فولادهای آلیاژی

آلیاژ یعنی فلزی که از ترکیب دو یا چند فلز پدید آمده است. برای مثال، برنج، آلیاژ و فلزی است که از ترکیب « مس » و«روی» به دست آمده است. این دو فلز را گداختـه و چنان به هم آمیخته اند که فلز دیگری به نام برنج به دست آمده است.

 گاهی آلیاژ از ترکیب فلزی با یک غیر فلز به دست می آید. مانند فولاد که ترکیبی از «آهن» و «کربن» است.

امروزه فولاد یکی از مهم ترین آلیاژها بشمار می آید. فولاد یکی از ترکیب آهن و کربن بدست می آید. سالانه میلیون ها تن فولاد در سراسر جهان تولید می شود. فولاد در ساختمان سازی، پل سازی و ساخت وسایل مختلف به کار می رود. آلیاژهای آلومینیم بسیار سبک اند؛ به همین دلیل از آن ها برای ساختن هواپیما، فضاپیما و موشک، وسایل نقلیه موتوری و بسیاری وسایل دیگر استفاده می شود. آلیاژهای سرب در ساخت الکترودهای باتری های قوی به کار می روند. آلیاژهای روی در ساخت اتومبیل کاربرد دارند. آلیاژهای گران قیمت طلا، نقره و پلاتین در جواهر سازی مورد استفاده قرار می گیرند. این فلزات، نرم اند و باید با سایر فلزات ترکیب شوند. طلا و نقره را معمولا با مس و پلاتین را با فلز ایریدیم ترکیب می کنند. فولاد ضدزنگ و آلیاژهای آلومینیم را آلیاژ های قرن بیستم می نامند. آلیاژهای تنگستن و مولیبدن در سال های اخیر ساخته شده اند و در ساخت موشک بکار می روند.

فولادها از نظر آلیاژی به گروه های اصلی فولادهای ساده کربنی، فولادهای کم آلیاژ، فولادهای متوسط آلیاژ، فولادهای پر آلیاژ تقسیم می شوند:

فولادهای ساده کربنی

در فولادهای ساده کربنی، کربن اصلی ترین عنصر آلیاژی بوده و عناصری مانند منگنز و سیلیسیوم و آلومینیوم به مقدار جزیی و برای گاز زدایی به آن ها اضافه می شود. میزان کربن این فولادها نقش اصلی در میزان افزایش استحکام آنها پس از عملیات حرارتی دارد.

این فولادها به سه گروه کم کربن، کربن متوسط و پر کربن تقسم می شوند:

1- فولادهای کم کربن با حداکثر 0.25 درصد کربن (Low Carbon Steel)

2- فولاد کربن متوسط با 0.55-0.25 درصد کربن (Medium carbon steel)

3- فولاد پر کربن با 0.5 >درصد کربن (High carbon steel)

فولادهای کم آلیاژ و متوسط

در فولادهای کم آلیاژ و متوسط آلیاژ میزان منگنز و سیلیسیوم آنها بیشتر از مقدار لازم برای اکسیژن زدایی می باشد و عناصر دیگری مثل نیکل، کرم و مولیبدن نیز به آنها اضافه شده است. عناصری مانند تیتانیوم، نیوبیوم، مس و بر نیز در صورت لزوم و به میزان جزیی ممکن است به آنها اضافه شود. افزودن این عناصر آلیاژی به فولادها جهت بهبود عملیات حرارتی پذیری آنها و افزایش برخی خواص فیزیکی و مکانیکی می باشد.

فولادهای پر آلیاژ

فولادهای پر آلیاژ ریخته گری شده به طور گسترده به دلیل مقاومت به خوردگی در محیط های آبی در دمای محیط و یا نزدیک به این دما و یا کار در اتمسفر با گاز داغ و یا دماهای بالا (بیش از ۶۵ یا ۱۲۰۰) یا مورد استفاده قرار می گیرند. برخی از خواص مکانیکی این گروه از فولادها (برای مثال سختی واستحکام تسلیم) می توانند بوسیله عملیات حرارتی مناسب تغییر یابند. با این حال فولادهای ریخته گری پر آلیاژی که دارای بیش از ۲۰ الی ۳۰ درصد کروم +Ni می باشند، این مواد بنابراین غیرقابل سخت کردن می باشند و خواصشان وابسته به ترکیب است و نه عملیات حرارتی بنابراین توجه ویژه ای برای هرگروه از فولادهای پر آلیاژ با توجه به حرارتی ریخته گری، ذوب و عملیات حرارتی جایگزین می بایست داشت.