فولاد مهمترین ماده در مهندسی و ساخت و ساز در جهان است. فولاد در هر جنبه ای از زندگی ما استفاده می شود. در اتومبیل، محصولات ساختمانی، یخچال و فریزر، ماشین لباسشویی، کشتی باری و لوازم جراحی گرفته از سوزن تا تانکر های نفت کاربرد دارد. بارها و بارها قابل بازیافت است و از بین نمی رود.

جهت مشخص کردن اهمیت نسبی این ماده می توان گفت ، در سال 2013 تولید فولاد خام جهان حدود 1.6 میلیارد تن بود ، در حالی که تولید مهمترین فلز مهندسی بعدی ، آلومینیوم ، حدود 47 میلیون تن بود.

دو خانواده بزرگ از فولاد وجود دارد: فولادهای آلیاژی و فولادهای غیر آلیاژی. آلیاژ به عناصر شیمیایی غیر از کربن گفته میشود که مطابق با حداقل مقدار متغیر به آهن اضافه شده است.

فولاد آلیاژی از آهن و کربن است . فولد حاوی کمتر از 2٪ کربن و 1.5٪ منگنز و مقادیر کمی از سیلیکون ، فسفر ، گوگرد و اکسیژن است. انواع بسیاری از فولادها با توجه به محتوای عناصر آلیاژی وجود دارد. هر نوع فولاد امکان استفاده ها و کاربردهای مختلف را فراهم می کند و آن را به یک ماده همه کاره و پر کاربرد در زندگی مدرن تبدیل می کند. فولادی که تا ۰٫۲ درصد کربن دارد، برای ساختن سیم، لوله و ورق فولاد کاربرد دارد. فولادی که ۰٫۲ تا ۰٫۶ درصد کربن دارد برای ساختن ریل، دیگ بخار و قطعات ساختمانی بکار می رود. فولاد سخت ۰٫۶ تا ۱٫۵ درصد کربن و برای ساختن ابزارآلات، فنر و کارد و چنگال استفاده می‌شود. فولاد همان آهن نیست و نباید آنها را اشتباه گرفت.  عدد اتمی آن  26 ، دمای ذوب آن 1535 درجه سانتیگراد و نقطه جوش 2740 درجه سانتیگراد می باشد.

در آغاز ، آهن وجود داشت، آهن یکی از متداول ترین فلزات پوسته زمین است.

فولاد خوزستان

تقریباً در همه جا ، همراه با بسیاری از عناصر دیگر ، به شکل سنگ یافت می شود.

آهن در حالت جامد خود مانند همه فلزات ، پلی کریستالی است – یعنی شامل بسیاری از بلورها است که در مرزهای خود به یکدیگر می پیوندند.

کریستال یک ترتیب مرتب از اتم است که به بهترین وجه ممکن است به عنوان کره هایی که به یکدیگر متصل شوند.

برای آهن ، چیدمان شبکه به بهترین شکل توسط یک مکعب واحد با هشت اتم آهن در گوشه های خود قابل مشاهده است.

تفاوت اصلی بین آهن و فولاد در میزان کربن است.  فولاد خصوصیات فلزی آهن را در خالص ترین شکل خود حفظ می کند ، اما افزودن کربن و عناصر دیگر یا فلزی یا غیر فلزی باعث بهبود خاصیت های فیزیکی-شیمیایی آن ، به ویژه مقاومت آن می شود.

در فرم خالص آن ، آهن نرم است و به طور کلی به عنوان یک ماده مهندسی مفید نیست. روش اصلی تقویت آن و تبدیل آن به فولاد با افزودن مقادیر کمی از کربن است. در فولاد جامد ، کربن به طور کلی به دو شکل یافت می شود. یا در استونیت و فریت در محلول جامد قرار دارد یا به عنوان کاربید یافت می شود. فرم کاربید می تواند کاربید آهن باشد (Fe3C ، معروف به سیمانیت) ، یا می تواند یک کاربید یک عنصر آلیاژی مانند تیتانیوم باشد. (از طرف دیگر ، در آهن خاکستری ، به دلیل وجود سیلیکون ، که کاربید را سرکوب می کند ، کربن به شکل پوسته یا خوشه های گرافیت ظاهر می شود.)

کیفیت های مختلف فلز چیست؟

سیستم های درجه بندی فولاد، روشی برای طبقه بندی فولاد بر اساس کلیه عوامل مختلفی که می توانند بر خصوصیات و کاربردهای آن تأثیر بگذارند ارائه می دهد.

به عنوان مثال ، درجه حرارت سرد شدن فولاد می تواند بر چگونگی پیوستن مولکولهای آن تأثیر بگذارد ، همانطور که می تواند مدت زمان نگهداری فولاد در چندین نقطه دمایی را در طی فرآیند خنک کننده حفظ کند.

ممکن است بر اساس این فرآیند عملیات حرارتی ، دو فولاد با محتوای آلیاژ یکسان باشند.

سیستم درجه بندی ASTM به هر فلز پیشوند حرف را بر اساس طبقه بندی کلی آن اختصاص می دهد (“A” عنوان برای آهن و فولاد است) ، و همچنین یک عدد متوالی که با خصوصیات خاص آن فلز مطابقت دارد.

سیستم درجه بندی SAE از یک عدد چهار رقمی برای طبقه بندی استفاده می کند. دو رقم اول نوع فولاد و غلظت عنصر آلیاژی را نشان می دهد و دو رقم آخر غلظت کربن فلز را نشان می دهد.

فهرست