ما هي أنواع مختلفة من الفولاذ؟
في جوهرها ، الصلب يتكون من الحديد والكربون ، على الرغم من أنه هو كمية الكربون ، وكذلك مستوى الشوائب وعناصر السبائك الإضافية التي تحدد خصائص كل درجة الصلب.
يمكن أن يتراوح محتوى الكربون في الفولاذ من 0.1 إلى 1.5٪ ، ولكن درجات الفولاذ المستخدمة على نطاق واسع لا تحتوي إلا على 0.1-0.25٪ من الكربون.
تم العثور على عناصر مثل المنجنيز والفوسفور والكبريت في جميع درجات الصلب ، ولكن ، في حين أن المنغنيز يوفر آثار مفيدة ، والفوسفور والكبريت الضارة لقوة الصلب والمتانة.
يتم إنتاج أنواع مختلفة من الفولاذ وفقًا للخصائص اللازمة لتطبيقها ، وتستخدم أنظمة تصنيف مختلفة لتمييز الفولاذ بناءً على هذه الخصائص. وفقًا للمعهد الأمريكي للحديد والصلب (AISI) ، يمكن تصنيف الصلب على نطاق واسع إلى أربع مجموعات وفقًا لتركيباتها الكيميائية:
- فولاذ الكربون
- سبائك الفولاذ
- الفولاذ المقاوم للصدأ
- أداة فولاذ
فولاذ الكربون
فولاذ الكربون تحتوي على كميات ضئيلة من عناصر السبائك وتمثل 90٪ من إجمالي إنتاج الصلب. يمكن تصنيف الفولاذ الكربوني بشكل إضافي إلى ثلاث مجموعات اعتمادًا على محتواها من الكربون:
- فولاذ الكربون منخفض / الفولاذ الطري تحتوي على ما يصل إلى 0.3 ٪ من الكربون
- يحتوي الفولاذ الكربوني المتوسط على 0.3 - 0.6٪ كربون
- يحتوي فولاذ الكربون عالي الكربون على أكثر من 0.6٪ من الكربون
سبائك الفولاذ
يحتوي فولاذ السبائك على عناصر سبيكة (مثل المنغنيز والسيليكون والنيكل والتيتانيوم والنحاس والكروم والألمنيوم ) بنسب متفاوتة من أجل التلاعب بخواص الفولاذ ، مثل قابلية التصلب ، مقاومة التآكل ، القوة ، القابلية للتشكيل ، قابلية اللحام أو ليونة.
وتشمل تطبيقات سبائك الصلب خطوط الأنابيب وقطع غيار السيارات والمحولات ومولدات الكهرباء والمحركات الكهربائية.
الفولاذ المقاوم للصدأ
الفولاذ المقاوم للصدأ تحتوي بشكل عام على ما بين 10 إلى 20٪ من الكروم كعنصر السبائك الرئيسي ويتم تقييمها لمقاومة التآكل العالية. مع أكثر من 11 ٪ من الكروم ، فإن الفولاذ يكون أكثر مقاومة 200 مرة للتآكل من الفولاذ الطري. يمكن تقسيم الفولاذ إلى ثلاث مجموعات بناءً على تركيبها البلوري:
- الأوستنيتي : الفولاذ الأوستنيتي غير مغناطيسي وغير قابل للحرارة ، ويحتوي بشكل عام على 18٪ كروم ، 8٪ نيكل وأقل من 0.8٪ كربون. يشكل الفولاذ الأوستنيتي الجزء الأكبر من سوق الفولاذ المقاوم للصدأ العالمي ، وكثيراً ما يستخدم في معدات تجهيز الأغذية وأدوات المطبخ والأنابيب.
- الحديد : يحتوي الفولاذ الفولاذي على كميات ضئيلة من النيكل ، 12-17٪ كروم ، أقل من 0.1٪ من الكربون ، إلى جانب عناصر أخرى من السبائك ، مثل الموليبدينوم والألمنيوم أو التيتانيوم. لا يمكن تقوية الفولاذ المغناطيسي هذا بالمعالجة الحرارية ولكن يمكن تقويته عن طريق العمل البارد .
- Martensitic : يحتوي الفولاذ Martensitic على 11-17٪ من الكروم وأقل من 0.4٪ من النيكل وما يصل إلى 1.2٪ من الكربون. وتستخدم هذه الفولاذ المغناطيسية والمعالجة بالحرارة في السكاكين وأدوات القطع ، وكذلك معدات طب الأسنان والجراحة.
أداة فولاذ
فولاذ الأدوات يحتوي على التنجستن ، الموليبدينوم ، الكوبالت والفاناديوم بكميات مختلفة لزيادة مقاومة الحرارة والمتانة ، مما يجعلها مثالية لقطع ومعدات الحفر.
يمكن أيضًا تقسيم منتجات الصلب حسب أشكالها والتطبيقات ذات الصلة:
- المنتجات الطويلة / الأنبوبية تشمل القضبان والقضبان ، القضبان ، الأسلاك ، الزوايا ، المواسير والأشكال والأقسام. هذه المنتجات شائعة الاستخدام في قطاعي السيارات والبناء.
- تشمل المنتجات المسطحة الألواح والألواح والملفوف والشرائط. هذه المواد تستخدم بشكل رئيسي في قطع غيار السيارات ، الأجهزة ، التغليف ، بناء السفن ، والبناء.
- وتشمل المنتجات الأخرى الصمامات والتجهيزات والشفاه وهي تستخدم أساسا كمواد الأنابيب.
مصادر
- الرابطة العالمية للصلب. موقع الويب: www.worldsteel.org
- Street، Arthur & Alexander، WO 1944. Metals in the Service of Man . الطبعة ال 11 (1998).
- Efunda.com. الخصائص العامة للفولاذ . موقع الويب: www.efunda.com
- المعهد الأمريكي للحديد والصلب. www.steel.org