ویژگی ها وکاربرد انواع فولاد

ویژگی ها وکاربردانواع فولاد

 مقدمه

    به دلیل تنوع وکاربردفراوان فولادها ، طرح ، وکاربرد هرکدام دریک کتاب درسی امکان پذیرنیست . دراین فصل ازکتاب ، کوشیده ایم فولادها رابه طورکلی گروه بندی کنیم .

فولادها ازنظرعناصرتشکیل دهنده ، به دونوع فولادغیرآلیاژی وآلیاژی تقسیم می شوند ...

بقیه متن در ادامه مطلب...

فودلادهای غیرآلیاژی : این فولادها از 0.06  تا  1.5 درصدکربن دارند. عناصردیگری نیز با آنها همراه است که درهرحال مقدارآن ها نباید از حد معینی (0.5 درصدسیلیسیم ، 0.8 درصدگوگردومنگنز ، 0.5 درصدآلومینیم یا تیتان ، 0.25 درصدمس ) بیشترباشد.

درفولادهای غیرآلیاژی ، کربن نقش تعیین کننده را دارد ،به همین دلیل ،این فولادها به فولادهای کربنی نیزمعروف هستند.

فولادهای آلیاژی : اگرفولادرابرای افزایش و تامین خواص مورد نظر با فلزاتی مانند کرم ، نیکل ، ولفرام ، کبالت ، مولیبدن ، منگنز ، وانادیم و ... آلیاژ کنند ، فولادهای آلیاژی به دست می آید .چنانچه مجموع درصد وزنی عناصر موجود در فولاد آلیاژی از 5 درصد کمتر باشد، آن را فولاد «کم آلیاژ» و چنانچه از5 درصد بیشتر باشد، «فولاد پرآلیاژ» می نامند. فولادها را از نظر کاربرد به دو نوع فولادهای ساختمانی و فولادهای ابزارسازی تقسیم می کنند.

فولادهای ساختمانی

به فولاد هایی می گویند که از آنها می توان به عنوان مواد اولیه برای ساختمان اسکلت های فلزی ، اسکلت پل ها وهمچنین برای ساختن قطعات وسایل نقلیه ، دستگاهها ، ماشین آلات ، اجزای ماشین (پیچ ومهره ، میله ومحور، یاتاقان غلتشی و ... ) استفاده کرد .

امروزه حدود 90 درصد محصولات کاخانه های فولادسازی را فولادهای ساختمانی تشکیل می دهند . تقسیم بندی فولادهای ساختمانی در نمودار شکل زیر نشان داده شده است

فولادهای ساختمانی معمولی : این فولادها جزء فولادهای غیرآلیاژی هستند و چون درانتخاب آن ها استحکام کششی نقشی تعیین کننده دارد ، آن ها را برحسب استحکام کششی شان طبقه بندی می کنند . استحکام کششی این فولادها متناسب با درصدکربن موجود در آنها افزایش می یابد و برعکس ، انبساط (کش آمدن ) آنها کاهش می یابد .، به عبارت دیگر، با افزایش کربن ، شکنندگی فولادبیشترمی شود . همچنین ازدیاد کربن قابلیت تغییر فرم درحالت یا گرم ، قابلیت جوشکاری ، و براده برداری فولاد را کاهش می دهد .

این فولادها از 0.12 تا 0.6 درصد کربن داشته وآنها رادرسه گروه با درجه مرغوبیت 1و  2 و 3  تولید و به بازار عرضه می کنند .

فولادهای دانه ریزمخصوص جوشکاری :این فولادها قابلیت جوشکاری خوبی دارند .

فولادهای سختکاری شونده (کربوریزه ) :ازاین فولادها برای ساختن قطعاتی استفاده میشود که بایستی دارای سطح خارجی سخت وقسمت داخلی (مغز ) نرم باشند. همچنین سطح آنها درمقابل سایش مقاوم بوده وقسمت داخلی آنها قابلیت تحمل خودرادرمقابل ضربه حفظ کند وشکننده نباشد . برای این منظور، ابتدا کربن سطح خارجی آن ها رابا روش های مختلف افزایش می دهند وسپس سختکاری می کنند . برای اینکه قسمت داخلی این فولادها پس ازسختکاری ، نرم باقی بماند ، باید مقداردرصد کربن آن ها از2.0 درصد کمترباشد

a = ماسوره ماشین بافندگی          (C10)                                     d = فنر کششی و پیچشی       (C45)

b = میله و بوش(C15)                                                          e  = فنر شمش                    (C45)

c = قطعه کلاچ پنجه ای (C35 )                                            f = میل لنگ                   (C60)

شکل 2 -  نمونه هایی از موارد مصرف فولاد های سختکاری شونده سطحی

 .

a = کولیس و سایر وسایل اندازه گیری          (15Cr3)                                  d = پروانه قایق       (36Cr Ni Mo 4)

b = چرخ دنده ها(15Cr  Ni6)                                                          e  =    پدال         (40Mn 4)

c = درپوش منابع تحت فشاری (16Mn Cr5 )                             f = دسته شاتون    (30Cr Mo V9)  

شکل 3 -   نمونه هایی از موارد مصرف فولاد های سختکاری شونده سطحی آلیاژی

فولادهای بهسازی شونده : این فولادها جزء فولادهای ساختمانی هستند و2.0 تا 6.0 درصد کربن دارند . استحکام کششی ومقاومت این فولادها رامی توان به وسیله بهسازی ( سخت کردن وبرگشت دادن تا درجه حرارت 500 تا 700 سا نتیگراد ) افزایش داد فولادهای بهسازی شونده برای ساخت قطعاتی به کار می رود که درمعرض ضربه وبرخورد قراردارند .، مانند میل لنگ ها ، محورلنگ پرس های ضربه ای ومحور وسایل نقلیه .

فولادهای ازته  شدنی (نیتروژه ) : این فولادها قابلیت جذب ازت را دارند وبه همین دلیل می توان سطح آ ن ها راپس از بهسازی به وسیله ی جذب سطحی ازت سخت کرد . این فولادها جزء فولادهای آلیاژی هستند وممکن است حاوی فلزاتی مانند کرم ، مولیبدن ، وانادیم ، نیکل وآلومینیوم باشند . وجود فلزاتی مانند کرم ، مولیبدن وآلومینیم قابلیت جذب ازت را درفولاد افزایش می دهند . ازاین فولادها درساخت قطعاتی استفاده می شود که نباید هنگام عملیات حرارتی پیچیدگی پیدا شود .

فولادها ی  اتوما ت : این فولادها که به آ نها « فولادهای خوش تراش » نیز می گویند ، جزء فولادهای ساختمانی هستند . استحکام این فولادها برحسب درصد عناصر موجود در آن ها متفاوت است . در هنگام براده براری از این فولا دها ، براده های کوتاهی جدا می شوند وسطح خوبی را به دست می دهند . این ویژگی بیشتراز همه مرهون وجود گوگرد s) ) است که مقدار آن دراین گونه فولادها به 18.0 تا 0.4 درصد می رسد . وجود گوگرد باعث می شود که فولاد گرم شده ، شکننده شود هنگام براده برداری براده های کوتاهی به وجود آید . به همین دلیل درماشینهای اتومات که براد ه های بلند اختلا لات فراوانی ( مانند پیچیدن براده به دور ابزار وکار ، سا ییدگی وکم شدن دوام ابزار ) رابه وجود می آ ورند ، از فولادهای اتومات استفاده شود . شایان توجه است که وجود گوگرد زیاد دراین فولادها ، استحکام آ نها رادر مقابل ضربه کاهش می دهد . از دیگر معایب فولادهای اتومات عدم قابلیت جوشکاری وتغییر فرم سرد آ ن ها است . فولادهای اتوما ت ( بجزگوگرد ) دارای  07.0 تا 65.0 درصد ، 6.0 تا 5.1 درصد منگز 05.0 تا 40. درصد سیلیسیم هستند ودرصورتی که شکنندگی بیشتر براده وسطح مرغوبتر مورد نظر باشد ، 15.0 تا 3.0 درصد سرب نیز به آن می افزایند.

فولادهای فنر : فولادهای فنر علاوه بر استحکام کششی زیاد ، باید خاصیت الا ستیسیته خوبی داشته ودربرابر سایش وارتعاش نیز مقاوم باشند . وجود سیلیسیم درفولاد فنر خاصیت الا ستیسیته ووجود کرم استحکام ومقاومت درمقابل خوردگی را افزایش می دهد . این ویژگی ها تنها به درصد عناصر موجود در فولاد بستگی ندارد بلکه با وجود آن ها می توان به وسیله ی عملیات حرارتی وتغییر فرم درحالت سرد ، خواص آن را تغییر داده و ویژگی های مورد نظر را به دست آورد . فولادهای کربنی با 5.0 تا 1 درصد کربن ، 3<span style="font-size: