در این مقاله به بررسی انواع فولادها می‌پردازیم. فولادها را می توان به روش زیر تقسیم بندی کرد:
فولادهای ساختمانی عمومی
منظور از این فولادها طبق DIN 17 100 فولادهایی هستند که عملیات حرارتی برای آن ها پیش بینی نشده است. مهمترین مشخصه این فولادها خواص مکانیکی (مثلا استحکام کششی، تنش تسلیم و ازدیاد طول نسبی)، گروه کیفی و ویژگی آن ها جهت شکل دادن می باشد.
حداقل استحکام کششی از 310 N/mm2 برای فولاد St 33 تا 690 N/mm2 برای فولاد St 70-2 می باشد. تنش تسلیم بستگی به ضخامت محصول دارد. مثلا در فولاد ساختمانی St 50-2 با ضخامت 16 mm تنش تسلیم 295 N/mm2 و در ضخامت 60-80 mm فقط 265 N/mm2 است.
ازدیاد طول نسبی با افزایش استحکام کاهش می یابد، یعنی فولاد شکننده می شود. فولاد St 37-2 و St 70-2 به ترتیب دارای 25% و 10% ازدیاد طول نسبی است.
گروه کیفی 2 و 3 با دارا بودن خواص مکانیکی یکسان، فولاد را از نظر عدم حساسیت شکنندگی و ویژگی جوشکاری تقسیم بندی می کند. فولاد گروه کیفی 3 از این نظر کیفیت بالاست که مقدار فسفر، گوگرد و نیتروژن کمتری دارد.
تخصیص قابلیت شکل دادن با حروف مشخصه دیگری در مشخصه استاندارد داده می شود.
مشخصه کوتاه |
معنی |
مثال |
| Q | قابل خمکاری، قابل سرکوبی | Q St 37-3 |
| Z | قابل کشش | Z St 44-3 |
| K | قابل تغییر شکل سرد | K St 53-3 |
کاربرد
فولادهای ساختمانی عمومی برای قطعاتی استفاده می شود که تحت سایش نبوده و نیاز به سختکاری ندارد، مثلا دنباله قالب، پشت بندها، دسته ها و غیره.
ورقها و تسمه ها از فولاد غیرآلیاژی و نرم و غالبا به روش نورد سرد تولید می شود. در ضخامتهای 0,5-3 mm (که ورق ظریف نامیده می شود) برای شکل دادن (مثلا کشش عمیق) به کار می رود. بسته به کاربرد بعدی، ورق ظریف از نظر نوع سطح و ظاهر و گروه کیفی تقسیم بندی می شود.
ورق ظریف |
|||
ظاهر سطح |
نوع سطح |
||
| اجرا | علائم کوتاه | اجرا | علائم کوتاه |
| صاف، سطوح باید براق (صاف) به نظر آید.
Ra ≤ 0,6µm |
g | سطح معمولی نورد سرد
سطح عالی |
03 05 |
گروه کیفی |
|||
| مات، نمای سطوح باید مات جلوه کند.
Ra > 0,6µm < 1,8 µm |
m | گروه کیفی | نام کوتاه |
| زبر، سطح خشن
Ra > 1,5µm |
r | کیفیت پایه
کیفیت کشش کیفیت کشش عمیق |
St 12 St 13 |
ورق خیلی ظریف و ورق سفید (DIN 1616) کمتر از 0,5 mm ضخامت دارد. این ورق ها با درجه سختی ها و ضخامت های متفاوتی تحویل داده می شود.
مثال مشخصه: DIN 1616-0,30-T52 ورق خیلی ضعیف
یعنی: صخامت = 0,30 mm، درجه سختی = T52 و حداکثر سختی طبق HR 30 Tm برابر 56 است.
فولادهای خوش تراش (اتومات)
فولادهای خوش تراش فولادهای کیفی غیرآلیاژی یا کم آلیاژ هستند که مقدار- گوگرد و- فسفر یا – منگنز و یا افزوده سرب بالایی دارد.
این فولادها اکثرا برای قطعات سری سازی (تولید انبوه) روی دستگاه های تراش اتومات به کار می رود. افزوده های آلیاژی، گوگرد یا سرب باعث خرد شدن براده ها شده که نتیجتاً موجب افزایش سرعت براده برداری می شود.
مثال: 9 S 20; 9 SMnPb 28. فولاد خوش تراش کربوره 10 S 20، فولاد خوش تراش قابل بهسازی 60 S 20.
فولادهای کربوره یا (فولاد سمانته)
فولادهای کربوره برای اجزایی به کار می رود که بیشتر تحث سایش و خمش قرار می گیرد، بدین جهت باید سطحی سخت و مقاوم به سایش و مغزی نرم و چقرمه با استحکام بالا داشته باشد. فولادهای کربوره به دو نوع فولاد کربوره غیرآلیاژی با مقدار کربن کمتر از 0,2% (مثلا Ck 15 و Ck 10) و فولاد کربوره آلیاژی، آلیاژسازی با منگنز، کرم، مولیبدن یا نیکل (مثلا 16 MnCr 5، 20 CrMo 4، 22 CrMoS 3 5) تقسیم بندی می شود. فولادهای کربوره آلیاژی استحکام کششی بالایی دارد. مثلا فولاد 16 MnCr 5 دارای استحکام کششی 780-1080 N/mm2 است در صورتی که این مقدار در فولاد کربوره غیرآلیاژی C 10 برابر 490-630 N/mm2 است.
فولادهای بهسازی
فولادهای بهسازی برای اجزایی به کار می رود که تحت بارگذاری های شدید – کششی، – خمشی،- پیچشی از نوع بارهای ناگهانی است. با عملیات حرارتی ویژه ای این فولادها دارای استحکام کششی خیلی بالا و چقرمگی (قابلیت جذب انرژی) بالا می گردد.
فولاد بهسازی غیرآلیاژی برای اجزایی با استحکام پایین و سطح مقطع کوچک (مثلا C 60 و Ck 45 و C 35) و فولادهای بهسازی آلیاژی با عناصر آلیاژی کرم، مولیبدن، نیکل یا وانادیم برای اجزا تحت بارگذاری بالا با سطح مقطع بزرگ (مثلا 34 CrNiMo 6 و 42 CrMo 4 و 38 Cr 2) به کار می رود. استحکام کششی می تواند تا حدود 1 300 N/mm2 افزایش یابد، درصورتی که ازدیاد طول نسبی مربوطه 9% می باشد.
فولادهای بهسازی:
در وضعیت بهسازی شده با حرف V،
در وضعیت بازپخت نرمال شده با حرف N،
در وضعیت بازپخت نرم شده با حرف G و
در وضعیت عملیات حرارتی شده جهت ماشینکاری بهتر با حرف B مشخص می شود.
فولادهای نیتروره
فولادهای نیتروره برای اجزایی که خاصه تحت بارهای – سایشی بالا و – متغیر قرار دارند و نیز با توجه به اینکه در عملیات حرارتی تقریبا نباید از نظر ابعادی تغییر کند و یا دچار تابیدگی شود به کار می رود. با نفوذ نیتروژن به سطح قطعه کار لایه ضد سایش ویژه نیترید آهن به وجود می آید.
فولادهای نیتروره فولادهای کم آلیاژی می باشند که نیتریدساز آنها عنصر آلومینیوم، کرم و وانادیم است (مثلا 31 CrMo 12 G یا 34 CrAlMo 5 V). البته فولادهای – کربوره و – بهسازی کم آلیاژ، چدن – خاکستری گرافیت ورقه ای و – گرافیت کروی و نیز فولادهای – گرم کار و – سرد کار قابل نیتروره کردن می باشند.
فولادهای ویژه
این فولادها شامل فولادهای فنر (مثلا C 75 ; 66 Si 7)، فولادهای مقاوم به دمای بالا (مثلا X 4 NiCrTi 25 15)، فولادهای نسوز (مثلا X 15 CrNiSi 25 20)، فولادهای زنگ نزن (مثلا X 5 CrNi 18 8) و فولادهای نگیر (غیرمغناطیسی) (مثلا X 40 MnCr 18) می باشد.
فولادهای ابزاری غیرآلیاژی
فولادهای ابزاری غیرآلیاژی جهت ساخت ابزارهایی استفاده می شود که تحت تنش حرارتی بالا قرار نمی گیرد. این فولادها سطح مغزی یا عمیقی ندارد و سختی بالای سطحی خود را در دمای حدود 200 درجه سانتیگراد از دست می دهد.
بارهای سنگین به واسطه مغز چقرمه آن تحمل می شود. مقدار کربن این فولادها 5% و 0,5-1 است. هر قدر مقدار کربن بالا باشد به همان میزان حداکثر سختی پذیری بیشتر می شود. فولادهای ابزاری غیرآلیاژی در سه گروه کیفی تولید می شود. گروه کیفی W1 بالاترین درجه خلوص را از نظر مقدار گوگرد و فسفر داراست.
فولادهای ابزاری آلیاژی
در ابزارسازی و قالب سازی دمای قطعه کار به هنگام تغییر شکل اهمیت تعیین کننده ای در انتخاب فولاد دارد. ابزارهایی که هنگام کار سطح آن ها تا دمای 200 درجه سانتیگراد گرم می شود از فولادهای سردکار ساخته می شوند. عناصر آلیاژی Cr، W، Mn، Mo و Ni باعث می شود که این فولادها حتی در مقاطع بزرگ سختکاری مغزی شده و دچار تابیدگی شدید نگردند.
فولادهای سردکار
فولادهای سردکار قبل از هر چیزی باید مقاومت سایشی بالا و نیز استحکام فشاری – و چقرمگی – بالا داشته باشد. در حالت بازپخت شده قابلیت ماشینکاری خوبی دارد و هنگام عملیات حرارتی کمتر دچار تغییر ابعادی و تابیدگی می شود.
مثال فولادهای سردکار |
||
مثالهای کاربردی و خواص ویژه |
مشخصه کوتاه طبقDIN 17 006 |
شماره مواد |
| ابزارهای اندازه گیری و فرامین | 85 Cr 1 | 1.2004 |
| قالبهای مواد مصنوعی؛ ویژه فایبرگلاس، مقاوم به خوردگی، پایداری بالای ابعادی | X 42 Cr 13 | 1.2083 |
| قالبهای برش تیراژ بالا، سنبه کشش | X 210 CrW 12 | 1.2436 |
| قالبهای ترموپلاستها، چقرمگی خوب، قابل پولیش، قابل نتروره | 45 NiCr 6 V | 1.2710 |
| قالبهای دورپلاستها؛ مقاوم به فشار و سایش، پایداری بالای ابعادی، قابل پولیش | 50 NiCr 13 | 1.2721 |
| قالبهای برش تیراژ پایین، وسایل اندازهگیری، فرامین | 90 MnCrV 8 | 1.2842 |
| قالبهای اکستروژن سرد، سنبه برش | S 2-10-1-8 | 1.3247 |
فولادهای گرم کار
استحکام، سختی و مقاومت به سایش فولادهای گرم کار حتی در دماهای بالا فقط خیلی کم تغییر می کند. این ویژگی ها و نیز افزایش- استحکام گرمایی؛ – چقرمگی گرمایی، – مقاومت برگشت و – مقاومت نوسانات دما به واسطه عناصر آلیاژی کرم، وانادیم، تنگستن، نیکل و مولیبدن می باشد.
مثال فولادهای گرم کار |
||
مثالهای کاربردی و خواص ویژه |
مشخصه کوتاه طبقDIN 17 006 |
شماره مواد |
| فولادهای آهنگری سایده با حفره تخت | C 45 W | 1.1730 |
| قالبهای تزریقی و پرسی | 48 CrMoV 6 7 | 1.2323 |
| قالبهای تزریقی تحت فشار فلزات سبک قالبهای اکستروژن | X 38 CrMoV 5 1 | 1.2343 |
| قالبهای تزریقی تحت فشار، سنبه پرسی و سوراخکاری در قالبهای اکستروژن، پایداری بالای برگشت، برای مقاطع باریک که سختکاری مغزی نمیشود. | X 32 CrMoV 3 3 | 1.2365 |
| قالبهای آهنگری و قالبهای دورهبر که سختکاری مغزی نمیشود | 55 NiCrMoV 6 | 1.2713 |
شرکت فیدار مهام پیشرو مفتخر است با حضور در بازار فولاد ایران تواناترین تامین کننده و توزیع کننده ورقها، تسمه‌ها و میلگردهای فولادی در کشور عزیزمان باشد. جهت اطلاع از محصولات این شرکت می‌توانید به سایت فروشگاهی شرکت فیدار مهام پیشرو مراجعه فرمایید و یا با مشاوران و کارشناسان این مجموعه تماس حاصل فرمایید.
