انواع فولاد آلیاژی و کاربردهای آنها

فولاد آلیاژی و انواع آن
دوشنبه، 1400/3/17

اهمیت صنایع فلزی و فولادها در بازار سرمایه، چه در بورس اوراق بهادار و چه در بورس کالا بر کسی پوشیده نیست؛ نمادهایی شاخص ساز در این گروه از صنعت واقع شده اند که ارزش زیادی از بازار را نیز به خود اختصاص می دهند. تحلیلگران بازار سرمایه جهت تحلیل بنیادی شرکت های موردنظر خود لازم است با محصولات تولیدی این شرکت ها آشنایی کافی داشته باشند و بتوانند نیازهای بازار را سنجیده و گزارش تولیدات شرکت موردنظر خود را درک کنند. به همین دلیل در این مقاله از وبسایت بورس نما می پردازیم به "انواع فولادهای آلیاژی و کاربردهای آنها" تا اطلاعات لازم را در این خصوص به فعالین محترم بازار سرمایه ارائه نماییم.

انواع آلیاژهای فلزی

آلیاژ ترکیب یک فلز با سایر عنصرها است که نوع عنصر و درصد آن باعث تغییر در خواص نهایی فولاد مورد نظر خواهد شد. آلیاژها امروزه نقش مهمی در صنایع مختلف ایفا می کنند و تجارت آلیاژها در دنیا روز به روز گسترده تر می شود. در کشور ما شرکتهای کوچک و بزرگی در زمینه ی تولید آلیاژها فعالیت می کنند که از مهمتریت آنها می توان به شرکت فولاد آلیاژی ایران و شرکت چدن سازان و فولاد امیرکبیر کاشان اشاره کرد.

در دیاگرام زیر انواع آلیاژهای فلزی پرکاربرد در صنعت طبقه بندی شده است:

آلیاژهای فلزیتفاوت فولاد آلیاژی و فولاد غیر آلیاژی

حالا که انواع فولادهای آلیاژی معرفی شدند و درک بهتری راجع به آنها به وجود آمد بهتر است که تفاوت‌ های مهم فولاد آلیاژی را با نوع غیرآلیاژی بررسی کنیم. مبنای مقایسه این دو فولاد بررسی سه فاکتور زیر است:

میزان کربن: بررسی میزان کربن یکی از راه ‌های تشخیص فولاد آلیاژی از غیرآلیاژی است. فولاد غیرآلیاژی فقط حدود یک درصد کربن دارد و بسیار انعطاف ‌پذیر و شکل ‌پذیر است. در حالیکه فولاد آلیاژی میزان خیلی بیشتری و تا حدود ۲۵ درصد کربن را میتواند داشته باشد. هر چقدر میزان کربن بیشتر باشد سختی فولاد و البته شکنندگی آن بیشتر و به همان اندازه هم از حالت شکل پذیری آن کاسته می ‌شود که این مشکل با اضافه کردن عناصری همچون منگنز و نیکل رفع می ‌شود.

نحوه ذوب: فولاد آلیاژی در هنگام ذوب کردن با عناصر دیگری ترکیب می ‌شود تا خواص آن بهتر شود. فولاد غیرآلیاژی به غیر از درصد ناچیز کربن با هیچ عنصر دیگری ترکیب نمی ‌شود.

خوردگی: فولاد غیرآلیاژی به دلیل درصد خلوص بالای آهن به راحتی با اکسیژن محیط  واکنش داده و اکسید می ‌شود. فولاد آلیاژی دارای عناصری است که مقاومت فولاد را به خوردگی و زنگ ‌زدگی افزایش می‌ دهد. به همین سبب است که فولاد آلیاژی در جهان طرفداران بیشتری نسبت به فولاد غیرآلیاژی دارد و ضمن اینکه کاربردهای فولاد آلیاژی بسیار گسترده و جهانی هستند. یک مثال بارز از فولاد آلیاژی فولاد ضد زنگ است که در صنایع مختلف از قبیل ساخت لوله ‌های مخصوص انتقال مایعات و یا لوله‌ های کارگزاری شده در زیر آب کاربرد دارد. نمونه فولاد غیرآلیاژی که بسیار هم شناخته شده است چدن نام دارد. چدن در ساخت انواع ظروف آشپزخانه کاربرد دارد زیرا ضمن نگهداری حرارت و انتقال آن به صورت یکسان، عمر طولانی ‌تری نسبت به انواع ظروف آشپزخانه دارد. ضمن اینکه این فولاد غیرآلیاژی به دلیل نداشتن عناصر مختلف که می ‌توانند برای بدن مضر باشند باعث سالم پخته شدن غذا هم می ‌شود.

از آنجایی که فولاد یکی از محصولات استراتژیک صادراتی کشور ما محسوب می شود تنوع آن به منظور حفظ و توسعه بازارهای صادراتی اهمیت بسیار زیادی دارد. کمتر صنعتی در جهان وجود دارد که با فولاد و محصولات آن سروکار نداشته باشد. فولاد می ‌تواند خواص برخی از عناصر را جذب و ویژگی ‌های چشمگیری پیدا کند که به این نوع فولاد، فولاد آلیاژی گفته می ‌شود. از  فولاد آلیاژی در صنایع مختلفی مثل نفت، پتروشیمی، هواپیما سازی، خودروسازی، کشتی‌ سازی، ساخت قطعات مختلف و ... استفاده می شود.

فولاد آلیاژی چیست؟

فولاد خود یک آلیاژ است که از ترکیب آهن و کربن به وجود می‌ آید. این آلیاژ مهم به دلیل استحکام، مقرون به صرفه‌، ارزان و‌ در دسترس بودن، راحتی در استخراج و تولید بسیار حائز اهمیت و پرکاربرد است. از این جهت فولاد تقریبا در تمامی صنایع دیده می ‌شود. اما چیزی که فولاد را نسبت به بقیه آلیاژها و فلزات منحصر به فردتر کرده امکان ساخت انواع فولاد آلیاژی با اضافه کردن برخی عناصر به آن است. به هنگام تولید فولاد و در مرحله ذوب، عناصر مختلفی را به هدف تولید فولاد با قابلیت ‌های بیشتر اضافه می‌ کنند. مهمترین این عناصر کربن بوده که تعیین کننده میزان سختی و نرمی آن است. به طوریکه هر چقدر میزان کربن بیشتر باشد حالت سختی، شکنندگی و جوش‌ ناپذیری آن نیز افزایش می ‌یابد. از همین رو کربن را به میزان متعادل در فولاد به کار می‌ برند تا جایی که هم فولاد سخت شود و هم خاصیت جوش ‌پذیری مناسبی پیدا کند.

برای تولید فولاد آلیاژی، در کنار کربن از عناصر دیگر نظیر منگنز، بور، وانادیم، کروم، منگنز، سیلیسیم، تنگستن و غیره استفاده می ‌کنند. هر کدام از این عناصر نوع خاصی از فولاد آلیاژی را با قابلیت ‌ها و خواص ویژه به وجود می ‌آورند که در ادامه این مقاله با آنها آشنا خواهید شد. بنابراین فولاد آلیاژی فولادی است که در ترکیب خود علاوه بر کربن یک یا چند تا از عناصر فوق الذکر را داشته باشد.

 

انواع فولادهای آلیاژی

 

آنالیز انواع فولاد های آلیاژی

انواع فولاد آلیاژی به طور کل در دو دسته فولاد کم آلیاژ و فولاد پر آلیاژ قرار دارند. فولاد کم آلیاژ به آن نوع از فولاد آلیاژی اطلاق می ‌شود که کمتر از ۸ درصد عناصر آلیاژی در محتوای خود داشته باشند. فولاد پر آلیاژ برخلاف دسته قبلی بیشتر از ۸ درصد عناصر آلیاژی در آنها وجود دارد. فولاد ضد زنگ در همین دسته فولاد پر آلیاژ قرار می ‌گیرد. فولادهای آلیاژی کم نیستند ولی در اینجا هفت تا از بهترین‌ های این فولاد را بررسی می‌ کنیم.

کاربرد فولاد آلیاژی

فولاد آلیاژی به دلیل داشتن ویژگی‌ های همچون سختی، چقرمگی، مقاومت به سایش و خوردگی، شکل ‌پذیری و غیره برای ساخت موتور جت، پره ‌های توربین، رآکتورهای هسته ‌ای، فضاپیماها مورد استفاده قرار می ‌گیرد. لازم به ذکر است که فولادهای آلیاژی پاسخ های مختلفی در محیط‌ های مغناطیسی می‌ دهند و از این جهت برای ساخت موتورهای الکتریکی و مبدل‌ ها کاربرد دارند.

کاربردهای فولاد آلیاژی در صنعت

 

انواع مختلف فولاد آلیاژی

تولیدکنندگان، از فرآیند تولید فولاد آلیاژی برای دستیابی به ویژگی‌های خاصی در فلزات، چه برای مقاصد صنعتی و چه برای اهداف دیگر استفاده می‌کنند.

فولاد کروم - مولیبدن

در این آلیاژ فولادی، کروم و مولیبدن به فولاد افزوده می‌شود؛ و میزان کربن آن 0.20 تا 0.50% است. درصد کروم حدود 0.40 تا 1.10 و درصد مولیبدن حدود 0.20 تا 0.40 است. این آلیاژ بسیار سخت، قوی و چقرمه است. همچنین، این آلیاژ در صنایع هواپیما، صنعت نفت و... استفاده می‌شود.

فولاد ضد زنگ کروم-نیکل

این آلیاژ ، حاوی حدود 18 تا 20% کروم و 8 تا 12% نیکل است. این فولاد، در برابر خوردگی بسیار مقاوم است و می‌توان آن را ریخته گری، پرس و ماشینکاری کرد. این آلیاژ، تحت تأثیر اسیدها قرار نمی‌گیرد. و به طور گسترده در لوازم خانگی، مخازن ذخیره اسیدها، تجهیزات کارخانه لبنیات و... استفاده می‌شود.

آلیاژ کروم نیکل

 

فولاد کروم-نیکل

این آلیاژ فولادی، حاوی حدود 0.55 تا 1.75% کروم و 1.10 تا 3.75% نیکل است. میزان کربن فولاد از 0.17 تا 0.43% متغیر است. این آلیاژ، چقرمه و چکش خوار و دارای محدوده الاستیک و استحکام کششی بالا است. همچنین در برابر تنش‌های دینامیکی بسیار مقاوم است. این آلیاژ برای هواپیما، قطعات موتور، بلبرینگ، ابزار پنوماتیک، چرخ دنده و... استفاده می‌شود.

 فولاد کروم

این آلیاژ، از محبوبیت زیادی به عنوان "فولاد کروم" برخوردار است. این ماده، حاوی 0.70 تا 1.20% کروم است. در این آلیاژ، میزان کربن فلز از 0.17 تا 0.55 متغیر است. همچنین، دارای محدوده الاستیک بسیار بالا است. بنابراین می‌تواند در برابر سایش، ضربه یا شوک مقاومت کند. این آلیاژ برای ابزارهای برشی، سوهان‌ها ، فنرهای سیم پیچ اتومبیل، بلبرینگ‌های ساچمه‌ای و... استفاده می‌شود.

فولاد کروم-وانادیوم

این آلیاژ فولادی، حاوی کروم و وانادیوم است؛ که در آن، مقدار كروم 0.70 تا 0.90% و وانادیوم از 10/0 تا 15/0 % است؛ و میزان کربن فولاد، از 0.17 تا 0.55% متغیر است. فولاد کروم_ وانادیوم، بسیار چکش‌خوار و می‌توان به‌راحتی روی آن کار کرد. همچنین از استحکام بالایی برخوردار است و به‌راحتی جوش داده می‌شود. این آلیاژ، ریز دانه است و در فنرهای لوکوموتیو، پیچ و مهره، پیستون، ساخت موتور دریایی و... استفاده می‌شود.

 فولاد کبالت

این آلیاژ فولادی، با افزودن کبالت به فولاد پرکربن تشکیل می‌شود. این ماده، دارای خواص مغناطیسی است و افزودن حدود 35% کبالت به فولاد پرکربن، باعث ایجاد آهنربای دائمی با میدان مغناطیسی قوی می‌شود.

 فولاد مس

این آلیاژ فولادی، حاوی مس به میزان حدود 0.15 تا 0.25% است. این ماده می‌تواند مقاومت بهتری در برابر اتمسفر، نسبت به فولاد کربن متوسط ارائه دهد؛ و به‌جز این، هیچ تغییر قابل توجهی در خواص فولاد مشاهده نمی‌شود.

 فولاد منگنز

این آلیاژ فولادی، حاوی منگنز حدود 1.60 تا 1.90% و میزان کربن فولاد از 0.30 تا 0.50% متغیر است. سخت و قوی است. این ماده، چکش‌خواری نسبتا خوب و مقاومت بسیار خوبی در برابر سایش دارد. فولاد منگنز، ضریب انبساط حرارتی پایینی دارد. از این آلیاژ، در نقاط و سوئیچ‌ها در گذرگاه‌های ریلی، فنرها، چرخ دنده‌ها، ساخت و ساز ضد سرقت و... استفاده می‌شود.

فولاد مولیبدن

این آلیاژ فولادی، حاوی مولیبدن و منگنز است؛ که درصد مولیبدن از 0.20 تا 0.30% و منگنز از 0 تا 70% متغیر است. فولاد مولیبدن، سخت و کمتر شکننده است. همچنین، مقاومت بهتری در برابر ضربه و شوک ایجاد می‌کند. لازم به ذکر است که این خواص را در دماهای بالا حفظ می‌کند؛ و به‌راحتی جوش داده می‌شود. این آلیاژ برای محورها، فنرها، پیچ‌ها، تیغه‌های رنده و... استفاده می‌شود.

فولاد نیکل-کروم-مولیبدن

این آلیاژ فولادی، حاوی نیکل، کروم و مولیبدن است. همچنین، حاوی درصد کمی از منگنز، فسفر، سیلیکون و گوگرد می‌باشد. درصد نیکل از 0.40 تا 2.00، کروم از 40/0 تا 90/0 درصد و مولیبدن از 15/0 تا 30/0  درصد متغیر است. میزان کربن فولاد از 0.28 تا 0.40 متغیر است. این آلیاژ را نمی‌توان به‌راحتی جوش داد و در دماهای بالا نیز نرم نمی‌شود. همچنین، در برابر تنشهای دینامیکی می‌تواند مقاومت کند. این آلیاژ، برای قالب‌های ریخته‌گری تحت فشار، سطل زباله‌ی دستگاه تراش دندان‌ها و... استفاده می‌شود.

فولاد کروم مولیبدن

فولاد نیکل- مولیبدن

این آلیاژ فولادی، حاوی نیکل و مولیبدن است. همچنین حاوی درصد کمی از منگنز، فسفر، سیلیکون و گوگرد است؛ که درصد نیکل از 1.65 تا 3.75  مولیبدن از 0.20 تا 0.30 متغیر است. همچنین، میزان کربن فولاد از 0.17 تا 0.23 متغیر است. این آلیاژ، در طول کوئنچ کردن تغییر شکل نمی‌یابد و به‌راحتی می‌توان عملیات گرمایی را روی آن انجام داد. همچنین، این فولاد دارای چقرمگی خوبی است. از این آلیاژ در صنعت نفت، صنعت هواپیما و... استفاده می‌شود.

 فولاد نیکل

این آلیاژ فولادی، حاوی 3 تا 3/50% نیکل و میزان کربن فولاد از 0.15 تا 0.50% متغیر است. این ماده سخت، چقرمه و در برابر خوردگی مقاوم است. این آلیاژ برای صفحات دیگ بخار، پره‌های پروانه، فولاد سازه و... استفاده می‌شود. هنگامی که مقدار نیکل حدود 18 تا 40% باشد، به عنوان "فولاد پرنیکل" شناخته می‌شود. "اینوار" یک آلیاژ فولادی پرنیکل، با 36% نیکل است. این آلیاژ، ضریب انبساط حرارتی بسیار کمی دارد؛ و از آن برای آونگ‌های ساعت و سایر وسایل دقیق استفاده می‌شود.

فولاد تنگستن

این آلیاژ فولادی، حاوی تنگستن به میزان حدود 5 تا 7% و میزان کربن فولاد از 0.50 تا 1% متغیر است. همچنین گاهی اوقات به عنوان "فولاد با سرعت بالا" شناخته می‌شود. فولاد تنگستن، سخت است و می‌تواند قدرت برش خود را در دمای بالا حفظ کند. این آلیاژ برای مته‌ها، ابزارهای ماشین تراشکاری، کاترها و... استفاده می‌شود.

فولاد وانادیوم

این آلیاژ فولادی، حاوی وانادیوم در حدود تنها 0.20 درصد است. بنابراین؛ مقدار کمی وانادیوم خواص فولاد را تغییر می‌دهد. این آلیاژ، بسیار قوی و چکش خوار است. همچنین، قادر به مقاومت در برابر شوک و محدوده الاستیک آن زیاد است. این آلیاژ برای فنرها، قطعات خودرو و... استفاده می‌شود.

سخن پایانی

با توجه به گستردگی کاربردهای فولاد آلیاژی و بازار صادراتی مناسبی که برای محصولات فولاد آلیاژی وجود دارد شرکتهای داخلی طی سالهای اخیر علی رغم تمام محدودیتهای ناشی از تحریم های بین المللی، جهش خوبی در تولید این محصولات مهم داشته اند. افزون بر افزایش تناژ تولید گریدهای متنوع تری از فولادهای آلیاژی با ضخامتهای مختلف در شرکتهای داخلی تولید شده است که علاوه بر پاسخ به نیاز صنایع داخلی صادرات مناسبی نیز برای کشور در پی داشته است. شرکت فولاد آلیاژی ایران با نماد فولاژ سرآمد شرکتهای تولید کننده محصولات فولاد آلیاژی در کشور و منطقه خاورمیانه است و بیش از 400 گرید مختلف از این محصولات را تولید می کند. امید است طی سالهای آتی ایران در زمینه صادرات این محصولات نسبت به گذشته موفق تر عمل کرده و بازار خود را گسترش دهد.

 

منابع

 کتاب عناصر آلیاژی در فولاد

کتاب کلید فولاد

سایت استیل ایران

سایت مرکز آهن

علیرضا زارع
لینک کوتاه
دیدگاه خود را ثبت کنید
دیدگـاه مخاطبــان
نام: نیلوفر | چهارشنبه، 1400/3/19

👈با تشکر عالی بود

🔸پاسخ: خواهش می کنم.

لوگوی بورس نما

آموزش سرمایه‌گذاری در بورس و بازار سهام، تحلیل ها، فیلترها و اخبار روزانه، تحلیل بنیادی و تکنیکال، بررسی روانشناسی بازار، ارزهای دیجیتال و ... در وبسایت بورس نما برای مخاطبین محترم فراهم شده است. امکان تبادل و تبلیغات لینک و بنر نیز برای کسب سئوی بهتر، رتبه بهتر الکسا و معرفی محصولات و برند شما در بخش تبلیغات و تبادل لینک و بنر سایت فراهم شده است.


تبلیغات
تبلیغات