اصطلاحات فلزی و فولادی زیادی به طور مداوم استفاده می شوند، اما آیا آنها واقعا یکسان هستند؟
همانطور که میدانید فولاد ، یک ماده محبوب برای ساخت و ساز و محصولات مصرفی است و به نظر به سختی آهن (Fe) می رسد. اما این می تواند فریبنده باشد!
در واقع، تفاوت بین آهن (Fe) و فولاد در جهان که اغلب فولاد را به عنوان یک نوع فلز می دانند، بسیار نادیده گرفته می شود. حتی در کاربردهای حرفه ای، این اصطلاحات با هم استفاده می شود. فولاد معمولا به عنوان مصالح ساختمانی در اسکلت ساختمان ها مورد استفاده قرار می گیرد. به همین دلیل است که شما می توانید از اصطلاح “ساختمان فلزی فولادی” در رابطه با آسمان خراش ها استفاده کنید. پس این دو، یکی نیستند و از لحاظ فنی، نباید جایگزین هم استفاده شوند.
پس تفاوت بین آهن و فولاد در چیست؟
پاسخ را می توان در چند تعریف ساده پیدا کرد. عناصر فلزی یک عنصر شیمیایی متشکل از موادی مات، قابل انعطاف و براق است. عناصر اشاره شده در این تعریف همان هایی هستند که شما در مورد جدول تناوبی عناصر در شیمی دبیرستان آموختید. برخی از فلزات معمولی عبارتند از تیتانیوم، مس ، نیکل و آهن .
از سوی دیگر، فولاد یا استیل، آلیاژ آهن با مقادیر مختلف کربن (از ۰٫۵ تا ۱٫۵ درصد) است. فولاد، یک آلیاژ است و بنابراین یک عنصر خالص نیست. در حقیقت فولاد از ترکیب حداکثری عنصر (Fe) با مقادیر حداقلی دیگر عناصر تشکیل می شود. پس فولاد یا استیل بخشی از فلز آهن است، و چون در ترکیب شیمیایی آن کربن و دیگر عناصر وجود دارد، پس یک فلز خالص نیست.
پس برای تولید ، ناخالصی هایی مانند سیلیس، فسفر و گوگرد باید قبل از افزودن کربن از سنگ آهن حذف شود. بزرگترین مزیت فولاد نسبت به آهن این است که میتواند پس از ترکیب با دیگر عناصر مقاومت کششی و چقرمگی بیشتری نسبت به آهن پیدا کند. در همه چیز به همین دلیل که آن را در همه چیز استفاده می کنند .
میتواند با توجه به عنصر افزوده شده در آن در صنایعی همچون آسمان خراش ها، تفنگ ها، کشتی ها، قطارها و ابزار جراحی ، اتومبیل ها و سازه ای فلزی ، ساخت پالایشگاه ها ، ساخت تجهیزات معدن ، و بسیاری کاربردهای دیگر مصرف دارد و از محبوب ترین مواد تولیدی و مصرفی در جهان می باشد.
از لحاظ فنی، هر فولادی آلیاژی است، اما همه آنها از نام “فولاد آلیاژی” استفاده نمی کنند. در فولاد آلیاژی، عناصر دیگر باید به ترکیب آهن و کربن اضافه شوند. درصد کمی از عناصر آلیاژی (معمولا بیش از ۵٪ ) به مخلوط افزوده می شود و این فلزات می توانند مقاومت در برابر خوردگی، ماشینکاری و بسیاری از خواص دیگر را بهبود بخشند.
تفاوت بین آلیاژ بالا و پایین چیست؟
اکثر مردم از اصطلاح آلیاژ بالا یا زیاد استفاده می کنند که منظور ، فولادی با عناصر آلیاژی (از جمله کربن یا آهن) است که بیش از ۸ درصد ترکیب آن را تشکیل می دهد. این آلیاژ ها کمتر رایج هستند، زیرا اکثر فولادها فقط چند درصد حجم خود را به عناصر اضافی اختصاص می دهد. فولاد ضد زنگ محبوب ترین آلیاژ بالا است که حداقل ۱۰٫۵٪ کروم دارد. این نسبت فولاد ضدزنگ با پوشش اکسید کروم برای کاهش زنگ زدگی است که باعث میشود این فولاد مقاومت بیشتری به خوردگی داشته باشد .
در همین حال، فولاد آلیاژی ، تنها با عناصر دیگر مخلوط شده است که مزایای سختی، مقاومت و ماشینکاری بهتری را ارائه می دهند.
برخی عناصر آلیاژی معمولی
منگنز: این آلیاژ فولاد در ترکیب با مقادیر کم گوگرد و فسفر مورد استفاده قرار می گیرد و کمی شکننده می شود.
کروم: درصد کمی بین ۰٫۵% تا ۲% از این عنصر می تواند به سخت شدن آلیاژ کمک کند؛ استفاده از درصد بیشتر بین ۴% تا ۱۸% باعث افزایش مقاومت در برابر خوردگی میشود
وانادیوم: تنها با ۱۵٪، این عنصر می تواند قدرت، مقاومت در برابر حرارت و ساختار کلی را افزایش دهد. وقتی آلیاژ فولاد با کروم مخلوط می شود بسیار سخت تر می شود، اما همچنان شکل پذیری آن را حفظ می کند.
نیکل: ۵٪ از این عنصر آلیاژی باعث افزایش قدرت فولاد خواهد شد. استفاده بیش تر از ۱۲% از این عنصر ، مقاومت در برابر خوردگی قابل توجهی ایجاد می کند و فولاد را در برابر اکسید شدن مقاوم می نماید.
تنگستن: مقاومت به حرارت را افزایش می دهد، بنابراین نقطه ذوبش بالاتر میرود. همچنین مقاومت ساختاری فولاد را بهبود می بخشد.
در مطالب بعدی به تاثیر عناصر مختلف فولادی در مقاومت های کششی ، حرارتی ، خوردگی خواهیم پرداخت .