عناصر مختلف و تاثیر آنها بر ویژگی‌های فولاد

<h2>اثر عناصر مختلف در فولاد چیست؟</h2> <p>یک آلیاژ ترکیبی از حداقل دو عنصر به صورت ترکیب یا محلول است. هر چند عناصری که در آلیاژ به کار می رود عمدتا فلز هستند اما از کربن و برخی عناصر غیر فلزی مانند گوگرد و فسفر نیز برای ساخت آلیاژ استفاده می شود. آلیاژها اغلب با ذوب کردن و ترکیب عناصر ساخته می شوند.</p> <p>آلیاژها نقش بسیار مهمی در زندگی ما ایفا می کنند. یکی از مهمترین این آلیاژها نیز فولاد است که ترکیبی از آهن و کربن است. اما علاوه بر کربن از عناصر دیگر نیز در ساخت فولاد استفاده می شود. ولی آیا تا کنون به این فکر کرده اید که عناصر مختلف چه تاثیری در ساختار فولاد دارند. در ادامه ما به بررسی عناصر و اثر آن ها بر ویژگی های فولاد خواهیم پرداخت.&nbsp;</p> <p style="text-align: center;"><img class="content-image" title="Periodic-table-final-RGB-colour-space.jpg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1646046124091.jpg" alt="Periodic-table-final-RGB-colou" /></p> <p style="text-align: center;">تصویر شماره 1 - عناصر موجود در گریدهای مختلف فولاد</p> <p style="text-align: right;"><span id="carbon"></span>از جمله عناصری که برای ساخت آلیاژ به آهن اضافه می شود می توان به کربن، گوگرد، فسفر، سیلیسیم، منگنز، کروم، مولیبدنم، نیکل، آلومینیوم و وانادیوم اشاره کرد.&nbsp;</p> <h2>کربن و اثر آن بر فولاد</h2> <p>کربن به عنوان مهمترین عنصری که در فولاد وجود دارد شناخته می شود. مقدار کربن فولاد حداکثر 2 درصد است اگرچه فولادهای جوشی کمتر از 0.5 درصد کربن در خود دارند. تغییر مقدار کربن بر تمام ویژگی های فولاد مانند شکنندگی، نقطه تسلیم، استحکام کششی، زنگ زدگی، جوش پذیری، فرم پذیری و پلاستیستی آن تاثیر گذار است.&nbsp; افزایش مقدار کربن باعث می شود تا استحکام کششی و سختی فولاد افزایش یابد. همچنین پاسخ به عملیات حرارتی (سخت پذیری) نیز بیشتر می شود. اما <span id="sulfure"></span>افزایش کربن میزان جوش پذیری را کاهش می دهد.</p> <blockquote> <p>بیشتر مطالعه کنید: <a title="فولاد کربنی و ویژگی های آن" href="https://www.modiranahan.com/article/2475/%D9%81%D9%88%D9%84%D8%A7%D8%AF-%DA%A9%D8%B1%D8%A8%D9%86%DB%8C-%D8%A7%D9%86%D9%88%D8%A7%D8%B9-%D9%88-%D9%88%DB%8C%DA%98%DA%AF%DB%8C-%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%A2%D9%86" target="_blank">فولاد کربنی و ویژگی های آن</a></p> </blockquote> <h2>گوگرد و اثر آن بر فولاد</h2> <p><span id="phosphore"></span>گوگرد معمولا یک ناخالصی نامطلوب در فولاد است. اگر مقدار گوگرد بیشتر از 0.05 درصد باشد باعث ایجاد تردی و کاهش جوش پذیری می شود. آلیاژهای گوگرد اگر بین 0.1 تا 0.3 درصد باشند می توانند ماشینکاری فولاد را بهبود بخشند. به این گروه از فولادها resulfueized یا freemachining می گویند. آلیاژهای ماشین کاری آزاد در مواردی که نیاز به جوشکاری داشته باشند مناسب نیستند.</p> <h2>فسفر و اثر آن بر فولاد</h2> <p>فسفر نیز در واقع نوعی ناخالصی برای فولاد به شمار می آید. فسفر معمولا حداکثر تا 0.04 درصد در اکثر فولادهای کربنی یافت می شود. در فولادهای سخت شده، فسفر می تواند باعث شکنندگی شود. در فولادهای مستحکم کم آلیاژ، فسفر ممکن است تا میزان 0.1 درصد برای اصلاح استحکام و ایجاد مقاومت به خوردگی به کار رود.</p> <p style="text-align: center;"><img class="content-image" title="red-phosphorus.jpg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1647239260568.jpg" alt="red-phosphorus" /></p> <p style="text-align: center;">تصویر شماره ۲ - فسفر قرمز با خلوص ۹۹ درصد</p> <h2 id="silicon"></span>سیلیسیم و اثر آن بر فولاد</h2> <p><span id="mn"></span>معمولا در مقادیر کم (حدود 0.2 درصد) در فولادهای نورد شده وجود دارد و به عنوان یک عامل deoxidizer به کار می رود. سیلیسیم در آهن حل می شود و آن را قوی تر می سازد. برخی از فیلرهای فلزی ممکن است تا 1 درصد نیز سیلیسیم داشته باشند. هنگامی که این فلزها برای جوش به کار میروند منجر به یک جوش قوی می شوند. البته کاهش چکش خواری می تواند مشکل ایجاد ترک را به وجود آورد.</p> <h2>منگنز و اثر آن بر فولاد</h2> <p>فولادها معمولا حداقل حاوی 0.3 درصد منگنز هستند و به اکسیژن زادیی از فولاد کمک می کنند و از تشکیل سولفید آهن و ناخالصی ها جلوگیری می کنند و سختی فولاد را افزایش می دهد. مقدار منگنز بیشتر از 1.5 درصد می&nbsp; تواند در برخی از فولادهای کربنی نیز وجود داشته باشد.</p> <p style="text-align: center;"><img class="content-image" title="manganese.jpg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1647239370956.jpg" alt="manganese" /></p> <p style="text-align: center;"><span id="chromiume"></span>تصویر شماره ۳ - منگنز&nbsp;</p> <h2>کروم و اثر آن بر فولاد</h2> <p>کروم یک عنصر آلیاژی بسیار قوی ست که سختی فولاد را افزایش می دهد و مقاومت آن به خوردگی را اصلاح می کند. وجود کروم در برخی از فولادها می توانند باعث ایجاد سختی بیش از حد و ترک در محل جوش یا مجاورت آن شود. فولادهای ضد زنگ حداقل حاوی 12 درصد کروم هستند.</p> <p style="text-align: center;"><img class="content-image" title="Uses_of_Chromium.jpg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1646046487541.jpg" alt="chromium" /></p> <p style="text-align: center;"><span id="mo"></span>تصویر شماره 2 - فلز کروم</p> <h2>مولیبدنوم و اثر آن بر فولاد</h2> <p><span id="ni"></span>مولیبدنوم یک شکل دهنده ی کاربید بسیار قوی ست که معمولا در آلیاژهای فولاد در مقادیری کمتر از 1 درصد یافت می شود. این عنصر سختی و مقاومت دمایی فولاد را افزایش میدهد. همچنین برای اصلاح سختی در دماهای پایین استفاده می شود.</p> <h2>نیکل و اثر آن بر فولاد</h2> <p><span id="al"></span>نیکل برای افزایش سختی به فولاد اضافه می شود. این عنصر چکش خواری و چقرمگی فولاد را اصلاح می کند. از نیکل برای اصلاح چقرمگی در دماهای پایین استفاده می شود.</p> <h2>آلومینیوم و اثر آن بر فولاد</h2> <p><span id="va"></span>آلومینیوم در مقادیر بسیار کم به عنوان Deoxidizer به فولاد اضافه می شود. همچنین باعث اصلاح چقرمگی نیز می شود.</p> <h2>وانادیوم و اثر آن بر فولاد</h2> <p>افزایش وانادیوم به فولاد باعث افزایش سختی آن می شود. وانادیوم بسیار موثر است به همین دلیل در مقادیر کم اضافه می شود. در مقادیر بیشتر از 0.05 درصد ممکن است فولاد دچار تردی در طول تنش های حرارتی شود.</p> <blockquote> <p>بیشتر مطالعه کنید:<a title=" ناخالصی ها غیرفلزی در فولاد" href="https://www.modiranahan.com/article/2503/%D9%86%D8%A7%D8%AE%D8%A7%D9%84%D8%B5%DB%8C-%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%BA%DB%8C%D8%B1-%D9%81%D9%84%D8%B2%DB%8C-%D8%AF%D8%B1-%D9%81%D9%88%D9%84%D8%A7%D8%AF" target="_blank" rel="nofollow"> ناخالصی ها غیرفلزی در فولاد</a></p> </blockquote> <h2>تیتانیوم و اثر آن بر فولاد</h2> <p>بدون شک مهمترین کاربرد تیتانیوم در ساخت آلیاژهاست. این عنصر بیش از هر چیزی برای ساخت آلیاژ به فولاد اضافه می شود و اثر زیادی بر ویژگی های مکانیکی آن دارد. با افزایش تیتانیوم موجود در ساختار فولاد استحکام کشش نهایی و تسلیم افزایش می یابد اما درصد افزایش طول کم می شود.&nbsp;</p> <p>تیانیوم یک ویژگی خاص دیگر نیز دارد و آن سبک بودن آن است. فولادهای دارای تیتانیوم نسبت به فولاد خالص سبکتر هستند و از شکل پذیری و استحکام بالاتری برخوردارند. همین ویژگی باعث شده است تا این گروه از فولادها در ساخت هواپیما و صنعت هوافضا بیشترین استفاده را داشته باشد. البته کاربرد فولاد تیتانیوم به این مورد محدود نمی شود و برای ساخت دوچرخه، کلاه ایمنی، در صنعت جواهرسازی و تجهیزات ورزشی نیز از آن استفاده می شود.&nbsp;</p>