فولاد میکروآلیاژی که با نام HSLA نیز شناخته می‌شود، جزء خانواده‌ای از فولادها است که با افزودن عناصر نیوبیم، وانادیوم و تیتانیوم ساخته می‌شود. این عناصر آلیاژی به همراه تقویت‌کننده‌های دیگری چون بور، مولیبدن، کروم، نیکل و مس در ترکیب فولاد میکرو آلیاژی به کار می‌روند. با کنترل دقیق ناخالصی‌هایی چون گوگرد، اکسیژن، نیتروژن و فسفر، از این عناصر آلیاژی بهینه‌سازی شده و قابل استفاده در صنعت شده‌اند.
فولاد میکرو آلیاژی با مقاومت بالا و همچنین خواص مکانیکی برجسته، از جمله مقاومت به خمش و کشش بالا و انعطاف‌پذیری مناسب، برخوردار است. به دلیل این خواص، فولاد میکرو آلیاژی در صنایعی که نیاز به مواد با مقاومت بالا دارند، مثل ساختمان‌سازی، خودروسازی و تولید قطعات پیشرفته، استفاده می‌شوند.
یکی از مزایای فولاد میکرو آلیاژی این است که با رفع نیاز به عملیات حرارتی، مشکلات مربوط به اعوجاج و ترک خوردگی کاهش می‌یابند. به همین دلیل، این نوع فولاد محبوبیت یافته‌است و در صنایع مختلف به کار می‌رود.
فولاد میکروآلیاژی
در اواخر دهه ۶۰ میلادی، میکروآلیاژها با داشتن خواصی ویژه از جمله استحکام بالا به صنایع راه یافتند. این آلیاژ به دلیل استحکام بی‌نظیری که دارد به فولاد کم آلیاژی مقاومت بالا یا HSLA نیز معروف است. فولاد میکروآلیاژی، خانواده‌ای از فولادها را شامل می‌شود که عناصر وانادیم، تیتانیوم و نیوبیم را در ترکیب خود دارد. در ترکیب شیمیایی فولاد میکروآلیاژی مقدار کربن از ۰.۰۵ تا ۰.۰۹ درصد، منگنز حداکثر تا ۲ درصد و عناصر آلیاژی مذکور در بالا، در حدود ۰.۰۵ تا ۰.۱۵ درصد است.
گاهی به این عناصر آلیاژی، مقادیری بور، کروم، نیکل، مس و مولیبدن نیز افزوده می‌شود تا خواص مورد نظر دیگری چون مقاومت به خوردگی، ایجاد شود. افزودن این عناصر با دقت بالا و کنترل ناخالصی‌‌ها انجام می‌شود. پس از فورج گرم، انجام فرایندهای خنک‌کننده کنترل‌شده بر روی قطعه می‌تواند مقاومت کششی آن را تا ۱۲۰۰ مگاپاسکال افزایش دهد. این نوع آلیاژها را می‌توان جایگزین فولاد کم آلیاژی کرد. چرا که فولاد کم آلیاژی برای افزایش استحکام باید کوئنچ و تمپر شود. در صورتی که عملیات حرارتی انجام گیرد، احتمال اعوجاج و ترک خوردگی نیز کاهش می‌یابد. فولاد میکرو آلیاژی از لحاظ قیمت و عملکرد، بین انواع فولاد کربنی و فولاد کم آلیاژ قرار می‌گیرد.
ریزساختار و خواص فولاد میکروآلیاژی
فولاد میکروآلیاژی می‌تواند دارای یکی از ریزساختارهای فریتی – پرلیتی، باینیتی، مارتنزیتی یا چند فازی باشد. استحکام تسلیم این آلیاژها بسیار بالا و از ۲۶۰ تا ۱۰۰۰ مگاپاسکال است. یکی از علل ایجاد استحکام بالا حضور عنصر مولیبدن در ساختار این آلیاژ است. مولیبدن می‌تواند با ایجاد ساختار باینیتی یا ساختارهای چند فازی نظیر ساختارهایی که در فولادهای داپلکس وجود دارد، استحکام فولاد HSLA را افزایش دهد.
این نوع فولاد، خواص مطلوب زیادی چون جوش‌پذیری عالی، سختی یکنواخت در ساختار و مقاومت عالی در برابر خستگی و سایش دارند. ویژگی‌های ماشین‌کاری فولاد میکرو آلیاژی نیز به دلیل سختی یکنواخت و ریز ساختار فریتی – پرلیتی این مواد بسیار مطلوب است. از آن‌جایی که این نوع فولاد فرایندهای کوئنچ و تمپر نیاز ندارد، فولاد میکرو آلیاژی مستعد شکست و ترک‌های ناشی از کوئنچ نخواهد بود. با این حال، فولاد آلیاژی معایب معدودی چون انعطاف‌پذیری و چقرمگی کمتر از فولادهای کوئنچ و تمپرشده را از خود نشان می‌دهند.
کاربرد فولاد میکروآلیاژی
در برخی صنایع، نیروی بسیار بالایی به قطعات وارد می‌شود به همین دلیل باید از قطعه‌ای استفاده شود که نسبت قدرت به وزن آن بالا باشد. یعنی در عین داشتن استحکام بالا، سبک وزن باشد. یکی از رایج‌ترین صنایع استفاده از فولاد میکروآلیاژ، صنعت خودرو است. این آلیاژ، نسبت به دیگر مواد مصرفی سبک و در عین حال مستحکم است. به همین دلیل از آن در ساخت قطعات شاسی، سیستم هدایت کننده و تعلیق، سپر و لاستیک خودرو استفاده می‌شود.
برخی قطعات جرثقیل‌ها، مخلوط کن بتن، ماشین‌های کشاورزی، کامیون‌ها، برج‌های انتقال قدرت و شافت‌ها از فولاد میکروآلیاژ ساخته می‌شوند. خطوط لوله انتقال نفت و گاز، پل‌ها، سازه‌ها، برج‌های انتقال نیرو، قطب‌های سبک، پانل‌ها و مخازن ذخیره سازی هر یک می‌توانند یکی از صنایع استفاده از این آلیاژ باشند.
انواع فولاد کم آلیاژ
با توجه به درصد عناصر در ترکیب شیمیایی فولاد میکروآلیاژ ، می‌توان چندین نوع از این آلیاژ با خواص متفاوت و مطلوب را تولید کرد. از جمله ساختارهای معروف‌ترین انواع فولاد میکروآلیاژی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- فولاد هوازده
- فولاد دو فازی فریتی مارتنزیتی
- فولاد HIC
- فولاد فریت سوزنی
- فولاد پرلیتی نورد شده
در میان انواع ذکر شده در بالا، فولاد هوازده، مقاومت به خوردگی بسیار بالایی دارد. علت این امر وجود یک لایه اکسید آهن بر روی فولاد هوازده است که لایه‌های زیرین را از زنگ زدگی حفظ می‌کند. فولاد میکروآلیاژی فریتی پرلیتی نیز از انواع معروف است که حضور وانادیم و نایوبیوم استحکام آن را افزایش داده‌اند.
فولاد فریت سوزنی شکل، نوعی فولاد کم کربن بینیتی است. قابلیت چقرمگی، فرم‌پذیری و جوشکاری فولاد میکروآلیاژ مذکور بسیار بالاست. در فولادهای دوفاز نیز، میکروساختار مارتنزیتی در زمینه فریتی توزیع شده که به فولاد خاصیت چکش‌خواری ضمن داشتن استحکام بالا می‌دهد.
نتیجه گیری
فولاد، به خودی خود، یک آلیاژ از آهن و کربن است که با افزودن مواد دیگری نظیر منگنز، سیلیسیم، فسفر و گاهی اوقات نیز عناصر آلیاژی مانند کروم، نیکل و مولیبدن، قابلیت تقویت و بهبود خواص آن را پیدا می‌کند. با افزودن این عناصر، فولاد با مقاومت و استحکام بالا، در مقابل خوردگی و خستگی بهبود می‌یابد.
فولاد میکرو آلیاژ، یکی از انواع فولادهای تقویت شده با عناصر آلیاژی است. این نوع فولاد با حضور درصد کمی از عناصر آلیاژی مانند وانادیوم، تیتانیوم و نیوبیم، به فولادی با مقاومت و استحکام بالا تبدیل می‌شود. مزیت این نوع فولاد، عدم نیاز به عملیات حرارتی و کوئنچ و تمپر برای کسب استحکام است، بنابراین از مشکلاتی نظیر اعوجاج و ترک خوردگی جلوگیری می‌کند.
فولاد میکرو آلیاژ در ساخت انواع قطعات جرثقیل‌ها، خودروها، خطوط انتقال نفت و گاز، پل‌ها، سازه‌ها و دیگر قطعات صنعتی به کار می‌رود. با توجه به مقاومت بالا و عدم نیاز به عملیات حرارتی، فولاد میکرو آلیاژ به عنوان یک جایگزین مناسب برای فولادهای معمولی محسوب می‌شود.
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
