4 نوع فولاد : چه چيزي باعث تفاوت آنها مي شود؟

بشر براي اولين بار حدود 6000 سال پيش کار با آهن را آموخت ، البته تا چندين هزار سال بعد از آن استفاده نمي شد تا اينکه عنصر فوق العاده ساده مورد استفاده قرار گرفت تا مهمترين نقش خود را ايفا کند: توليد فولاد. از فولاد در کاربردهاي مکانيکي و الکتريکي ، تجهيزات سنگين ساختماني ، وسايل و ابزار آشپزخانه ، … و ساخت انواع بالابر هيدروليکي استفاده مي شود. با وجود تنوع بسيار زياد ، تصميم گيري در مورد نوع استفاده گيج کننده است.

فولاد يک آلياژ آهن است ، به اين معني که در درجه اول از آهن تشکيل شده و با يک يا چند فلز آلياژ ترکيب شده و مواد جديدي با ويژگي هاي منحصر به فرد توليد مي کند. چهار طبقه بندي اصلي وجود دارد ، اما همچنين چندين زير گروه وجود دارد که اهداف مختلفي را دنبال مي کنند. خصوصيات آن بسته به عناصر ترکيب آهن و همچنين روشهاي استفاده شده براي گرم کردن و خنک سازي فلز تغيير مي کند.

در زير ، انواع مختلف فولاد و هدف هر نوع را توضيح مي دهيم. اميدواريم اين اطلاعات بتواند به شما کمک کند تا در مورد نوع استفاده در ساخت بالابر صنعتي با وضوح و اطمينان تصميم بگيريد.

انواع مختلف فولاد کدامند؟

فولاد از نظر ترکيب طبقه بندي مي شود: آهن با کربن و هر تعداد ديگر از عناصر ترکيب مي شود تا به يک هدف خاص برسد. 4 نوع اصلي عبارتند از :

– فولاد کربن

– فولاد ضد زنگ

– فولاد آلياژي

– فولاد ابزاري

1- فولاد کربن

همه انواع فولاد حاوي کربن است ، اما فولاد کربن به دليل نبود قابل توجه عناصر ديگر در ترکيب آن ، منحصر به فرد است . گرچه فقط داراي 2% کربن يا کمتر از نظر وزني است ، اما ماهيت اصلي آن باعث مي شود که فولاد کربن ماده اي مقاوم و بادوام باشد که براي استفاده هاي بي نظير ايده آل است.

فولاد کربن گاهي اوقات با چدن اشتباه گرفته مي شود ، اگرچه بايد حاوي کمتر از 2% کربن باشد. چدن حاوي 2% تا 3/5% کربن است که به آن بافتي خشن و ماهيت شکننده تري مي بخشد.

حتي اگر فولاد کربن از فلزات آلياژي تشکيل شده باشد ، به دليل کمبود ساير عناصر آلياژي در ترکيب آن ، طبقه بندي آلياژ ندارد. اين سادگي به محبوبيت فولاد کربن کمک مي کند – حدود 90% از کل توليد فولاد را تشکيل مي دهد.

انواع فولاد کربن :

زير آستانه 2% کربن ، فولاد کربن را مي توان در سه دسته کربن کم ، متوسط و زياد دسته بندي کرد. هر نوع مقاومت ذاتي کربن را حفظ مي کند ، اما با افزايش ميزان کربن ، هدف مفيد آن تغيير مي کند.

• کربن کم : اين متداول ترين و کم هزينه ترين نوع است. شکل پذيري آن به دليل شکل پذيري زياد آن آسان است (توانايي ذاتي کشيده شدن تحت فشار). سيم ، پيچ و مهره و لوله از اين نوع فولاد استفاده مي کنند.

• کربن متوسط : حاوي کربن بين 0.31 الي 0.60 % است که باعث ايجاد قدرت بالاتر و شکل پذيري کمتري نسبت به انواع کربن پايين مي گردد. فولاد هاي کربن متوسط در چرخ دنده ها و مسيرهاي راه آهن يافت مي شوند.

• کربن بالا: سخت ترين نوع آن بيش از 0/61 درصد کربن است و اغلب براي توليد ميخ هاي آجري و ابزارهاي برش تيز مانند تيغه هاي تراش استفاده مي شود. آنها بيش از 2% کربن ندارند.

سازگاري نسبي و کم هزينه فولاد کربن ، آن را به گزينه اي ايده آل براي انواع پروژه هاي ساختماني اعم از بزرگ و کوچک تبديل کرده است.

2- فولاد ضد زنگ

اين نوع فولاد معمولاً به دليل نقش خود در ساخت تجهيزات پزشکي و لوازم خانگي شناخته مي شود ، اما دامنه استفاده از آن فقط از محدوده گاز آشپزخانه شما بيشتر است. به عنوان مثال در ساخت برخي از تجهيزات انبارداري مثل جک پالت ضد زنگ استفاده مي شود که در انبارهاي در معرض رطوبت کاربرد دارد. کروم آلياژي است که فولاد ضد زنگ را از هم جدا مي کند و باعث درخشش متمايز آن مي شود.

کروم بيش از يک ماده افزودني صرفا ظاهري است: اين عنصر در برابر اکسيداسيون مقاوم است و با جلوگيري از زنگ زدگي باعث افزايش طول عمر فلز مي شود. محتواي بالاتر کروم در صورت پرداخت مستقيماً به براقيت بالاتر منجر شده و مقاومت بيشتري در برابر خوردگي دارد. فولاد ضد زنگ با کروم متفاوت است وقتي کروم بر روي فلز ديگري آبکاري مي شود و يک پوشش سخت و صيقلي توليد مي کند. درخشش در کاربردهاي فولاد ضد زنگ با کروم بالا به دليل افزودن عناصر ديگر کمتر آينه مانند است.

انواع فولاد ضد زنگ

کاربردهاي آشپزخانه ، پزشکي و خودرويي معمول است ، اما فولاد ضد زنگ براي مصارف ديگر نيز بسيار ارزشمند است. اين فولاد در چهار زيرمجموعه قرار گرفته است که هر کدام کاربرد متفاوتي دارند.

• آلياژهاي مارتنزيت : ميزان سختي بالا مشخصه اصلي آلياژهاي مارتنزيتي است ، اما آنها مستعد خوردگي هستند. آنها با يک فرآيند خنک کننده سريع شکل گرفته اند که آنها را براي کارهاي حرارتي ايده آل مي کند و در ابزار پزشکي ، کارد و چنگال و انبردست يافت مي شوند.

• آلياژهاي فريتيک : اين آلياژها از فولادهاي ارزان قيمت با مقادير کم کربن و نيکل هستند. برنامه هاي کاربردي در صنعت خودروسازي به دليل مقاومت و براقيت ناشي از کروم ، مقصد نهايي مشترک براي آلياژهاي فريتي هستند.

• آلياژهاي آستنيتي : آلياژهاي آستنيتي داراي محتواي کروم و نيکل بيشتري هستند و مقاومت آنها در برابر خوردگي را بهبود مي بخشند و باعث مي شوند غير مغناطيسي شوند. آنها در لوازم آشپزخانه تجاري وجود دارند و از محبوبيت بالايي برخوردار هستند زيرا دوام و تميز کردن آنها آسان است.

• آلياژهاي دوبلکس : ترکيبي از آلياژهاي آستنيتي و فريتي منجر به آلياژ دوبلکس مي شود که در عين استحکام دو برابر ، خواص هر دو را به ارث مي برد. همچنين به دليل محتواي نسبتاً زياد کروم ، شکل پذير و مقاوم در برابر خوردگي هستند.

انواع فولاد ضد زنگ ، هنگامي که در صنعت ساخت و ساز مورد استفاده قرار مي گيرند ، به دليل مقاومت در برابر خوردگي و استحکام ، ارزشمند هستند. آنها براي انواع برنامه هاي ساختماني و همچنين انبار کردن مصالح ساختماني خطرناک مناسب هستند.

3- فولاد آلياژي

نوع آلياژ از آهن ذوب شده با يکي از چندين عنصر ديگر است که هر يک از ويژگي هاي منحصر به فرد خود را به محصول نهايي مي رساند. درست است که همه فولادها آلياژ هستند ، اما کربن و کروم آلياژهاي خاصي هستند که به نام فلز تشکيل شده نسبت داده مي شوند.

فولاد آلياژي به عنوان يک گروه شامل طيف متنوعي از آلياژها با طيف خواص متنوعي است. در کانتينرهاي حمل و نقل کشتيراني از آلياژ پيچيده اي استفاده مي شود که چندين عنصر را براي توليد محصولي بادوام و ماندگار ترکيب مي کند. سيليکون اغلب به عنوان يک جز ترکيبي از فولاد تصور نمي شود ، اما خواص مغناطيسي آن را به يک جز کامل در اکثر ماشين آلات بزرگ تبديل مي کند. آلومينيوم همه کاره است و در مصالح ساختماني انقلابي که سبک و بسيار با دوام هستند استفاده مي شود. برخي از عناصر ترکيب شده با آهن و کربن براي توليد آلياژها در فولادهاي ابزاري نيز يافت مي شوند. به عنوان مثال کبالت ، تنگستن و موليبدنوم فلزات فوق العاده سختي هستند که براي مقاومت در برابر ضربه و توانايي برش مطلوب هستند.

انواع فولادي آلياژي

پتانسيل متنوع فولاد آلياژي امکان بسيار زيادي جهت شخصي سازي براي کاربردهاي خاص را فراهم مي کند. با اين حال ، از آنجا که دستکاري در ترکيب عناصر ثانويۀ درگير مانند کربن يا کروم هميشه آسان نيستند ، آلياژهاي خاص قيمت بالايي دارند. برخي از رايج ترين آلياژها عبارتند از :

• آلومينيوم : فولاد سبک و مقاوم در برابر حرارت که قابل انعطاف است و کار با آن آسان است و اغلب در سيستم هاي اگزوز گرم و مولدهاي برق استفاده مي شود. بهينه کردن آلومينيوم به منظور استفاده در کاربردهاي خاص باعث مي شود که در صنعت بالابر از آن استفاده شود. بعنوان مثال در ساخت ريل هاي انواع بالابر دکلي به دليل مقاومت زياد و وزن کم، از آلومينيوم آنادايز شده استفاده مي شود.

• مس : فولاد مقاوم در برابر خوردگي که گرما را بسيار کارآمد هدايت مي کند ، و گزينه اي عالي براي سيم کشي برق و مبدل هاي حرارتي صنعتي است.

• منگنز : فولاد ضد ضربه که بسيار سخت است. اين عنصر را مي توان در کابين هاي ضد گلوله ، صفحات ضد دريل و گاوصندوق هاي با مقاومت بالا يافت.

• موليبدنوم : فولاد قابل جوشکاري ، مقاوم در برابر خوردگي که تحت فشار زياد عمل مي کند ، و آن را براي ساخت و ساز در زير آب يا خطوط لوله نفت و گاز مناسب مي کند.

• سيليکون : فولادي با طبع نرم ، قابل انعطاف و بسيار مغناطيسي است و آهنرباهاي دائمي قوي ايجاد مي کند که در ترانسفورماتورهاي الکتريکي استفاده مي شود.

• واناديوم : فولادي با فشردگي بسيار بالا که ضد ضربه و مقاوم در برابر لرزش است و اغلب در قطعات خودرو مانند فنرها و ضربه گيرها ديده مي شود.

تطبيق پذيري کاملاً صحيح آنها ، استفاده از فولادهاي آلياژي را در بسياري از پروژه هاي ساختماني امري عادي مي کند. انواع آلياژهاي مس و آلومينيوم به دليل ويژگي هاي کم وزن و حرارتي بودن بسيار محبوب هستند.

4- فولاد ابزاري

تکنولوژي فولادهاي ابزاري جلوتر از تجارتشان است. آنها براي ساخت ماشين آلاتي که در صنعت بعنوان ابزارهاي کارامد شناخته مي شوند، کاربرد دارند. تعديل روند افزودن گرماي زياد ، خنک شدن سريع و سپس دوباره گرم کردن ، باعث ايجاد فولادي ابزاري مي شود که بسيار سخت و مقاوم در برابر حرارت است. آنها معمولاً در محيطهايي که شرايط فيزيکي درگير و فشرده و خشني دارند، استفاده مي شوند و بسيار ساينده هستند.

انواع فولاد ابزاري

انواع مختلف ابزارآلات در صنعت توليد به انواع مختلفي از فولاد ابزاري نياز دارند. از فولاد ابزاري براي تأمين بهترين نيازهاي توليدي يک ابزار خاص به روشهاي مختلفي استفاده مي شود. عناصر اضافه شده تعيين مي کنند که فولاد نهايي توليد شده، براي کدام کاربردهاي خاص مناسب است.

• فولاد ابزاري هوا سخت : مقدار زياد کروم در اين فولاد باعث مي شود بدون تحريف در معرض دماي بالا قرار گيرد.

• فولاد آب سنگين : حرارت اين فولاد در حين استفاده توسط آب مهار مي شود. ارزان ترين نوع فولاد ابزاري است و براي ساخت ابزارهاي معمولي استفاده مي شود.

• فولاد روغني : اين فولاد که در روند تهيه آن از روغن استفاده مي شود، يک عنصر استثنايي در برابر لغزش بوده و در برابر سايش بسيار مقاوم است و براي توليد چاقو و قيچي مورد استفاده قرار مي گيرد.

• فولاد پرسرعت : فولاد پرسرعت بسيار ساينده و در برابر ضربه مقاوم است. در ذرات مته و اره برقي يافت مي شود.

• فولاد گرم : همانطور که از نامش مشخص است، اين فولاد در برابر گرماي شديد مقاومت مي کند و در صنعت آهنگري و ريخته گري استفاده مي شود.

• فولاد ضد ضربه : مقادير کم کربن ، سيليکون و موليبدنوم اين فولاد را سخت کرده و مناسب ساخت منگنه و ابزارهاي پرچ مي کند.

فولادهاي ابزاري را مي توان با توجه به صنعتي که در آن استفاده مي شود و همچنين سختي و مقاومت آنها، از هم تفکيک داد.

تفاوت درجات انواع فولاد کدامند؟

تقسيم بندي انواع فولاد به لحاظ کاربرد، بسيار پيچيدگي دارد. 2 سازمان معتبر بعنوان مرجع اصلي جهت درجه بندي انواع فولاد وجود دارند. اين مراجع شرايط استاندارد کاربرد فولاد مناسب در صنايع مختلف را بررسي و اعلام مي کنند. دو سيستم درجه بندي عبارتند از :

– ASTM (انجمن سنجش و آزمايش مواد آمريکا) : طبقه بندي الفبايي که طبقه بندي کلي فولاد و ويژگي هاي خاص را نشان مي دهد.

– SAE (انجمن مهندسين خودروساز) : اين انجمن براي کاربرد فولاد استاندارد يک کد چهار رقمي ابداع نموده که اين عدد چهار رقمي نوع فولاد و محتواي کربن به همراه وجود عناصر آلياژي ديگر را مشخص مي کند.

شما مي توانيد فولاد را در همه جا پيدا کنيد که به اشکال مختلف متناسب با نيازهاي مختلف ساخته شده است. اين جز اساسي بسياري از مصالح ساختماني ، لوازم خانگي و حتي ابزارهايي است که براي ساخت ابزارهاي ديگر استفاده مي شود. در کل مي توان گفت با ترکيب عناصر مناسب ، براي هر کاربرد صنعتي و غير صنعتي يک ترکيب دقيق فولادي وجود دارد. آهن و کربن فلزات همه کاره اثبات شده اي هستند که عناصر سازنده بسياري از مواردي هستند که امروزه در شهرهاي مدرن شاهد هستيم ، از جمله شبکه هاي حمل و نقل و زيرساخت هاي ارتباط از راه دور. استفاده از فولاد سابقه طولاني دارد و با کشف روشهاي جديد ترکيب عناصر ، تا آينده نيز ادامه خواهد يافت.