فولاد آلیاژی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

آلیاژ فولاد (به انگلیسی: Alloy steel) فولادی است که با عنصرهای گوناگون به صورت آلیاژ درآمده، برای بهبود ویژگی‌های مکانیکی فولاد می‌توان از ۱٫۰ تا ۵۰٪ از وزن آن را آلیاژ کرد. آلیاژهای فولاد دو دسته‌اند: فولاد کم‌آلیاژ و فولاد پُرآلیاژ. تفاوت میان این دو، می‌توان گفت، قراردادی است: اسمیت و هاشمی تفاوت این دو را در ۴٫۰٪ دانسته‌اند در حالی که گروه دگرمو آن را در ۸٫۰٪ می‌دانند.[۱][۲] در حالت کلی وقتی صحبت از «آلیاژ فولاد» می‌شود منظور فولاد کم‌آلیاژ است.

خود فولاد در واقع نوعی آلیاژ است. اما تمام گونه‌های فولاد را آلیاژ نمی‌خوانند. ساده ترین نوع فولاد که تقریبا می‌توان گفت آهن است (نزدیک به ۹۹٪) خود با عنصر کربن آلیاژ شده‌است (بسته به نوع فولاد از ۰٫۱٪ تا ۱٪). بنابراین منظور از آلیاژ فولاد، ترکیبی از فولاد، کربن و دیگر عنصرها است. عنصرهایی که بیشتر برای این هدف کاربرد دارند، عبارتند از: منگنز (پرکاربردترین)، نیکل، کروم، مولیبدن، وانادیم، سیلیسیم و بور. و عنصرهای کم کاربردتر عبارتند از: آلومینیم، کبالت، مس، سریم، نیوبیم، تیتانیم، تنگستن، قلع، روی، سرب و زیرکونیم.

از ترکیب عنصرهای بالا با فولاد و آلیاژسازی، برخی ویژگی‌های فولاد کربن مانند مقاومت، سختی، چقرمگی، سایش، سخت شدگی و سختی در دمای بالا به گونهٔ درخور توجهی بهبود می‌یابد. برای دستیابی به بعضی از این ویژگی‌ها باید عملیات حرارتی روی فلز انجام شود.

ویژگی‌های یادشده در بالا در کاربردهای ویژه‌ای چون پرّه‌های توربین، موتور جت، فضاپیماها و رآکتورهای هسته‌ای بسیار مورد نیاز است. به دلیل ویژگی‌های فرومغناطیس آهن، بعضی آلیاژهای فولاد و پاسخی که این آلیاژها در محیط مغناطیسی می‌دهند، اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کند. در موتورهای الکتریکی و ترانسفورماتورها نیز چنین است.

فولاد کم‌آلیاژ[ویرایش]

از فولاد کم‌آلیاژ بیشتر برای دستیابی به توان سخت شدگی استفاده می‌شود. چون با رسیدن به این ویژگی دیگر ویژگی‌های مکانیکی هم بهبود می‌یابند. همچنین آن‌ها برای مقاومت در برابر خوردگی در شرایط خشن هم کاربرد دارند.[۳]

اگر درجهٔ کربن فولاد کم‌آلیاژ متوسط یا بالا باشد، فرایند جوش در آن‌ها دشوار می‌شود. با کاهش کربن و قرار دادن آن در بازهٔ ۰٫۱۰٪ تا ۰٫۳۰٪ و همچنین کاهش دیگر عنصرهای آلیاژی توان جوش پذیری و شکل‌پذیری فولاد را افزایش می‌دهیم. چنین فولادی در ردهٔ فولاد کم‌آلیاژ پراستحکام قرار می‌گیرد.

چند مورد از فولادهای کم‌آلیاژ عبارتند از:

  • D6AC
  • 300M
  • 256A
فولادهای کم‌آلیاژ اصلی[۴]
نام در SAE ترکیب
۱۳xx Mn ۱.۷۵٪
۴۰xx Mo ۰.۲۰٪ یا ۰.۲۵٪ یا ۰.۲۵٪ Mo & ۰.۰۴۲٪ S
۴۱xx Cr ۰.۵۰٪ یا ۰.۸۰٪ یا ۰.۹۵٪، Mo ۰.۱۲٪ یا ۰.۲۰٪ یا ۰.۲۵٪ یا ۰.۳۰٪
۴۳xx Ni ۱.۸۲٪، Cr ۰.۵۰٪ to ۰.۸۰٪، Mo ۰.۲۵٪
۴۴xx Mo ۰.۴۰٪ یا ۰.۵۲٪
۴۶xx Ni ۰.۸۵٪ یا ۱.۸۲٪، Mo ۰.۲۰٪ یا ۰.۲۵٪
۴۷xx Ni ۱.۰۵٪، Cr ۰.۴۵٪، Mo ۰.۲۰٪ یا ۰.۳۵٪
۴۸xx Ni ۳.۵۰٪، Mo ۰.۲۵٪
۵۰xx Cr ۰.۲۷٪ یا ۰.۴۰٪ یا ۰.۵۰٪ یا ۰.۶۵٪
۵۰xxx Cr ۰.۵۰٪، C ۱.۰۰٪ min
۵۰Bxx Cr ۰.۲۸٪ یا ۰.۵۰٪
۵۱xx Cr ۰.۸۰٪ یا ۰.۸۷٪ یا ۰.۹۲٪ یا ۱.۰۰٪ یا ۱.۰۵٪
۵۱xxx Cr ۱.۰۲٪، C ۱.۰۰٪ min
۵۱Bxx Cr ۰.۸۰٪
۵۲xxx Cr ۱.۴۵٪، C ۱.۰۰٪ min
۶۱xx Cr ۰.۶۰٪ یا ۰.۸۰٪ یا ۰.۹۵٪، V ۰.۱۰٪ یا ۰.۱۵٪ min
۸۶xx Ni ۰.۵۵٪، Cr ۰.۵۰٪، Mo ۰.۲۰٪
۸۷xx Ni ۰.۵۵٪، Cr ۰.۵۰٪، Mo ۰.۲۵٪
۸۸xx Ni ۰.۵۵٪، Cr ۰.۵۰٪، Mo ۰.۳۵٪
۹۲xx Si ۱.۴۰٪ یا ۲.۰۰٪، Mn ۰.۶۵٪ یا ۰.۸۲٪ یا ۰.۸۵٪، Cr ۰.۰۰٪ یا ۰.۶۵٪
۹۴Bxx Ni ۰.۴۵٪، Cr ۰.۴۰٪، Mo ۰.۱۲٪
ES-۱ Ni ۵٪، Cr ۲٪، Si ۱.۲۵٪، W ۱٪، Mn ۰.۸۵٪، Mo ۰.۵۵٪، Cu ۰.۵٪، Cr ۰.۴۰٪، C ۰.۲٪، V ۰.۱٪

مطالعهٔ مواد[ویرایش]

منبع[ویرایش]

  1. Smith, p. 393.
  2. Degarmo, p. 112.
  3. Classification of Carbon and Low-Alloy Steel, retrieved ۲۰۰۸-۰۹-۲۵  Check date values in: |accessdate= (help).
  4. Smith, p. 394.

جستارهای وابسته[ویرایش]

مطالعهٔ کتابخانه‌ای[ویرایش]

  • Degarmo, E. Paul; Black, J T.; Kohser, Ronald A. (2007), Materials and Processes in Manufacturing (10th ed.), Wiley, ISBN 978-0-470-05512-0 .
  • Groover, M. P., 2007, p. 105-106, Fundamentals of Modern Manufacturing: Materials, Processes and Systems, 3rd ed, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, NJ, ISBN 978-0-471-74485-6.
  • Smith, William F.; Hashemi, Javad (2001), Foundations of Material Science and Engineering (4th ed.), McGraw-Hill, p. 394, ISBN 0-07-295358-6