معرفی فولاد

فولاد، آلیاژی از آهن می باشد که به آن پولاد هم گفته می شود. مواد آلیاژی دیگری که در ساخت فولاد از آن استفاده شده است، می توان به کربن اشاره کرد. با توجه به انواع فولاد، احتمال کنترل میزان کربن موجود در فولاد وجود دارد.

به این صورت که میزان آن در فولاد از ۳ درصد تا ۵ درصد قابل تغییر می باشد. به آلیاژهای آهنی که کمتر از ۳ درصد کربن داشته باشند، آهن گفته می شود. همین طور به آلیاژهایی که بیش از ۵ درصد کربن داشته باشند، چدن گفته می شود.

استفاده از این فلز به دلیل استحکام بالایی که دارد در انواع صنایع بسیار مرسوم می باشد. استحکام و میزان مقاومت فولاد با افزایش یا کاهش میزان کربن محلول آن به شدت افزایش پیدا می کند.

تاریخچه ی تولید پولاد

تولید فولاد در کشور ما به قرن ها قبل بر می گردد. به این صورت که در قرن چهاردهم قبل از میلاد، سابقه ی تولید فرآورده های فولادی در ایران وجود داشته است.

تا به امروز توسعه ی تکنولوژی تولید فولاد باعث رشد دامنه ی کاربرد پولاد و تولید آن شده است. در حال حاضر از دو روش برای تولید پولاد در ایران استفاده می شود.

اولین روش، روش سنتی یا همان کوره بلند می باشد. روش دوم هم احیا مستقیم یا همان کوره الکتریکی نام دارد.

بررسی مزیت های پولاد

یکی از سوالاتی که در ذهن کاربران برای انتخاب فولاد در ساختمان سازی ایجاد می شود، مزیت ها و ویژگی های این فلز می باشد. فولاد یکی از فلزهایی می باشد که دارای ویژگی های بسیار زیادی است. از جمله مزیت های آن می توان به موارد زیر اشاره کرد:

مقاومت زیاد

یکی دیگر از خصوصیات عمده ی این فلز در مقاومت بالا و دوام بیشتر آن است. این ویژگی یکی از مزیت های اصلی پولاد به حساب می آید. مقاومت بالای پولاد، حاصل از کاهش فاحش در وزن سازه می باشد.

به همین دلیل استفاده از این فلز برای سازه های ساختمانی بلند، پل های طولانی و سازه هایی که شرایط فونداسیون ضعیف تری دارند، بسیار مناسب می باشد. کاهش وزن سازه موجب کاهش نیروی زلزله در ساختمان خواهد شد.

ویژگی الاستیک

ویژگی الاستیک این فلز قابل پیش بینی است. به این صورت که به دلیل مدول الاستیسیته ی بالایی که این فلز دارد، تغییر شکل آن قابل کنترل می باشد.

ویژگی چکش خواری

پولاد یک از انواع فلزهایی می باشد که قابلیت چکش خواری بالایی دارد. این امر موجب شکل پذیری آن می شود و به عنوان یکی از مهم ترین مزیت های پولاد به حساب می آید.

یکنواختی و دوام

یکنواختی و دوام بالای فولاد نسبت به سایر مواد ساختمانی از لحاظ شکل مولکولی و خواص بسیار زیاد آن نشات می گیرد. به این صورت که، دوام بالای آن موجب شده است تا با گذشت زمان، تغییر زیادی در ساختار و استحکام سازه ایجاد نشود.

قابلیت توسعه

قابلیت توسعه، یکی از مزیت های عمده ی این فلز به شمار می آید.

تهیه ی سریع

روند تولید این محصول بسیار راحت بوده و به همین دلیل خیلی زود و سریع تهیه می شود.

معایب پولاد

فولاد در کنار مزایای بسیار زیاد خود، دارای برخی ایراداتی هم می باشد. در ادامه به بررسی معایب و ایرادات آن اشاره می کنیم که به شرح زیر هستند:

قابل اشتعال بودن

سازه های پولادی در مقابل آتش سوزی مقاوم نیستند و مقاومت بالایی از خود نشان نمی دهند. به این صورت که پولاد در اثر گرمای زیاد مقاومت خود را به کل از دست می دهد و خیلی سریع مدول الاستیسیته آن کاهش پیدا می کند.

هوازدگی

هوازدگی زمانی ایجاد می شود که پولاد در برابر جریان مستقیم هوا قرار بگیرد.

در این صورت به مرور زمان فرسوده شده و خورده می شود. به همین خاطر برای جلوگیری از بروز این مشکل بایستی مراقبت های لازم صورت پذیرد. برای بهبود پدیده ی خوردگی و هوازدگی پولاد، در ترکیب آن کمی مس اضافه می شود.

همین طور می توان با رنگ آمیزی مناسب آن اقدام به بهبود این مشکل شد.

انواع فولاد بر اساس ترکیبات شیمیایی

فولاد از لحاظ ترکیبات شیمیایی به چند دسته ی زیر طبقه بندی می شود:

• پولاد های کربنی
• پولاد های آلیاژی
• پولاد زنگ نزن

بررسی فولاد های کربنی و انواع آن

این نوع از پولاد یکی از پرمصرف ترین انواع پولاد ها به حساب می آید. پولاد های کربنی شامل آهن و نهایتا یک درصد کربن می باشد. خود این پولاد با توجه به میزان کربن مورد استفاده در آن به چند دسته ی زیر تقسیم می شود:

پولاد های کم کربن

پولاد های کم کربن پولاد هایی هستند که کمتر از ۲۵ درصد کربن در آن وجود دارد. از این پولاد ها در کارهای مهندسی و سازه ها استفاده می شود.

پولاد با کربن متوسط

این نوع پولاد همان گونه که از نام آن مشخص است پولادی است که دارای ۲۵ تا ۷٫۰ درصد کربن می باشد. از این پولاد بیشتر در تولید اجزای قطعات متحرک استفاده می شود.

پولاد پر کربن

پولاد پر کربن، پولادی است که میزان کربن موجود در آن بین ۰٫۷ تا ۱ درصد می باشد. کاربرد این نوع پولاد برای تولید سکه و ابزار آلات مهندسی می باشد. تفاوتی که این نوع از پولاد ها با سایر انواع خود دارد، در ماشین کاری، جوش کاری، مقاومت در برابر پاره شدن و … می باشد.

بررسی فولاد های آلیاژی و انواع آن

این دسته از پولاد هم همانند پولاد کربنی، حاوی مقادیری کربن است. تنها تفاوتی که این پولاد با سایر پولاد ها دارد، در این است که خصوصیات آن ها را عناصر شیمیایی که به آن افزوده می شود، تعیین می کند. به این صورت که، برخی از این عناصر موجب سختی فولاد شده و برخی دیگر استحکام و مقاومت آن را در برابر خوردگی افزایش می دهد. خود این پولاد ها دارای انواع مختلفی می باشد که به شرح زیر هستند:

• پولاد آلیاژی منگنز دار
• پولاد آلیاژی کرم دار
• پولاد آلیاژی کرم مولیبدن
• پولاد آلیاژی نیکل کرم مولیبدن

بررسی فولاد زنگ نزن

پولاد ضد زنگ هم یکی دیگر از انواع پولاد می باشد. تفاوتی که این پولاد با پولاد معمولی دارد در این است که، یک ورقه ی نازک ضد زنگ بر روی آن قرار گرفته شده است.

حداقل نیکل مورد استفاده در این فولاد حدود ۸ درصد می باشد. در تولید این نوع پولاد از عنصر کروم استفاده می شود. این عنصر یکی از مهم ترین آلیاژ کننده های فلزی می باشد که همراه با آهن، کربن، منگنز و سیلیس استفاده می شود.

کاربرد این نوع فولاد در تولید کارد و چنگال، ساخت قطعات موتور جت، تجهیزات شیمیایی، انواع لوازم و تجهیزات پخت و پز و دستگاه های مخصوص برش می باشد.

طبقه بندی پولاد بر اساس شکل ظاهری

فولاد بر اساس شکل ظاهری هم دارای انواع مختلفی می باشد. به این صورت که، از لحاظ شکل ظاهری فولاد را می توان به دو دسته ی زیر تقسیم می شود:

فرآورده های طولی

این فرآورده های پولادی شامل قطعات سبک و سنگینی همچون تیرآهن، انواع مدل های میلگرد، میلگردهای آلیاژی و گالوانیزه، سپری و نبشی، ریل راه آهن و انواع میله و مفتول می باشند.

فرآورده های تخت

این فرآورده های پولادی هم شامل انواع ورق های فولادی، کویل حاصل از نورد سرد، انواع صفحه، انواع تسمه های حاصل از نورد گرم و نورد سرد می باشد.