تاریخچه فولاد

فولاد یکی از آلیاژ‌های پرکاربرد در تمام ابعاد زندگی بشر به شمار می آید. ماده اولیه بسیاری از محصولات و تجهیزات در صنایع مختلف فولاد است، به همین دلیل فولاد نسبت به سایر آلیاژها از اهمیت بیشتری برخوردار  می‌باشد. کشورهایی که از منابع طبیعی سنگ آهن و ذغال سنگ برخوردار بودند اقدام به استخراج آن‌ها نموده و به این ترتیب اولین کارخانه‌های تولید محصولات فولادی تأسیس گردید. با پیشرفت علم و افزایش تجهیزات، صنعت فولاد در جهان دچار تحول عظیمی گشت، امروزه معیار پیشرفت و توسعه یک کشور را صنعت فولاد آن کشور تعیین می کند.

فولاد چیست؟

در یک تعریف ساده می توان فولاد را ماده ای دانست که میزان آهن آن از سایر عناصر بیشتر است، فولاد‌ها در ترکیبات خود عناصری دیگری همچون کربن را به همراه دارند. مقدار کربن موجود در فولاد های مهندسی 0.1 تا 1.9 می باشد، البته در فولادهای کربنی علاوه بر کربن عناصر دیگری نظیر سیلسیم، گوگرد و منگنز نیز به مقدار کم وجود دارند. برای بدست آوردن خواص مطلوب تر عناصر دیگری نظیر کروم، نیکل، تنگستن، تیتانیوم، وانادیم و مولیبدن به فولاد ها اضافه می شود.

تنوع و کاربرد فراوان فولادها موجب شده تا آن‌ها را با روش های متنوعی دسته بندی نمایند. در واقع چیزی که فولاد ها را از هم متمایز می‌کند همان عناصر  تشکیل دهنده آن‌ها است و ازین نظر، به دو نوع فولادهای غیرآلیاژی و آلیاژی تقسیم می‌شوند.

فولادهای غیر آلیاژی

این فولادها از 0.06 تا 1.5 درصد کربن برخوردار می‌باشند. عناصر دیگری نیز با آنها همراه است که در هر حال مقدار آن ها نباید از حد معینی بیشتر باشد. به دلیل تعیین کننده بودن نقش کربن در روند تولید فولادهای غیر آلیاژی، به این فولادها، فولاد ساده کربنی هم گفته می شود.

فولادهای ابزار کربنی

فولادهای ساده کربنی یا همان فولادهای ابزار کربنی بر اساس میزان کربن موجود در ترکیباتشان به سه دسته تقسیم می شوند:

فولادهای کم کربن:

فولادهای کم کربن که به فولادهای نرم معروف‌اند و به صورت محصولات نورد شده (مثل تسمه و ورق) به بازار عرضه می‌شوند. کم کربن‌ها به آسانی قابل جوشکاری و ماشین کاری هستند؛ همچنین از قیمت مناسب و قابلیت شکل پذیری بالایی برخوردار می‌باشند. فولادهای کم کربن کاربردهای زیادی را در صنعت به خود اختصاص داده‌اند: به عنوان مثال به شکل ورق در بدنه‌های خودرو مورد استفاده قرار می‌گیرند.

فولادهای کربن متوسط:

فولادهای کربن متوسط در ترکیبات خود دارای 0.3 تا 0.6 درصد وزنی کربن می‌باشند. از جمله کاربردهای فولادهای کربن متوسط می توان به استفاده در ساخت اجزای ماشین ها، شفت ها، اکسل‌ها، چرخ دنده‌ها، میل لنگ‌ها و کوپلینگ‌ها اشاره کرد. فولادهای با مقدار کربن 0.4 تا 0.6 درصد برای ساخت ریل‌ها و چرخ های قطار در صنعت راه آهن مورد استفاده قرار می‌گیرند.

فولادهای پر کربن:

فولادهای پرکربن دارای 0.6 تا 1 درصد وزنی کربن می‌باشند. این فولادها در میان خانواده فولادهای کربنی، سختی بالا و انعطاف پذیری کمی دارند. فولادهای پر کربن در ساخت فنرها، چکش ها، سیم های ضخیم، آچارها، اره نواری و موارد دیگر کاربرد دارند.

فولادهای آلیاژی

آلیاژ شدن فولاد با فلزاتی مانند کروم، نیکل، کبالت، مولیبدن، منگنز، وانادیم و… برای افزایش و تأمین خواص مورد نظر، موجب تشکیل فولادهای آلیاژی می شود. چنانچه مجموع درصد وزنی عناصر موجود در فولادهای آلیاژی از 5 درصد کمتر باشد، آن را فولاد کم آلیاژ و چنانچه از 5 درصد بیشتر باشد، فولاد پر آلیاژ می‌نامند.

دسته بندی انواع فولادهای آلیاژی به شرح زیر است:

معرفی فولادهای ساختمانی

فولادهایی که از آنها به عنوان مواد اولیه برای ساختمان اسکلت‌های فلزی، اسکلت پل ها و همچنین برای ساختن قطعات وسایل نقلیه، دستگاه ها، ماشین آلات، اجزای ماشین (پیچ ومهره ، میله ومحور، یاتاقان و …) استفاده می شوند را فولاد ساختمانی می‌نامند. در حال حاضر حدود 90 درصد محصولات کارخانه‌های فولادسازی را فولادهای ساختمانی تشکیل می‌دهند.

معرفی فولادهای اتومات و نیمه اتومات

این دسته از فولادها را فولادهای خوش تراش نیز می‌نامند، استحکام این دسته از فولادها برحسب درصد عناصر موجود در آن‌ها متفاوت است. هنگام براده برداری از این فولادها، براده های کوتاه جدا شده و سطح یکنواختی را ایجاد می‌کنند. این ویژگی بیشتر از همه به علت وجود گوگرد (s) است که مقدار آن در این گونه فولادها به 0.18 تا 0.4 درصد می رسد. وجود گوگرد موجب شکننده شدن فولادِ گرم شده، می‌شود و در نهایت هنگام براده برداری، براده‌های کوتاه به وجود می‌آیند. به همین دلیل در ماشین‌های اتومات که براده‌های بلند اختلالات فراوانی (مانند پیچیدن براده به دور ابزار کار ، ساییدگی و کم شدن دوام ابزار) را به وجود می‌آورند، از فولادهای اتومات استفاده می‌نمایند. شایان توجه است که وجود گوگرد زیاد در این فولادها، استحکام آن‌ها رادر مقابل ضربه کاهش می‌دهد. از دیگر معایب فولادهای اتومات عدم قابلیت جوشکاری و تغییر فرم سرد آن‌ها است. در فولادهای اتومات در صورتی که شکنندگی بیشتر براده و سطح مرغوب تر مورد نظر باشد، 0.15 تا 0.3 درصد سرب نیز به آن می‌افزایند.

آشنایی با فولادهای نیمه اتومات

تنها تفاوت فولادهای اتومات و نیمه اتومات در عناصر تشکیل دهنده آن‌ها است، نیمه اتومات‌ها بر خلاف اتومات‌ها در ترکیبات خود عنصر سرب (pb) ندارند. نیمه اتومات‌ها نیز خوش تراش و پر کاربرد هستند لذا جزء فولادهای پر فروش محسوب می‌شوند.

معرفی فولادهای فنر

فولادهای فنر علاوه بر استحکام کششی زیاد، باید خاصیت الاستیسیته خوبی داشته و دربرابر سایش و ارتعاش نیز مقاوم باشند. وجود سیلیسیم درفولاد فنر خاصیت الاستیسیته و وجود کروم استحکام و مقاومت درمقابل خوردگی را افزایش می‌دهد. این ویژگی‌ها تنها به درصد عناصر موجود در فولاد بستگی ندارد بلکه با وجود آن‌ها می توان به وسیله‌ی عملیات حرارتی و تغییر فرم درحالت سرد، خواص آن را تغییر داده و ویژگی‌های مورد نظر را به دست آورد. فولادهای کربنی با 0.5 تا 1 درصد کربن 0.3 تا 0.4 درصد منگنز و حداکثر 0.04 درصد گوگرد و فسفر در ساخت فنرها کابرد زیادی دارند. برای ساخت فنرهای تخت یا مارپیچی که پس از ساخت تحت عملیات حرارتی قرار نمی‌گیرند، فولادهای نورد شده به کار می رود. از فولادهای کروم و وانادیم دار، در ساخت فنرهای بزرگ اتومبیل و لکوموتیو استفاده می شود. فولادهای سیسیلیم دار نیز در ساخت فنرهایی کاربرد دارند که استحکام و مقاومت به ضربه‌ای بالایی از آن ها انتظار می‌رود. این فولادها به طور متوسط 0.4 درصد کربن، 0.75 درصد سیسیلیم، 0.95 درصد منگنز همراه با مس یا بدون مس دارند، ولی مقدار سیسیلیم آن‌ها ممکن است تا 2 درصد نیز برسد. فولادهای منگنز دار مخصوص ساخت فنر خودروها حاوی 1.25 درصد منگنز، 0.4 درصد کربن، 2 درصد منگنز و 0.45 درصد کربن هستند. استحکام کششی این فولادها به شرط انجام عملیات حرارتی تا 1400 نیوتن بر میلیمتر مربع افزایش می یابد. فولادهای سیسیلیم منگنز دار دارای استحکام کششی بالایی حدود 1850 نیوتن بر میلیمتر مربع هستند. نوعی از این فولاد که 15.64 درصد کروم، 4.38 درصد نیکل، 2.68 درصد مولیبدن، 1 درصد منگنز، 0.32 درصد سیسیلیم، 0.12 درصد مس و 0.14 درصد کربن دارند در ساخت فنر موترهای جت و سایر مواردی که مقاومت در مقابل حرارت بالا مورد نیاز است، به کار می روند.

معرفی فولادهای نسوز

استحکام فولادهای نسوز تا دمای 600 درجه سانتیگراد تضمین شده است و حداکثر تا دمای 800 درجه سانتیگراد نیز نمی‌سوزند. شایان توجه است که درمورد گداختگی و سوختن فولادها دو مطلب مهم مورد نظر است.

الف- مقاومت در مقابل تاثیر گاز‌هایی مانند اکسیژن و اکسیدهای کربن، بخار آب و گازهای گوگرد دار در دماهای بالا

ب- حفظ خواص مکانیکی در دماهای بالا، این ویژگی‌ها بیشتر به علت کروم موجود درآن‌ها بوده و هر چه دمای کاری آن‌ها بیشتر باشد، باید مقدار کروم بیشتری آلیاژ شود تا از سوختن ( درشت دانه شدن ) فولاد جلوگیری کند. از این فولادها برای تهیه ورق، لوله های تأسیسات دیگ های بخار، پره های توربین های گازی و بخاری، سوپاپ دود موتورهای احتراقی وغیره استفاده می شود.

معرفی فولادهای زنگ نزن

در این فولادها کروم و نیکل نقشی تعیین کننده دارد و مقدار کروم موجود در آن‌ها نباید از 13 درصد کمتر باشد. این فولادها درمقابل خوردگی، رطوبت هوا و اغلب اسیدها و بازها مقاوم هستند و برای تهیه ظروف و لوله‌های صنایع غذایی، شیمیایی و شیرینی پزی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در فولادهای ضد زنگی که برای تهیه ظروف و لوله‌های حاوی موادغذایی از آن ها استفاده می‌شود، به مقدار 0.2 تا 0.4 درصد مس نیز با آن آلیاژ می‌کنند تا از تاثیر بوی بد فولاد روی مواد غذایی جلوگیری شود. این فولادها رامی توان از طریق براده برداری یا روش بدون براده برداری تغییر فرم داد و به خوبی جوشکاری نمود، فولادهای ضد زنگ را می توان به وسیله پولیش دادن صیقل داد و کاملا پرداخت کرد.

آشنایی با فولادهای ابزار سردکار و ابزار گرمکار

فولادهای ابزارسازی به فولادهایی گفته می شود که از آن‌ها در ساخت ابزارهای براده برداری و برش (مانند چکش، تیغه‌های دستگاه خم کن، سنبه‌های خم و کشش، قالب‌های کوره کاری، قالب‌های ریخته گری …) استفاده می‌شود. در انتخاب فولادهای ابزار سازی استحکام کششی و انبساط چندان مورد توجه نیست بلکه قابلیت برش و سختی آن‌ها بیشتر مطرح است. این فولادها را بر حسب درصد عناصر موجود در آن‌ها به فولادهای ابزارسازی غیرآلیاژی، کم‌آلیاژ و پر‌آلیاژ تقسیم می‌کنند. فولادهای ابزارسازی را همچنین برحسب مورد استفاده (دمای کاری) به فولادهای سردکار و گرمکار تقسیم می‌کنند. فولادهای ابزارسازی غیرآلیاژِ و کم‌آلیاژ دارای 0.5 تا 1.5 درصدکربن هستند. میزان کربن فولادهای ابزارسازی پرآلیاژ تا 2/2 درصد است. همه‌ی این فولادها (حتی آنها که غیر آلیاژی هستند) جزء فولادهای نجیب به حساب می‌آیند، زیرا درجه خلوص بالایی دارند. فولادهای سردکار سماجت خوبی دارند و مقاومت آن‌ها در مقابل ضربه، فشار و ساییدگی زیاد است. با این فولادها میتوان مواد کار را با یکی از روش های بُراده بَرداری یا بدون بُراده بَرداری تغییر فرم داد. فولادهای گرمکار در دماهای بالا دارای استحکام مکانیکی و دوام بُرندگی زیادی هستند و برای تهیه قالب‌های کوره‌کاری، ماتریس مخصوص تهیه نیمه ساخته‌ها و… به کار میروند. با این فولادها می توان قطعات فولادی، فلزات سبک و سنگین را در حالت گرم تغییر فرم داد.

مشخصات فولادهای تندبر

فولادهای تندبر یا خشکه هوایی یا  HSS  که اصطلاحا مخفف کلمه High-Speed Steels، می‌باشد؛ فولادهایی هستند که از آن‌ها میتوان در ساخت و تولید ابزار‌‌‌‌ آلات برشی همچون ماشین‌های برش و فرز استفاده نمود. تندبرها از قابلیت ماشین کاری در سرعت‌های بالا برخوردار هستند و به همین علت با نام تندبر شناخته می‌شوند. فولادهای تندبر را می توان در حالت کلی به دو دسته تقسیم نمود: فولادهای حاوی تنگستن، فولادهای حاوی مولیبدن.

بررسی فولادهای سمانتاسیون

سمانته کردن در واقع یک عملیات حرارتی محسوب شده که اصطلاحا به معنای سخت کاری سطحی فلزات، بدون تغییر در مغز نمونه می‌باشد، در این حالت مغز فولاد چقرمه و سطح آن سخت شده است. فولادهای سمانته از درصد کربن بالایی برخوردار نیستند و حداکثر میزان کربن آن‌ها حدود 0.3 درصد خواهدبود. فولادهای سمانتاسیون علاوه بر کربن از عناصر دیگری چون منگنز، سیلیسیم، کروم، مولیبدن و نیکل برخوردار هستند. پایین بودن درصد کربن در فولادهای سمانته موجب کاهش سختی می‌گردد به همین علت با استفاده عملیات حرارتی کربن دهی می شوند. سمانته‌ها از مقاومت به سایش و ضربه بالایی برخوردار هستند.

فولادهای سمانتاسیون به دو گروه تقسیم می‌شوند نوع نیکل‌دار و نوع دوم غیر نیکل‌دار.

آشنایی فولاد بلبرینگ و رول برینگ

شاخص ترین ویژگی فولادهای بلبرینگ و رولبرینگ مقاومت به سایش و فشار بالا است. این دسته از فولادها کاربردهای متنوعی را به خود اختصاص داده‌اند به عنوان مثال در ساخت ساچمه، استوانه‌های مخروطی، صاف، نا‌متقارن و … به کار گرفته می‌شوند.

مقاومت به سایش و فشار  فولادهای رولبرینگ و بلبلرینگ وابسته به وجود عناصر آلیاژی چون کربن و مولیبدن است، در ابعاد بزرگ تر برای افزایش این ویژگی لازم است عنصر منگنز نیز به ترکیبات آن ها اضافه شود.

فولاد مقاوم به دمای بالا

فولادهای مقاوم به دمای بالا همانند فولادهای نسوز در برابر حرارت‌های بالا مقاوم هستند با این تفاوت که ممکن است فولادهای این دسته استنلس استیل نباشند. گرید 1.7709 که در صنایعی مختلفی کاربرد دارد، یکی از فولادهای مقاوم در برابر حرارت است.

مشخصات فولادهای منگنزی

این دسته از فولادها همان طور که از نامشان پیداست در ترکیبات شیمیایی خود از مقدار قابل توجهی منگنز ( حدود13، 14 درصد ) برخوردار هستند. فولادهای منگنزی خاصیت ضد سایشی بالایی داشته و کاربردهای خاصی را در صنعت به خود اختصاص داده‌اند.

فولادهای عملیات حرارتی

خواص فیزیکی، شیمیایی و متالورژیکی این دسته از فولادها را با استفاده از فرآیندهای عملیات حرارتی تغییر داده تا در مصارف خاصی مورد استفاده قرار گیرند. عملیات حرارتی با وجود تغییراتی که در خواص قطعه ایجاد می‌کند، شکل ظاهری آن را تغییری نمی‌دهد به همین دلیل وجود فولادهای عملیات حرارتی در صنعت الزامی است.  اصلی ترین فرآیندهای عملیات حرارتی عبارت اند از: آنیل کردن، نرماله کردن، کوئنچ، تمپرینگ، آستمپرینگ و مارتمپرینگ که هر کدام با اهداف متفاوتی انجام می‌گیرند.

فولادهای قالب پلاستیک

فولادهای قالب پلاستیک با توجه به عناصر تشکیل دهنده‌ای که دارند دارای انواع مختلفی هستند و برای مصارف گوناگونی از جمله ساخت انواع قالب‌های پلاستیک و صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. تفاوت عناصر تشکیل دهنده در قالب‌های پلاستیک موجب تنوع قیمت در این دسته از فولادها گردیده است.

فولاد ماریجینگ چیست؟

فولاد ماریجینگ، گروهی از آلیاژهای آهن با کربن پایین را شامل می شود که با فولادهای معمولی تفاوت دارد و از استحکام بالا بدون از دست دادن قابلیت چکش خواری برخوردار می­باشد. در این نوع فولاد، آهن با مقادیر بالای نیکل آلیاژ می شود تا محصول عملیات حرارتی شده بسیار ویژه ای تولید شود. دیگر عناصر آلیاژی مهم عبارتند از مولیبدن، آلومینیوم، کبالت، مس و تیتانیوم که برای ایجاد ترکیبات بین ‌فلزی افزوده می ‌شود. فولاد مارایجینگ ذاتا فاقد کربن است و این خصیصه ‌ای است که آن را از سایر فولادها متمایز می ‌کند. فولاد ماریجینگ به صورت ۲۰۰، ۲۵۰، ۳۰۰ یا ۳۵۰ نامگذاری می شود که استحکام کششی اسمی آن را در صدها پوند در اینچ مربع نشان می دهد. فولادهای ماریجینگ موجود در بازار به گونه ای طراحی شده اند که استحکام تسلیم خاصی را از 1030 تا 2040 مگاپاسکال  ارائه دهند.

کاربردهای فولاد ماریجینگ

فولاد ماریجینگ در موارد زیر کاربرد دارد:

• کاربردهای هوافضا
• پوسته راکت و موشک
• ساخت سانتریفیوژ
• قالب های تولید
• قطعات داخلی موتورها
• سوزن آتش اسلحه‌ های اتوماتیک
• استفاده در قطعات الکترومکانیکی
• ورزش شمشیر بازی
• ابزار جراحی و سرنگ های زیرپوستی
• ساخت بدنه دوچرخه
• چوب گلف

خصوصیات فولادهای ماریجینگ

الف ) خواص مکانیکی عالی:

1. استحکام نهایی و استحکام تسلیم بالا
2. چقرمگی، داکتیلیتی و مقاومت به ضربه بالا در مقایسه با فولاد کوئنچ و تمپر شده با استحکام مشابه
3. استحکام خستگی زیاد
4. استحکام فشاری بالا
5. سختی و مقاومت به سایش کافی برای بعضی از ابزارهای کاربردی

ب) خصوصیات عملیات حرارتی:

1. دمای مورد نیاز برای کوره پایین است.
2. رسوب سختی و عملیات حرارتی پیری.
3. انقباض یکنواخت و قابل پیش بینی در طول عملیات حرارتی
4. حداقل اعوجاج در طول عملیات حرارتی
5. سخت شدن بدون کوئنچ کردن
6. درصد پایین کربن، که از مشکل دکربوره شدن جلوگیری می کند.

ج) کارپذیری عالی:

1. ماشین کاری آسان
2. مقاومت بالا در برابر انتشار ترک
3. شکل پذیری آسان در حالت سرد، گرم و داغ
4. قابلیت جوشکاری خوب به خاطر درصد پایین کربن
5. مقاومت به خوردگی خوب که نرخ خوردگی آن حدود نصف فولادهای کوئنچ و تمپر شده است.

قیمت فولاد آلیاژی 

نوسانات بازار ارزی موجب شده تا قیمت فولاد ثابت نباشد. شما عزیزان می توانید جهت دریافت قیمت روز فولاد های آلیاژی با کارشناسان واحد فروش فولاد حامیران تماس حاصل نمایید.

فروش فولاد  (فروش فولاد آلیاژی) 

شرکت فولاد حامیران با سال ها تجربه، به یکی از تأمین کنندگان قَدَر در بازار فولاد مبدل گردیده است. همان طور که در بالا اشاره نموده‌ایم فولادها در دسته بندی‌های متنوع جهت مصارف گوناگونی در بازار در عرضه می‌گردند. شما عزیزان می توانید تمامی گریدهای دسته بندی بالا را از فولاد حامیران خریداری نمایید.

خرید فولاد (خرید فولاد آلیاژی)

هنگام خرید فولاد، تنوع فولادهای آلیاژی و کاربردشان می تواند مانع از انتخاب صحیح محصولات مورد نظر شما عزیزان باشد، بنابراین با ارائه خدمات مشاوره رایگان تلاش نمودیم خریدی مطمئن و آسان را برای مشتریان محترم خود ایجاد نماییم.