بررسی عناصر آلیاژی بر روی خواص فولاد

بررسی عناصر آلیاژی بر روی خواص فولاد:

کربن (C)

کربن مهمترین و موثرترین عنصر آلیاژی در فولادها می باشد و بالاترین تاثیررا در ساختار آن دارد. هر فولاد آلیاژ شده علاوه بر کربن عناصر آلیاژی دیگری نظیرسیلیسیم – منگنز - فسفر و گوگرد را به همراه خواهد داشت، بطوریکه این عناصر به شکلی ناخواسته به هنگام فرایند تولید در فولاد باقی خواهند ماند.

منگنز (Mn)

منگنز سرعت خنک شدن بحرانی را به شدت کم می کند به همین دلیل سختی پذیری و نقطه تسلیم و استحکام نهایی را افزایش می دهد.با اضافه نمودن منگنز تاثیرات مطلوبی در قابلیت های آهنگری وجوشکاری فولاد بوجود میآید و بطور قابل ملاحظهای عمق سختی فولادها را بیشتر میکند. مهمترین خاصیت منگنز ترکیب با گوگرد بوده و از ترکیب شدن گوگرد با آهن جلوگیری مینماید.

سیلیسیوم (Si)

سیلیس استحکام فولاد را افزایش میدهد وسختیپذیری را زیاد میکند. همچنین مقاومت سایشی را افزایش میدهد. به علت افزایش استحکام تسلیم، عنصر اصلی در فولادهای فنراست. در مقادیر بالای سیلیس، سختی پذیری و استحکام فولاد افزایش مییابد ولی این افزایش همراه با کاهش شکلپذیری و انرژی ضربه است.

فسفر (P)

فسفر خاصیت ماشینکاری، براده برداری، شکنندگی در حالت سرد و استحکام در حالت گرم را افزایش داده و مقاومت در برابر ضربه را کاهش میدهد.

گوگرد (S)

نقطه تسلیم و مقاومت در برابر کشش فولادرا تغییر نمیدهد. درفولادهای خوش تراش وجود گوگرد عامل مهمی است.در واقع، یکی از راههای افزایش قابلیت ماشینکاری،اضافه کردن گوگرد به ترکیب فولاد است. وقتی ابزار برش روی سطح قطعه کار میکنند، به علت وجود سولفات منگنز طول پلیسه ها کوتاه تر می شوند و نقش روان کار را نیز ایفا می کنند و در نتیجه صافی سطح بیشتر می شود.

کروم (Cr)

کروم عنصر اصلی در فولادهای زنگ نزن است.علل اصلی در افزودن کروم به ترکیب فولاد افزایش سختی پذیری فولاد حفظ استحکام وسختی فولاد در دماهای بالا و شرایط کاری و افزایش مقاومت خوردگی در محیط های اکسیدکننده دانست. با افزایش درصدکروم، مقاومت خوردگی فولاد زیاد میشود وهمچنین در دماهای بالا مقاومت به اکسیداسیون آنها زیاد خواهد شد.

نیکل (Ni)

نیکل به عنوان عنصر آلیاژی در فولاد به همراه کروم استفاده می شود. نیکل سختی پذیری فولاد را افزایش می دهد. نیکل خودبهخود باعث افزایش مقاومت خوردگی می شود.

مولیبدن (Mo)

این عنصر به طور معمول با عناصردیگر آلیاژ میشود. در فولاد کروم - نیکل دار و فولاد منگنزدار سبب ریز دانه سازی میشود و باعث بهبود قابلیت جوشکاری می‌شود و نقطه تسلیم و استحکام نهایی را بالا می‌برد. با ازدیاد درصد مولیبدن جوش پذیری می‌یابد.

کبالت (Co)

کبالت موجب بهبود استحکام مکانیکی فولاد در برابر دمای بالا می شود. لذا به عنوان یک عنصر آلیاژی در فولادهای ابزاری گرم کار مورد استفاده قرار میگیرد.

تنگستن (W)

تنگستن کاربرد زیادی در تولید فولادهای ابزار داشته و اخیرا در تولید فولادهای پرآلیاژی مقاوم در برابر حرارت نیز استفاده میشوند. سختی پذیری را افزایش میدهد واز افت سختی در دماهای بالا که امری رایج در نوک ابزار است جلوگیری می کند.

وانادیوم (V)

باافزودن وانادیم به فولادهای ابزار و آلیاژی سختی پذیری آنها افزایش می‌یابد. وانادیم به عنوان عنصرآلیاژی در فولادهای کربنی میکروآلیاژی استفاده می‌شود و تنها به مقدار کمی کافی است تا افزایش قابل توجهی در استحکام فولاد بدست آید. این عناصر به تنهایی و یا به صورت ترکیبی، مقاومت فولاد را بالا می برند.

تیتانیوم (Ti)

در فولادهای ضد زنگ نیز برای از بین بردن اثر مخرب کاربید کروم مورد استفاده قرار می گیرد.

نیوبیم (Nb)

در فولادهای ضد زنگ اثری مشابه تیتانیوم را داشته و به تنهایی و یا به همراه تیتانیوم مورد استفاده قرار می‌گیرد.

آلومینیوم (Al)

یکی از قوی‌ترین اکسیژن زداها و نیتروژن زداهاست و بر اساس نتایج بدست آمده تأثیر بسیار زیادی برای مقابله با کرنش‌های ناشی از پیری دارد. در ترکیب با نیتروژن تشکیل نیترور سخت می‌دهد که باعث افزایش مقاومت در برابر پوست‌های شدن می‌شود بههمین دلیل به عنوان عنصری آلیاژی برای مقاومت حرارتی فولادها به‌کار می‌رود.

قلع (Sn)

نقطه تسلیم و مقاومت دربرابر کشش فولاد را تغییر نمی دهد ولی در نورد سرد مشکل‌زا می‌باشد. زیرا افزایش این عنصر در فولاد باعث ایجاد ترکیباتی می‌شود که دمای ذوب آنها پایین می‌باشد.

مس (Cu)

مس به عنوان یک فلز آلیاژی به تعداد بسیار کمی ازفولادها اضافه می شود. زیرا این فلز به زیرلایه های سطحی فولاد تمرکز یافته و درفرآیند شکل دهی گرم با نفوذ به مرز دانه ها، حساسیت سطحی را در فولادها بوجود می‌آورد. لذا به عنوان یک فلز مخرب در فولادها محسوب می‌گردد. به واسطه حضور مس نقطه تسلیم و نسبت نقطه تسلیم به استحکام نهایی افزایش می‌یابد.

 سرب (Pb)

باعث کم شدن خاصیت نورد در فولاد می‌شود. کیفیت سطحی فولاد را کم می‌کند. به دلیل افزایش خاصیت شکل‌گیری فولاد، در فولادهای اتومات بیشتر مورد استفاده می باشد.

 ازت (N)

یک عنصر مخرب میباشد. ازت (نیتروژن) موجب شکنندگی فولاد شده وخواص خم شدگی آن را تخریب می نماید.

هیدروژن (H)

هیدروژن یک عنصر مخرب در فولاد تلقی می‌گردد. زیرا موجب تردی و شکنندگی فولاد می‌گردد.مخرب‌تر ازنیتروژن بوده و انعطاف‌پذیری را کم می‌کند.

منبع:

http://www.ssfoolad.com/fa/page.php?cat=2