مقالات تجارت آلیاژ مقالاتی از فلزات پرکاربرد
به نوعی از فولاد که درصد وزنی کربن در آن بین 0.05 تا 1.2 درصد باشد، فولاد کربنی (Carbon Steel) می‌گویند. انجمن آهن و فولاد آمریکا تعاریف متفاوتی برای انواع فولاد کربنی بیان کرده است، از جمله:
– در این نوع فولاد، هیچ مقدار حداقلی برای عناصر مولیبدین، کبالت، کروم، تیتانیوم، نیکل، تنگستن، نیوبیوم، زیرکونیوم و وانادیوم مشخص نشده است.
– درصد جرمی مس در این نوع فولاد نباید بیش از 0.4 نباشد.
– حداکثر درصد جرمی عناصری که نام برده می‌شود، از این مقادیر بیشتر نباشد: سیلیکون 0.6 درصد، مس 0.6 درصد، منگنز 1.65 درصد.
انواع مختلف فولاد کربن چیست؟
همه انواع فولاد با یک روش ساخته نمی‌شوند. این مورد به ویژه درباره فولاد کربنی صادق است. در این نوع فولاد سه دسته‌بندی وجود دارد که همگی دارای ترکیبات متفاوت، نقاط قوت و ضعف خاص و کاربردهای مختلف هستند. همه انواع فولاد کربنی کاربردها و ویژگی‌های متفاوتی دارند، بنابراین اگر به دنبال محصولات فولاد کربنی هستید، باید مشخص کنید که کدام نوع برای پروژه شما مناسب‌تر است.
- فولاد کم کربن
- فولاد کربن متوسط
- فولاد پُر کربن
در ادامه به بررسی هر یک از این موارد می‌پردازیم:
بیشتر بخوانید: در مورد فولاد کربنی، انواع و طبقه بندی آن
فولاد کم کربن
نوع اول کم کربن است. همانطور که از نام آن پیداست، فولاد کم کربن دارای کمترین میزان کربن در بین انواع مختلف فولاد کربنی است. فولاد کم کربن تنها به 0.30 درصد کربن محدود می‌شود و رایج‌ترین گرید مورد استفاده است.
فولاد کم کربن به عنوان فولاد کربن ساده و فولاد کربن درصد پایین نیز شناخته می‌شود. شکل‌دهی و ساخت آن بسیار آسان است، که باعث می‌شود تولید آن در مقایسه با گریدهای دیگر سریع‌تر و ارزان‌تر باشد. بنابراین، این فولاد کربنی، انتخابی عالی برای کاربردهای مختلف است (به ویژه کاربردهایی که نیاز به تولید انبوه محصولات فولادی دارند). اغلب از فولاد کم کربن برای ساخت ورق‌های فلزی، پیچ و میلگرد استفاده می‌شود. ممکن است شما نیز با بسیاری از محصولات فولادی کم کربن در آشپزخانه برخورد کرده باشید، زیرا فولاد ضد زنگ نیز در این دسته قرار می‌گیرد.
جدا از خم شدن و شکل‌دهی آسان، فولاد کم کربن دارای استحکام کم اما شکل‌پذیری بالایی است. با این حال، استحکام کششی آن را می‌توان از طریق فرآیندی به نام کربوریزاسیون افزایش داد که باعث می‌شود این فولاد در برابر فشار و ساییدگی مقاوم‌تر شود. سایر عناصر آلیاژی مانند منگنز نیز می‌توانند برای افزایش استحکام و سختی فلز اضافه شوند (بدون اینکه فولاد کم کربن برای کاربرد مورد نظر آن بسیار سنگین شود).
رایج‌ترین گریدهای فولاد کم کربن عبارتند از ASTM A36، A572 گریدهای 42 و 50 و A830-1020. این گریدها دارای استحکام متوسط، شکل‌پذیری و ماشین‌کاری بالا و وزن سبک هستند. بنابراین، فولاد کم کربن برای ساخت سازه‌های فولادی، اجزای خودرو، ماشین‌آلات، لوازم خانگی، ابزار جراحی و ابزارهای پزشکی مناسب می‌باشند.
فولاد کربن متوسط
نوع دوم فولاد کربنی، فولاد کربن متوسط نامیده می‌شود که به اندازه کمی، کربن بیشتری نسبت به نوع اول دارد (حدود 0.31 درصد تا 0.60 درصد). علاوه بر این، در ترکیبات این نوع فولاد، از منگنز بیشتری نیز استفاده شده است. همچنین ممکن است حاوی مقادیر مختلفی از عناصر آلیاژی مانند کروم، نیکل و مولیبدن باشد.
فولاد کربن متوسط به دلیل محتوای کربن و منگنز بالاتر از فولاد کم کربن، قوی‌تر است. اما به دلیل وجود این عناصر، شکل‌پذیری و کیفیت ساخت این فولاد کمی کاهش می‌یابد. با این وجود، استحکام و دوام بیشتری دارد، بنابراین هنوز هم کاربردهای زیادی را شامل می‌شود.
از سایر اجزای آلیاژی (مانند کروم، نیکل و مولیبدن) برای افزایش مقاومت فشاری فولاد کربن متوسط استفاده می‌شود. در صورت نیاز به سخت شدن اضافی، فولاد کربن متوسط می‌تواند فرآیند گرمایش و سرمایش را مجدداً طی کند که به آن کوئنچ و تمپرینگ می‌گویند. استفاده از این تکنیک سختی را بدون به خطر انداختن ماشین‌کاری آن افزایش می‌دهد.
دو نوع از رایج‌ترین گریدهای فولاد کربن متوسط ASTM A516 گرید 70 و A830-1045 هستند. این گریدها مقادیر خوبی از استحکام، سختی، مقاومت در برابر سایش و ماشین‌کاری را دارا هستند. این امر فولاد کربن متوسط را به گزینه ایده‌آل‌تری نسبت به فولاد کم کربن برای کاربردهای با سایش و ضربه بالا تبدیل می‌کند. از جمله این کاربردها می‌توان به ساخت قطعات ماشین‌های صنعتی و خودرو، ساختارهای تحت فشار، شفت‌ها و کوپلینگ‌ها اشاره کرد.
فولاد پُر کربن
فولاد پرکربن، همانطور که از نامش پیداست، دارای بیشترین میزان کربن در بین فولادهای کربنی است. این فولاد حاوی حدود 45/0 تا 50/1 درصد کربن است. محتوای کربن بالا در این فولاد سبب انعطاف‌ناپذیری بیشتر آن می‌شود. بنابراین کار با آن از نظر برش، خم شدن و شکل‌دهی بسیار سخت است. از آنجایی که فرایند تولید فولاد پرکربن نسبتاً سخت است، گران‌ترین نوع فولاد کربنی در بین این سه نوع محسوب می‌شود.
فولاد پرکربن می‌تواند مواد آلیاژی مختلف را برای تغییر خواص مکانیکی خود بپذیرد. کروم و منگنز رایج‌ترین عناصر هستند که مقاومت آن را در برابر خوردگی افزایش می‌دهند. مانند فولاد کربن متوسط، فولاد با کربن بالا نیز می‌تواند تحت عملیات‌های کوئنچ و تمپر برای افزایش سختی قرار گیرد.
بنابراین، فولادهای پر کربن دارای بالاترین استحکام و مقاومت در برابر سایش در بین گریدهای فولاد کربنی هستند. این ویژگی به آنها اجازه می‌دهد تا در برابر انواع فرسودگی، خوردگی، سایش و ضربه مقاوم باشند. در نتیجه در تولید محصولات سخت فولادی مانند ابزارهای برش و اسکنه، ریل‌های راه‌آهن، فولاد فنری، صفحات فولادی و میله‌های فولادی از نوع فولاد پرکربن استفاده می‌شود.
جمع‌بندی
هنگام انتخاب فولاد کربنی برای کاربردهای مختلف، بهتر است با خواص مختلف هر یک از انواع فولاد کربنی آشنا باشید. این کار به شما کمک می‌کند تا تشخیص دهید کدام گرید از فولاد با نیازهای شما مطابقت دارد و چگونه باید از آن استفاده کنید تا از تمام ویژگی‌ها و طول عمر آن بیشترین استفاده را ببرید.
