انواع فولادها : ویژگی‌های متمایز آنها و مصارف بی شمار

فولاد، آلیاژی از آهن و کربن، یک ماده‌‌ی شدیداً متنوع است که برای انواعی از اهداف به کار می‌رود. تغییرات در ترکیب شیمیایی آلیاژ و افزودن فلزات متعدد دیگر با مقادیر ویژه، منجر به ظهور انواع مختلفی از فولادها با ویژگی‌های متمایز خواهد شد.

نیاز کاهش یافته :

امروزه اگر مهندسان بخواهند که برج ایفل را دوباره بسازند، فولاد مورد نیاز فقط یک سوم مقدار اصلی به کار رفته خواهد بود.
آهن فراوان‏ترین عنصر روی این سیاره است و به طور گسترده بر روی پوسته و هسته‌‌ی زمین یافت می‌شود. اما آهن به شکل خالص خود بسیار نرم است و سریعاً اکسید می‌شود و آهن اکسید (زنگ آهن) را تشکیل می‌دهد. این خاصیت مانع استفاده از این فلز برای انواعی از مصارف می‌شود. از این رو برای غلبه بر این نقص، تا 2‌‌‌% وزنی کربن به آهن خالص اضافه می‌شود تا استحکام و دوامی به آن بدهد. در نتیجه ماده‌‌ی تولید شده فولاد نامیده می‌شود.
فولاد به خاطر سختی و استحکام کششی بالای خود به طور گسترده در صنایع به کار می‌رود. مقادیر ناچیزی از فلزات دیگر به فولاد اضافه می‌شوند تا خواص مختلفی به آن بدهند. فولاد بر اساس فلزات و عناصر اضافه شده، به گروه‌های مختلفی طبقه بندی می‌شود. امروزه بیش از 3500 نوع و گرید مختلف فولاد وجود دارند که هر کدام خواص شیمیایی، فیزیکی و ساختاری متفاوتی دارند. بیش از 75‌‌‌% از انواع آن در دو دهه‌‌ی گذشته در پاسخ به نیازها و الزامات ویژه‌‌ی بخش‌های صنعتی مختلف تولید شده‏اند.

فولاد : انواع، ویژگی‌ها و مصارف

فولاد کربنی :

این نسخه از فولاد حاوی محدوده‌‌ی درصد (وزنی) ویژه‌ای از عناصر دیگر است. آن شامل 1‌‌‌% کربن، 6ر0‌‌‌% مس، 65ر1‌‌‌% منگنز، 4ر0‌‌‌% فسفر، 6ر0‌‌‌% سیلیسیم و 05ر0‌‌‌% گوگرد است. دامنه‌‌ی متغیر مقدار کربن در این آلیاژ منجر به ظهور چهار نوع فولاد شده است.

فولاد کم کربن :

این فولاد حاوی کمتر از 30ر0‌‌‌% کربن است. این فولاد بسیار چکش خوار و داکتیل است و استحکام کششی پایینی دارد. استحکام کششی آن می‌تواند با نورد سرد بین دو غلتک پولیش شده تحت شرایط فشار بالا افزایش یابد. فولاد کم کربن برای ساختن ورقه‌های فلزی، سیم‌ها، جعبه‌ها، قالب‌ها، لوله‌ها، پرچ‌ها، زنجیرها، شاسی وسایل نقلیه و غیره به کار می‌رود.

فولاد با کربن متوسط :

این نوع فولاد حاوی 30ر0 تا 60ر0‌‌‌% وزنی کربن است. آن کمی داکتیل است و استحکام کششی بالاتری از فولاد کم کربن دارد. هم چنین این نوع فولاد نسبت به سایش و فرسایش مقاومت نشان می‌دهد. این فولاد اغلب با قرار گیری در معرض عملیات حرارتی به نام تمپر سخت می‌شود. فولاد با کربن متوسط برای تولید خارهای میل لنگ، میله‌های چرخ فرمان، میل لنگ‌ها، ریل‌ها، بویلرها و غیره به کار می‌رود.

فولاد پر کربن :

این نوع فولاد شامل 60ر0 تا 0ر1‌‌‌% کربن است. فولاد پر کربن سخت، محکم و ترد است. عملیات حرارتی سبب مقاومت سایشی بالاتری در این نوع فولاد می‏شود. این نوع فولاد برای تولید فنرها و سیم‌های با استحکام بالا به کار می‌رود. هم چنین آن در دستگاه‌های جاذب ضربه و شوک به کار می‌رود.

فولاد آلیاژی :

این فولادها با افزودن 10 تا 20% وزنی فلزات آلیاژی مثل کروم، منگنز و غیره مشخص می‌شوند تا استحکام، دوام و خواص مکانیکی آلیاژ را در کل افزایش دهند. فولادهای آلیاژی مختلف بسته به عنصر و یا فلز آلیاژ شده با فولاد تولید می‌شوند.

فولاد آلومینیومی :

آلومینیوم مقاومت به خوردگی به آلیاژ می‌دهد و توانایی انعکاس گرما را دارد. فولاد آلومینیومی برای تولید سیستم‌های اگزوز خودروها و موتور سیکلت‌ها به کار می‌رود.

فولاد کروم دار :

این نوع فولاد حاوی حدوداً 15% کروم است که فولاد را سفت و سخت می‌کند. این آلیاژ مقاوم به زنگ زدگی، لکه و خراش است. درصد بالاتر مقدار کروم در فولاد ضد زنگ یافت می‌شود. این نوع فولاد محکم و الاستیک است و استحکام کششی بالایی دارد. فولاد کروم دار برای تولید قطعات اتومبیل و ماشین آلات، گاو صندوق‌ها و سنگ شکن‌ها به کار می‌رود.

فولاد وانادیومی :

وانادیوم استحکام و سختی به فولاد می‌دهد. هم چنین وانادیوم باعث می‌شود که آلیاژ نسبت به خوردگی مقاوم شود و توانایی جذب ضربه را داشته باشد. فولاد وانادیومی برای تولید اشیایی که به هنگام استفاده نوسان می‌کنند مثل فنرها، محورهای خودرو و چرخ دنده‌ها به کار می‌رود.

فولاد کروم – وانادیوم دار :

این نوع فولاد سخت است و استحکام کششی بسیار بالایی دارد. این فولاد را می‌توان به راحتی برید اما ترد نیست. فولاد کروم – وانادیوم دار در چرخ دنده‌ها، میله‌های رابط، محورهای خودرو، شاسی وسایل نقلیه و غیره به کار می‌رود.

فولاد کبالتی :

این فولاد یک ویژگی به نام گرما – سختی دارد که به آلیاژ اجازه می‌دهد در شرایط دما بالا، سخت بماند و انجام وظیفه کند. حتی مشاهده شده است که وقتی آلیاژ حرارت داده می‌شود، این سختی افزایش می‌یابد. فولاد کبالتی مقاوم به سایش است و برای ساختن ابزار برش به کار می‌رود.

فولاد منگنز :

منگنز، فولاد را خالص می‌سازد و سختی و استحکام به آن می‌دهد. طبیعت سخت آن باعث شده است که برش آن بسیار سخت شود در نتیجه اشیا با ریختن آلیاژ ذوب شده در ریخته گری تولید می‌شوند. این نوع فولاد شدیداً مقاوم به سایش، خستگی و ضربه است. فولاد منگنز برای تولید دو راهی‌ها و تقاطع راه آهن، فک‌های سنگ شکن و کانی شکن، چرخ دنده‌ها و گاو صندوق‌ها به کار می‌رود.

فولاد مولیبدن دار :

مولیبدن مقاومت حرارتی آلیاژ را افزایش می‌دهد و هم چنین آن را بسیار جاذب ضربه و شوک می‌سازد. این فولاد در قطعات وسایل نقلیه، بلبرینگ، رولبرینگ و غیره به کار می‌رود.

فولاد نیکلی :

این فولاد غیر خورنده، جاذب ضربه و الاستیک است. فولاد نیکلی برای تولید سیم‌ها، کابل‌ها، ریل‌های فولادی، محورهای وسایل نقلیه و پوشش‌های زرهی به کار می‌رود.

فولاد سیلیسیمی :

افزودن 1 تا 2‌‌‌% سیلیسیم به فولاد، خاصیت مغناطیسی آهن را افزایش می‌دهد. در نتیجه این آلیاژ برای تولید مغناطیس‌های دائمی به کار می‌رود.

فولاد تنگستنی :

تنگستن مقاومت حرارتی و نقطه‌‌ی ذوب آلیاژ را افزایش می‌دهد. فولاد تنگستنی در ماشین آلات و ابزارهایی که باید دماهای بالا را تحمل کنند به کار می‌رود.