به طور حتم می‌دانید که فولاد کاربردی‌ترین و پر مصرف‌ترین فلز صنعتی است که استفاده گسترده‌ای در صنعت دارد. در زمان‌های بسیار قدیم از این فلز برای ساخت مقاوم‌ترین شمشیرها و ابزار آلات جنگی استفاده می‌شد. در حال حاضر نیز از این فلز در بسیاری از صنایع مختلف استفاده می‌شود، حتی در کشورهای خارجی نیز استفاده از فولاد روز به روز در حال افزایش است. ممکن است شما اطلاعات کامل و جامعی از این آلیاژ نداشته باشید؛ حتی ممکن است کاربرد فولاد در صنعت را نیز ندانید. در این مطلب قصد داریم توضیح دهیم فولاد چیست ، انواع آن و کاربردهای آن در صنعت ارائه دهیم. پس تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید.
فولاد چیست ؟
آهن به عنوان پرکاربردترین، رایج‌ترین و فراوان‌ترین متریال در دنیا شناخته شده که از کاربرد فراوانی در صنعت برخوردار می‌باشد. در واقع آهن فلزی است که در پوسته زمین به شکل ترکیب با عناصر دیگر وجود دارد، اما این آهن خالص به تنهایی قایل استفاده نیست؛ در نتیجه لازم است از آلیاژهای متنوع آن استفاده شود.
فولاد به عنوان یکی از مهمترین و پرکاربردترین آلیاژهای آهن مطرح است که در واقع آهن با کربن ترکیب شیمیایی می‌دهند و منجر به تشکیل این فلز می‌شود.
فولاد متشکل از ۹۵ درصد آهن، ۲ درصد کربن و ۳ درصد از دیگر آلیاژها از قبیل کروم، منگنز و … است. ممکن است این سوال به ذهن شما خطور کند که دلیل استفاده از کربن چیست ؟ پاسخ این است که آهن خام قابل استفاده نیست. اما نکته مهم این است که افزایش کربن به افزایش مقاومت کمک می‌کند این در حالی است که انتظار ما از فولاد، داشتن مقاومت بالا نیست.
روش‌های بسیاری برای ساخت فولاد وجود دارد اما ساده‌ترین روش ساخت فولاد، ریختن آهن گداخته و مذاب درون کوره تبدیل است که دمیدن هوای گرم و اکسیژن بر روی آن باعث می‌شود که قسمت عمده کربن موجود در آهن از طریق این روش بسوزد و در نتیجه آهن به فولاد تبدیل خواهد شد.
بر اساس تحقیقات انجام شده توسط انجمن جهانی فولاد، مشخص شده که در دنیا بیش از 3500 نوع فولاد مختلف موجود است که دارای خواص فیزیکی، شیمیایی و محیطی منحصر به فرد خود هستند و هر یک از آن‌ها با توجه به شرایط مورد نیاز به کار گرفته می‌شود.
به طور معمول تولید فولاد در جهان، به سه روش بسمه یا کوره بلند (BF)، روش کوره باز یا مارتن و روش قوس الکتریکی یا روش احیای مستقیم انجام می‌شود.
بیشتر بخوانید: فولاد نسوز چیست ؟
فولاد چیست و طبقه بندی فولادها براساس ترکیبات شیمیایی چیست؟
فولاد از مهمترین آلیاژهای آهن است که کاربرد گسترده و وسیعی در صنایع مختلف دارد. فولاد از ترکیب آهن و کربن ایجاد می‌شود که از ویژگی های بسیاری برخوردار است. فولاد مقاومت سخت تری نسبت به آهن دارد.
فولادها بر اساس ویژگی های زیادی طبقه بندی می‌شوند اما در این مطلب هدف ما این است که این محصولات را بر اساس ترکیبات شیمیایی دسته بندی کنیم.
فولاد چیست
فولادهای کربنی :
فولادهای کربنی از رایج‌ترین و پر مصرف‌ترین فولاد محسوب می‌شوند که شامل آهن و حداکثر یک درصد کربن هستند. تفاوت این نوع فولادها با یکدیگر به طور کلی به علت متفاوت بودن و مقدار کربن موجود در آن می‌باشد.
توجه داشته باشید که فولاد کربن با توجه به میزان درصد کربن موجود در آن به شکل زیر تقسیم می‌شود:
فولاد کم کربن :
در این نوع فولاد میزان کرین حداکثر ۲۵/۰ است و از آن در پروژه‌های مهندسی، سازه، تولید سیم مفتول، لوله و ورق فولادی استفاده فراوانی می‌شود.
فولاد با کربن متوسط :
در این نوع فولاد میزان کربن ۲۵/۰ تا ۷/۰ درصد می‌باشد. این نوع فولاد بیشتر در ساخت ریل، دیگ بخار و قطعات ساختمانی کاربرد دارد.
فولاد پر کربن :
نوعی فولاد می‌باشد که حدود ۷/۰ تا ۱ درصد و به ندرت تا ۵/۱ درصد کربن دارد و از آن در ساخت ابزار مهندسی، ساخت ابزار آلات، فنر و لوازم آشپزخانه استفاده می‌شود. در نظر داشته باشید که علت اصل تفاوت این نوع از فولادها در جوشکاری، سهولت ماشین کاری، مقاومت در مقابل پاره شدن، سختی و غیره است.
فولادهای آلیاژی :
فولادهای آلیاژی دارای مقادیری کربن هستند؛ این در حالی است که خصوصیات آن را به طور معمول دیگر عناصر شیمیایی اضافه شده به فولاد تعیین می‌کند. بعضی از این عناصر سبب سختی و استحکام فولاد و برخی دیگر نیز باعث افزایش مقاومت آن در برابر خوردگی می‌شوند.
فولاد آلیاژی نیز دارای انواع مختلفی می‌باشند که به شرح زیر طبقه‌بندی می‌گردند:
- فولاد آلیاژی کرم دار
- فولاد آلیاژی منگنزدار
- فولاد آلیاژی نیکل – کرم مولیبدن
- فولاد آلیاژی کرم- مولیبدن
فولاد زنگ نزن
فولاد زنگ نزن در اصل فولاد معمولی است که بر روی یک یا دو طرف آن از ورقه نازکی از ضد زنگ پوشیده شده است. در تولید فولاد زنگ نزن از عنصر کرم به همراه دیگر عناصر مانند آهن، کربن، منگنز و سیلیس استفاده شده است؛ اما عنصر کروم خود به تنهایی مهمترین ماده آلیاژی کننده فلزی می‌باشد.
فولاد زنگ نزن کاربرد گسترده‌ای دارد و از آن در تولید و ساخت انواع لوازم آشپزخانه، لوازم آشپزی و پخت و پز، کارد و چنگال، قطعات موتور جت، لوازم شیمیایی و دستگاه‌های مخصوص برش استفاده می‌شود.
فولاد چه کاربردی دارد؟
فولاد کاربرد گسترده‌ای در صنعت دارد که در زیر به اختصار به برخی از کاربردهای آن اشاره شده است.
- ساخت ریل، دیگ بخار و انواع قطعات ساختمانی
- ساخت ابزار آلات، فنر، لوازم آشپزخانه مانند کارد و چنگال
- ساخت راه آهن، زیرساخت ها و ساختمان‌ها
- تقویت سازه بتنی
- ساخت پیچ و مهره و میخ
- ساخت لوازم خانگی و وسایل آشپزی
بیشتر بخوانید: قیمت آهن در بازار امروز
نتیجه گیری
در حال حاضر فولاد بیش از ۹۰ درصد تولید جهانی فلزات را به خود اختصاص داده است. دلیل استفاده گسترده از این فلز داشتن ویژگی های خاص آن است که شامل خصوصیاتی از قبیل قابلیت انعطاف پذیری، استحکام، نرمی و انعطاف، قیمت مناسب و قابلیت بازیافت می‌باشد. این ویژگی‌ها سبب شده است که فولاد به فلزی بدون جایگزین و بی رقیب تبدیل شود.
همچنین با استفاده از روش‌های مختلف، بیشتر فولادها را می‌توانید با مواد فلزی و یا پلاستیکی روکش نمایید و یا رنگ کنید. بر روی فولادهایی که خاصیت شیمیایی مناسب دارند، امکان جوشکاری نیز فراهم می‌باشد. ضمنا اگر به فولاد حرارت کافی داده شود، خاصیت شکل گیری در آن ایجاد می‌شود. هم اکنون تولید فولاد در جهان رو به افزایش است که این روند افزایشی در واقع نشان دهنده استقبال بی‌نظیر و گسترده از این فلز می‌باشد.