فولاد آلیاژی نوعی فولاد آلیاژی با بیش از یک عنصر (عناصر آلیاژی) است که برای افزایش استحکام، سختی، مقاومت در برابر سایش و چقرمگی به آن اضافه میشود. عناصر آلیاژی اضافه شده که به ساختار پایه آهن و کربن اضافه می شوند، معمولاً بیش از 5٪ از ترکیب مواد فولاد آلیاژی را تشکیل نمی دهند.
مزایای فولاد آلیاژی
چه پروژه شما به مقاومت در برابر خوردگی،ب ماشین کاری، استحکام یا کیفیت دیگری نیاز داشته باشد، فولاد آلیاژی وجود دارد که ویژگی های مورد نیاز شما را فراهم می کند. فولادهای آلیاژی با عملیات حرارتی افزوده شده می توانند طیف گسترده ای از کیفیت های مفید را ارائه دهند از جمله:
- مقاومت در برابر خوردگی افزایش یافته است
- افزایش سختی پذیری
- استحکام و سختی برتر
کیفیت متمایز کننده فولاد آلیاژی بالا و پایین
یک فولاد آلیاژی بالا دارای عناصر آلیاژی (غیر از کربن یا آهن) است که بیش از 8 درصد از ترکیب آن را تشکیل می دهد. این آلیاژها کمتر رایج هستند، زیرا اکثر فولادها فقط چند درصد را به عناصر اضافی اختصاص می دهند. فولاد ضد زنگ محبوب ترین آلیاژ بالا است که حداقل 10.5٪ کروم جرمی دارد. این نسبت به فولاد ضد زنگ مقاومت بیشتری در برابر خوردگی می دهد، با پوششی از اکسید کروم برای کاهش سرعت زنگ زدگی.
در همین حال، فولاد کم آلیاژ فقط کمی با عناصر دیگر اصلاح می شود که مزایای ظریفی را در سختی، استحکام و ماشینکاری آزاد ارائه می دهد. با کاهش محتوای کربن به حدود 0.2٪، فولاد کم آلیاژ استحکام خود را حفظ می کند و شکل پذیری بهبود یافته را به رخ می کشد.
عناصر متداول آلیاژی فولادی
وقتی صحبت از فولاد به میان میآید، عناصر مختلفی وجود دارد که میتوان به مواد پایه اضافه کرد و به خریدار اجازه میدهد تا زمانی که آلیاژ مناسب پیدا شود، واریانسها را تغییر دهد. عناصر آلیاژی رایج شامل موارد زیر است:
-
منگنز: آلیاژ فولادی که همراه با مقادیر کمی گوگرد و فسفر استفاده میشود، شکنندهتر میشود و به راحتی چکش میشود.
-
کروم: درصد کمی (0.5٪ - 2٪) می تواند به سخت شدن آلیاژ کمک کند. درصدهای بزرگتر (4٪ - 18٪) اثر اضافی در جلوگیری از خوردگی دارند.
-
وانادیوم: تنها با %15، این عنصر می تواند استحکام، مقاومت در برابر حرارت و ساختار کلی دانه را افزایش دهد. آلیاژ فولاد با ترکیب کروم بسیار سخت تر می شود، اما همچنان شکل پذیری خود را حفظ می کند.
-
نیکل: تا 5 درصد، این عنصر آلیاژی استحکام فولاد را بهبود می بخشد. بیش از 12٪ مقاومت در برابر خوردگی قابل توجهی ایجاد می کند.
-
تنگستن: مقاومت در برابر حرارت را افزایش می دهد، بنابراین نقطه ذوب بالاتر است. همچنین ساختار ساختاری فولاد را بهبود می بخشد.
فولاد ، آلیاژ آهن و کربن که در آن میزان کربن تا 2 درصد متغیر است (با محتوای کربن بالاتر، ماده به عنوان چدن تعریف می شود). تا حد زیادی پرکاربردترین مواد برایساختن جهانزیرساخت ها و صنایع، از آن برای ساخت همه چیز از سوزن خیاطی گرفته تا تانکرهای نفت استفاده می شود. علاوه بر این، ابزار مورد نیاز برای ساخت و ساخت چنین محصولاتی نیز از فولاد ساخته شده است. به عنوان نشانه ای از اهمیت نسبی این ماده، تولید فولاد خام جهان در سال 2013 حدود 1.6 میلیارد تن بود، در حالی که تولید مهم ترین فلز مهندسی بعدی ، آلومینیوم ، حدود 47 میلیون تن بود. (برای لیستی از تولید فولاد به تفکیک کشورها، در زیر نگاه کنید به تولید فولاد جهانیو قراضه)، و دامنه بی نظیر خواص مکانیکی آن.
عنصر اصلی فولاد آهن است،
فلزی که در حالت خالص آن سخت تر از مس نیست. با حذف موارد بسیار شدید، آهن در حالت جامد ، مانند سایر فلزات، چند کریستالی است، یعنی از بسیاری از فلزات تشکیل شده است.کریستال هایی که در مرزهای خود به یکدیگر می پیوندند. کریستال آرایش منظمی از اتمها است که به بهترین شکل میتوان آنها را به صورت کرههایی که یکدیگر را لمس میکنند، نشان داد. آنها در صفحاتی که شبکه نامیده می شوند، مرتب می شوند که به روش های خاصی در یکدیگر نفوذ می کنند. برای آهن، آرایش شبکه را می توان با یک مکعب واحد با هشت اتم آهن در گوشه های آن به بهترین شکل مشاهده کرد. برای منحصر به فرد بودن فولاد، آلوتروپی بودن آهن مهم است، یعنی وجود آن به دو شکل کریستالی. درآرایش مکعبی (bcc) متمرکز بر بدن، یک اتم آهن اضافی در مرکز هر مکعب وجود دارد. درآرایش مکعبی (fcc) محور، یک اتم آهن اضافی در مرکز هر یک از شش وجه مکعب واحد وجود دارد. قابل توجه است که اضلاع مکعب رو به مرکز، یا فواصل بین شبکه های همسایه در آرایش fcc، حدود 25 درصد بزرگتر از آرایش bcc است. این بدان معنی است که فضای بیشتری در fcc نسبت به ساختار bcc برای نگه داشتن اتم های خارجی ( یعنی آلیاژی) در محلول جامد وجود دارد.