مقالات تجارت آلیاژ مقالاتی از فلزات پرکاربرد
فولاد ضدزنگ به‌واسطه استحکام بالا، دوام خوب و مقرون‌به‌صرفه بودن، در صنایع مختلفی مورداستفاده قرار می‌گیرد. ساختمان‌سازی، هوافضا، کشاورزی، معماری و… از جمله صنایعی هستند که فولاد ضدزنگ در آنها نقش مهمی را ایفا می‌کند. علاوه بر این صنایع، استنلس استیل در صنعت خودروسازی نیز از اهمیت بالایی برخوردار است. از مهم‌ترین ویژگی‌هایی که فولاد ضدزنگ را در صنعت خودروسازی پرکاربرد و پراستفاده می‌کنند؛ می‌توان به ماشین‌کاری خوب و همچنین شکل‌پذیری مطلوب این فلز اشاره کرد. به همین دلیل از فولاد ضدزنگ در ساخت شاسی خودرو، اتاق خودرو، رینگ‌ها، بلبرینگ‌ها، لوله‌اگزوز، رادیاتور، بوش‌ها و… استفاده می‌شود.
انواع فولادهای به کار رفته در صنعت خودروسازی
به دلیل کاربردهای فراوان و گسترده این فلز در صنعت خودروسازی، فولاد به انواع مختلفی تقسیم‌بندی می‌شود که عبارت‌اند از: فولاد ضدزنگ، فولاد مستحکم ارتقا یافته (AHSS)، فولاد پرکربن، فولاد کم‌کربن و فولاد گالوانیزه.
در ادامه کاربرد هر یک از انواع مختلف فولادهای به‌کار رفته در صنعت خودروسازی را بررسی می‌کنیم و کاربرد هر یک را به‌صورت دقیق‌تر بیان می‌کنیم؛ پس تا انتها همراه ما باشید.
فولاد ضدزنگ
برای اینکه به یک ماده خام فولادی لفظ “ضدزنگ” اطلاق شود؛ باید آن فولاد حاوی حداقل ده و نیم درصد عنصر کروم و یک درصد عنصر کربن، در ترکیب شیمیایی خود باشد.
یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های استیل، مقاومت بالای آنها در برابر خوردگی است. به همین دلیل فولاد ضدزنگ در محیط و شرایطی که احتمال خوردگی وجود دارد؛ کاربرد دارند و عملکرد خود را نیز حفظ می‌کنند (در برابر عامل تخریب‌کننده از خود مقاومت نشان می‌دهند). همچنین طراحی زیبا (براق بودن) و دوام بالا باعث شده است تا از فولاد ضدزنگ در صنعت خودروسازی استفاده‌های فراوانی شود. توجه داشته باشید که در بدنه و موتور خودروها، حدود 2 الی 15 کیلوگرم استنلس استیل استفاده شده است.
علاوه بر مقاومت بالا در برابر خوردگی، یکی دیگر از دلایلی که فولاد ضدزنگ را در صنعت خودروسازی پرطرف‌دار و محبوب کرده است؛ مقاومت خوب این فولاد در برابر درجه حرارت‌های بالا است. همان‌طور که می‌دانید دمای موتور خودرو معمولاً بین 90 تا 104 درجه سانتیگراد است. از طرف دیگر نقطه ذوب فولاد ضدزنگ 1500 درجه سانتیگراد است. بالاتر بودن نقطه ذوب فولاد نسبت به دمای موتور ماشین باعث می‌شود تا فولاد ضدزنگ بهترین گزینه برای ساخت اجزای موتور خودرو محسوب شود. همین موضوع سبب می‌شود تا تجهیزات فولادی به‌کاررفته در موتور خودرو در دماهای بالا، دچار تغییر شکل نشوند و همچنین ذوب‌شدن آنها رخ ندهد.
اگر بخواهیم ایمنی را نیز در نظر بگیریم؛ باید بگوییم که فولاد ضدزنگ، ایمنی سرنشینان و همچنین خودرو را نیز به بهترین شکل حفظ می‌کند. در واقع استفاده از فولاد ضدزنگ در موتور خودرو باعث می‌شود تا تجهیزات ساخته شده از فولاد ضدزنگ در دماهای بالا عملکرد خود را از دست ندهند و قطعه مدنظر همواره وظیفه خود را انجام دهد (از کار نیفتد).
فولاد مستحکم ارتقا یافته (AHSS)
پیشرفته‌شدن علم و همچنین آگاه شدن انسان از ویژگی‌های عناصر مختلف، باعث شده است تا امروزه فلزات منحصربه‌فرد و جدیدی ساخته شوند. یکی از فلزات منحصربه‌فرد ساخته شده در حوزه مواد و متالورژی، فولاد AHSS یا “فولاد مستحکم ارتقا یافته” است. این فولاد بر خلاف دیگر فولادها، ساختار بسیار پیچیده‌تری را در خود جای داده است. در واقع ترکیبات شیمیایی به‌کاررفته در این نوع فولاد بسیار بادقت انتخاب شده‌اند. این موضوع باعث می‌شود تا ویژگی‌های مدنظر، همچون سخت بودن و انعطاف‌پذیری خوب در این نوع فولاد ظهور کنند. همچنین این فولاد در کنار سختی مطلوب و انعطاف‌پذیربودن؛ از وزن بسیار کمی نیز بهره می‌برد (سبک است). قرارگیری این سه پارامتر در کنار یکدیگر، باعث می‌شوند تا از این فولاد در بدنه خودرو، درب‌های خودرو، سپر، اتاق خودرو و… استفاده‌های فراوانی بشود. همچنین استفاده از فولادهای مستحکم ارتقا یافته در صنعت خودروسازی باعث شده است تا ایمنی خودروها بسیار افزایش پیدا کنند و همچنین هزینه ساخت و تولید خودروها نیز کاهش محسوسی بیابند.
فولادهای مستحکم ارتقا یافته به انواع و اقسام مختلفی طبقه‌بندی می‌شوند که عبارت‌اند از MS، FB، TRIP و TWIP. هر یک از این نوع فولادها، ویژگی‌های منحصربه‌فردی دارند. این موضوع باعث می‌شود تا هر یک از آنها در بخش‌های مختلفی از خودرو مورد استفاده قرار بگیرند. به‌عنوان‌مثال از فولاد مستحکم ارتقا یافته TRIP در قسمت‌هایی از موتور و بدنه خودرو که احتمال تصادف آنها بالاتر است؛ استفاده می‌شود (این فولاد به‌خوبی انرژی‌های زیاد را جذب می‌کند). همچنین فولاد MS در عملکرد و بهبود رانندگی خودرو تأثیر می‌گذارد.
فولاد پرکربن یا فولاد سخت
یکی دیگر از انواع فولادهای به‌کاررفته در صنعت خودروسازی، فولاد پرکربن است. همان‌طور که از نام این فولاد مشخص است؛ درصد کربن موجود در آن نسبت به سایر فولادها بیشتر است. از طرف دیگر فولادهای پرکربن، آلیاژ‌هایی هستند که تحت فرایند کوئنچ قرار می‌گیرند و به این روش سخت‌کاری می‌شوند.
اگرچه فولادهای پرکربن از انعطاف‌پذیری کمی برخوردارند و همچنین مستعد شکستن هستند؛ اما در برابر سایش و بریده شدن از مقاومت خوبی برخوردار هستند. به همین دلیل از این نوع فولادها در بست‌های فلزی و ابزارآلات به‌کاررفته در برش‌کاری استفاده می‌شود.
مقاومت فولادهای پرکربن در برابر سایش و بریدگی باعث می‌شود تا خودروسازان از این فولادها در شاسی، بوش‌ها، پنل درها، ستون‌ها، بدنه خودرو، صداخفه‌کن اگزوز و… استفاده کنند. توجه داشته باشید که استفاده از فولاد مناسب در قسمت‌های مختلف خودرو (متناسب با کاربرد) باعث می‌شود تا استانداردهای ایمنی در خودرو، به‌خوبی برآورده شوند.
فولاد کم‌کربن یا فولاد نرم
برخلاف فولادهای پرکربن، فولادهای کم‌کربن از استحکام کششی بسیار کمتری برخوردارند و تنش تسلیم آنها نیز در نمودار، نسبت به تنش تسلیم فولادهای پرکربن، پایین‌تر است. همچنین فرایند تولید فولاد کم‌کربن یا فولاد نرم نسبتاً ساده است و همین موضوع باعث می‌شود تا یکی از مقرون‌به‌صرفه‌ترین نوع فولادها محسوب شود.
فولاد نرم در صنعت خودروسازی کاربردهای فراوانی دارد. به‌عنوان‌مثال در ساخت بدنه، سیستم کلاچ، سیستم تعلیق، میل‌فرمان و… از این فولاد استفاده می‌شود. همچنین از این فولاد در قطعات تزیینی خودرو از جمله رینگ‌ها، پیچ‌ها، روکش‌ها، بست‌ها و… نیز استفاده می‌شود.
فولاد گالوانیزه
همان‌طور که می‌دانید فولاد گالوانیزه یکی از محبوب‌ترین و پرطرف‌دارترین انواع فولاد محسوب می‌شود که به‌منظور افزایش مقاومت در برابر خوردگی، آن را با یک‌لایه نازک از فلز روی، پوشش می‌دهند. این نوع فولاد نسبت به فولاد ضدزنگ ارزان‌قیمت‌تر است. از طرفی استحکام و دوام آن نسبت به آلومینیوم بیشتر است. دوام و استحکام فولاد گالوانیزه به‌قدری مطلوب و خوب است که می‌توان به‌تنهایی 80 درصد از یک خودرو، کامیون و موتورسیکلت را از این فولاد تهیه کرد.
همان‌طور که گفته شد فولاد گالوانیزه بر روی خود، یک‌لایه محافظ دارد که این لایه محافظ در صورت آسیب‌دیدن مجدداً خود را ترمیم می‌کند و به حالت اولیه باز می‌گردد. همچنین نگهداری از فولاد گالوانیزه نیازی به تجهیزات و مواد گران‌قیمت ندارد. درصورتی‌که هزینه نگهداری از فولادهای AHSS و فولادهای پرکربن نسبت به فولاد گالوانیزه بیشتر است (اما توجه داشته باشید که فولادهای AHSS و فولادهای پرکربن، خواصی دارند که در فولاد گالوانیزه نسبتاً کمیاب هستند).
نتیجه‌گیری و جمع‌بندی
همان‌طور که در بالا گفته شد فولادها انواع و اقسام مختلفی دارند که متناسب با ویژگی و خواص موجود در آنها، در قسمت‌های مختلفی از ساخت یک خودرو (صنعت خودروسازی) ایفای نقش می‌کنند. همچنین به این نکته اشاره شد که فولادهای AHSS و فولادهای پر کربن، استحکام و دوام نسبتاً بالایی را در اختیار مصرف‌کننده قرار می‌دهند؛ اما هزینه ساخت و تولید این نوع فولادها نسبتاً بالا است. همچنین در نظر داشته باشید که فولادهای گالوانیزه و کم‌کربن استحکام نسبتاً ضعیفی دارند (در مقایسه با فولاد های پرکربن و ارتقا یافته) اما از نظر اقتصادی بسیار مقرون‌به‌صرفه‌تر هستند.
