فولاد ف مقاومی است که از آهن بدست می‌آید , معمولی ترین نحوه ایجاد فولاد ریختن آهن گداخته و مذاب درون کوره تبدیل و دمیدن هوای گرم و اکسیژن روی آن که بخش اکثر کربن جانور در آهن با استعمال از این منش می سوزد و در غایت آهن تبدیل به فولاد خواهد شد .
فولاد یا این که پولاد به آلیاژهای آهن که در میان 25 0/۰ تا حدود ۲ درصد کربن دارا هستند گفته می شود , فولادهای آلیاژی معمولا با فهای دیگری هم همراهند . خاصیت فولاد به درصد کربن مو جود در آن , عملیات حرارتی صورت گرفته بر روی آن و فهای آلیاژ دهنده جانور در آن وابسته است .
برای ساختن سیم , لوله و ورق از فولاد به کار گیری می شود .
فولاد میانگین ۲/0 تا ۶/0 درصد کربن دارااست و آن را برای ساختن ریل , دیگ بخار و قطعات ساختمانی بکار می برند
فولاد مشقت بار ۶/0 تا 5/1 درصد کربن داراست , و از آن برای ساختن ابزارآلات , فنر و کارد و چنگال به کار گیری می گردد .
آهنی که از کوره بلند بیرون میگردد , چدن نامیده میگردد که دارنده مقادیری کربن , گوگرد , فسفر , سیلیسیم , منگنز و ناخالصی‌های دیگر است . در ایجاد فولاد دو انگیزه دنبال میگردد :
1 - سوزاندن ناخالصی‌های چدن
2 - اضافه کردن مقادیر مشخص از مواد آلیاژ دهنده به آهن .
فولادها از دید آلیاژی به چهار تیم حساس تقسیم میگردند :
1 - فولادهای بی آلایش کربنی
2 - فولادهای اندک آلیاژ
3 - فولادهای میانگین آلیاژ
4 - فولادهای لبریز آلیاژ
در فولادهای بی آلایش کربنی , کربن بزرگترین عنصر آلیاژی بوده و عناصری نظیر منگنز و سیلیسیوم و آلومینیوم به اندازه جزیی و برای گاز زدایی به آن‌ها طولانی تر می شود . مقدار کربن این فولادها نقش حساس در اندازه ارتقا استحکام آنان بعد از عملیات حرارتی داراست .
این فولادها به سه تیم اندک کربن , کربن میانگین و مالامال کربن تقسم می‌شوند :
بعداز فولادهای کربنی , فولادهای معدود آلیاژ و میانگین آلیاژ بوده که واحد سنجش منگنز و سیلیسیوم آن ها عمده از میزان ضروری برای اکسیژن زدایی هست و موادسازنده دیگری مانند نیکل , کرم و مولیبدن هم به آنان طولانی تر شده‌است . عناصری مثل تیتانیوم , نیوبیوم , مس و بر هم در رخ وم و به اندازه جزیی امکان دارد به آن ها بیش تر شود . اضافه کردن این موادتشکیل دهنده آلیاژی به فولادها جهت بهبود عملیات حرارتی پذیری آن‌ها و ارتقاء بعضی خاصیت فیزیکی و مکانیکی میباشد .
قابل ذکر است که جهت طبقه بندی فولادهای ناچیز آلیاژ , میانگین آلیاژ و لبریز آلیاژ محدودیتی وجود نداشته و عموما به فولادهای دربردارنده بیش تر از 10 % موادتشکیل دهنده آلیاژی , فولادهای پرآلیاژ میگویند .
یاگرام فازی دوتایی آهن – کربن , دیاگرامی تعادلی از کربن در محلول جامد آهن است که نشان دهنده تغییرات ساختاری آلیاژهای آهن – کربن نسبت به سکو حرارت است . این دیاگرام بر حسب درصد کربن آلیاژ , جایگاه حرارت , سرد کردن یا این که گرم کردن زیاد آرام ترسیم شده و به همین جهت به آن دیاگرام تعادلی آهن – کربن میگویند .
از آنجایی که آهن و کربن تشکیل یک مخلوط واسطه به اسم سمنتیت Fe3C میدهد , این دیاگرام را دیاگرام آهن – سمانتیت هم می نامند .
آهن ماده ای آلوتروپیک ( چندین ساختاری ) بوده و در طول انجماد از وضعیت مذاب تا وصال به دمای محفظه , تبدیل به ساختارهای متفاوت می شود . در نمودار آهن – کربن سمانتیت , آستنیت , لدبوریت , آهن آلفا , آهن گاما و آهن بتا دیده میشود .
در نمودار آهن - کربن سه جور فولاد با ادغام و ریزساختار گوناگون مشاهده می شود ( یوتکتوئیدی , هیپویوتکتوئیدی , هایپریوتکتوئیدی ) که توضیح آن در پیوند پایین به تفصیل آمده است .
ورق sgt - steel
فولادهای معمولی کربنی مهم‌ترین تیم آلیاژهای مهندسی می‌باشند . این فولادها بجهت هزینه نسبتا قلیل ایجاد و داشتن گستره وسیعی از خاصیت فی مابین مواد مهندسی در جایگاه نخستین اهمیت قرار دارا هستند . کاربرد فولادهای معمولی کربنی نامحدود بوده و قادر است مشتمل بر ورق , نوار , میله , سیم , تولیدات لوله ای , صورت های ساختمانی , آهنگری شده , ریخته گری و … باشد .
فولادهای معمولی کربنی بسته به مدل و کاربردشان در یک سری سیستم متعدد مدل بندی میگردند و گونه بندی منحصربه‌فرد به شخصی که درباره ی همه فولادهای معمولی کربنی به کار رود , نیست . دو سیستم متفاوتی که در این باره بیشترین کاربرد را دارا هستند عبارتند از این سیستم در خصوص میلگردهای نورد سرد و نورد گرم شده , سیم ها , میله ها و لوله های سوای درز و تولید ها نصفه تمام برای آهنگری به کار برده می شود . از‌آنجا که در فولادهای معمولی کربنی , درصد کربن نقش حیاتی و انتخاب کننده ترازو استحکام آن‌ها میباشد , در‌این سیستم از درصد کربن برای شناسایی فولادهای گوناگون استعمال می شود .
برای نامگذاری از چهارتا مستعمل که دوتا نخستین 10 مشخص و معلوم کننده فولاد معمولی کربنی است . دو رقم بعدی مشخص و معلوم کننده صدم درصد کربن است . برای مثال ; عدد 1020 معلوم کننده فولاد معمولی کربنی با 0 . 2 % اسمی کربن است .
محدوده استعمال از منگنز در فولادهای بی آلایش کربنی قادر است از حداکثر 0 . 35 % در فولاد 1005 تا حداکثر 1 % در فولادهای 1085 AISI متغیر باشد . منگنز با گوگرد مو جود در فولاد مخلوط شده و سولفید منگنز را تولید می نماید . منگنز با ریزکردن پرلیت و ساخت محلول جامد با فریت موجب ارتقا استحکام تسلیم فولادهای بی آلایش کربنی می شود .
گوگرد می‌تواند حداکثر تا 0 . 05 % در فولاد بی آلایش کربنی وجود داشته باشد . غالبا با منگنز مخلوط شده و تشکیل آخال MnS میدهد . درصورتی که گوگرد با آهن ادغام شود , تشکیل FeS داده که غالبا در مرزدانه ها رسوب می نماید . از آنجایی که FeS ترکیبی دشوار بوده و دارنده نقطه ذوب پایینی میباشد , لذا احتمالا در طول کارسرد و یا این که کارگرم فولاد ساخت شکاف نماید . به همین جهت و برای دوری از تشکیل این مخلوط غیرمناسب بایستی نسبت منگنز به گوگرد فولادها حدود 5 به 1 باشد .
از آنجایی که فسفر ادغام خیلی تردی با آهن تشکیل میدهد ( Fe3P ) , لذا ترازو فسفر فولادهای کربنی درحد 0 . 04 % محدود میباشد .
سیلیسیم تحت عنوان اکسیژن زدا , حین فولادسازی به مذاب بیشتر شده و تشکیل آخال های SiO2 میدهد . واحد سنجش سیلیسیم فولاد بی آلایش کربنی می‌تواند از 0 . 1 تا 0 . 3 % متغیر باشد .
در مقایسه با فولادهای قلیل کربن عملیات حرارتی ناپذیر که کربنی در میان 0 . 06 تا 0 . 1 درصد دارا هستند , فولادهای مدل اولیه دارنده مشقت و استحکام بیشتری بوده البته صورت پذیری سرد کمتری دارا هستند . استحکام این نوع فولادها را می بضاعت با عملیات حرارتی بالا موفقیت البته این نحوه اقتصادی نمی‌باشد . جهت ارتقا مشقت این فولادها , آن‌ها را کربوره کرده یا این که به صورت سطحی مشقت بار می نمایند . برای کربوره کردن غالبا فولادهای AISI 1016 , 1018 , 1019 گزینش شده و برای مقاطع بزرگتر , فولادهای AISI1015 , 1020 , 1022 به کار می‌رود .
مدل دوم , فولادهای کربن میانگین , کربن بیشتری داشته و غالبا با کوئنچ و تمپر ( آب دهی و بازگشت ) , استحکام مییابند . در‌حالتی که تعیین محلول و دمای کوئنچ ( آبدهی ) مطلوب باشد , می اقتدار محدوده وسیعی از خاصیت مکانیکی را بدست آورد . دربین این سه تیم از فولادهای معمولی کربنی رنج پذیر , مدل دوم بیشترین و مطرح ترین کاربرد را داشته و عمده قطعات اتومبیل از این فولادها ساخته میگردند .
گونه سوم فولادهای بی آلایش کربنی که کربنی فراتر از 0 . 55 % دارا‌هستند , نسبت به است.
منبع : آهن آلات شکوهیان
درباره این سایت