فولاد آلیاژی به نوعی از فولاد گفته می‌شود که علاوه بر از کربن، عناصر دیگری نیز در ترکیب آن یافت می‌شوند. حضور عناصر آلیاژی در ساختار فولاد بین 1 تا 50 درصد وزنی متغیر است. اساسا اضافه کردن عناصر دیگر به ساختار فولاد با هدف تقویت برخی از خواص مکانیکی و شیمیایی آن صورت می‌گیرد. در این مقاله قصد داریم به معرفی انواع فولادهای آلیاژدار بپردازیم. تا پایان ما را همراهی کنید.
انواع فولادهای آلیاژدار
از جمله عناصری که در ساختار انواع فولادهای آلیاژدار بکار می‌روند، می‌توان به منگنز، نیکل، کروم، مولیبدن، وانادیوم، سیلیکون، آلومینیوم، کبالت، مس، سریم، تیتانیوم، تنگستن، قلع، روی، سرب و زیرکونیوم اشاره کرد. بر این اساس انواع فولاد آلیاژی را می‌توان به صورت زیر دسته‌بندی کرد:
1. فولاد کم آلیاژ (Low-alloy steel)
در فولادهای کم آلیاژ عناصر آلیاژی غیر آهنی با نسبت وزنی بین 1 تا 8 درصد حضور دارند. این دسته از فولادها، بسته به نوع آلیاژ به کار رفته در ساختارشان دارای استحکام و کاربردهای متفاوتی هستند. معمولا بسیاری از فلنج‌های مکانیکی قطر بزرگ از این نوع فولاد ساخته می‌شوند. به طور کلی خواص مکانیکی این دسته از فولادها در مقایسه با فولادهای کربنی بهتر است. معمولا هدف از اضافه کردن عناصر آلیاژی با درصد وزنی کم به فولاد، بارتقای سختی و استحکام آن است.
فولاد میکروآلیاژی (Microalloyed steel)
فولاد میکروآلیاژی یکی از انواع فولادهای کم آلیاژ است که با نام ریز آلیاژ نیز شناخته می‌شود. برای تولید این نوع فولاد از مقدار کمی وانادیم و تیتانیوم استفاده می‌شود. استحکام بالا از جمله خصوصیات اصلی این نوع فولادهاست. البته نکته قابل توجهی چگالی کمتر آن‌ها نسبت به فولادهای معمولی است که باعث می‌شود در صنایع خودروسازی استفاده شوند. با استفاده از عملیات کار گرم در دمای بالا و کنترل شرایط فولاد در زمان سرد شدن، می‌توان به خواص مکانیکی مورد نظر دست پیدا کرد.
بیشتر بخوانید: ضایعات آهن چیست؟ کاربردشان چیست؟
2. فولاد پر آلیاژ (High-alloy steel)
نسبت درصد وزنی عناصر آلیاژی غیر کربنی در این دسته از انواع فولادهای آلیاژدار از 8 درصد به بالا است. در ساخت فولادهای پر آلیاژ بیشتر به دنبال ارتقای مقاومت فولاد در برابر خوردگی و حفظ پایداری ابعادی آن در دماهای بالا و پایین هستند. به همین دلیل فولادهای پر آلیاژ را در محیط‌های مرطوب یا در شرایط تماس با گازهای داغ استفاده می‌کنند. در ساختار فولادهای پرآلیاژ از کروم، نیکل و مولیبدن با درصد وزنی بالا یافت می‌شوند.
فولادهای پرآلیاژ را می‌توان به چند دسته مختلف طبقه بندی کرد که عبارت‌اند از:
فولاد ضد زنگ (Stainless steel)
در ساختار فولاد ضد زنگ، کروم با درصد وزنی حداقل 11.5 درصد بکار می‌رود. همان طور که از نام آن مشخص است، فولاد ضد زنگ در برابر خوردگی مقاومت بالایی از خود نشان می‌دهد. در صنعت به این نوع فولاد اصطلاحا استیل گفته می‌شود. فولاد ضد زنگ را بیشتر به روش ریخته‌گری تولید می‌کنند. از فولاد ضد زنگ به وفور در صنایع مختلف مانند خودروسازی، تجهیزات پزشکی، ساخت و ساز، هواپیماسازی و لوازم خانگی استفاده می‌شود.
بر اساس ساختار مواد تشکیل دهنده نیز به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند که عبارت‌اند از:
- فولاد فریتی (بین 11.5 تا 27 درصد کروم)
- فولاد آستنیتی (دارای 18 درصد کروم و 8 درصد نیکل)
- فولاد مارتنزیتی (دارای 12 تا 15 درصد کروم، 1 درصد مولیبدن)
- فولاد داپلکس (دارای 22 تا 25 درصد کروم و مولیبدن و 5 درصد نیکل)
فولاد ماریجینگ (Maraging steel)
یکی دیگر از انواع فولادهای آلیاژدار، به نام ماریجینگ شناخته می‌شود. در تولید این نوع فولاد مقدار زیادی نیکل و کبالت در کنار آهن استفاده می‌شود. البته ممکن است مقدار کمی آلومینیوم، مولیبدن و تیتانیوم نیز در ساختار فولاد ماریجینگ به کار رود. از جمله ویژگی‌های این نوع فولاد می‌توان به چقرمگی بالا، مقاومت در برابر خوردگی، قابلیت ماشین‌کاری و جوشکاری، پایداری ابعادی بالا و … اشاره کرد. کاربردهای زیادی نیز برای این نوع فولاد می‌توان ذکر کرد که عبارت‌اند از:
- بدنه دوچرخه
- قطعات موتور خودرو
- ساخت تجهیزات هوافضا
- قالب‌های تولید قطعات
- ابزارهای جراحی
فولاد ابزاری (Tool steel)
همان طور که از نام این دسته از انواع فولادهای آلیاژدار مشخص است، برای تولید انواع ابزارهای مکانیکی به خصوص ابزارهای برش‌کاری مورد استفاده قرار می‌گیرند. علاوه بر آن در تولید قالب‌های مختلف نیز از این نوع فولادها نیز استفاده می‌شود. از جمله مهم‌ترین خواص این نوع فولاد می‌توان به سختی بالا، مقاومت به سایش، پایداری ابعادی بالا و .. اشاره کرد. انواع فولادهای ابزاری عبارت‌اند از:
- فولاد سردکار
- فولاد گرم‌کار
- فولاد سخت شونده با آب
- فولاد مقاوم در برابر ضربه
- فولاد تندبر
- فولاد ابزار قالب
تولید فولادهای ابزاری در مقایسه با سایر انواع فولادهای آلیاژدار، سخت‌تر است. چرا که باید شرایط تولید آن‌ها در محیطی کنترل شده حفظ شود تا خواص مورد نظر برآورده شود. یکی از روش‌های اصلی تولید این دسته از فولادها، ذوب کوره قوس الکتریکی است که از قضا هزینه‌های چندانی نیز در بر ندارد.
کلام پایانی
در این مقاله به معرفی انواع فولاد آلیاژدار پرداختیم. واقعیت این است که نمی‌توان دسته‌بندی کاملی از انواع فولاد ذکر کرد. چرا که با اضافه یا کم کردن مقدار مشخص عناصر آلیاژی می‌توان نوع جدیدی از فولاد را به دست آورد. در پایان لازم است تأکید کنیم که قبل از خرید فولاد آلیاژی حتما باید کاربردها و ویژگی‌های مورد نظر خود را در نظر بگیرید و بر اساس آن محصول مورد نظر را سفارش دهید.