عناصر آلیاژی در استیل و فولاد

عناصر آلیاژی در استیل و فولاد ؛ شکل‌گیری استنلس استیل وقتی رخ می‌دهد که مواد خام نیکل، سنگ آهن، کروم، سیلیسیوم، مولیبدن و سایر عناصر با یکدیگر ذوب شوند. این آلیاژ حاوی طیف وسیعی از عناصر شیمیایی اصلی است که با ترکیب آنها، آلیاژی قدرتمند تشکیل می‌دهد. نسبت‌های مختلف میان عناصری که استنلس استیل را تشکیل می‌دهند، به عنوان مثال آهن، نیکل، کروم، مولیبدن و کربن، تعیین کننده نوع استنلس استیل است.

نسبت آهن به عناصر دیگر نشان می دهد که

۱-لایه اکسیدی محافظ کننده محافظت کننده تا چه حد مقاوم است.

۲-فلز (استنلس استیل) در برابر مواد و محیط های خورنده ی خاص تا چه میزان مقاومت دارد.

۳-برخی خواص و ویژگی های مکانیکی دیگر نظیر سختی، نقطه ذوب، ضریب برشی و غیره به چه صورت هستند.

نسبت های متغیر اجزاء استنلس استیل، انواع مختلف آلیاژ استنلس استیل را به وجود می آورد. هر ترکیب ، معرف یک گرید استنلس استیل است، مثلاً  استنلس گرید ۳۱۶ یا استنلس استیل گرید ۴۲۰ و …

کربن (C)

عناصر آلیاژی در استیل و فولاد ؛ کربن مهمترین و موثرترین عنصر آلیاژی در فولادها می باشد و بالاترین تاثیر را در ساختار استیل و فولاد دارد. هر فولاد آلیاژ شده علاوه بر کربن عناصر آلیاژی دیگری نظیرسیلیسیم، منگنز، فسفر و گوگرد را به همراه خواهد داشت، به طوری که این عناصر به شکلی ناخواسته به هنگام فرآیند تولید در فولاد باقی خواهند ماند. کربن یک آستنیت‎زای قوی است که استحکام مکانیکی را افزایش می دهد. این عنصر مقاومت به خوردگی مرزدانه‎ای را به علت تشکیل کاربید، کاهش می‎دهد. در فولادهای زنگ نزن فریتی، مقاومت به خوردگی و چقرمگی را به شدت کاهش می‎دهد. در فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی استحکام و سختی را افزایش اما چقرمگی را کاهش می‎دهد.

کروم (cr)

نقش کروم بیشتر در دماهای بالای ۵۰۰ درجه سلسیوس مشخص می‌شود. این عنصر باعث شکل گرفتن یک لایه اکسید غنی از کروم مقاوم بر روی سطح می‌شود که از رسیدن بیشتر اکسیژن به لایه‌های زیرین و در نتیجه زنگ زدگی جلوگیری می‌کند.

نیکل (Ni)

عنصر نیکل باعث تغییر ساختار کریستالی از BCC (فریتی) به FCC (آستنیتی) می‎شود و پایدار کننده‎ی آستنیت است. این عنصر می‎تواند مقاومت به خوردگی را خصوصاً در محیط‎های کاهنده افزایش دهد. نیکل در گریدهای مارتنزیتی و فریتی باعث بهبود چقرمگی می‎شود. در گریدهای مارتنزیتی با مقادیر کم کربن، اضافه کردن نیکل باعث بهبود قابلیت جوش‎پذیری می شود. بنابراین نیکل باعث افزایش چقرمگی، استحکام دمابالا و افزایش مقاومت در مقابل کربوریزه شدن و نیتریده شدن می‌شود.

منگنز (Mn)

این عنصر در دماهای پایین تثبیت کننده‎ آستنیت ولی در دماهای بالا تثبیت کننده‎ی فریت است. این عنصر انعطاف‎پذیری گرم را افزایش می‎دهد.

سیلیسیم (Si)

سیلیس استحکام فولاد را افزایش می دهد وسختی پذیری را زیاد می کند. همچنین مقاومت سایشی را افزایش می دهد. به علت افزایش استحکام تسلیم، عنصر اصلی در فولادهای فنر است. در مقادیر بالای سیلیس، سختی پذیری و استحکام فولاد افزایش می یابد ولی این افزایش همراه با کاهش شکل پذیری و انرژی ضربه است.

گوگرد (S)

نقطه تسلیم و مقاومت در برابر کشش فولاد را تغییر نمی دهد. در فولادهای خوش تراش وجود گوگرد عامل مهمی است. در واقع، یکی از راه های افزایش قابلیت ماشینکاری، اضافه کردن گوگرد به ترکیب فولاد است. وقتی ابزار برش روی سطح قطعه کار می کنند، به علت وجود سولفات منگنز طول پلیسه ها کوتاه تر می شوند و نقش روان کار را نیز ایفا می کنند و در نتیجه صافی سطح بیشتر می شود.

مولیبدن (Mo)

باعث افزایش استحکام ترکیدگی ناشی از خزش می‌شود.و همچنین این عنصر باعث افزایش مقاومت به خوردگی یکنواخت و موضعی را به طور قابل توجهی افزایش می‎دهد. باعث پایداری ریزساختار فریتی شده و مقداری استحکام مکانیکی را افزایش می‎دهد. در فولاد کروم،نیکل دار و فولاد منگنزدار سبب ریز دانه سازی می شود و باعث بهبود قابلیت جوشکاری می‌شود.

تیتانیوم (Ti)

درصد کمی تیتانیوم، در حدود ۰.۳ تا ۰.۷ درصد، می‌تواند در فولادهای آستنیتی باعث افزایش استحکام شود و همچنین برای از بین بردن اثر مخرب کاربید کروم مورد استفاده قرار می گیرد.

نیوبیم (Nb)

در فولادهای ضد زنگ اثری مشابه تیتانیوم را داشته و به تنهایی و یا به همراه تیتانیوم مورد استفاده قرار می‌گیرد.

آلومینیوم (Al)

یکی از قوی‌ترین اکسیژن زداها و نیتروژن زداهاست و بر اساس نتایج بدست آمده تأثیر بسیار زیادی برای مقابله با کرنش‌های ناشی از پیری دارد. در ترکیب با نیتروژن تشکیل نیترور سخت می‌دهد که باعث افزایش مقاومت در برابر پوسته شدن می‌شود به همین دلیل به عنوان عنصری آلیاژی برای مقاومت حرارتی فولادها به‌کار می‌رود.

مس (Cu)

مس به عنوان یک فلز آلیاژی به تعداد بسیار کمی از فولادها اضافه می شود. زیرا این فلز به زیر لایه های سطحی فولاد تمرکز یافته و درفرآیند شکل دهی گرم با نفوذ به مرز دانه ها، حساسیت سطحی را در فولادها به وجود می‌آورد. لذا به عنوان یک فلز مخرب در فولادها محسوب می‌گردد. به واسطه حضور مس نقطه تسلیم و نسبت نقطه تسلیم به استحکام نهایی افزایش می‌یابد.

تنگستن (W)

تنگستن کاربرد زیادی در تولید فولاد های ابزار داشته و اخیرا در تولید فولادهای پرآلیاژی مقاوم در برابر حرارت نیز استفاده می شوند. سختی پذیری را افزایش می دهد و از افت سختی در دماهای بالا که امری رایج در نوک ابزار است جلوگیری می کند.

وانادیوم (V)

با افزودن وانادیم به فولادهای ابزار و آلیاژی سختی پذیری آنها افزایش می‌یابد. وانادیم به عنوان عنصرآلیاژی در فولادهای کربنی میکروآلیاژی استفاده می‌شود و تنها به مقدار کمی کافی است تا افزایش قابل توجهی در استحکام فولاد به دست آید. این عناصر به تنهایی و یا به صورت ترکیبی، مقاومت فولاد را بالا می برند.

کبالت (Co)

کبالت موجب بهبود استحکام مکانیکی فولاد در برابر دمای بالا می شود. لذا به عنوان یک عنصر آلیاژی در فولادهای ابزاری گرم کار مورد استفاده قرار می گیرد.

نیتروژن(N)

عناصر آلیاژی در استیل و فولاد ؛ نیتروژن آستنیت زای قوی است که استحکام مکانیکی را به طور قابل توجهی کاهش می‎دهد. این عنصر باعث افزایش مقاومت به خوردگی موضعی مخصوصاً در ترکیب با مولیبدن می‎شود.

گروه صنعتی فولاد کاران

گروه صنعتی فولاد کاران از سال ۱۳۷۰فعالیت خود را در زمینه‌ی تولید و تامین مقاطع مختلف فولادی و آهن, از قبیل میلگردهای فولادی و آلیاژی , میلگردهای ساختمانی, انواع مقاطع ترانسمیسیون , ورق‌های آلیاژی , ورق‌های روغنی و سیاه و گالوانیزه‌ی هفت الماس ,آغاز نموده است . تلاش مجموعه فولادکاران در این مدت در جهت رضایتمندی و تامین دقیق سفارشات معطوف بوده است.

ما را در شبکه‌های اجتماعی دنبال کنید:

اینستاگرام : https://www.instagram.com/folad_karan_tehran

فیسبوک: https://www.facebook.com/jamal.fazli.948

لینکدین: https://www.linkedin.com/in/jamal-fazli-65890a1b6

پینترست: https://nl.pinterest.com/fuladk

آپارات: https://www.aparat.com/FuladKaran