فولاد آلیاژی

چرا به فولاد، آلیاژ اضافه می‌کنیم؟

اما چرا به فولاد، آلیاژ اضافه می‌کنیم؟ در واقع، افزودن آلیاژ به فولاد برای بهبود ویژگی‌های آن انجام می‌شود. آلیاژها می‌توانند به فولاد مقاومت در برابر خوردگی، سختی، استحکام و شکل‌پذیری بیشتری ببخشند. با تغییر ترکیب شیمیایی فولاد، می‌توان آن را برای کاربردهای خاص مانند ساخت ابزارهای برش، قطعات خودرویی یا سازه‌های مقاوم در برابر دما و فشار بهینه کرد. به این ترتیب، فولاد آلیاژی متناسب با نیازهای مختلف صنعتی و کاربردهای ویژه تولید می‌شود.

انواع فولاد آلیاژی

همان‌طور که بیان شد، فولادهای آلیاژی دسته‌ای از فولادها هستند که بر اساس میزان عناصر موجود در ترکیب شیمیایی‌شان تقسیم‌بندی می‌شوند. این نوع فولادها نسبت به سایر انواع فولاد هزینه تولید کمتری دارند و بر اساس درصد عناصر آلیاژی به دو دسته فولادهای کم‌آلیاژ و پرآلیاژ تقسیم می‌شوند. در فولادهای کم آلیاژ، درصد عناصر آلیاژی کمتر از ۸ درصد است. اما در فولادهای پر آلیاژ، این درصد بیشتر از ۸ است. به عنوان مثال، فولاد ضدزنگ در گروه فولادهای پر آلیاژ قرار دارد. در اینجا، با وجود تنوع زیاد فولادهای آلیاژی به بررسی هفت نمونه از بهترین آن‌ها بپردازیم.

فولاد آلیاژی کروم ‌دار

این فولاد آلیاژی حاوی درصد بالایی کروم است که با کربن واکنش داده و ترکیبات کربوری ایجاد می‌کند. کروم به فولاد خاصیت ضدزنگ قوی می‌بخشد و هرچه مقدار آن بیشتر باشد، مقاومت در برابر خوردگی افزایش می‌یابد. این مقاومت از طریق ایجاد یک لایه محافظ از اکسید کروم بر سطح آلیاژ شکل می‌گیرد. با این حال، افزودن کروم ممکن است انعطاف‌پذیری و قابلیت کشیده شدن فولاد را کاهش دهد، بنابراین برای کاربردهایی که نیاز به انعطاف‌پذیری دارند، مناسب نیست. فولادهای D2 و D3 نمونه‌هایی از این آلیاژها هستند.

فولاد آلیاژی وانادیوم ‌دار

وانادیوم با اضافه شدن به آهن مذاب، کاربیدهای ریزدانه‌ای تشکیل می‌دهد که از رشد بیش از حد دانه‌ها جلوگیری می‌کند. این ویژگی باعث می‌شود فولادهای آلیاژی حاوی وانادیوم دارای ساختاری ریزدانه، استحکام بالا و شکل‌پذیری خوبی باشند. در برخی از این فولادها، سختی و استحکام را نیز افزایش می‌دهد. این نوع فولاد آلیاژی برای ساخت قطعاتی مانند میل‌لنگ و اجزای لوکوموتیو استفاده می‌شود. فولادهایی مثل L6 از جمله فولادهای آلیاژی حاوی وانادیوم هستند.

فولاد آلیاژی تنگستن‌ دار

وقتی فولاد کربنی با تنگستن ترکیب می‌شود، یک نوع فولاد آلیاژی با ویژگی‌های منحصر به فرد به دست می‌آید. این فولاد از سختی بالا و قدرت برندگی زیادی برخوردار است و به همین دلیل برای تولید تیغه‌ها، مته‌ها، ابزارهای برش و قلم‌های تراش استفاده می‌شود. تنگستن باعث پایدار شدن ترکیب شیمیایی فولاد کربنی می‌گردد و به همین دلیل در ساخت آهنربا نیز کاربرد دارد. آهنرباهایی که از این نوع فولاد آلیاژی ساخته می‌شوند، همیشه خاصیت مغناطیسی خود را حفظ می‌کنند. فولاد K107 یکی از نمونه‌های این گروه است که این ویژگی‌ها را دارا می‌باشد.

فولاد آلیاژی منگنزدار

منگنز یکی از عناصر کلیدی است که افزودن آن به فولاد خواص خاصی به آن می‌بخشد. این عنصر از ایجاد ذرات آستنیت در فولاد جلوگیری کرده و موجب بهبود شکل‌پذیری آن می‌شود. برای افزایش سختی و استحکام فولاد، عملیات حرارتی به نام کوئنچینگ نیاز است. این فرایند باید در زمان مشخصی انجام شود؛ در غیر این صورت، تغییرات زودتر یا دیرتر در این زمان می‌تواند به پایداری فولاد آسیب بزند. با افزودن منگنز، این عملیات حرارتی به‌خوبی انجام می‌شود و فولاد به‌طور همزمان مستحکم و انعطاف‌پذیر می‌گردد.

فولاد آلیاژی کبالت ‌دار

اضافه کردن کبالت به فولاد باعث می‌شود که تشکیل ذرات آستنیت متوقف شود و در نتیجه، سختی فولاد در دماهای بسیار بالا ثابت بماند. برای افزایش بیشتر مقاومت و استحکام این فولاد، معمولاً مقداری تنگستن نیز به آن اضافه می‌کنند. این ترکیب به ویژه برای تولید ابزارهای برش تندبر HSS کاربرد دارد.

فولاد آلیاژی نیکل ‌دار

نیکل یکی از عناصر مهم در آلیاژسازی فولاد است که به افزایش نیروی کششی و سختی فولاد کمک می‌کند، بدون اینکه بر شکل‌پذیری آن تأثیر منفی بگذارد. افزودن نیکل تا 35 درصد به فولاد، مقاومت آن را در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی بهبود می‌بخشد. ترکیب نیکل با کروم نیز می‌تواند ویژگی‌های فولاد را تقویت کند، از جمله انعطاف‌پذیری، خاصیت ارتجاعی و مقاومت در برابر فرسودگی.

فولاد آلیاژی مولیبیدن‌ دار

مولیبدن با حل شدن در آهن آلفا و گاما، ترکیباتی مانند fe3cmoc2 و Mo2c را ایجاد کرده و ساختار فولاد را تغییر می‌دهد. این عنصر به‌ویژه در افزایش مقاومت در برابر خوردگی و تقویت نیروی کششی فولاد مؤثر است. درصد مولیبدن معمولاً بین 0.25 تا 0.5 درصد بوده و بهبود قابل‌توجهی در مقاومت به سایش ایجاد می‌کند. فولاد Mo40 نمونه‌ای از فولادهای حاوی مولیبدن است که برای تولید ابزارهای ماشین‌آلات مناسب است.

کاربرد فولاد آلیاژی

فولاد آلیاژی به دلیل ویژگی‌های منحصر‌به‌فردی که به واسطه افزودن عناصر خاص به آن حاصل می‌شود، در صنایع کاربردهای متنوعی دارد.

• یکی از مهم‌ترین کاربردهای این نوع فولاد در صنعت خودروسازی است. فولادهای آلیاژی با ترکیب عناصر مانند کروم و نیکل، استحکام و مقاومت به خوردگی بالایی دارند که برای تولید قطعات مختلف خودرو از جمله میل‌لنگ، شاسی و سیستم‌های تعلیق ضروری است.
• در صنایع ابزارسازی نیز، فولاد آلیاژی کاربردهای قابل توجهی دارد. فولادهای آلیاژی که به مقادیر بالای تنگستن و مولیبدن افزوده شده‌اند، دارای سختی و توان برش بالا هستند که برای ساخت ابزارهای برش و مته‌ها مناسب است.
• فولاد آلیاژی با عناصر منگنز و کروم، برای ساخت سازه‌های فولادی مانند پل‌ها و ساختمان‌های بلند به کار می‌روند. این نوع فولادها با توجه به مقاومت بالا در برابر بارهای مکانیکی و محیط‌های خورنده، انتخاب مناسبی برای پروژه‌های ساختمانی بزرگ و زیرساخت‌های حیاتی به شمار می‌روند.

به‌طور کلی، فولاد آلیاژی با ترکیب‌های متنوع خود، از صنایع خودروسازی و ابزارسازی تا ساخت سازه‌های سنگین و تجهیزات صنعتی، به دلیل ویژگی‌های فنی و عملکردی برتر، در طیف گسترده‌ای از کاربردها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

قیمت فولاد آلیاژی

قیمت فولاد آلیاژی به عوامل متعددی وابسته است که می‌تواند در نوسانات بازار تاثیرگذار باشد. عواملی مانند نوع و مقدار عناصر آلیاژی به کار رفته، میزان تقاضا در بازار و شرایط تولید، همگی نقش مهمی در تعیین قیمت روز فولاد دارند. برای اطلاع از قیمت فولاد آلیاژی، معمولا به بررسی‌های روزانه و پیگیری دقیق از منابع معتبر نیاز است، چرا که قیمت فولاد به طور مداوم در حال تغییر است و تحت تاثیر شرایط مختلف اقتصادی قرار دارد.

جمع بندی

تولید فولاد آلیاژی به دلیل ویژگی‌هایی مانند شکل‌پذیری عالی، مقاومت بالا در برابر خوردگی و استحکام بالا، در سطح جهانی افزایش یافته است. در ایران، هرچند هنوز در تولید تمام انواع فولاد به سطح جهانی نرسیده‌ایم، اما شرکت‌های داخلی موفق به تولید برخی فولادهای آلیاژی، به‌ویژه برای ساخت‌وساز، شده‌اند که به کاهش وابستگی به واردات کمک کرده است. در نهایت اگر قصد خرید فولاد آلیاژی دارید، حتماً از منابع معتبر و تأیید شده خرید کنید تا از کیفیت و اصالت محصول اطمینان حاصل نمایید.