فولاد آلیاژی و انواع آن

آلیاژ فولاد به ترکیب آهن و کربن در مقادیر مختلف گفته می‌ شود که استفاده فراوانی در بین فلزات دارد. از طرفی برای بهبود بخشیدن به خواص فیزیکی و ویژگی‌ های مکانیکی فولاد آن را با عناصر دیگری ترکیب می‌ کنند. پس به عبارتی می‌ توانیم بگوییم که فولاد در اصل یکی از آلیاژهای آهن است که آن را با عناصر دیگر ترکیب کرده و در شرایط مختلف از آنها استفاده می‌ کنند. فولاد آلیاژی و انواع آن این روزها معمولاً در صنایع مختلف مانند قطعه سازی و ابزار سازی مورد استفاده قرار می‌ گیرد. در ادامه این مطلب قصد داریم با معرفی فولاد آلیاژی و انواع آن شما را با این محصولات آشنا کنیم، تا به این شکل بتوانید تشخیص دهید که کدام یک از این محصولات برای کاربرد شما مناسب است.

فولاد آلیاژی چیست؟
فولاد با اینکه خود یک آلیاژ محسوب می شود، در بازار خرید و فروش معمولا آن را آلیاژ نمی نامند. به طور کلی برای تهیه فولاد از ترکیب 0.1 درصد تا 1 درصد کربن با حدود 99 درصد آهن استفاده می کنند. اما هرگاه در بازار فروش آهن آلات اصطلاح فولاد آلیاژی به گوش شما خورد باید بدانید که منظور ترکیب فولاد با عناصری مانند: زیرکونیوم، سرب، روی، قلع، تنگستن، نیوبیوم، تیتانیوم، سریم، مس، کبالت و آلومینیوم است.

اضافه شدن این عناصر به فولاد باعث به وجود آمدن ویژگی‌ های جدیدی می‌ شود که در موارد مختلف برای ما مفید خواهد بود. برخی از این ویژگی‌ ها عبارتند از: مقاومت در برابر دمای بالا، افزایش سختی فولاد، بالا بردن مقاومت در برابر سایش، افزایش چقرمگی، کاهش وزن متوسط، اضافه کردن خاصیت مغناطیسی، جلوگیری از خوردگی آهن به مرور زمان و… انجام چنین فعالیت هایی بر روی فولاد‌ها اجازه می‌ دهد که در شرایط خاصی که امکان بکارگیری فولاد معمولی برای شما وجود ندارد بتوانید از این فلزات استفاده کنید.

معرفی انواع فولاد آلیاژی
در ادامه این قسمت ما نمونه‌ های پرکاربرد فولاد آلیاژی و انواع آن را خدمت شما معرف می‌ کنیم.
فولاد آلیاژی نیکل
این نوع فولاد آلیاژی معمولاً دارای 3 تا 3.5 % نیکل است و همچنین میزان کربن مورد استفاده در آن بین 0.15 تا 0.50 می‌ باشد. این نوع آلیاژ علاوه بر داشتن مقاومت بالا در برابر خوردگی، خاصیت سختی و چقرمگی مناسبی دارد و به همین دلیل برای تولید پره‌ های پروانه، صفحات دیگ بخار، فولاد سازه و… مورد استفاده قرار می‌ گیرد. زمانی که مقدار نیکل در فولاد آلیاژی بین 18 تا 40 درصد باشد، این محصول را به عنوان فولاد پر نیکل می‌ شناسند. به عنوان مثال “اینوار” یکی از آلیاژهای فولادی پر نیکل است که در برابر حرارت تغییرات بسیار کمی از خود نشان می دهد و به همین علت از آنها برای ساخت وسایل بسیار دقیق استفاده می شود.

فولاد آلیاژی کروم
یکی از پرکاربرد‌ ترین آلیاژهای فولادی، فولاد کروم است که معمولا بین 0.70 تا 1.20 % کروم دارد. این نوع فولاد به دلیل دارا بودن محدوده الاستیک بالا در برابر شوک، ضربه و سایش مقاومت بسیار مناسبی از خود نشان می‌ دهد. بیشترین کاربرد این نوع آلیاژ در زمینه تولید بلبرینگ‌های ساچمه‌ای، فنرهای سیم پیچ خودروها، سوهان‌ها و سایر ابزارهای برشکاری است. در ضمن مقدار کربن استفاده شده در این فولاد حدود 0.17 تا 0.55 % است.

فولاد آلیاژی منگنز
مقدار کربن استفاده شده در این فولاد‌ها بین 0.30 تا 0.50 % است و همچنین دارای 1.60 تا 1.90 % منگنز هستند. مقاومت بالا در برابر سایش، قابلیت چکش خواری بالا، ضریب انبساطی حرارتی پایین و سختی بالا ویژگی‌ های اصلی این محصولات می‌باشند. این نوع فولاد آلیاژی در مواردی مانند سازه‌های ضد سرقت، چرخ دنده‌ ها، فنرها، نقاط سوئیچ در ریل‌ها و… کاربرد دارد.

فولاد آلیاژی کبالت
در این نوع آلیاژ حدود 35 % کبالت به فولاد پُرکربن اضافه میشود. این نوع آلیاژ دارای خاصیت مغناطیسی است و به عنوان آهنربای دائمی مورد استفاده قرار میگیرد.

فولاد آلیاژی مس
مقدار مس مورد استفاده در این نوع آلیاژ بین 0.15 تا 0.25 % می‌باشد و تنها ویژگی متمایز این فولاد عبارت است از: “مقاومت بالاتر در برابر شرایط جوی”

فولاد آلیاژی مولیبدن
این نوع فولاد آلیاژی دارای 0.20 تا 0.30 % مولیبدن و 0 تا 70 % منگنز است. این نوع فولاد آلیاژی دارای خاصیت شکنندگی هستند و البته سختی بسیار بالایی دارند. به همین دلیل از منگنز برای افزایش خاصیت مقاومت در برابر ضربه و شوک استفاده می‌ کنند. موارد استفاده از این محصولات عبارتند از: تیغه رنده، پیچ، فنر، محورهای مورد استفاده برای الکتروموتورها و…

فولاد آلیاژی وانادیوم
مقدار وانادیوم موجود در این آلیاژ 0.20 % است، اما همین مقدار کم باعث تغییر خواص فولاد شما خواهد شد. به این صورت که این نمونه از فولاد آلیاژی دارای خاصیت چکش خواری و چقرمگی بالایی است. به همین دلیل از این محصولات در تولید فنر و سایر قطعات خودرو استفاده میشود.

فولاد آلیاژی تنگستن
در این نوع فولاد به میزان 5 تا 7% تنگستن وجود دارد که با فولاد‌های دارای مقدار کربن 0.50 تا 1 % ترکیب میشود. این فولاد که با نام “فولاد با سرعت بالا” شناخته میشود، توانایی برش خود را در دماهای بالا نیز حفظ میکند و به همین دلیل از آنها در ساخت انواع کاتر، تیغه‌های تراشکاری، مته‌ها و… استفاده می کنند.

فولاد آلیاژی کروم و مولیبدن
در این نوع فولاد حدود 0.40 تا 1.10% کروم و 0.20 تا 0.40% مولیبدن وجود دارد که با فولادی داری 0.20 تا 0.50% کربن آلیاژ شده‌اند. سختی و چقرمگی بالای این نوع فولاد آلیاژی باعث شده که از آن در صنعت نفت، هواپیما سازی و… استفاده شود.

فولاد آلیاژی کروم نیکل
این نوع آلیاژ داری 8 تا 12% درصد نیکل و 18 تا 20% کروم می‌باشد که با فولادهای دارای 0.17 تا 043 % کربن ترکیب میشوند. مقاومت بالای این محصولات در برابر خوردگی باعث میشود که بتوان آنها را به راحتی ریخته گری، ماشین کاری یا پرس کاری کرد. این نوع آلیاژ در برابر خوردگی‌ های اسیدی مقاومت بالایی دارد و در مواردی مثل کارخانه‌ های لبنیات، مخازن ذخیره اسید، لوازم خانگی و… مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فولاد آلیاژی کروم وانادیوم
این آلیاژ دارای 10 تا 15% وانادیوم و 0.70 تا 0.90% کروم است که با فولاد دارای 0.17 تا 0.55 % کربن ترکیب شده اند. این آلیاژ داری استحکام بالایی است و قابلیت چکش کاری مناسبی هم دارد، به همین دلیل انجام فعالیت‌ های مختلف روی آن بسیار مناسب خواهد بود و به عنوان مثال راحت جوشکاری می‌ شود. از این فولاد آلیاژی برای تولید موتورهای دریایی، پیستون، مهره، پیچ، فنرهای لوکوموتیو و… استفاده میشود.

فولاد آلیاژی نیکل مولیبدن
این نوع فولاد آلیاژی علاوه بر نیکل و مولیبدن دارای مقادیر بسیار کمی گوگرد، سیلیکون، فسفر و منگنز می‌باشد. مقدار مولیبدن 0.20 تا 0.30% و مقدار نیکل مورد استفاده در این آلیاژ 1.65 تا 3.75% است. یکی از ویژگی‌ های اصلی این محصولات انبساط بسیار پایین در صورت گرمادهی می‌ باشد که باعث شده بتوان کلیه عملیات گرمایی را روی آنها انجام داد و از طرفی در مکان‌ هایی از آنها استفاده کرد که ثابت ماندن ابعاد در اثر گرما بسیار مهم باشد، مانند: صنعت هواپیما، صنعت نفت و…

فولاد آلیاژی کروم، نیکل و مولیبدن
این نوع فولاد داری 0.15 تا 0.30% مولیبدن، 0.4 تا 0.9% کروم و 0.4 تا 2 % نیکل است. همچنین میزان کربن این فولاد بین 0.28 تا 0.4% می‌باشد. این نوع فولاد که در دماهای بالا نرم نمی شود، به راحتی قابل جوشکاری نیست و مقاومت بالایی در برابر انواع تنش‌های دینامیکی از خود نشان میدهد. به همین دلیل از آنها در قالب های ریخته گری تحت فشار، سطل زبال دستگاه تراش دندان و… استفاده میشود.