فولاد

همان طور که میدانید فولاد آلیاژ و یا ترکیبی از آهن به همراه 002/0 تا 2.1 درصد کربن می‌باشد که بواسطه تغییر در درصد کربن پولاد و البته فرایند تولید و بخش حرارت دهی، خواص و ویژگی آن دستخوش تغییر قرار می‌‌گیرد.

آهن فراوان ترین ماده معدنی موجود در هسته و گوشته زمین است. امروزه فولاد را با متدهای جدیدی مانند اکسیژن قلیایی تولید می‌‌کنند که در واقع یکی از روش‌های ذوب و تصفیه سنگ آهن می‌باشد.

پولاد یکی از عناصر پر مصرف در ساختمان سازی، زیرسازی سازه‌ها، ساخت کشتی، قطار، خودروها، ماشین آلات، تجهیزات، و سلاح‌های نظامی کاربرد دارد. مقاومت و استحکام آن با افزایش میزان کربن محلول رابطه مستقیم دارد اما به صورت عکس این افزایش استحکام سبب کاهش قابلیت جوشکاری می‌شود.

جالب است بدانید فولاد به کار رفته در یک قوطی نوشابه، با یک قیچی متفاوت است، فلز موجود در قیچی حدودا 20 برابر بیشتر کربن داشته و با توجه به کاربردی که دارد چندین برابر سخت تر است.

پولاد علاوه بر آهن و کربن، عناصر مطلوبی دیگری همچون منگنز، سیلیسیوم، آلومینیوم و عناصر نامطلوبی مانند فسفر، گوگرد، اکسیژن، نیتروژن و هیدروژن را دارا می‌باشد.

پولاد د مزایا و ویژگی‌های فراوانی مانند استحکام، نرمی، انعطاف پذیری، هدایت گرمایی خوب، قیمت مناسب و قابلیت بازیافت دارد. بنابراین با وجود این خواص بدیهی است که فولاد، 90% تولیدات جهانی را به خود اختصاص داده است.

تا قبل از سال 1860 فولاد تنها برای ساخت شمشیر، ابزار، کارد و چنگال به کار می‌رفت. در حدود 1300 سال پیش از میلاد، هندیان از روشی به نام ووتس استفاده می‌کردند که با استفاده از این روش پولاداسفنجی را تولید می‌‌کردند. در سال 1890 میلادی نیز فردی به نام بسمر تولید فولاد را در مقیاس صنعتی انجام داد.

ایران نیز با ظرفیت عظیم معادن و کارخانه‌‌های بزرگی همانند فولاد مبارکه، فولاد خوزستان، فولاد هرمزگان، در سال 2018 موفق به تولید 25 میلیون تن فولاد شد.

پولاد را معمولا بر اساس عناصر آلیاژی که در آن به کار رفته دسته بندی می‌کنند که بر این اساس فولاد به 4 دسته پولاد 1-کربنی ساده 2- آلیاژی 3-  ضد زنگ 4- ابزار تقسیم بندی می‌شوند.

 کربنی ساده

پولاد کربنی ساده همان طور که پیداست ترکیبی از آهن، کربن و مقادیر اندکی منگنز، سیلیسیوم و یا آلومینیوم است. از آن برای ساخت چرخ دنده‌ها، شفت‌ها، میله‌های اتصال و لوله‌ها استفاده می‌شود. پولادکربنی ساده خود به سه دسته فولاد کم کربن،  متوسط و پر کربن تقسیم می‌شوند.

کم کربن: میزان کربن  کمتر از 0/2 درصد بوده انعطاف پذیری و قابلیت جوش پذیری مناسبی داشته ، از این نوع فولاد در صنایع الکتریکی، ماشین سازی مانند سیم لوله، و ورق‌های فولادی استفاده می‌شود.

کربن متوسط: میزان کربن  بین 0.2 تا 6/0 درصد است، با توجه به میزان کم کربن در این نوع پولادنسبت به نوع کربن متوسط، مقاومت و استحکام کششی بالاتری داشته، اما به تبع انعطاف پذیری و جوش پذیری کمتری دارند. با توجه به استحکام بالاتر، در ساخت دیگ‌های بخار، ابزار و پیچ استفاده می‌شود.

پر کربن:  بیش از 6/0 درصد کربن داشته و به تبع سختی و مقاومت بیشتری نسبت به نوع کربن متوسط دارد و از آن جایی که این فولاد بسیار سخت می‌باشد، جوش کاری آن تقریبا غیر ممکن می‌‌باشد بنابراین  در ساخت ابزارهای سخت مانند ابزار برشی، فنرها، کارد و چنگال استفاده می‌شود.

آلیاژی

فولادهای آلیاژی با توجه به خواص و کاربردی که مورد نیاز است مقادیر قابل توجهی از عناصر کرم، نیکل، مولیبدن، آلومینیوم، سیلیسیوم، کبالت، سرب، بیسموت، گوگرد، تیتانیوم، تنگستن، گوگرد، وانادیوم دارا می‌باشند. فولادهای آلیاژی نیز خود به 3 دسته کم آلیاژ، پر آلیاژ، و میکروآلیاژ تقسیم بندی می‌شوند.

ضد زنگ

پولاد ضد زنگ خود به 4 گروه آستنیتی، فریتی، مارنزیتی و داپلکس تقسیم می‌شوند که هرکدام باتوجه به ویژگی‌های ساختاری کاربری خاص خود را دارند. فولاد ضد زنگ آستنیتی، معمولا جهت تجهیزات پردازش مواد غذایی، وسایل آشپزخانه و تجهیزات پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فولاد فریتی: مقدار کمی نیکل، 17% کروم و کمتر از 1/0% کربن هستند. انعطاف پذیری و شکل پذیری بسیار خوبی دارند این نوع فولاد ارزان تر از سایر فولادهای ضد زنگ هستند.

مارنزیتی: حاوی 17% کروم، کمتر از 4/0% نیکل و تا 1.2% کربن است از این نوع فولاد جهت ساخت چاقو، ابزار برش، تجهیزات دندانپزشکی و جراحی استفاده می‌شود.

داپلکس: این نوع فولاد در کارخانه‌های شیمیایی و در لوله کشی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع فولاد نسبت به  آستنیتی، مقاومت بیشتری در برابر خوردگی داشته و حاوی 25% کروم، 5% نیکل، همراه با مولیبدن و نیتروژن است

پولاد ابزار

پولاد ابزار مقادیر مختلفی از عناصر تنگستن، مولیبدن، کبالت، و وانادیوم را برای افزایش مقاومت در برابر حرارت و دوام فلز داراست.

از آن جایی که این نوع ابزار برای تولید ابزار دستی و یا ماشینی به کار می‌‌رود در برابر سایش و تغییر شکل مقاومت بالایی داشته و قالب خود را همراه با افزایش دما داراست. فولاد ضد زنگ معمولا بین 10 تا 20 درصد کروم داشته، پولاد ضد زنگ در حدود 200 برابر مقاومت بیشتری در برابر خوردگی دارد.

به همین دلیل استحکام بسیار بالا در صنعت ساخت ابزار ترجیح داده می‌‌شود. کاربردهای متداول این فولاد شامل ساخت قالب و برش است و به طور گسترده‌ای از این نوع فولاد در ساخت چکش استفاده می‌‌شود.

در نتیجه برای داشتن این خصوصیات و ویژگی‌‌ها این پولادها حاوی غلظت‌های شدید عناصر آلیاژ هستند. این نوع فولاد بسیار ارزان هستند.

در نهایت اینکه فولاد از متریال اصلی در ساخت پروفیل که یکی از متعلقات ساندویچ پانل نیز به شمار می‌رود، می‌باشد. جهت دریافت اطلاعات بیشتر از مشخصات انواع ساندویچ پانل و سازه‌های پیش ساخته به صفحه مورد نظر در سایت بانک اطلاعاتی ساندویچ پانل مراجعه فرمایید.