فولاد

اصطلاح Afshar یاپولاد برای آلیاژهای آهن که بین ۰/۰۲۵ تا حدود ۳./. درصد کربن دارند بکار می‌رود فولادهای آلیاژی غالبا با فلزهای دیگری نیز همراهند. خواص فولاد به درصد کربن موجود در آن، عملیات حرارتی انجام شده بر روی آن و فلزهای آلیاژ دهنده موجود در آن بستگی دارد.

 معرفی صنعت فولاد:

در میان فلزات موجود در طبیعت  آهن بیشترین مصرف جهان را به خود اختصاص داده است .حدود ۹۵%تولید فلزات در جهان مربوط به آهن است .تولید فولاد خام در سال ۲۰۰۶ بالغ بر ۳۷ برابر تولید آلومینیوم و ۷۳برابر تولید مس تصفیه شده میباشد.

آهن با دارا بودن ویژگی هایی مانند فراوانی قیمت پایین استحکام زیاد قابلیت آلیاژ سازی تنوع عظیمی در کاربرد فولاد ایجاد کرده است.دامنه این تنوع از سوزن و سنجاق تا کشتی و اقیانوس پیما گسترش دارد

صنعت آهن و فولاد به دلیل داشتن تاثیر زیاد روی توسعه صنعتی کشورها صنعت مادر نامیده می شود

ویژگی های فولاد :

به طور کلی خواص و ویژگی های فولاد به درصد کربن موجود در آن عملیات حرارتی انجام شده بر روی آن و فلزهای آلیاژ دهنده موجود در آن بستگی دارد اصولا ترکیب های متفاوت و متعدد آلیاژهایی که عنصر اصلی تشکیل دهنده ی آنها آهن باشد .فولاد نامیده میشود و بسته به درصد وجود کربن و سایر عناصر همراه با آهن خواص فیزیکی و شیمیایی ویژه ای در فولاد حاصل میگردد.

حدود ۳۵۰۰ نوع فولاد مختلف در شکل ها اندازه ها ویژگی های شیمیایی و پرداخت های متنوع وجود دارد .

مصارف و کاربردهای فولاد:

به طور نسبی می توان گفت که فولاد در میان سایر مواد ،بیشترین کاربرد را دارد .طیف وسیعی از ترکیبات آلیاژی ،خواص مکانیکی و محصولات مختلف و…. این فلز را بسیار فراگیر کرده است. از فولادی که تا ۰٫۲ درصد کربن دارد، برای ساختن سیم، لوله و ورق فولاد استفاده می‌شود. فولاد متوسط ۰٫۲ تا ۰٫۶ درصد کربن دارد و آن را برای ساختن ریل، دیگ بخار و قطعات ساختمانی بکار می‌برند. فولادی که ۰٫۶ تا ۱٫۵ درصد کربن دارد، سخت است و از آن برای ساختن ابزارآلات، فنر و کارد و چنگال استفاده می‌شود. فولاد، انواع فراوانی دارد. که همه آن موارد در جدول کلید فولاد قابل دسترس می باشد.

مصارف و کاربردهای فولاد در صنعت ساخت و ساز :

ساخت و ساز بزرگترین بازار برای صنعت فولاد است .نیمی از فولاد در فرآیندهای ساخت و ساز مصرف می شود و همچنین فولاد عنصری ضروری برای ساخت و ساز تلقی می شود .

مصارف و کاربردهای فولاد در صنعت حمل و نقل:

مصارف فولاد در این بخش شامل بدنه ی اتومبیل ،قطعات موتور،چرخ ها کمک فنرها ،بارکش ها ،تجهیزات انتقال نیرو و … می باشد.

فولاد در برگیرنده ی حدود ۵۵%  وزن کل اتومبیل است . مولد قدرت ،جعبه دنده و بدنه ی اتومبیل از فولاد ساخته می شود . همچنین توان تایر ها با سیم های فولادی افزایش می یابد .

امروزه حدود ۶۰% از فولاد مصرفی در صنعت خودروسازی ، فولادی است که در کم تر از ۵سال پیش اختراع شده است .فولادهای جدید شامل فولادهای مقاوم ، فولادهای بسیار مقاوم ،فولادهای مقاوم پیشرفته می باشد که کاربردهای ظریف تر فولاد در خودرو را امکان پذیر می سازد .این فولادها سبب کاهش وزن (تا۵۰%) و صرفه جویی در منابع شده ، در منابع شده ، در حالی که ایمنی رانندگان و مسافران را نیز افزایش می دهد .

مصارف و کاربرد های فولاد در صنعت بسته بندی مواد:

شامل محصولاتی نظیر کنسروهای غذا ،محصولات تبلیغاتی ،ظروف رنگ و محصولات و محصولات شیمیایی بطری ها و تا حدی قوطی های نوشیدنی …می شود.

ظروف فولادی با دوام و تا حدی در برابر گرما مقاوم بوده و برای تولید ظروف مخصوص مناسب می باشد.

قسمت اعظم فولاد مورد استفاده در بسته بندی از نوع فولاد قلع اندود شده است .این محصول ،فولادی است که توسط که توسط لایه نازکی از قلع آبکاری شده تا در مقابل زنگ زدگی مقاوم گردد . در برخی از کشورها ،کنسروهای ،کنسرو فولادی ، به قوطی های کنسرو قلعی یا قلع اتلاق می شود .کنسروهای فولادی ، قابل بازیافت ترین فرم بسته بندی است.قسمت اعظم فولاد مورد استفاده در بسته بندی ها ، از منابع بازیافتی حاصل می گردد .

مصارف فولاد در بخش نیرو و انرژی :

مصارف فولاد در این بخش شامل سکوهای نفتی و گازی ، لوله ها و قطعات توربین های الکتریکی ،تیرهای برق ،توربین های بادی و… می شود.

مصارف فولاد در بخش الکتریسیته و مغناطیس :

مصارف فولاد در این بخش شامل الکترومغناطیس ها ،هسته های تبدیل ، محافظ های الکترومغناطیس و.. می شود.

مصارف فولاد در کالاهای زرد(سنگین):

مصارف فولاد در این بخش شامل تجهیزات خاک برداری و استخراج معادن ، جرثقیل ،کامیون های چنگالی و… می شود .

مصارف فولاد در صنعت کشاورزی :

مصارف فولاد در این بخش شامل ماشین آلات کشاورزی ،تانکرهای ذخیره ،ابزار آلات و قطعات ،تجهیزات حفاظتی و… می شود .

فولاد آلیاژی

آلیاژ فولاد (به انگلیسی: Alloy steel)‏ فولادی است که با عنصرهای گوناگون به صورت  آلیاژ  درآمده، برای بهبود ویژگی‌های مکانیکی فولاد می‌توان از ۱٫۰ تا ۵۰٪ از وزن آن را آلیاژ کرد. آلیاژهای فولاد دو دسته‌اند: فولاد کم‌ آلیاژ  و فولاد پُرآلیاژ. تفاوت میان این دو، می‌توان گفت، قراردادی است: اسمیت و هاشمی تفاوت این دو را در ۴٫۰٪ دانسته‌اند در حالی که گروه دگرمو آن را در ۸٫۰٪ می‌دانند، در حالت کلی وقتی صحبت از « آلیاژ فولاد» می‌شود منظور فولاد کم‌ آلیاژ است.

خود فولاد در واقع نوعی آلیاژ است. اما تمام گونه‌های فولاد را آلیاژ نمی‌خوانند. ساده ترین نوع فولاد که تقریبا می‌توان گفت آهن است (نزدیک به ۹۹٪) خود با عنصر کربن  آلیاژ شده‌است (بسته به نوع فولاد از ۰٫۱٪ تا ۱٪). بنابراین منظور از آلیاژ فولاد، ترکیبی از فولاد، کربن و دیگر عنصرها است. عنصرهایی که بیشتر برای این هدف کاربرد دارند، عبارتند از:  منگنز  (پرکاربردترین)،  نیکل ، کروم، مولیبدن، وانادیم، سیلیسیم و بور. و عنصرهای کم کاربردتر عبارتند از: آلومینیم، کبالت،  مس ، سریم، نیوبیم، تیتانیم،  تنگستن ،  قلع ، روی،  سرب  و زیرکونیم.

از ترکیب عنصرهای بالا با فولاد و آلیاژسازی، برخی ویژگی‌های فولاد کربن مانند مقاومت، سختی، چقرمگی، سایش، سخت شدگی و سختی در دمای بالا به گونهٔ درخور توجهی بهبود می‌یابد. برای دستیابی به بعضی از این ویژگی‌ها باید  عملیات حرارتی  روی فلز انجام شود.

ویژگی‌های یادشده در بالا در کاربردهای ویژه‌ای چون پرّه‌های توربین، موتور جت، فضاپیماها و رآکتورهای هسته‌ای بسیار مورد نیاز است. به دلیل ویژگی‌های فرومغناطیس آهن، بعضی آلیاژهای فولاد و پاسخی که این آلیاژها در محیط مغناطیسی می‌دهند، اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کند. درموتورهای الکتریکی و ترانسفورماتورها نیز چنین است.