ویژگی ها و کاربرد انواع فولاد

فودلادهای غیرآلیاژی : این فولادها از 0.06  تا  1.5 درصدکربن دارند. عناصردیگری نیز با آنها همراه است که درهرحال مقدارآن ها نباید از حد معینی (0.5 درصدسیلیسیم ، 0.8 درصدگوگردومنگنز ، 0.5 درصدآلومینیم یا تیتان ، 0.25 درصدمس ) بیشترباشد.

درفولادهای غیرآلیاژی ، کربن نقش تعیین کننده را دارد ،به همین دلیل ،این فولادها به فولادهای کربنی نیزمعروف هستند.

فولادهای آلیاژی : اگرفولادرابرای افزایش و تامین خواص مورد نظر با فلزاتی مانند کرم ، نیکل ، ولفرام ، کبالت ، مولیبدن ، منگنز ، وانادیم و … آلیاژ کنند ، فولادهای آلیاژی به دست می آید .چنانچه مجموع درصد وزنی عناصر موجود در فولاد آلیاژی از 5 درصد کمتر باشد، آن را فولاد «کم آلیاژ» و چنانچه از5 درصد بیشتر باشد، «فولاد پرآلیاژ» می نامند. فولادها را از نظر کاربرد به دو نوع فولادهای ساختمانی و فولادهای ابزارسازی تقسیم می کنند.

فولادهای ساختمانی

به فولاد هایی می گویند که از آنها می توان به عنوان مواد اولیه برای ساختمان اسکلت های فلزی ، اسکلت پل ها وهمچنین برای ساختن قطعات وسایل نقلیه ، دستگاهها ، ماشین آلات ، اجزای ماشین (پیچ ومهره ، میله ومحور، یاتاقان غلتشی و … ) استفاده کرد .

امروزه حدود 90 درصد محصولات کاخانه های فولادسازی را فولادهای ساختمانی تشکیل می دهند .

فولادهای ازته  شدنی (نیتروژه ) : این فولادها قابلیت جذب ازت را دارند وبه همین دلیل می توان سطح آ ن ها راپس از بهسازی به وسیله ی جذب سطحی ازت سخت کرد . این فولادها جزء فولادهای آلیاژی هستند وممکن است حاوی فلزاتی مانند کرم ، مولیبدن ، وانادیم ، نیکل وآلومینیوم باشند . وجود فلزاتی مانند کرم ، مولیبدن وآلومینیم قابلیت جذب ازت را درفولاد افزایش می دهند . ازاین فولادها درساخت قطعاتی استفاده می شود که نباید هنگام عملیات حرارتی پیچیدگی پیدا شود .

فولادها ی  اتوما ت : این فولادها که به آ نها « فولادهای خوش تراش » نیز می گویند ، جزء فولادهای ساختمانی هستند . استحکام این فولادها برحسب درصد عناصر موجود در آن ها متفاوت است . در هنگام براده براری از این فولا دها ، براده های کوتاهی جدا می شوند وسطح خوبی را به دست می دهند . این ویژگی بیشتراز همه مرهون وجود گوگرد s) ) است که مقدار آن دراین گونه فولادها به 18.0 تا 0.4 درصد می رسد . وجود گوگرد باعث می شود که فولاد گرم شده ، شکننده شود هنگام براده برداری براده های کوتاهی به وجود آید . به همین دلیل درماشینهای اتومات که براد ه های بلند اختلا لات فراوانی ( مانند پیچیدن براده به دور ابزار وکار ، سا ییدگی وکم شدن دوام ابزار ) رابه وجود می آ ورند ، از فولادهای اتومات استفاده شود . شایان توجه است که وجود گوگرد زیاد دراین فولادها ، استحکام آ نها رادر مقابل ضربه کاهش می دهد . از دیگر معایب فولادهای اتومات عدم قابلیت جوشکاری وتغییر فرم سرد آ ن ها است . فولادهای اتوما ت ( بجزگوگرد ) دارای  07.0 تا 65.0 درصد ، 6.0 تا 5.1 درصد منگز 05.0 تا 40. درصد سیلیسیم هستند ودرصورتی که شکنندگی بیشتر براده وسطح مرغوبتر مورد نظر باشد ، 15.0 تا 3.0 درصد سرب نیز به آن می افزایند.

فولادهای فنر : فولادهای فنر علاوه بر استحکام کششی زیاد ، باید خاصیت الا ستیسیته خوبی داشته ودربرابر سایش وارتعاش نیز مقاوم باشند . وجود سیلیسیم درفولاد فنر خاصیت الا ستیسیته ووجود کرم استحکام ومقاومت درمقابل خوردگی را افزایش می دهد . این ویژگی ها تنها به درصد عناصر موجود در فولاد بستگی ندارد بلکه با وجود آن ها می توان به وسیله ی عملیات حرارتی وتغییر فرم درحالت سرد ، خواص آن را تغییر داده و ویژگی های مورد نظر را به دست آورد . فولادهای کربنی با 5.0 تا 1 درصد کربن ، 3.0 تا 4.0 درصد منگز و حداکثر 04.0 درصد گوگرد وفسفر درساخت فنرها کابرد زیادی دارند . برای سا خت فنرهای تخت یا مارپیچی که پس از سا خت تحت عملیات  حرارتی قرار  نمی گیرد ، فولادهای سخت کشیده یا نورد شده به کار می رود . از فولادهای کرم ووانادیم دار ، درساخت  فنرهای بزرگ اتومبیل ولکوموتیو استفاده می شود . فولادهای سیسیلیم دار نیز در سا خت فنرهایی کاربرد دارند که استحکام ومقاومت ضربه ای زیاد از آن ها انتظار می رود . این فولادها به طور متوسط 4.0 درصد کربن ، 75.0 درصد سیسیایم ، 95.0 درصد منگنز با مس یا بدون مس دارند ولی مقدار سیسیلیم آن ها ممکن است تا 2 درصد نیز برسد . فولادهای منگنز دار مخصوص ساخت فنر خودروها محتوی 25.1 درصد منگنز ، 4.0 درصد کربن ، 2درصد منگنز ، و45.0 درصد کربن هستند . استحکام کششی این فولادها به شرط انجام عملیات حرارتی تا 1400 نیوتن برمیلیمتر مربع افزایش می یابد . فولادهای سیسیلیم منگنز دار دارای استحکام کششی زیاد تا حدود 1850 نیوتن بر میلیمتر مربع هستند . نوعی از این فولاد که 64.15 درصد کرم ، 38.4 درصد نیکل ، 68.2 درصد مولیبدن ، 1درصد منگنز ، 32.0 درصد سیسیلیم ، 12.0 درصد مس و14.0 درصد کربن دارد ، درساخت فنر موترهای جت وسایر مواردی که مقاومت در مقابل گرمای زیاد مورد نیاز است ، به کار می روند . نوع دیگری از فولاد فنر با 50 درصد کبالت ، 20 درصد کربن کرم ، 15 درصد ولفرام و10 درصد نیکل وحداکثر 15.0 درصد کربن ، ودر دمای 760 سانتیگراد ویژگی های خود را حفظ می کند .

فولادهای مخصوص : دامنه ی فولادهای مخصوص به قدری وسیع است که نمی توان درباره ی ویژگی های همه ی آن ها سخن گفت . این فولادها رابه سه گروه : فولادهای نسوز ، فولادهای ضد زنگ وفولادهای ضد مغناطیس ، تقسیم کرده ایم وهریک از آن ها را شرح می دهیم .

 فولادهای نسوز ( مقوم درمقابل حرارت وگداختگی )

استحکام این فولادها تا دمای 600 درجه سانتیگراد تضمین شده است وتا دمای 800 درجه سانتیگراد نیز نمی سوزند. شایان توجه است که درمورد گداختگی وسوختن فولادها دو مطلب مهم مورد نظر است .

الف – مقاومت در مقابل تاثیر گاز هایی مانند اکسیژن و اکسیدهای کربن ، بخار آب وگازهای گوگرد دار دردماهای بالا .

ب – حفظ خواص مکانیکی در دماهای بالا ، این ویژگی ها بیشتر مرهون کرم موجود درآنها بوده و هر چه دمای کاری آن ها بیشتر باشد ، باید مقدار کرم بیشتری با آن ها آلیا ژ شود تا از سوختن (درشت دانه شدن ) فولاد جلوگیری کند . از این فولادها برای تهیه ورق ، لوله های   تا سیسا ت دیگ های بخار ، پره های توربین های گازی و بخاری ، سوپاپ دود موتورهای احتراقی و … استفاده می شود .