فولادهای کم آلیاژ چه کاربردی دارند؟

 فولادهای کم آلیاژ به دسته ای از فولادها گفته می شود که از فولادهای کربنی معمولی استحکام بیش تری دارند. و از ترکیب فولادهای آلیاژی با کلمبیم، تیتانیوم و ولادیوم تشکیل می شود. این فولاد ها سبک هستند و دارای وزن سبکی هستند. از معایب آن مقاوم نبودن در برابر خوردگی است که با افزودن چند عنصر مانند کروم، نیکل و فسفر می توان آن را افزایش داد. در این مقاله چند نوع فولاد کم آلیاژ را معرفی می کنیم.

فولاد ST37  چیست؟

فولاد st37  فولاد سازه ای کم آلیاژی است که نسبت به بقیه هزینه نسبتا کم تری دارد، همچنین به فراوانی یافت می شود. این فولاد از خواص کمی برخودار است. از فولاد ST37 برای ساخت ورق سیاه استفاده می شود. این فولاد سازه ای کم آلیاژ مهم ترین متریال فولادی است. این فولاد دارای کربن کم و پایینی است؛ به همین دلیل به آن فولاد نرمه نیز گفته می شود. فولاد ST37 به دلیل کربن کم، دارای استحکام متوسطی است. فولاد ST37 در صنعت ساختمان سازی و مقاطع فولادی چون تیرآن، میلگرد، ورق، پروفیل، ناودانی و نبشی استفاده می شود.

کمبود کربن در این فولاد سبب چه ویژگی هایی شده است؟

 همین طور که پیش تر اشاره کردیم، به دلیل کربن کم در این فولاد، فولاد  ST37دارای سختی کم تر و خواص جوش پذیری کم تری است؛ زیرا کربن باعث بالا بردن سختی و خاصیت جوش پذیری می شود؛ در نتیجه درصنعت های سنگین، کم تر از این فولاد استفاده می شود. سختی فولادSt37 ماکزیمم 120 برینل می‌باشد. البته کربن کم در این فولاد سبب شکل پذیری و جوش پذیری بالاتری نسبت به بقیه داشته باشد.

ویژگی سخت کاری فولاد ST37

یکی از مراحل مهم سخت کاری فولاد، کربن دهی است. هدف از کربن دهی بهتر کردن خواص مکانیکی فولاد ST37  است. از خواص کربن دهی می توان به افزایش سختی و بالا بردن مقاومت فولاد در مقابل سایش اشاره کرد. در طی فرآیند کربن دهی، کربن موجود در سطح به 0.8 تا 0.9 درصد می شود.

میزان کربن موجود در سطح فولاد ST37، طی فرآیندی کربن دهی که پیش‌تر به آن اشاره شد بین 8/0 تا 9/0 درصد است. بالا رفتن این میزان از کربن موجب ایجاد بافتی لایه‌ای در سطح فولاد ST37 شده و بدین ترتیب باعث کاهش سختی فولاد، برخلاف هدف اصلی کربن دهی، می‌شود.

از فرآیندهای دیگر که برای سخت کاری بر روی فولاد ST37 اعمال می شود، عملیات حرارتی است. در این فرآیند دمای فولاد به دمایی بیش تر از دمای بحرانی می رسد. و به طول زمان به نسبت طولانی آن را در دمای ثابت نگه می دارد. و در نهایت، با توجه به کاربرد، استفاده از آن و سختی آن را در محلول آب و روغن یا آب و نمک قرار می دهیم.

دسته بندی های فولادهای ST37

گروه های دسته بندی فولاد سه دسته هستند. که با توجه به کیفیت آن ها دسته بندی می شوند. دسته اول برای کارهای با کیفیت معمولی، دسته دوم برای کارهای مهم و دسته سوم برای فولادهای بیش تر و دارای خواص جوشکاری خوب در این دسته ها قرار می گیرند. در شماره گذاری این دسته ها، عدد بزرگ تر نشان دهنده ی دارا بودن شرایط بهینه فولادسازی و کاهش عناصر مضر است.

فولاد های درجه 3 ST37

فولادهای درجه 3 در مقابله با شکست ترد دارای الزامات سخت گیرانه است. ترکیب شیمیایی و اکسیژن زدایی باید به صورتی قرار گیرد تا توانایی داشتن انرژی ضربه مناسبی طبق استاندارد را در آزمون ضربه در دمای زیر صفر داشته باشد.

فولاد های درجه 2 ST37

در این فولادهای درجه 2 نیازی به الزامات بالا نیست. و انرژی ضربه آن ها در دمای 20 اندازه گرفته می شود.

 بر حسب استاندارد DIN 17100 مقدار عناصر کربن، فسفر، گوگرد و نیتروژن موجود در ترکیب شیمیایی درجه 3 نسبت به درجه 2 کمتر است. که باعث بهبود مقاومت به ضربه و جوشکاری می شود. از فولاد St37با درجه 2 در صنعت بیش تر از بقیه استفاده می‌شود.

فولاد CK45

از دیگر فولادهای کم کربن فولاد CK45 است. و از دسته فولادهای کم آلیاژی است که در عملیات های حرارتی شرکت می کند. نام دیگر این فولاد، 1.1191 است. امروزه این فولاد از پرکاربردترین هاست. و در ایران به سهولت یافت می شود. فولاد 1.1191 در آب و روغن خنک می شود. این فولاد به دلیل کروم کمی که دارد دارای مقاومت در مقابل زنگ زدگی و خوردگی است. این فولاد ازمعمول ترین و دسترس ترین فولادها ست. از دیگر مزایاهای این فولاد قیمت مناسب و کاربرد آن در کشاورزی است.

فولاد کم آلیاژ Mo40

از دیگر فولادهای کم آلیاژی که در این مقاله به آن اشاره می کنیم، فولاد Mo40 است. این فولاد را نیز می توان در عملیات های حرارتی استفاده کرد. نام دیگر این فولاد طبق استاندارد DIN، 1.7225 است. دمای فورجینگ mo40 در حدود 1050-850 درجه سانتیگراد می باشد. این فولاد دارای دو عنصر کروم و مولبیدن است که باعث افزایش مقاومت در برابر حرارت، چقرمگی و استحکام، می شود. فولاد MO40  توانایی کار کردن تا دمای 932 را دارد.

فولاد کم آلیاژ St52

فولاد  St52 یا فولاد منگنز کم ‌کربن دسته ‌ای از فولادهای کم‌ کربن آلیاژی است. این فولاد جزو فولادهای ساختمانی است. فولاد St52 این فولاد نیز دارای دسته بندی کیفیت است. دسته بندی این فولاد نیز از 1 تا 3 است، که در گرید 3 کاربرد بیش تری دارد. قیمت ورق های سیاه فولاد ST52  با توجه به دسته بندی آن متفاوت است و تغییر می کند.

 این فولاد دارای منگنز، سیلیسیم، عنصر فسفر و عنصر گوگرد است. فسفر سبب افزایش قابلیت ماشین کاری، براده برداری و استحکام در دمای بالا می شود. و بودن گوگرد باعث بالا بردن خاصیت ماشین کاری می شود. سیلیسیم دلیل اصلی افزایش استحکام تسلیم . خاصیت ارتجاعی است.  حضور منگنز باعث افزایش سختی، سختی ‌پذیری، نقطه تسلیم و استحکام نهایی فولاد می شود.