فولاد چیست و کاربرد آن

امروزه آلیاژ فولاد به عنوان یکی از تاثیرگذارترین مواد در زندگی انسان، در جنبه‌های مختلف صنعت کاربرد دارد. روزانه حجم بسیار زیادی از این ماده مهم در کارخانه‌های فولاد تولید و روانه بازار می‌شود تا در تولید سازه‌های مختلف مهندسی و ساختمانی مورد استفاده قرار بگیرد. با توجه به تولیدات گسترده و کاربرد وسیع این آلیاژ در ایران و بسیاری از کشورهای جهان، لازم است بدانیم که فولاد چیست و چه کاربردهایی دارد؟ امروز ما در این مقاله به این موضوع می‌پردازیم و از شما دعوت می‌کنیم که تا انتهای مقاله با ما همراه باشید.

فولاد چیست؟

فولاد که نام آن در زبان انگلیسی Steel است، به آلیاژی گفته می‌شود که از ترکیب آهن، مقدار بسیار کمی کربن و برخی عناصر دیگر ساخته می‌شود. مقدار کربنی که در ساخت این آلیاژ به کار می‌رود کمتر از 2.1 درصد است و این درصد به همراه سایر عناصر، نوع فولاد را مشخص می‌کند. بدیهی است که بسته به کاربردی که از این ماده انتظار می‌رود، نوع ترکیبات مورد استفاده متفاوت خواهد بود.

ویژگی‌های فولاد

فولاد نسبت به آهن که عنصر پایه و اصلی آن است، ویژگی‌های اصلاح شده‌ای دارد که دلیل آن اضافه‌شدن کربن و فلزات دیگر به آن است. این عناصر سبب می‌شوند که آلیاژی با برخی ویژگی‌های منحصربه‌فرد به وجود بیاید. درست است که خواص فولاد بر اساس مواد ترکیب‌شده آن تعیین می‌شود؛ اما این ماده به صورت کلی ویژگی‌هایی دارد که در زیر به آن‌ها اشاره شده است:

خواص فولاد عبارتند از:

• هزینه تولید پایین و قیمت مناسب فولاد
• ضد زنگ‌ بودن
• چگالی بالا
• انعطاف پذیری بالا و مقاومت کششی زیاد
• دارای نقطه ذوب بالا
• قابلیت بازیافت متوالی و متعدد
• سختی و مقاومت بالا

و برخی موارد دیگر.

کاربردهای کلی فولاد

استیل به دلیل خواص فوق‌العاده‌اش، کاربرد وسیعی در صنایع مهندسی و ساخت سازه‌های غول پیکر دارد. بی شک کاربرد فولاد بر اساس نوع آن در صنایع مختلف متفاوت است؛ اما می‌توان تعدادی کاربرد کلی را به صورت زیر برای آن برشمرد:

• سازه‌های صنعتی و ساختمانی
• ساخت مقاطع فولادی مانند تیرآهن و…
• ساخت ابزارآلات
• صنایع کشتی سازی و سازه‌های دریایی
• سازه‌های مربوط به صنایع نفت و گاز
• تولید قطار، خودرو، هواپیما و سایر وسایل نقلیه و قطعات آن‌ها
• پل و سازه های غول پیکر شهرسازی
• ساخت ماشین آلات و تجهیزات کشاورزی
• تولید انواع تسلیحات و تجهیزات نظامی
• صنایع پزشکی و دندانپزشکی، تولید تجهیزات جراحی و …
• تولید لوازم برقی خانگی و لوازم آشپزخانه

و بسیاری از موارد دیگر.

کاربرد انواع فولاد

اکنون وقت آن رسیده است که درباره انواع مختلف فولاد و کاربردهای آن کمی صحبت کنیم. به عبارت دیگر، اگر بخواهیم به صورت دقیق‌تر به کاربرد این ماده در صنایع مختلف بپردازیم، لازم است که انواع آن را بشناسیم. با توجه به میزان کربنی که در ساخت استیل مورد استفاده قرار می‌گیرد و همچنین عناصر موجود در ترکیب آن، بیش از 3500 گرید فولاد به وجود می‌آید. اما یک دسته‌بندی کلی برای درک عمومی از فولاد وجود دارد که مؤسسه آهن و فولاد آمریکا آن را منتشر کرده است و به اصطلاح به آن CAST گفته می‌شود. این دسته‌بندی به صورت زیر است:

• فولاد کربنی
• فولاد آلیاژی
• فولاد ضد زنگ
• فولاد ابزار

در ادامه به بررسی کاربرد هر کدام از این انواع می‌پردازیم.

کاربرد فولاد کربنی

بالاترین سهم تولید فولاد در جهان مربوط به فولاد کربنی است که شامل عناصر آهن، کربن و برخی فلزات دیگر است. مهم‌ترین ویژگی فولاد کربنی استحکام بالا و قیمت پایین آن است. فولاد کربنی دارای سه نوع مختلف زیر است:

• کم کربن (میزان کربن حداکثر 0.3%)
• کربن متوسط (میزان کربن بین 0.3% تا 0.6% )
• پرکربن (میزان کربن بالای 0.6%)

کاربردهای مختلفی مانند استفاده در ساخت اتومبیل، ساخت چاقو، سیم‌های فشار قوی و… برای این نوع استیل وجود دارد.

کاربرد فولاد آلیاژی

همان‌طور که از نامش پیداست، عناصر مختلفی در ترکیبات ابن نوع فولاد به کار رفته است. در این نوع فولاد، آهن با فلزاتی مانند مس، نیکل، کروم و آلومینیوم ترکیب می‌شود و در نتیجه استحکام بالا، شکل پذیری زیاد، مقاومت در برابر پوسیدگی و اکسیداسیون، تراش پذیری زیاد و… در آن به وجود می‌آید. فولاد آلیاژی در ساخت برخی از قسمت‌های انواع اتومبیل، لوله کشی، کشتی سازی و دستگاه‌های مکانیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. بدیهی است که درصدهای مختلف عناصر به کار رفته در فولاد، درجات مختلفی از استحکام را به آن می‌دهند.

کاربرد فولاد ضد زنگ

این نوع فولاد در ترکیبات خود 10 تا 20 درصد کروم، مقداری نیکل، سیلیکون و منگنز را داراست. به این فولاد در زبان انگلیسی Stainless steel گفته می‌شود و ویژگی بارز آن این است که در برابر زنگ زدگی مقاومت بسیار بالایی را از خود نشان می‌دهد؛ به همین دلیل بیشتر در جایی استفاده می‌شود که وسایل ساخته‌شده از آن سروکار زیادی با آب یا بخار آب داشته باشند. کاربرد این نوع استیل در ساخت وسایل آشپزخانه مانند قاشق و چنگال، لوازم برقی و تجهیزات الکترونیکی، ساخت و ساز، تجهیزات پزشکی و وسایل اتاق عمل است.

کاربرد فولاد ابزار

این نوع فولاد به دلیل برخی از ویژگی‌هایی که دارد، برای ساخت ابزارآلات مناسب است. عناصر مختلفی مانند مولیبدن، وانادیم، کبالت و تنگستن در ساخت این نوع فولاد به کار رفته‌اند که به افزایش مقاومت و دوام بالای آن منجر می‌شوند. از این فولاد برای ساخت ابزارهای برش و سوراخ‌کردن استفاده می‌شود. یکی از ویژگی‌های برجسته آن این است که در اثر استفاده سنگین و طولانی‌مدت شکل خود را حفظ می‌کند و به همین جهت برای ساخت انواع ابزارآلات مناسب است.

جمع‌بندی

در این مقاله به بررسی ماده‌ای پرداختیم که بیشترین تولید و همچنین بیشترین کاربرد را در بین آلیاژها در صنایع مختلف دارد. درباره فولاد و کاربردهای آن توضیحاتی را ارائه دادیم و گفتیم که از دلایل کاربرد گسترده فولاد در جنبه‌های مختلف زندگی انسان، قیمت پایین آن و ویژگی‌های منحصربه‌فرد آن در استحکام و دوام بالای آن است. این عنصر در صنایع مختلفی مانند خودروسازی، هواپیماسازی، کشتی‎‌سازی، شهرسازی و معماری، تجهیزات پزشکی، ابزار آلات، دستگاه‌های مکانیکی، لوازم خانگی، تسلیحات و تجهیزات نظامی، ماشین آلات کشاورزی و… مورد استفاده قرار می‌گیرد. امیدواریم مطالب یاد شده مورد توجه شما عزیزان قرار گرفته باشد و مشتاقانه آماده شنیدن نظرات شما درباره مقاله حاضر هستیم.