لطفاً صبر کنید ...
loading

فولادهای کربنی و کم آلیاژ

گرد آورنده :
محسن براتی
ارسال شده در تاریخ: 1399/02/14

فولادهای کربنی و کم آلیاژ

فولادهای کربنی به آن دسته از فولادهایی اطلاق میگردد که کربن اصلی ترین عنصر آلیاژی آن باشد و عناصری نظیر منگنز ، سیلیسیم بمیزان کم در آن حضور داشته و فقط بمنظور اکسیژن زدائی به آن اضافه میگردند .

کربن نقش اساسی را در افزایش استحکام فولادها ایفا می کند و این استحکام تا حد زیادی به میزان کربن موجود در آلیاژ بستگی دارد .

فولادهای کربنی را به سه دسته تقسیم می کنند :

  1. میزان کربن پایین تر از %0.2
  2. میزان کربن بین % 0.5 0.2
  3. میزان کربن بالاتر از % 0.5

فولادهای کربنی کاربرد وسیعی در صنعت داشته و معمولاً در حالت آنیل و یا نرمالیزه بکار میروند ولی در موارد خاص در حالت سختکاری و تمپر شده نیز مورد استفاده قرار می گیرند .

همچنین فولادهای کم کربن بدلیل خواص هدایت مغناطیسی کاربرد زیادی در صنعت برق دارند .

تاثیر عناصر آلیاژی :

  • کربن :

در فولادهای کربنی میزان کربن ممکن است از چند صدم درصد تا نزدیک به %2 تغییر کند . افزایش میزان کربن باعث بالا رفتن خواص سختی و استحکام فولاد میگردد .

کربن نقش اساسی را در فولادها داراست و آبکاری آنها را ممکن می سازد . فولاد کمتر از % 0.2 کربن عملاً آبکاری نمی شود . بیش از این مقدار تا حدود %1.2 سختی فولاد پس از آبکاری به سرعت زیاد میشود . از این حد به بعد ، سختی فولاد افزایش نیافته و خصوصیات چکش خواری خود را از دست میدهد .

  • منگنز :

این عنصر خاصیت اکسیژن زدائی خوبی دارد . اصولاً میزان منگنز در فولاد کربنی بین %0.8 0.5 میباشد .

بطورکلی بالا بودن مقدار منگنز باعث درشت شدن دانه های فولاد میشود. در حضور منگنز عملیات آهنگری راحتتر انجام میگیرد . منگنز مقاومت و سختی را بالا برده و فولاد را جهت آبکاری آماده تر می نماید ، منگنز اضافی فولاد را شکننده میکند .

  • گوگرد :

گوگرد در فولاد بعنوان یک ناخالصی محسوب میشود .

وجود منگنز در فولاد بعلت میل ترکیبی بیشتر آن با گوگرد نسبت به آهن باعث تشکیل ترکیب MnS میگردد . MnS دارای نقطه ذوب بالاتری نسبت به FeS میباشد( ͨ ° 1610) و به همین دلیل در اثر ­حضور منگنز ، مسئله گسیختگی و ترک به حداقل ممکن می رسد .

عناصری نظیر Ti , Cr , Zr , Be اثرات مضر گوگرد را کاهش داده ولی عناصری چون Mo,Co,Ni اثر مضر گوگرد را تشدید میکنند . آخالهای گوگرد اثرات بسیار مضری داشته و قابلیت جوشکاری و مقاومت در مقابل خوردگی را نیز کاهش میدهند .

به همین دلیل مقدار گوگرد در فولاد باید بسیار محدود و کم باشد و بسته به نوع فولاد درصد گوگرد از %0.06-0.04 بوده و در فرآیند جوشکاری تا حد %0.02 تقلیل می یابد و از این محدوده نباید تجاوز کند .

کاهش مقدار گوگرد باعث افزایش مقاومت به ضربه فولاد میگردد .

  • فسفر :

فسفر در آهن بشدت حد الاستیک و حد گسیختگی را بالا برده در حالیکه قابلیت پلاستیسیته را بطور قابل توجهی کاهش میدهد .

کاهش شکل پذیری در فولاد در اثر وجود فسفر خود به مقدار کربن موجود در فولاد بستگی داشته و هر چه مقدار آن بیشتر باشد اثر فسفر بر روی کاهش خاصیت پلاستیسیته بیشتر است. برای اکثر فولادها ، فسفر یک ناخالصی محسوب میگردد و مقدار درصد آن بسته به مرغوبیت فولاد ، نباید از % 0.05 0.0025 تجاوز کند .

کاربرد فولادهای کربنی ساده :

در این بخش ، کاربرد فولادهای کربنی ساده را در سه گروه کم کربن ، کربن متوسط و پر کربن مورد بررسی قرار می دهیم .

گروه اول که فولادهای ساده کم کربن قرار دارند برای عموم قطعات مهندسی ، ساختمان کشتی ها ، راه آهن بکار می روند . همچنین این فولادها از خواص مغناطیسی بالا و قابلیت جوشکاری خوبی برخوردار بوده و در مواردی که قطعات تحت عملیات سختی سطحی قرار می گیرند ، کاربرد خوبی دارند .

برای فولادهای کربن متوسط میتوان به صنایع حمل و نقل ، راه آهن ، ماشین آلات و دستگاههای نورد اشاره کرد و همچنین زمانی که سایش در حد متوسط مدنظر باشد ، مورد استفاده قرار میگرند .

در مواردی که قطعات ریخته شده می بایستی از سختی بالایی برخوردار باشند ، فولادهای ساده پرکربن کاربرد بسیار خوبی داشته همچنین در ساخت غلطکها ، ابزار و آلات ماشین های صنعتی ، قطعات مقاوم به سایش نیز بکار می روند .

اصولاً در فولادهای کربنی ساده و عاری از هرگونه عنصر آلیاژی ، با ازدیاد درصد کربن خواصی از قبیل چقرمگی و قابلیت جوشکاری کاهش پیدا کرده و در مقابل ، استحکام آن افزایش می یابد .

فولادهای کم آلیاژ :

فولادهای کم آلیاژ را میتوان فولادهای کربنی در نظر گرفت که جهت بهبود خواص ویژه ، عناصری به آنها اضافه میگردد . درصد عناصر آلیاژی برای فولادهای کم آلیاژ ، عموماً از %5 تجاوز نمیکند . کربن مهمترین عنصر در فولادهای کربنی و آلیاژی میباشد و سختی فولاد با میزان کربن تعیین می شود . افزایش عناصر آلیاژی در فولاد ، خواص زیر را به دنبال دارد :

  • افزایش سختی پذیری .
  • افزایش استحکام و مقاومت در مقابل سایش .
  • مقاومت در برابر خوردگی و حرارت .

خواص فولادهای کم آلیاژ :

فولادهای کم آلیاژ با توجه به نوع عملیات حرارتی که روی آنها صورت می گیرد ، می توانند دارای طیف وسیعی از خواص مکانیکی باشند . در هر حال عموماً سختی بالاتر با چقرمگی کمتر و استحکام بالاتر همراه با انعطاف پذیری کمتر خواهد بود .

مقاومت در مقابل خوردگی فولادهای ریختگی کم آلیاژ :

فولادهای ریختگی کم آلیاژ عموماً به عنوان ماده مقاوم در مقابل خوردگی در نظر گرفته نمی شوند و ترکیب شیمیایی آنها به نحوی انتخاب میگردد که به این مسئله اهمیت ویژه ای ندهد . در هر حال برخی از فولادهای کم آلیاژ دارای مقاومت به خوردگی بیشتری از سایر فولادهای این خانواده هستند . به عنوان مثال وجود مس حتی در حد % 0.05 می تواند مقاومت در مقابل خوردگی این آلیاژها را به میزان زیادی افزایش دهد .

وجود عناصر نیکل ، کرم ، فسفر و مولیبدن در محدوده های مورد استفاده در فولاد های کم آلیاژ در برخی از محیطها ، مقاومت در مقابل خوردگی را افزایش می دهد . در هر حال هنگام حضور این عناصر باید مس در حداقل میزان ممکن نگهداری گردد .

مقاومت در درجه حرارت بالا :

از میان عناصر آلیاژی مورد استفاده در فولادهای کم آلیاژ دو عنصر کرم و مولیبدن برای بالا بردن مقاومت این فولاد ها در مقابل پدیدة خزش به کار گرفته می شوند . عناصر دیگر نظیر وانادیم ، تیتانیم و نیوبیم نیز در افزایش مقاومت در مقابل خزش فولادهای کم آلیاژ مؤثرند .

کاربرد:

این نوع فولادها در ساخت قطعات مقاوم به سایش از قبیل تجهیزات مربوط به خاکبرداری و حفر معدن مورد استفاده قرار می گیرند .

کاربردهای دیگر این فولادها قطعات راه آهن ، چرخ ماشین های سنگین و چهار چرخه ها و تجهیزات دستگاههایی که با سیستم بادی عمل می کنند ، می باشد و بطورکلی در دستگاهها و ماشینهایی که در معرض تکان های مداوم هستند ، مورد استفاده قرار می گیرند .

نظرات کاربران

افزودن نظر

دعوت از دوستان

با دعوت از دوستان خود می توانید امتیاز بگیرید و به دوستانتان در ایجاد ارتباطات کاری و صنعتی کمک کنید.
+۹۸
+ معرفی نفر بعدی

تبریک

شما به مدت یک سال در سامانه صبا عضویت فعال دارید

به حضور شما در بزرگترین جامعه صنعتی ایران افتخار می کنیم!

پس از تایید اطلاعات ثبت نامتان، یک تیک آبی دریافت نموده و پس از آن می توانید به عنوان کاربر عادی در سامانه صبا فعالیت نمایید.
مزایای کاربران عادی :
  • امکان ایجاد پروفایل شخصی (رزومه آنلاین)
  • امکان درخواست ارتباط و گسترش شبکه ارتباطات با سایر فعالین حوزه صنعت انتخابی
  • امکان ارسال پیام خصوصی برای افراد
  • امکان عضویت در گروه های تخصصی
  • امکان ثبت تجریه و نظر در ذیل صفحات مجتمع ها، واحدها، خطوط تولید و پروژه ها
  • و بسیاری از امکانات دیگر
پیشنهاد ما دریافت عضویت ویژه سامانه صبا می باشد که با کلیک بر روی آن می توانید از مزایای آن مطلع شوید.