فولاد کشته شده یا killed steel، فولادی است که طی فرآیند اکسیدزدایی، اکسیژن اضافی آن حذف شده و از ایجاد رسوبهای آهن و کربن، آخال و حفرات احتمالی در آن، جلوگیری میشود. انواع فولادهای کربنی و آلیاژی را میتوان اکسیژن زدایی کرد و فولاد کشتهشده را تولید نمود. این فولادها، ساختار و ترکیب شیمیایی همگن و نواقص کمتری دارند.
در این مقاله، به سوال فولاد کشته شده چیست پاسخ خواهیم داد و درباره انواع فولادهایی که اکسیژن زدایی میشوند بحث خواهیم کرد. با آیرومارت همراه باشید.
در حقیقت، در فرایند ذوب شدن آهن و تبدیل آن به فولاد مذاب، مقادیری اکسیژن در فولاد حل میشود که با کاهش دمای مذاب و انجماد، حلالیت آن کاهش مییابد. اکسیژن اضافی، ممکن است موجب ایجاد رسوب FeO و یا ایجاد حفره در فولاد شود. این مسئله، باعث بروز نقص در ساختار میگردد که در انواع فولاد چون انواع فولاد زنگ نزن ممکن است ظاهر شود. همین موضوع موجب شد تا تولید فولاد کشته شده رواج یابد.
فولاد کشته شده یا فولاد اکسیژن زدایی شده، نوعی فولاد است که پیش از ریختهگری به آن مادهای افزوده میشود که منجر به اکسیدزدایی خواهد شد. بنابراین، در حین انجماد، حفرات گازی به حداقل خود میرسند. فولاد کشته شده، همگنی شیمیایی بالایی داشته و عاری از تخلخل گاز است. از عنصر آلومینیوم به همراه فروآلیاژهای منگنز و سیلیسیم برای اکسیدزدایی آن استفاده میشود.
قابلیت انحلال اکسیژن در فولاد، بسیار کم و در دمای ۱۷۰۰ درجه سانتیگراد، حدود ۰.۲۳% است. همانطور که گفته شد حین سرد شدن مذاب، این میزان حلالیت کمتر شده و در نهایت به ۰.۰۰۳% میرسد. اکسیژن اضافی باعث ایجاد رسوب اکسیدی Fe و C یا عیب آخال در ساختار میگردد که خواص مکانیکی فولاد را تحت تاثیر قرار میدهد.
بنابراین اکسیژن زدایی فولاد لازم است تا با کنترل حفرات و آخالهای غیرفلزی، از این اثرات منفی جلوگیری کرده و چقرمگی فولاد را بالا برد. فولادهای کشته شده، معمولا زمانی مورد استفاده قرار میگیرند که یک ساختار همگن در فولاد نهایی مورد نیاز باشد. همگن بودن ترکیب شیمیایی و نبود حفرات که خود از عیوب ساختاری به شمار میروند، از اهداف تولید فولاد کشته شده است.
فولادهای آلیاژی و آهنگری، فولادهایی که نیاز به کشش عمیق دارند و فولادهایی که حداکثر تا ۰.۱۲ درصد کربن داشته باشند، اغلب تحت فرایند اکسیژن زدایی قرار میگیرند. فولادهای زنگ نزن، انواع فولاد کربنی و فولاد مقاوم در برابر حرارت نیز از دیگر انواع فولاد کشته شده به شمار میروند.
همانطور که در ابتدای مقاله نیز گفته شد، در زمان انجماد فولاد و انحلال اکسیژن در مذاب، اکسیژن اضافی میتواند باعث ایجاد رسوبهای آهن یا کربن و حفرات در ساختار فولاد شود. برای حذف این اکسیژن اضافی، از آلومینیوم یا سیلیسیم و عناصر دیگر، استفاده میکنند. معمولا برای تولید فولاد کشته شده، در حین ریختهگری مقدار قابل توجهی آلومینیوم اضافه میکنند.
افزودن آلومینیوم به مذاب و با هدف اکسیدزدایی، از تشکیل مونوکسید کربن حین انجماد جلوگیری کرده و مانع از تشکیل حفرات میشود.
به طور معمول، از عناصر زیر برای اکسیژن زدایی فولاد استفاده میشود:
سیلیکو-منگنز را نیز به صورت ترکیبی برای اکسیژن زدایی استفاده میکنند. کلسیم، به عنوان کارآمدترین اکسیژن زدا شناخته میشود. آلومینیوم نیز عنصری کارآمد است در صورتی که سیلیسیم را میتوان یکی از عناصر با کارآمدی نه چندان بالا دانست. البته، باید گفت که بسیاری از فرایندهای فرآوری فولاد وجود دارند که در آنها کشتن فولاد توسط آلومینیوم نامطلوب است و نباید انجام گیرد.
فولادهای مورد نیاز برای ریختهگریهای بزرگ، با آلومینیوم کشته نمیشوند زیرا سرکوب گاز مونوکسید کربن در آنها باعث نقص در تولید لولهها میشود.
در عملیات ریخته گری پیوسته، میتوان متوجه شد که مشکلات ریختهگری و شرایط سطحی نامناسب، اغلب با فولادهای کشتهشده آلومینیومی ایجاد میشود یا خیر. ازاینرو، سایر عناصر اکسیدزدا، بر فولاد کشته شده با آلومینیوم ترجیح داده میشوند. گزینههای جایگزین ممکن است شامل اکسیدزدایی با سیلیکو منگنز یا اکسیدزدایی کربن در خلاء باشد.
فرایند اکسیژن زدایی، بسیار مهم است و تعیینکننده نوع فولاد خواهد بود. در حقیقت، اینکه این فرایند تا چه اندازه کامل باشد، سه نوع فولاد به دست میآید. در واقع، فولاد کشته شده یکی از انواع فولادهای اکسیژنزداییشده است. در ادامه، سایر انواع را توضیح خواهیم داد:
درصورتیکه اکسیژن زدایی فولاد با درجه بسیار بالا انجام شود و اکسیژن مذاب به طور کامل حذف گردد، فولاد نهایی را فولاد آرام یا فولاد کشته شده مینامند. در این نوع فولاد، اکسیدزدایی در حدی انجام شده که هیچ مونوکسید کربنی حین انجماد ایجاد نشود.
مقدار اکسیژن در فولاد کشته شده یا فولاد آرام، از ۰.۰۱% تجاوز نمیکند و معمولا بین ۰.۰۰۲% تا ۰.۰۰۳% است. شمشها و مقاطع فولادی ساخته شده از killed steel، ساختاری همگن و بدون تخلخل دارد.
معمولا از آلومینیوم همراه با فروآلیاژهای منگنز و سیلیسیم، برای اکسیدزدایی فولاد و تولید فولاد آرام استفاده میشود.
برای موارد زیر نیاز است تا اکسیدزدایی کامل صورت گیرد:
در فولاد نیمه آرام که ترجمه عبارت semikilled steel است، اکسیژن زدایی به صورت متوسط و ناقص انجام میشود. در حقیقت، اکسیژن باقیمانده، با کربن واکنش داده و حین انجماد، مونوکسید کربن ایجاد میکند. محتوای کربن در فولادهای نیمه آرام، از ۰.۱۵% تا ۰.۳۰% متغیر است. از فولادهای نیمه آرام به صورت گسترده در ساختمان سازی استفاده میشود.
فولادهای ناآرام یا Rimmed steel، فولادهای با محتوای کربن کمتر از ۰.۲۵% و محتوای منگنز کمتر از ۰.۶% به شمار میروند که اکسیدزدایی میشوند. فولادهای ناآرام برای انجام عملیات نورد و شکلدهی سرد و خمش سرد مناسبند.
فولاد ناآرام را برای تولید میلههای الکترود و ورقهای فولادی چون ورق سیاه استفاده میکنند. قیمت ورق سیاه فولاد ناآرام به دلیل خواصی که دارد با ورق معمولی متفاوت است.
در این مقاله، درباره فولاد کشته شده به عنوان یکی از فرایندهای فرآوری فولاد و تولید فولاد باکیفیت بحث کردیم. در این فرایند، از عناصر اکسیژنزدا استفاده میشود تا اکسیژن اضافی پس از انجماد فولاد را حذف کرده و از ایجاد آخال و رسوبهای اکسیدی آهن و کربن جلوگیری شود. با استفاده از این فرایند میتوان فولادی باکیفیتتر و با خواص مکانیکی مطلوب تولید نمود.
شما میتوانید، فولادهای مختلف چون فولادهای کربنی در انواع مقاطع را از آیرومارت خریداری نمایید. قیمت میلگرد ۱۴ و سایر سایزهای این کالا و دیگر مقاطع چون قیمت تیرآهن از وبسایت این مجموعه قابل مشاهده است. برای کسب اطلاعات بیشتر میتوانید با کارشناسان ما در آیرومارت از طریق شماره تلفن ۰۲۱۴۵۳۰۶ تماس بگیرید.