فولاد: بنیاد اصلی صنعت
اجزای اصلی فولاد کربن آهن و کربن است. محتوای کربن آن معمولاً بین 0 02 ٪ و 2.1 ٪ است. همچنین حاوی مقدار کمی منگنز ، سیلیکون ، گوگرد ، فسفر و سایر عناصر است. به عنوان یکی از پرکاربردترین مواد فلزی در صنعت مدرن ، فولاد کربن به دلیل مزایای آن مانند هزینه کم ، عملکرد قابل تنظیم و پردازش مناسب ، به یک ماده اساسی در زمینه های ساخت و ساز ، ساخت ماشین آلات ، حمل و نقل و غیره تبدیل شده است.
طبقه بندی
با توجه به تفاوت در میزان کربن ، فولاد کربن را می توان به سه دسته تقسیم کرد:
فولاد کربن کم
فولاد کربن کم (C کمتر از یا مساوی با {0}}. 25 ٪): دارای انعطاف پذیری عالی و جوش است توانایی ، مقاومت در برابر ضربه قوی و کاربردهای معمولی شامل پوسته های خودرو ، میله های فولادی ساختمانی و صفحات نورد سرد است. Rockwell Hardness Hrb در مورد 60-90
فولاد کربن متوسط
فولاد کربن متوسط (0. 25 ٪
فولاد کربن بالا
فولاد کربن بالا (C بیشتر از یا مساوی با {0}}. 6 ٪): سختی می تواند به HRC60 یا بالاتر برسد ، اما بریتلیت قابل توجه است. این ماده به طور عمده برای ابزارهای با استحکام بالا مانند چاقو و چشمه استفاده می شود.
روند تولید
تولید فولاد کربن مدرن عمدتاً دو فرآیند را اتخاذ می کند: مبدل بالای اکسیژن (BOF) و کوره قوس الکتریکی (EAF) ، که به ترتیب 70 ٪ و 25 ٪ از تولید جهانی را تشکیل می دهند. پس از پالایش ، آن را از طریق فرآیند نورد مداوم داغ ریخته گری در صفحات ، پروفایل ها و غیره قرار می دهد. پس از آن ، می توان تیمارهای حرارتی مانند عادی سازی (گرم کردن تا 850 درجه و خنک کننده هوا) و خاموش شدن (خنک کننده آب) را برای تغییر ریزساختار انجام داد. به عنوان مثال ، خاموش شدن + درجه حرارت با درجه حرارت پایین می تواند یک ساختار مارتنزیت با ظرافت بالا را بدست آورد.
مزایا و محدودیت های عملکرد
نسبت استحکام به وزن به وزن فولاد کربن از اکثر آلیاژها بهتر است و هزینه پردازش فقط 1\/3 از فولاد ضد زنگ است. با این حال ، مقاومت در برابر خوردگی آن ضعیف است ، و میزان خوردگی سالانه در یک محیط مرطوب می تواند به 4 {4}}. {5 {}} 7 میلی متر برسد ، که باید توسط گالوانیزه (لایه روی بیشتر از یا مساوی 80 گرم در متر مربع) یا نقاشی محافظت شود. شکستگی شکننده در محیط های دمای پایین مستعد است (<-40℃), so nickel-based low-temperature steel is mostly used in equipment in the Arctic.
نوآوری کاربرد
در سالهای اخیر ، فولاد با استحکام کم آلیاژ (HSLA) مانند Q345B با افزودن کمتر از یا مساوی از 1.5 ٪ از NB ، V و سایر عناصر ، قدرت عملکرد خود را به بیش از 345MPa افزایش داده و وزن خود را با موفقیت 2 {7}}} برای استفاده در برج های توربین بادی کاهش داده است. درمان کاربوریزه کردن سطح (عمق 0. {8} mm) می تواند سختی سطح دنده را به HRC 58-62 تبدیل کند ، در حالی که هسته سختی خوبی را حفظ می کند.
با توسعه فناوری اصلاح مواد ، فولاد کربن از طریق تنظیم ساختار میکرو و فرآیندهای کامپوزیت (پوشش سرامیکی روکش لیزر) از طریق مرزهای عملکرد سنتی در حال شکستن است و همچنان به جوان سازی نشاط جدید تحت مفهوم تولید سبز ادامه می دهد.
