فولاد: راهنمای جامع از صفر تا صد | تراشکاری عدالت

فولاد: راهنمای جامع از صفر تا صد
فولاد چیست؟
فولاد آلیاژی از آهن است که بین 0.002 تا 2.14 درصد جرم آن کربن است. خواص فولاد به کمک تغییر در درصد کربن، عناصر آلیاژی و عملیات حرارتی قابل کنترل است.

تاریخچه فولاد
• سابقه استفاده از فولاد به 4000 سال قبل از میلاد در مصر و بین النهرین برمی گردد.
• در ایران، قدمت تولید فولاد به قرن 14 قبل از میلاد می رسد.
• در قرن 19 میلادی، با انقلاب صنعتی، تولید فولاد به طور چشمگیری افزایش یافت.
انواع فولاد
• فولادهای کربنی: بر اساس میزان کربن به سه دسته کم کربن، متوسط کربن و پر کربن تقسیم می شوند.
• فولادهای آلیاژی: با اضافه کردن عناصری مانند کروم، نیکل، مولیبدن و وانادیوم به فولاد، خواص آن بهبود می یابد.
• فولادهای ضد زنگ زن: این نوع فولاد در برابر خوردگی مقاوم است.
کاربرد فولاد
• ساختمان سازی: تیرآهن، میلگرد، ورق فولادی
• صنعت خودرو: بدنه خودرو، موتور، قطعات
• صنعت نفت و گاز: لوله ها، مخازن، تجهیزات
• صنعت کشتی سازی: بدنه کشتی، تجهیزات
• ماشین آلات: ساخت انواع ماشین آلات
• ابزار: چکش، انبر، پیچ گوشتی
مزایای فولاد
• استحکام بالا: مقاومت در برابر کشش، فشار، پیچش و خم شدن
• سختی: مقاومت در برابر سایش و خراش
• قابلیت شکل‌پذیری: قابلیت تبدیل به اشکال مختلف
• مقاومت در برابر زنگ زدگی: با استفاده از روش‌های مختلف مانند گالوانیزه کردن
• قابلیت بازیافت: قابلیت ذوب شدن و استفاده مجدد
• قیمت مناسب: در مقایسه با سایر فلزات با استحکام بالا
معایب فولاد
• زنگ زدگی
• وزن بالا
• شکنندگی در برخی موارد
مراحل تولید فولاد

• استخراج سنگ آهن: سنگ آهن از معادن استخراج و به کارخانه‌های فولادسازی منتقل می‌شود.
• کوره بلند: سنگ آهن در کوره بلند با کک و سنگ آهک ذوب شده و به چدن تبدیل می‌شود.
• کنورتور: چدن در کنورتور با اکسیژن تصفیه شده و به فولاد تبدیل می‌شود.
• ریخته‌گری: فولاد مذاب به شکل‌های مختلف مانند میلگرد، تیرآهن و ورق ریخته می‌شود.
• عملیات حرارتی: برای بهبود خواص فولاد، عملیات حرارتی مانند آنیل، کوئنچ و تمپر انجام می‌شود.
تفاوت آهن و فولاد چیست؟
آهن و فولاد دو فلز بسیار مهم هستند که در بسیاری از کاربردها از آنها استفاده می‌شود. اما بین این دو فلز تفاوت‌های کلیدی وجود دارد:
1. ترکیب شیمیایی:
• آهن: عنصری خالص با نماد شیمیایی Fe است.
• فولاد: آلیاژی از آهن و کربن است که بین 0.002 تا 2.14 درصد جرم آن کربن است.
2. استحکام:
• آهن: نسبتاً نرم و چکش‌خوار است.
• فولاد: به دلیل وجود کربن، سخت‌تر و قوی‌تر از آهن است.
3. مقاومت در برابر خوردگی:
• آهن: به راحتی زنگ می‌زند.
• فولاد: مقاومت به خوردگی بالاتری دارد، به خصوص فولادهای ضد زنگ.
4. قابلیت شکل‌پذیری:
• آهن: قابلیت شکل‌پذیری بالایی دارد.
• فولاد: با توجه به نوع و میزان کربن، قابلیت شکل‌پذیری آن از آهن کمتر است.
5. کاربرد:
• آهن: در ساخت چدن، فولاد و آلیاژهای دیگر استفاده می‌شود.
• فولاد: در صنایع مختلف مانند ساختمان‌سازی، خودروسازی، ماشین‌سازی و ... کاربرد دارد.
6. قیمت:
• آهن: به طور کلی ارزان‌تر از فولاد است.
• فولاد: به دلیل خواص و کاربردهای بیشتر، قیمت بالاتری دارد.
7. دمای ذوب:
• آهن: 1538 درجه سانتی‌گراد
• فولاد: با توجه به نوع و میزان کربن، بین 1425 تا 1538 درجه سانتی‌گراد
8. چگالی:
• آهن: 7.874 گرم بر سانتی‌متر مکعب
• فولاد: با توجه به نوع و میزان کربن، بین 7.85 تا 8.05 گرم بر سانتی‌متر مکعب
9. قابلیت بازیافت:
• آهن: قابلیت بازیافت بالایی دارد.
• فولاد: قابلیت بازیافت 100% دارد.
10. فرایند تولید:
• آهن: از طریق فرآیند احیای سنگ آهن در کوره بلند تولید می‌شود.
• فولاد: از طریق ذوب آهن و کربن در کوره‌های مختلف مانند کوره بلند، کنورتور و قوس الکتریکی تولید می‌شود.
نکته:
• فولاد در واقع نوعی آهن آلیاژی است.
• میزان کربن و عناصر آلیاژی دیگر، خواص فولاد را تعیین می‌کنند.
فولاد آلیاژی چیست؟

فولاد آلیاژی نوعی فولاد است که علاوه بر آهن و کربن، عناصر آلیاژی دیگری مانند کروم، نیکل، مولیبدن، وانادیوم و تیتانیوم نیز به آن اضافه شده است. این عناصر خواص فولاد را به طور قابل توجهی ارتقا می‌دهند.
انواع فولادهای آلیاژی:
• فولادهای آلیاژی کم آلیاژ: کمتر از 5% عناصر آلیاژی دارند.
• فولادهای آلیاژی پر آلیاژ: بیش از 5% عناصر آلیاژی دارند.
آمار و ارقام
• سالانه بیش از 1.8 میلیارد تن فولاد در جهان تولید می شود.
• چین بزرگترین تولید کننده فولاد در جهان است.
• ایران هجدهمین تولید کننده فولاد در جهان است.

سوالات متداول در مورد فولاد

1. فولاد چیست؟
فولاد آلیاژی از آهن است که بین 0.002 تا 2.14 درصد جرم آن کربن است. خواص فولاد به کمک تغییر در درصد کربن، عناصر آلیاژی و عملیات حرارتی قابل کنترل است.
2. کاربرد فولاد چیست؟
• صنعت ساختمان
• صنعت خودرو
• صنعت ماشین‌سازی
• صنعت نفت و گاز
• صنعت کشتی‌سازی
• صنعت ریلی
• صنعت لوازم خانگی
3. مزایای فولاد چیست؟
• استحکام بالا
• سختی
• قابلیت شکل‌پذیری
• مقاومت در برابر زنگ زدگی
• قابلیت بازیافت
• قیمت مناسب
تفاوت آهن و فولاد چیست؟
• ترکیب شیمیایی: آهن عنصری خالص با نماد شیمیایی Fe است. فولاد آلیاژی از آهن و کربن است که بین 0.002 تا 2.14 درصد جرم آن کربن است.
• استحکام: آهن نرم و چکش‌خوار است. فولاد سخت‌تر و قوی‌تر از آهن است.
• مقاومت در برابر خوردگی: آهن به راحتی زنگ می‌زند. فولاد مقاومت به خوردگی بالاتری دارد، به خصوص فولادهای زنگ نزن.
• قابلیت شکل‌پذیری: آهن قابلیت شکل‌پذیری بالایی دارد. فولاد با توجه به نوع و میزان کربن، قابلیت شکل‌پذیری آن از آهن کمتر است.
• کاربرد: آهن در ساخت چدن، فولاد و آلیاژهای دیگر استفاده می‌شود. فولاد در صنایع مختلف مانند ساختمان‌سازی، خودروسازی، ماشین‌سازی و ... کاربرد دارد.
• قیمت: آهن ارزان‌تر از فولاد است.

• فولاد
• تراشکاری عدالت