افزایش نیافته و خصوصیات چکش خواری خود را از دست می دهد.

 

فولاد | خرید فولاد

این عنصر به آسانی با گوگرد موجود در مواد مذاب ترکیب شده و سولفید منگنز تشکیل می دهد و از ترکیب گوگرد با آهن جلوگیری میکند.وجود این عنصر در فولادهای خوش تراش بسیار مهم است زیرا خط قرمز شکنندگی را کاهش می دهد. منگنز سرعت خنک شدن بحرانی را نیز بشدت کم میکند به همین دلیل سختی پذیری و نقطه تسلیم و استحکام نهایی را افزایش می دهد. با اضافه نمودن منگنز تاثیرات مطلوبی در قابلیت های آهنگری و جوشکاری فولاد بوجود می آید و بطور قابل ملاحظه ای عمق سختی فولادها را بیشتر میکند. منگنز مقاومت سایشی فولاد را بالا می برد. با افزایش منگنز ضریب انبساط حرارتی افزایش یافته در صورتیکه هدایت الکتریکی کاهش می یابد.منگنز باعث افزایش خاصیت فنری می شود. منگنز اضافی فولاد را شکننده تر می سازد.

 

فولاد

افزایش مقدار گوگرد اثر مخریبی بر قابلیت جوشکاری و کیفیت سطحی(بخصوص فولادهایی با درصد کربن و منگنز کم) دارد.این در حالی است که تاثیر اندکی بر روی خواص طولی دارد. گوگرد میتواند سبب کاهش خواص کار گرم شود. فولادها با مقادیر گوگرد بالاتر از 0.5 درصد در هنگام کونچ کردن(فرایند سریع سرد کردن فولاد) از احتمال ترک خوردن بیشتری برخوردار هستند.

 

فولاد

مقدار کمی از فسفر به طور جزئی استحکام و سختی فولاد را افزایش میدهد.مقادیر بالای این عنصر منجر به کاهش چکش خواری و چقرمگی ضربه در فولادها بخصوص فولادهای با درصد کربن بالا که کونج و تمپر شده اند می شود.مقادیر بالای این عنصر در فولادهای کم کربن برای افزایش قابلیت ماشین کاری استفاده می شود.در فولادهای کم کربن فسفر مقاومت و استقامت به خوردگی اتمسفری را افزایش می دهد.

 

یکی از دو عنصر اصلی مورد استفاده برای اکسیژن زدایی در فرایند فولادسازی است. به همین علت مقدار سیلیسیم موجود در فولاد مستقیما با نوع عملیات فولاد سازی در ارتباط است. تاثیر سیلیسیم در افزایش استحکام نوردی و سختی کمتر از منگنز می باشد ولی بطور کلی قابلیت ماشین کاری و شکل دهی سرد را افزایش می دهد. در فولادهای کم کربن سبب کاهش کیفیت سطحی فولاد می شود.

در فولادهای حاوی کمتر از 0.3 درصد سیلیسیم ، استحکام آن را بدون کاهش قابل ملاحظه ای در چکش خواری افزایش میدهد. با فراتر رفتن مقدار این عنصر از 0.4 درصد در فولادهای ساده کربنی کاهش چشمگیری در چکش خواری آن دیده می شود.با این حال مقاومت سایشی در فولادهای حاوی منگنز که عملیات حرارتی شده، حد الاستیک در فولادهای فنر و مقاومت فولادهای مقاوم در برابر حرارت را تا 260 درجه سانتی کراد را افزایش می دهد.

 

این عنصر از رشد دانه در دمای بالا جلوگیری میکند و تاثیر زیادی روی حفظ استحکام در دمای بالا دارد که باعث افزایش طول عمر فولادهای ابزار می شود.کبالت عنصری نیست که بطور معمول به فولادها اضافه شود. کاربیدزا نیست. در فولادهای کم کربن حاوی کروم، کبالت سختی پذیری را کاهش می دهد. استفاده از کبالت در فولادهای تندبر، فولادهای ابزار مورد استفاده در دمای بالا و مولد مقاوم در برابر خزش و دمای بالا محدود شده است.

 

مس معمولا به عنوان یک عنصر مضر در فولاد شناخته می شود. مقادیر کم مس یعنی حدود 0.25 درصد، مقاومت به ترک هیدروژنی را در فولادهای مورد استفاده در خطوط لوله افزایش می دهد. مشابه نیکل، سختی پذیری را افزایش میدهد و اگر به مقدار کافی در فولاد موجود باشد برای کار در دماهای بالا و جوشکاری فشاری مضر است. این عنصر کیفیت سطحی فولاد را کاهش میدهد و عیوب سطحی را زیاد میکند. مس مقاومت خوردگی در هوا را برای فولادهای نواری و ساختمانی و خواص کششی فولادهای آلیاژی و کم آلیاژ را بهبود می بخشد و طبق گزارشات چسبندگی رنگ به فولاد را افزایش میدهد.

 

این عنصر به مقدار بسیار کم روی فولادهای کشته شده تاثیر بسیار زیادی بر روی سختی پذیری آن دارد. همچنین سختی پذیری دیگر عناصر آلیاژی را افزایش می دهد. 0.003 درصد بور که در ساختار حل شده باشد تاثیری معادل 0.5 درصد از دیگر عناصر از قبیل منگنز، کروم و مولیبدن دارد.با این حال استفاده از بور به عنوان عامل افزایش دهنده سختی پذیری به فولادهایی که کمتر از 0.4 درصد کربن دارند محدود شده است. این اثر با افزایش مقدار کربن به شدت کاهش می یابد.تاثیرات مفید بور تنها در فولادهای کم کربن و کربن متوسط مشاهده شده است. قابلیت جوشکاری فولادهای حاوی بور دلیل دیگری برای استفاده از آن می باشد.بهرحال مقادیر بالای بور منجر به تردی و غیرکارپذیری فولادها می شود.

 

این عنصر هنگامیکه در مقادیر کم موجود است(0.5 درصد) کاربیدزا و پایدار کننده کاربید قدرتمندی به شمار می آید. سختی پذیری، مقاومت به خوردگی، حرارت و اکسیداسیون استحکام دمای بالا و نیز مقاومت سایشی در فولادهای پر کربن در حضور کروم افزایش می یابد. کاربیدهای کروم سخت و مقاوم در برابر سایش هستند. در واقع کروم موثرترین سخت کننده است و به همراه عناصری که چقرمگی رابالا میبرند (مانند نیکل) به منظور رسیدن به خواص مکانیکی بالا استفاده می شود.

 

فولادهای آلیاژی نیکل استحکام و چقرمگی دمای پایین بالایی دارند.چکش خواری و چقرمگی خوب و انواع عملیات حرارتی دمای مختلف فولادهای کم کربن حاوی نیکل، این فولادها را به عنوان موادی با سختی و خواص مناسب معرفی میکند.به همراه کروم، نیکل فولادهای آلیاژی با سختی بالا، استحکام ضربه بالا و مقاومت در برابر خستگی را نسبت به فولادهای کربنی تولید میکند.

 

مولیبدن یک عنصر کاربید زاست . اضافه کردن مولیبدن سبب تولید فولادهای ریز دانه، افزایش سختی پذیری و بهبود مقاومت در برابر خستگی آلیاژ می شود. معمولا در محدوده 0.1 الی 0.6 درصد به فولادهای ساختمانی اضافه میشود.این عنصر همچنین سبب افزایش مقاومت خوردگی می شود و لذا اکثرا در فولادهای حاوی مقادیر بالای کروم و فولادهای آستنیتی کروم-نیکل استفاده میشود.

 

 

این عنصر یک اکسیژن زدای قوی کاربیدزا ریزکننده دانه بسیار گران و نادر می باشد. وانادیوم از یکطرف استحکام خستگی را افزایش می دهد و از طرف دیگر حساسیت به ترک را بالا میبرد و نیز تاثیر چندانی روی مقاومت خوردگی آلیاژ ندارد. اضافه کردن وانادیوم تا 0.5 درصد سختی پذیری فولاد را افزایش می دهد.اضافه شدن بیشتر از این مقدار سبب کاهش سختی پذیری می شود. بهرحال 0.1 درصد وانادیوم میتواند منجر به افزایش استحکام فولادهای میکروآلیاژی شود.افزایش مقاومت سایشی و استحکام دمای بالا از دیگر تاثیرات وانادیوم است . لذا اکثرا به عنوان عنصر آلیاژی (به میزان 0.1 درصد و بالاتر) در فولادهای تندبر شکل پذیر در دمای بالا و مقاوم به خزش استفاده میشود.

 

در عملیات فولادسازی مقادیر کم آلومینیوم به عنوان دیگر عنصر اکسیژن زدای اصلی مورد استفاده قرار میگیرد و نیز تاثیر ریز دانه کنندگی از خود نشان می دهد.به مقدار زیادی مقاومت خزشی را کاهش میدهد لذا در فولادهای مورد استفاده در دمای بالا نامطلوب است.این عنصر مقاومت به پوسته شدن را افزایش میدهد.

 

گاهی اوقات کلسیم به منظور اکسیژن زدایی از فولادها برای بهبود قابلیت ماشین کاری و کنترل اندازه و توزیع آخال های غیر فلزی(سولفیدها) استفاده می شود که در نتیجه چقرمگی را افزایش می دهد.

 

گاهی اوقات سرب (بین 0.2 تا 0.5 درصد) به فولادهای آلیاژی و کربنی به وسیله پخش کردن به روش مکانیکی به منظور بهبود قابلیت ماشین کاری اضافه می شود.در دمایی حدود نقطه ذوب آن سبب تردی مایع می شود.

 

مقادیر کمی از این عنصر استحکام تسلیم و نیز استحکام کششی فولادهای کربنی را به میزان کم افزایش میدهد.

 

این عنصر حلالیت کربن و نیتروژن را تا مقادیر بسیار جزئی کاهش می دهد و به منظور تولید فولادهای عاری از عناصر بین نشین که چکش خواری و شکل پذیری سرد بالایی دارند مورد استفاده قرار میگیرد. فولادهای میکروآلیاژی به همراه تیتانیوم قابلیت کشش سیم فولادهای کم کربن را بالا میبرند.این عنصر بعنوان کاربیدزا در فولادهای زنگ نزن به منظور جلوگیری از خوردگی بین دانه ای کاربرد وسیعی دارد.

 

کاربرد اصلی آن بهبود خواص سرد و گرم در فولادهای کم آلیاژ با استحکام بالاست.زیرکونیوم بصورت محلول به مقدار کمی سختی پذیری را افزایش می دهد.

 

انحلال هیدروژن در حین عملیات فولادسازی سبب تردی میشود که در حین سرد کردن از دمای نورد گرم سببب ورقه ورقه شدن می شود.

 

نیتروژن استحکام، سختی و قابلیت ماشین کاری فولاد را افزایش می دهد. در فولادهای اکسیژن زدایی شده توسط آلومینیوم، حضور نیتروژن سبب تشکیل نیترید آلومینیوم می شود که اندازه دانه فولاد را کنترل میکنند و سبب افزایش همزمان سختی و چقرمگی می شوند. نیتروژن تاثیر بر روی سختی پذیری را کاهش میدهد.

 

این عنصر میتواند به مقدار جزئی سبب افزایش استحکام فولاد شود در حالیکه چقرمگی آن را کاهش میدهد.

 

طبق استاندارد ISIRI 13280-1  موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران ، فولادهای آلیاژی فولادهایی هستند که درصد هر عنصر برابر یا بیشتر از مقدار تعیین شده برای آن عنصر باشد.

 

به طور کلی فولادهای مورد استفاده در صنعت و قالب سازی به دسته های زیر تقسیم می شوند که هر کدام دارای مصارف و قابلیت های ویژه مخصوص به خود هستند.

انواع فولادها عبارتند از:

1-فولادهای ابزاری

فولادهای ابزاری گرمکار

فولادهای ابزاری سردکار

2-فولادهای ساختمانی

فولادهای ساختمانی آلیاژی

فولادهای ساختمانی کربنی

3-فولادهای بلبرینگی

4-فولادهای نسوز

5-فولادهای فنری

6-فولادهای نزگ نزن و ضد اسید و قلیا

7-فولادهای تند بر(خشکه هوایی)

 

فولادهای ابزاری:

فولاد پر کربن است که برای ابزار سازی به کار برده می شود. فولادی دارای این خاصیت است که با آب دادن (سرمادهی) کشیده می شود.فولاد ابزار به صورت میله گرد،چهارگوش،هشت ضلعی و به صورت تسمه ساخته می شود.فولادهای ابزار، هنگام پتک کاری بیش از فولادهای کم کربن ماشین آلات،به دقت نیاز دارند. کیفیت فولاد به روش ذوب، نورد کاری، پتک کاری و نیز به ترتیب آن بستگی دارد.

 

فولادهای ابزاری گرمکار:

این ابزار ها مقاومت به اکسیداسیون خوبی در دماهای بالا باید داشته باشند به همین دلیل مقادیر سیلیس و کروم به فولاد اضافه می شود.کربن به دلیل جلوگیری از دکربوره شدن مقدارش متوسط می باشد و معروفترین نوع آن به نام فولاد H13 شناخته میشود.

فولادهای ابزاری سردکار:

فولادهای مقاوم به سایش که دمای کاری آنها از 200 درجه بیشتر نیست. کربنشان از 0.4 تا 2 درصد و اصلی ترین عنصر کروم میباشد که وظیفه اش کاربیدزایی است و معروفترین نوع آن فولاد SPK می باشد.

فولادهای ابزاری کربنی:

این فولاد برای ساخت همه نوع ابزار دستی و کشاورزی مانند قلم دستی، چاقو، تیغ اره، داس، انواع چکش، آچار، پیچ کش، پیچ و مهره، سندان،ماتریس و سایر ابزار ساده به کار می رود. در مقابل اصطکاک دارای مقاومت خوبی است. برای قالب های تزریق پلاستیک و تقویت پشت و زیر انواع قالب ها بکار میرود.

فولادهای ساختمانی کربنی:

به طور کلی این دسته از فولادها به دو دسته  اصلی تقسیم می شوند که به شرح زیر می باشند:

نوع اول:با دارا بودن مقاومت در مقابل سایش و حرارت در کارخانجات سیمان و آجر سازی به منظور ساخت قطعات یدکی مانند سرند های سنگ شکن ،سپر های آسیاب، بدنه ماشین آلات و دیگر قطعات یدکی مانند شاتون دسته پیستون، شافت،دوک، آچار،اهرم،میخ و انواع کوپلینک و سایر قطعات مشابه به کار می رود. CK45 معروفترین نوع این فولاد است.

 

نوع دوم: فولاد سرد کشیده شده و پلیش خورده ST60-2 برای ساخت شافت های چاه عمیق ، لوازم یدکی ماشین الات در راه آهن، نساجی،ماشین سازی، کشتی سازی و غیره مورد استفاده قرار میگیرد.عملیات حرارتی در کارخانه انجام گرفته است.

 

فولادهای ساختمانی آلیاژی:

برای ساخت قطعات یدکی مانند پلوس ،فول،دمیل لنگ، شاتون،محور،شافت،میل گاردن، دسته پیستون،وسایل یدکی هواپیما و سایر قطعات ماشین آلات به کار میرود. فولاد 7225 به علت کم شدن سختی از سطح تا مفز برای ساخت قطعاتی که ضربه خور زیاد داشته و باید حالت ارتجاعی نیز داشته باشند بیشتر مورد استفاده قرار میگیرند.

 

فولادهای بلبرینگی (یاتاقان):

این نوع فولاد تا مفز آب میگیرد و در مقابل فشارهای موضعی و سایش مقاومت بسیار خوبی دارد.پلیش خوبی دارد و دارای مصرف گسترده در صنایع بلبرینگ سازی است.برای ساخت غلتک های رولبرینگ و ساچمه های بلبرینگ و بدنه آن و سوزن انژکتور به کار می رود. عملا برای ساخت میله راهنما و کولت نیز صاحبان صنایع استفاده میکنند.

 

فولادهای نسوز:

این فولاد در مقابل حرارات های تا 1200 درجه سانتیگراد مقاوم بوده و برای کاربرد در تمامی مواردی که قطعه در معرض حرارت زیاد قرار میگیرد نظیر کوره های عملیات حرارتی فولاد و ابزارهای مربوطه – کوره های پخت لعاب و سیمان قالب شیشه کریستال و غیره قابل استفاده است.

 

فولادهای فنری:

برای ساخت فنرهای چند لایه ای، مارپیچ تخت و فنرهای میله ای تحت پیچش به کار می رود.برای کار در حرارت زیاد یعنی حدود 300 درجه سانتیگراد نیز مناسب است.

 

فولادهای ضد اسید و قلیا:

این فولاد برای ساخت لوازم آشپزخانه و قطعات صنایع مواد غذایی ، نساجی و غیره استفاده می شود. در مقابل زنگ زدگی حاصل از بخار آب و مواد اسیدی و قلیایی مقاوم می باشد. قابلیت کشش و پلیش آن عالی است و پس از جوشکاری نیازی به آبکاری ندارد.

 

فولادهای زنگ نزن:

این فولاد ضد زنگ بوده و برای ساخت قطعاتی که درتماس با آب و بخار می باشند مانند شافت های تلمبه، چاه آب، پیچ و مهره، ابزارهای جراحی و پره های توربین به کار می رود.برای جوشکاری مناسب است ولی قبل از جوشکاری باید حدود 300 الی 400 درجه سانتی گراد گرم شود.بعد از جوشکاری مراحل آبکاری و تابانیدن باید انجام گیرد . تحمل حرارتی این فولاد حدود 500 درجه می باشد.

 

فولادهای تندبر:

از این فولاد برای ساخت تیغچه، فرز، برقو،حدیده، قلاویز، ماتریس، قلم تراش و غیره استفاده می شود.

 

برای این پست هیچ نظری ثبت نشده است !

ارسال نظر