انواع فولاد کربنی معمولا بر اساس محتوای کربن آن دسته‌بندی می‌شود و اکثر فولادها حداقل مقداری کربن دارند. از این گذشته، فولاد به عنوان آلیاژی از آهن و کربن تعریف می‌شود.
با افزودن کربن به آهن، آهن به فلزی قوی‌تر و سخت‌تر تبدیل می‌شود. به همین دلیل است که بسیاری از شرکت‌های تولیدی و ساختمانی فولاد را به آهن معمولی ترجیح می‌دهند تا از اثر کربن در فولاد استفاده کنند. با این حال، همه فولادها میزان کربن یکسانی ندارند.
به طور معمول، سه نوع فولاد کربنی شامل فولاد کم کربن، فولاد کربن متوسط و فولاد پرکربن وجود دارند. آیا می‌دانید تفاوت بین انواع فولاد دقیقا چیست؟ در این مطلب همراه وبلاگ آیرومارت باشید تا به طور مفصل درباره این موضوع صحبت کنیم.
با توجه به ترکیب شیمیایی فولاد می‌توان آن را به دو دسته فولاد کربنی و فولاد آلیاژی تقسیم کرد. فولاد کربنی نیز با توجه به درصد کربن در فولاد، به سه دسته تقسیم می‌شود:
فولاد کم کربن، با نسبت کربن کمتر مشخص می‌شود. طبق تعریف، این فولاد کمتر از ۰.۳۰ درصد کربن دارد. همچنین هزینه تولید آن نسبت به فولاد پرکربن پایینتر است.
فولاد کم کربن علاوه بر هزینه کم، انعطاف‌پذیری بیشتری دارد که ممکن است کارایی آن را برای کاربردهای خاص بهبود بخشد و در عین حال کارایی آن را برای سایر کاربردها کاهش دهد.
از آنجایی که ساختار فولاد کم کربن دارای استحکام، سختی کم، انعطاف‌پذیری و سفتی خوبی است، شکل‌پذیری سرد خوبی دارد. شکل‌دهی سرد را می‌توان با روش‌هایی مانند چین، خمش یا پرس انجام داد.
فولاد کم کربن با محتوای کربن بسیار کم، دارای سختی کم و ماشینکاری ضعیف است و عملیات عادی‌سازی آن می‌تواند ماشین کاری را بهبود بخشد.
عملکرد جوش فولاد عمدتا به ترکیب شیمیایی آن بستگی دارد. تاثیرگذارترین عنصر آن کربن است، به این معنی که مقدار کربن فلز می‌تواند جوش‌پذیری آن را تعیین کند. بسیاری از عناصرِ آلیاژی دیگر در فولاد برای جوشکاری مناسب نیستند، اما درجه تاثیر آنها معمولا بسیار کمتر از کربن است.
به طور کلی، جوشکاری فولاد کم کربن خوب است و به طور کلی به فرآیندهای خاصی نیاز ندارد. جوشکاری با الکترودهای قلیایی فقط در مواقعی که دمای پایین و صفحات ضخیم نیاز است، صورت می‌گیرد.
هنگامی که محتوای کربن و گوگرد فولاد کم کربن بالاتر از حد باشد، علاوه بر استفاده از میله‌های جوشکاری کم هیدروژن با کیفیت بالا، پیش گرمایش و پس گرمایش و سایر اقدامات، شکل شیار باید به طور منطقی انتخاب شود و نسبت همجوشی باید کاهش یابد تا از ترک‌های حرارتی جلوگیری شود.
فولاد کم کربن معمولا قبل از استفاده تحت عملیات حرارتی قرار نمی‌گیرد و عموما برای ساخت اجزای مختلف ساختمانی، ظروف، جعبه‌ها، بدنه‌های کوره و ماشین‌آلات کشاورزی، لوله فولادی قیمت مناسب، نوار فولادی یا ورق فولادی نورد استفاده می‌شود.
فولاد کم کربن با کیفیت بالا در یک صفحه نازک نورد می‌شود تا در محصولاتی مانند کابین خودرو و روکش موتور به کار برود. همچنین برای تولید قطعات مکانیکی که به استحکام پایین نیاز دارند، نورد می‌شود.
فولاد کربن متوسط یک فولاد کربنی با درصد کربن ۰.۳۰٪ – ۰.۶۰٪ است. این نوع فولاد کربنی، عملکرد پردازش حرارتی و برش خوبی دارد، اما عملکرد جوشکاری آن ضعیف است. بنابراین قبل از جوشکاری به پیش گرمایش نیاز دارد.
استحکام و سختی آن بالاتر از فولاد کم کربن است و انعطاف‌پذیری و سفتی کمتری دارد. مواد نورد سرد را می‌توان مستقیما بدون عملیات حرارتی استفاده کرد و همچنین می‌تواند پس از عملیات حرارتی به کار گرفته شود.
فولاد با کربن متوسط در حین جوشکاری تمایل به تَرک سرد دارد. هر چه مقدار کربن بیشتر باشد، تمایل به سخت شدن ناحیه متاثر از گرما بیشتر است، همچنین تمایل به ترک سرد بیشتر و جوش‌پذیری آن بدتر می‌شود.
با افزایش مقدار کربن فلز پایه، محتوای کربن فلز جوش نیز بر همین اساس افزایش خواهد یافت. همراه با اثر نامطلوب گوگرد، ایجاد ترک‌های داغ در جوش آسان است.
بنابراین در جوشکاری فولاد کربن متوسط، باید از الکترودهای قلیایی مقاوم در برابر ترک، استفاده کرد و اقدامات پیش گرمایشی و پس گرمایشی برای کاهش تمایل به ایجاد ترک را انجام داد.
فولاد کربن متوسط عمدتا برای ساخت قطعات متحرک با استحکام بالا استفاده می‌شود. برخی از این‌ها عبارتند از: کمپرسورهای هوا، پیستون‌های پمپ، پروانه‌های توربین بخار، چرخ دنده‌ها و قطعات سایش سطحی، میل لنگ، دوک‌های ماشین ابزار، غلتک‌ها، ابزارهای نیمکت، انواع پنجره ساختمانی و … .
فولاد پرکربن بالاترین نسبت کربن را دارد. این فولاد دارای بیش از ۰.۶۰٪ کربن است و در نتیجه خواص فیزیکی آن تغییر می‌کند. با وجود محتوای کربن بالا، فولاد پر کربن قوی‌تر و سخت‌تر است.
اما انعطاف‌پذیری کمتری نسبت به فولاد کم کربن دارد. توجه به این نکته مهم است که همه انواع فولاد کربنی از کربن و آهن تشکیل شده‌اند ولی معمولا عناصر دیگری هم دارند. برای مثال، وجود مقادیر کمی کروم یا نیکل برای فولاد غیرمعمول نیست و ممکن است در آن دیده شوند.
فولاد پرکربن عملکرد جوشکاری ضعیفی دارد. چکش‌ها، میله‌ها و … از فولاد با کربن ۰.۷۵٪ ساخته شده‌اند. ابزارهای برش مانند مته‌ها و شیرها را با فولاد با محتوای کربن ٪۰.۹۰ تا ۱.۰۰٪ می‌سازند.
هنگامی که فولاد پرکربن جوش داده می‌شود، به دلیل محتوای کربن بالای این فولاد، تنش زیادی در حین جوشکاری به وجود می‌آید. تمایل به سخت شدن و ترک سرد در این ناحیه، متاثر از حرارت جوشکاری بیشتر است و بخش جوش نیز مستعد ترک‌های داغ است.
فولاد پرکربن در هنگام جوشکاری بیشتر از فولاد کم کربن در معرض ترک‌های داغ است، بنابراین این نوع فولاد بدترین جوش‌پذیری را دارد. در نتیجه در سازه‌های جوشکاری عمومی استفاده نمی‌شود و فقط برای جوشکاری تعمیری یا روکش ریخته‌گری به کار می‌رود.
فولاد پرکربن دارای استحکام و سختی بالایی است. همچنین حد الاستیک بالاتری نسبت به فولاد کم کربن دارد. به دلیل مقدار کربن بالا، در هنگام سرد شدن آب، به راحتی ترک برمی‌دارد.
بنابراین اغلب از سرد کردن دو مایع استفاده می‌کنند و اغلب برای قطعات با مقطع کوچک، از سخت شدن روغن استفاده می‌شود. فولاد کربنی عمدتا در ساخت فنرها، قطعات سایش و ابزارهای سختی بالا به کار می‌رود.
ما در این مطلب سعی کردیم ویژگی‌های اصلی و تفاوت انواع فولاد را برای شما توضیح دهیم. شما می‌توانید جهت کسب اطلاعات بیشتر و دریافت مشاوره‌های رایگان با شماره ۰۲۱۴۵۳۰۶ تماس بگیرید.
کارشناسان تیم آیرومارت به شما کمک می‌کنند تا قطعات مورد نظر خود را با بهترین کیفیت خریداری کنید. همچنین می‌توانید برای اطلاع از قیمت‌ها چون قیمت روز میلگرد، با شماره بالا تماس بگیرید یا به سایت ما سر بزنید.
منبع: eoncoat
عباس ابراهیمی
کارشناس ارشد بازرگانی
۰۲۱-۴۵۳۰۶
