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.
در ادامه این مطلب از آیرومارت به معرفی کاربردهای انواع فولاد کربنی پرداخته شده است. با ما همراه باشید.
فولاد کربنی نوعی آلیاژ فلزی است که پایه آن از آهن بوده و مقداری کربن جهت بهبود خواص مکانیکی به آن افزوده می شود. میزان کربن موجود در این فولاد بین ۰٫۰۵ تا ۲ درصد متغیر است و نقش تعیین کننده ای در استحکام و انعطاف پذیری فولاد دارد.
به طور کلی، با افزایش درصد کربن، سختی و استحکام فولاد بیشتر شده و انعطاف پذیری آن کاهش می یابد. بر این اساس، فولادهای کربنی را می توان به سه دسته زیر تقسیم بندی کرد:
فولاد کم کربن، که با نام فولاد نرم نیز شناخته می شود، یکی از پرکاربردترین انواع فولاد در صنایع است. این نوع فولاد دارای درصد کربن کمتر از ۰٫۳ درصد بوده و به همین دلیل از انعطاف پذیری بالا، شکل پذیری مناسب و قابلیت جوشکاری عالی برخوردار است.
فولادهای کم کربن معمولا در ساخت ورق های فولادی، لوله ها، پروفیل های ساختمانی، قطعات خودرو و تجهیزات صنعتی استفاده می شوند. به دلیل سختی کمتر نسبت به فولادهای پرکربن، این نوع فولاد به راحتی ماشین کاری و فرم دهی می شود و برای کاربردهایی که نیاز به تغییر شکل یا اتصال دارند، گزینه ای ایده آل محسوب می شود.
بیشتر بخوانید: قیمت ورق فولادی
از نظر استاندارد، فولاد کم کربن در گریدهای مختلفی مانند ASTM A36، ASTM A1011 و EN 10025 تولید می شود که هر یک ویژگی های مکانیکی خاصی دارند. این استانداردها تضمین کننده کیفیت، مقاومت و قابلیت پردازش فولاد در شرایط مختلف صنعتی هستند.
بیشتر بخوانید: استاندارد astm و هرآنچه باید درباره آن بدانید
مزایای فولاد کم کربن شامل قیمت اقتصادی، سهولت در فرآیندهای تولید، و قابلیت استفاده در پروژه های ساختمانی و عمرانی است. با وجود سختی کمتر، این نوع فولاد به دلیل هزینه پایین و عملکرد قابل قبول، انتخابی محبوب در میان مهندسان و تولیدکنندگان به شمار می رود.
فولاد کربن متوسط یک فولاد کربنی با درصد کربن 0.3 الی 0.6 درصد است. این نوع فولاد کربنی، قابلیت عملیات حرارتی خوبی داشته اما جوشکاری آن اغلب نیاز به تامین تمهیدات خاصی است.
بیشتر بخوانید: آشنایی با اصطلاحات رایج فولادی
استحکام و سختی آن بالاتر از فولاد کم کربن است و انعطاف پذیری و چقرمگی کمتری دارد. مواد نورد سرد را می توان مستقیما بدون عملیات حرارتی استفاده کرد و همچنین می تواند پس از عملیات حرارتی به کار گرفته شود.
فولاد با کربن متوسط در حین جوشکاری تمایل به ترک 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 جوش پذیری آن بدتر می شود.
با افزایش مقدار کربن فلز پایه، محتوای کربن فلز جوش نیز بر همین اساس افزایش خواهد یافت. همراه با اثر نامطلوب گوگرد، ایجاد ترک های 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 پرکربن بالاترین نسبت کربن را دارد. این فولاد دارای بیش از 0.6 درصد کربن است و در نتیجه دارای استحکام بالا بوده اما از طرفی خاصیت شکننده ای دارد. توجه به این نکته مهم است که همه انواع فولاد کربنی از کربن و آهن تشکیل شده اند 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. چکش ها، میله ها و … از فولاد با کربن ۰.۷۵٪ ساخته شده اند. ابزارهای برش مانند مته ها و قلاویزها را با فولاد با محتوای کربن ٪۰.۹۰ تا ۱.۰۰٪ می سازند.
هنگامی که فولاد پرکربن جوش داده می شود، به دلیل محتوای کربن بالای این فولاد، تنش زیادی در حین جوشکاری به وجود می آید. تمایل به سخت شدن و ترک سرد در این ناحیه، متاثر از حرارت جوشکاری بیشتر است و بخش جوش نیز مستعد ترک های داغ است.
فولاد پرکربن در هنگام جوشکاری بیشتر از فولاد کم کربن در معرض ترک های داغ است، بنابراین این نوع فولاد بدترین جوش پذیری را دارد. در نتیجه در سازه های جوشکاری عمومی استفاده نمی شود و فقط برای جوشکاری تعمیری یا روکش ریخته گری به کار می رود.
از کاربردهای انواع فولاد کربنی می توان به ساخت سازه های فلزی، قطعات خودرو، ابزارآلات صنعتی، لوله کشی، ریل راه آهن، تجهیزات ساختمانی و… اشاره کرد.
هر یک از این فولادها به دلیل ویژگی های خاص خود دارای کاربرد ویژه ای بوده که مهندسان با شناخت آن ها می توانند گزینه مناسبی را برای پروژه های خود انتخاب کنند.
فولاد کم کربن معمولا قبل از استفاده تحت عملیات حرارتی قرار نمی گیرد و عموما برای ساخت اجزای مختلف ساختمانی، ظروف، جعبه ها، بدنه های کوره و ماشین آلات کشاورزی، لوله فولادی قیمت مناسب، نوار فولادی یا ورق فولادی نورد استفاده می شود.
فولاد کم کربن با کیفیت بالا در یک صفحه نازک نورد می شود تا در محصولاتی مانند کابین خودرو و روکش موتور به کار برود. همچنین برای تولید قطعات مکانیکی که به استحکام پایین نیاز دارند، نورد می شود.
فولاد کربن متوسط عمدتا برای ساخت قطعات متحرک با استحکام بالا استفاده می شود. برخی از این ها عبارتند از: کمپرسورهای هوا، پیستون های پمپ، پروانه های توربین بخار، چرخ دنده ها و قطعات سایش سطحی، میل لنگ، دوک های ماشین ابزار، غلتک ها، ابزارهای نیمکت، انواع پنجره ساختمانی و … .
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 برمی دارد.
بنابراین اغلب از سرد کردن دو مایع استفاده می کنند و اغلب برای قطعات با مقطع کوچک، از سخت شدن روغن استفاده می شود. فولاد کربنی عمدتا در ساخت فنرها، قطعات سایش و ابزارهای سختی بالا به کار می رود.
مجموعه آیرومارت با چندین دهه سابقه در فروش انواع مقاطع فولادی از نظر جنس و مقطع، این امکان را فراهم آورده تا مشتریان بتوانند به صورت آنلاین سفارش خود را ثبت کرده و در کوتاه ترین زمان سفارش خود را دریافت کنند.
همچنین در پروژه های بزرگ مهندسی نیز امکان خرید اعتباری با ضمانت نامه های بانکی و اسناد LC وجود دارد. برای کسب اطلاعات بیشتری و دریافت مشاوره می توانید با شماره ۰۲۱۴۵۳۰۶ با کارشناسان آیرومارت تماس حاصل فرمایید.
سوالات متداول
فولادهای کربنی به سه دسته کم کربن، متوسط کربن و پر کربن تقسیم می شوند. نوع کم کربن نرم، قابل جوشکاری و مناسب سازه های سبک بوده و با افزایش مقدار کربن از انعطاف پذیری آن کاسته شده و با افزایش استحکام مناسب سازه های بزرگ و ابزارهای برش می شود.
کاربرد فولادهای کربنی بسیار گسترده است. از ساخت سازه های فلزی و ساختمانی گرفته تا قطعات خودرو، ابزارآلات صنعتی، ریل راه آهن و لوله کشی از این فولادها استفاده می شود. انتخاب نوع فولاد کربنی نیز بستگی به نیاز به استحکام، انعطاف پذیری یا مقاومت در برابر سایش دارد.
فولاد کربنی به دلیل قیمت مناسب، استحکام بالا، قابلیت جوشکاری و تنوع در انواع، یکی از پرکاربردترین مصالح در صنعت ساخت و ساز است. این ویژگی ها باعث شده اند که مهندسان و طراحان آن را برای پروژه های عمرانی و صنعتی ترجیح دهند.
منبع: eoncoat
عباس ابراهیمی
کارشناس ارشد بازرگانی
۰۲۱-۴۵۳۰۶
