فولاد آلیاژی از آهن و کربن است که کربن مورد استفاده در آن تا 2 درصد است. استفاده بیشتر کربن در این آلیاژ باعث به وجود آمدن چدن میشود. از فولاد به عنوان پر کاربردترین ماده در صنایع مختلف یاد می شود و محصولات متنوع و زیادی از آن ساخته می شود. تمامی این محصولات با استفاده از فولاد گرمکار و فولاد سردکار ساخته و تولید می شوند. در ادامه به معرفی این نوع فولادها می پردازیم.
فولاد گرم کار و فولاد سرد کار چیست؟
بر پایه طبقه بندی فولاد فولاد های گرم کار و فولاد سرد کار به چهار دسته تقسیم می شوند :
- فولاد های آلیاژی
- فولاد های کربن
- فولاد های ضد زنگ
- فولاد های ابزار
هر یک از این نوع از فولاد ها ویژگی مخصوص به خود را دارند و با توجه به خواص متفاوت خود هریک از آنها برای ساختن چیزهای مخصوصی مورد استفاده قرار می گیرند.
همان طور که می دانیم فولاد ها هر گونه که باشند از آهن و کربن ساخته شده اند و درصد کم و زیاد بود آهن و کربن آنها تعیین می کند که برای چه نوع مصارفی مناسب هستند.
فولاد های سرد کار
همان طور که می دانید در صنایع مختلفی از انواع فولاد استفاده می شود. یک نوع از فولادهایی که در صنایع کاربرد دارد فولادهای سردکار است. این مدل از فولاد درصد کربن زیادی دارد.
دلیل کربن بالای آن این است که در برابر گرما مقاومت و شکل پذیری بهتری داشته باشد. فولادهای سرد کار خودشان به گروه های متفاوتی تقسیم می شوند که هر کدام با عنصرهایی مثل تنکستن و منگنز و کروم ترکیب می شوند.
- گروه اول فولادهای سرد شونده در هوا
- گروه دوم فولادهای با مقدار بالای کربن
- گروه سوم فولادهای سخت شونده در روغن
- گروه چهارم فولادهای سخت شونده در آب
- گروه پنجم فولادهای مقاوم در مقابل ضربه
- گروه ششم فولادهای گرمکار
1. فولادهای سخت شونده در هوا
این مدل از فولاد شامل مقداری کروم و منگنز و مولبیدن است که این مواد باعث می شود تا فولاد مورد نظر را در درجه حرارت زیاد به آسانی و بدون هیچ آسیبی خنک کرد.
این مدل از فولاد به دلیل اینکه در دمای هوا سرد و سخت می شوند مقاومتشان بسیار زیاد بوده و درگیر شکستگی و آسیب دیدگی نمی شود.
این نوع از فولاد برای ساختن چاقو و قالب های ضرب سکه و … مورد استفاده قرار می گیرد.
2. فولاد با درصد کربن بالا
در این مدل از فولاد دو و نیم درصد کربن و یک و نیم درصد کروم استفاده می شود. این فولاد به دلیل میزان استفاده کربن در آن در هوا سرد نمی شود و برای سرد شدن به روغن احتیاج دارد.
با توجه به اینکه در هوا به تنهایی سرد نمی شود, سختی آن کم بوده و احتمال شکنندگی آن زیادتر از حد معمول است. ویژگی چشمگیر این گروه از فولادها این بوده که در دمای بالا به آسانی نرم می شود و حالت پذیری آن بالا می باشد.
این نوع از فولاد برای ساختن ابزارآلات جلا و پرداخت استفاده می شود.
3. فولادهای سخت شونده در روغن
این مدل از فولادها بالاترین مقدار کربن را دارند و همین خصوصیت آنها باعث می شود که قطعات کوچک آن به آسانی در روغن سرد و به میزان بسیار زیادی سخت شوند.
چشمگیرترین ویژگی فولادهای این گروه این است که در دماهای بالا به سختی نرم می شوند و شکل پذیری انها نیز سخت است. این ویژگی به این دلیل است که مقدار کربن مورد استفاده در ساختن آنها زیاد است.
- از این فولاد برای ساختن ماشین آلات و دستگاه های برش زنی استفاده می شود.
- فولادهای سخت شونده در روغن را اغلب برای تولید قالب های توخالی و ابزار آلات اندازه گیری مورد استفاده قرار می دهند.
- از دیگر ویژگی های مفید این نوع فولاد کم بودن قیمت آن در برابر انواع فولادهای دیگر است.
4. فولادهای سخت شونده در آب
این مدل از فولادها با توجه به استفاده زیاد کربن در آن قیمت نسبتا کمی دارند. دلیل آن این است که حرارت زیادی را نمی توان به آنها داد.
این مدل از فولاد با توجه به اینکه سختی و مقاومت بالایی داشته ولی همان انداز هم خاصیت شکنندگی بیشتری دارد. با این وجود برای خنک کردن آنها به جای روغن از آب استفاده می کنند تا کمتر درگیر شکنندگی شوند.
5. فولادهای مقاوم در مقابل ضربه
ویژگی چشمگیر این نوع از فولاد این است که هم در مقابل ضربه و هم در دمای بالا و دمای کم مقاومت بالایی دارد. مقدار کربنی که در آن وجود دارد کم بوده و مقاومت آنها بسیار بالا است ولی نقطه ضعف آنها در کم بودن مقاومت خود در برابر سایش است.
از فولادهای مقاوم در برابر ضربه می توان در ساختن دستگاه های بخارپز و مته های حفاری و دستگاه های برش استفاده کرد.
6. فولاد گرم کار
این مدل از فولاد برای برش در دماهای بالا مورد استفاده قرار می گیرد. کربنی که در این نوع از فولاد وجود دارد متوسط و مقاومت آنها در دما های زیاد بالا است.
فولادهای گرم کار در ریخته گری, آهنگری و ابزار آلات برش کاربرد فراوان دارند.
مقالات پیشنهادی؛ آشنایی با انواع صادرات + چشم انداز صادرات فولاد ایران/ تاریخچه فولاد ایران
چه تفاوتی میان فولاد سرد کار با فولاد گرم کار وجود دارد؟
فولاد گرم کار همان طور که از نامش معلوم است در دمای زیاد مثلا 316 درجه استفاده می شود.
این نوع فولاد چون درصد کربن موجود در آن کم است در دماهای بالا به آسانی نرم می شود و برای اینکه دچار شکستگی نشود مقدار کمی وانادیوم به آن اضافه می کنند.
فولاد های گرم کار خودشان نیز به دو گروه تقسیم می شوند؛
- گروه اول تنکستن
- گروه دوم مولبیدن
گروهی که مولبیدن دارند نسبت به فولاد گرم کاری که در آن تنکستن به کار رفته است در برابر شوک حرارتی مقاومت بیشتری دارند.
از فولاد گرم کار اصولا برای ساختن آلیاژهای آهنی و غیر آهنی استفاده می شود.
مزیت های فولاد گرم کار
- مقاومت بالای فولاد گرم کار
- استحکام بالای فولاد گرم کار
- مقاومت بالای فولاد گرم کار در مقابل ضربه
- مقاومت بالای فولاد گرم کار در مقابل ساییدگی
- مقاومت فولاد گرم کار در مقابل شوک حرارتی
ویژگی های فولاد سرد کار
به طور عمده فولاد سرد کار ویژگی هایی مثل مقاومت در مقابل تنش ها و حالت پذیری خوب و همچنین مقاومت در مقابل ضربه و استحکام زیاد آن را دارد.
از جمله مضراتی که فولاد سردکار دارد این است که بعضی از خصوصیات خود را در حرارت از دست می دهد. دیگر ایرادی که می توان گفت این است که برش دهی و جوشکاری فولادهای سرد کار اغلب به صورت ضعیف صورت می گیرد.
از فولاد سردکار در چه مواردی استفاده می شود؟
فولاد سردکار یکی از پرکاربردترین مدل فولاد است که در ساختن پانچ, میلگرد و همچنین در قالب مارک زنی, تیغ آسیاب, سمبه و قلاب به کار می رود.
- فولاد سردکار خاصیت حالت پذیری بالایی در مقابل حرارت دارد و این یک مزیت خوب به حساب می آید.
- همچنین فولاد سردکار شکنندگی زیادی دارد به همین علت به تخصص بالا و استفاده از ابزارهای دقیقی نیاز دارد.
- از فولاد سردکار برای ساختن میلگرد هم استفاده می شود. طول این میلگردها مختلف است و با توجه به ضخامت آن از عنصرهای شیمیایی متفاوتی در آنها استفاده می شود.