انواع فولاد و خواص آن‌ها: راهنمای جامع + کاربردها
فولادها، با توجه به خواص مکانیکی و فیزیکی مورد نیاز برای کاربردهای مختلف، تولید می‌شوند. سیستم‌های درجه‌بندی متنوعی برای تمایز فولادها بر اساس این خواص به کار می‌روند. این خواص شامل چگالی، الاستیسیته، نقطه ذوب، هدایت حرارتی، استحکام و سختی (و موارد دیگر) می‌شوند.
تولیدکنندگان برای ساخت فولادهای مختلف، نوع و مقدار فلزات آلیاژی، فرآیند تولید و نحوه کار بر روی فولادها را تغییر می‌دهند تا محصولات خاصی را تولید کنند.
دسته‌بندی انواع فولاد
به طور کلی، طبقه‌بندی فولادها بر اساس ترکیب شیمیایی آن‌ها، شامل چهار گروه اصلی است:
- فولادهای کربنی
- فولادهای آلیاژی
- فولادهای ضد زنگ (استنلس استیل)
- فولادهای ابزار
فولادهای کربنی: ترکیبی ساده، خواص متنوع
فولادهای کربنی، آلیاژهایی هستند که از ترکیب آهن و کربن به دست می‌آیند. با تغییر درصد کربن موجود در این آلیاژ، می‌توان فولادهایی با خواص گوناگون تولید کرد. به طور کلی، هرچه میزان کربن بیشتر باشد، فولاد قوی‌تر اما تردتر می‌شود.
- فولاد کم کربن: گاهی اوقات به آن "آهن نرم" هم گفته می‌شود. کار کردن با آن آسان است و اغلب برای محصولات تزئینی مانند نرده یا تیر چراغ برق استفاده می‌شود.
- فولاد کربن متوسط: بسیار قوی است و معمولاً در سازه‌های بزرگ مانند پل‌ها کاربرد دارد.
- فولاد پر کربن: عمدتاً برای ساخت سیم استفاده می‌شود.
- فولاد فوق‌العاده پر کربن (چدن): برای ساخت ظروفی مانند قابلمه و سایر وسایل استفاده می‌شود. چدن بسیار سخت است، اما در عین حال بسیار شکننده نیز می‌باشد.
فولادهای آلیاژی: هنر افزودن، خلق خواص جدید
فولادهای آلیاژی به این دلیل نام‌گذاری شده‌اند که با درصد کمی از یک یا چند فلز دیگر، علاوه بر آهن، ساخته می‌شوند. افزودن آلیاژها، خواص فولاد را تغییر می‌دهد. به عنوان مثال:
- فولاد ساخته شده از آهن، کروم و نیکل، فولاد ضد زنگ تولید می‌کند.
- افزودن آلومینیوم می‌تواند ظاهر فولاد را یکنواخت‌تر کند.
- فولاد با منگنز افزوده، به طور ویژه‌ای سخت و قوی می‌شود.
فولادهای ضد زنگ (استنلس استیل): مقاوم در برابر خوردگی
فولادهای ضد زنگ حاوی 10 تا 20 درصد کروم هستند که فولاد را در برابر خوردگی (زنگ زدن) بسیار مقاوم می‌کند. وقتی فولاد حاوی بیش از 11 درصد کروم باشد، حدود 200 برابر بیشتر از فولادهایی که حاوی کروم نیستند، در برابر خوردگی مقاوم است. سه گروه اصلی فولاد ضد زنگ وجود دارد:
- فولادهای آستنیتی: این فولادها حاوی مقدار زیادی کروم و مقادیر کمی نیکل و کربن هستند. معمولاً برای پردازش مواد غذایی و لوله‌کشی استفاده می‌شوند. یکی از دلایل ارزشمند بودن آن‌ها غیر مغناطیسی بودنشان است.
- فولادهای فریتی: این فولادها حاوی حدود 15 درصد کروم و مقادیر کمی کربن و آلیاژهای فلزی مانند مولیبدن، آلومینیوم یا تیتانیوم هستند. این فولادها مغناطیسی، بسیار سخت و قوی هستند و می‌توان با کار سرد، آن‌ها را بیشتر تقویت کرد.
- فولادهای مارتنزیتی: این فولادها حاوی مقادیر متوسطی کروم، نیکل و کربن هستند. آن‌ها مغناطیسی و قابل عملیات حرارتی هستند. فولادهای مارتنزیتی اغلب برای ابزارهای برش مانند چاقو و تجهیزات جراحی استفاده می‌شوند.
فولادهای ابزار: سخت‌جان‌های صنعت
فولادهای ابزار، فلزاتی بادوام و مقاوم در برابر حرارت هستند که حاوی تنگستن، مولیبدن، کبالت و وانادیم می‌باشند. همانطور که از نامشان پیداست، این فولادها برای ساخت ابزارهایی مانند مته استفاده می‌شوند. انواع مختلفی از فولادهای ابزار وجود دارد که حاوی مقادیر مختلفی از فلزات آلیاژی گوناگون هستند.
- شیمی
- علم
