از اسکلت های فولادی آسمان خراش ها تا قطعات دقیق در موتورهای خودروها و حتی تیغه های تیز ابزارهای جراحی،این کاربردهای ظاهراً غیر مرتبط، یک پایه مشترک دارندچه چیزی این ماده را به قابلیت انعطاف پذیری قابل توجه خود می رساند؟ چگونه از فولاد معمولی متفاوت است؟ این تجزیه و تحلیل ترکیب، خواص فولاد آلیاژ را بررسی می کند.و کاربردهای صنعتی از طریق یک لنز مبتنی بر داده.
در حالی که فولاد معمولی اساساً یک آلیاژ آهن و کربن است، فولاد آلیاژ رویکرد پیچیده تری را نشان می دهد.و وانادیوم برای سفارشی کردن خواص برای کاربردهای خاصاین آلیاژ استراتژیک فولاد را از یک ماده عمومی به یک راه حل دقیق مهندسی تبدیل می کند.
بهبود عملکرد در فولاد آلیاژ ناشی از افزودنی های با دقت انتخاب شده است:
- کرومیوم:مقاومت در برابر خوردگی و سختی را افزایش می دهد. در غلظت بالاتر از 10.5 درصد، خواص ضد زنگ ایجاد می کند.
- مولیبدن:مقاومت در برابر دمای بالا و مقاومت در برابر خزیدن را بهبود می بخشد در حالی که ساختار دانه را بهبود می بخشد.
- نیکل:مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می دهد، ساختارهای آستنیتی را در دمای پایین پایدار می کند.
- وانادیوم:قدرت و مقاومت در برابر فرسایش را از طریق تصفیه دانه و تشکیل کربید افزایش می دهد.
- منگنیز:قدرت و قابلیت کار کردن رو افزایش میده در حالیکه اثرات مضر گوگرد رو خنثی میکنه
- سیلیکون:انعطاف پذیری و مقاومت در برابر اکسیداسیون را بهبود می بخشد در حالی که به جوش پذیری کمک می کند.
- ولتفستم:سختي خارق العاده اي را از طريق تشكيل كاربيد هاي پايدار فراهم مي كند.
انتخاب بین فولاد کربن و فولاد آلیاژ شامل بررسی دقیق است.فولاد های آلیاژی دارای خواص مکانیکی برتر هستند که قیمت بالاتر آنها را در کاربردهای سختگیرانه که عملکرد بیش از محدودیت های بودجه است، توجیه می کند..
به عنوان یک نوع فولاد آلیاژ برتر، فولاد ضد زنگ مقاومت خوردگی خود را به غلظت کروم بیش از 10.5٪ مدیون است. این باعث می شود که برای ابزارهای پزشکی ضروری باشد.تجهیزات پردازش مواد غذایی، و کاربردهای معماری که در آن دوام و بهداشت بسیار مهم است.
فولاد های آلیاژ بر اساس محتوای افزودنی به دو دسته تقسیم می شوند:
فولاد های کم آلیاژ (کمتر از 5٪ افزودنی):مثال: فولاد ۴۱۴۰ (۰.۳۸-۰.۴۳٪ کربن، با اضافه کردن کروم و مولیبدنوم) ارائه می دهد قدرت متعادل و سختی برای اجزای ساختاری.
فولادی با آلیاژ بالا (بیش از 5٪ افزودنی):مثال: فولاد ابزار M2 حاوی وولفستم (5.5-6.75٪) ، مولیبدن (4.5-5.5٪) و وانیدیوم (1.75-2.2٪) برای مقاومت شدید در لباس در ابزار برش است.
تراکم آن معمولاً بین 7.47 تا 8.03 گرم در سانتی متر است، با این که انواع آلیاژ پایین به دلیل محتوای آهن بالاتر، متراکم تر هستند.232°C برای فولاد ابزار M2.
تولید شامل چندین مرحله دقیق است:
- انتخاب مواد خام (معدن آهن/خراب بازیافت شده و عناصر آلیاژ)
- ذوب کوره قوس الکتریکی (بیش از 1593 درجه سانتیگراد)
- تصفیه برای حذف ناخالصی ها (روش های AOD/VD)
- افزودن آلیاژ دقیق
- از مواد شیمیایی:
- ماشینکاری (طحن و جعل)
- درمان گرمایی (تخلیه، خنک کردن، تند کردن)
فولاد های آلیاژ دارای عملکردهای حیاتی در صنایع مختلف هستند:
- عناصر ساختاری در ساختمان های بلند
- قطعات خودرو با استرس بالا (کرکشافت ها، کامشافت ها)
- چرخ دنده های دقیق
- اجسام هواپیماهای هوافضا
- سیستم های رسیدگی به مایعات خوردنی
- تجهیزات حفاری برای محیط های شدید
- خط آهن سنگین
- ابزار جراحی پزشکی
در حالی که فولاد های آلیاژ دارای خواص برتر هستند، فولاد های کربن همچنان انتخاب اقتصادی برای بسیاری از کاربردهای ساختاری هستند که عملکرد افراطی مورد نیاز نیست.پروژه های مهندسی موفق نیاز به ارزیابی دقیق نیازهای مکانیکی دارند، شرایط زیست محیطی و هزینه های چرخه عمر هنگام انتخاب مواد.