فولاد نرم و كم كربن | ويژگي‌هاي فولاد نرم | فولاد آلياژي

فولاد نرم، نوعي فولاد كربني است كه داراي مقدار كمي «كربن» مي‌باشد. خيلي از افراد، اين نوع فولاد را با نام «فولاد كم كربن» مي‌شناسند.فولاد آلياژي

مقدار كربني كه به طور معمول در فولاد نرم يافت مي‌شود، بين 0.05٪ تا 0.25٪ وزني است، در حالي كه فولادهاي كربني بالاتر به طور معمول داراي محتواي كربن از 0.30٪ تا 2.0٪ هستند.

Mild Steel فولاد آلياژي نيست؛ به اين معنا كه فقط آهن در اين نوع فولاد يافت مي‌شود و كروم، موليبدن و ساير عناصر آلياژي در اين نوع فولاد وجود ندارد. از آنجايي كه محتواي كربن و عناصر آلياژي آن نسبتاً كم است، خواص متعددي وجود دارد كه آن را از فولادهاي كربني و آلياژي بالاتر متمايز مي‌كند.فولاد آلياژي
اين دسته از فولادها نسبت به ديگر خانواده هاي فولادي بسيار ارزان تر بوده، اما با اين وجود، با توجه به خواصي كه دارند، مناسب بسياري از پروژه ها مي باشند.

فولاد نرم و فولاد كم كربن معمولاً:

1-خواص جوشكاري مناسبي دارند. دچار ترك خوردگي نمي شوند. نياز به گرم كردن قبل از جوشكاري ندارند. البته بعد از عمليات جوشكاري لازم است عمليات حرارتي بر روي آن انجام گيرد.
2-ماشين كاري آنها بسيار راحت است.
3-بسيار سخت و بادوام هستند.
4-انعطاف پذير بوده و شكل پذيري آنها آسان است.
5-قابليت كشش مناسبي دارند
6-رسانا هستند و داراي خواص مغناطيسي مي باشند.

فولاد آلياژي

معمولاً پروژه هايي كه مقدار قابل توجهي از فولاد مورد نياز باشد، مهم ترين گزينه پيش روي پيمانكاران فولاد ساده كربني و فولاد نرم خواهد بود. چون به راحتي در دسترس بوده و قيمت بسيار مناسبي دارند (برخلاف ورق استنلس استيل كه به علت وجود عناصر گران نيكل و گروم قيمت بالاتري دارند). البته از نقاط ضعف اين فولادها نيز نبايد غافل شد.فولاد آلياژي

ويژگي‌هاي فولاد نرم

• پايين بودن درصد كربن در فولاد نرم، به اين معناست كه اين نوع فولاد نسبت به فولادهاي كربن بالا، قابل انعطاف، ماشينكاري و جوش‌پذيري بالايي دارد.
• فولاد نرم مقاومت كششي كمتري نسبت به فولادهاي كربني بالا دارد.
• فولاد آلياژي
• از ديگر ويژگي‌هاي فولاد نرم مي‌توان به اين موضوع اشاره كرد كه داراي مقدار زيادي آهن و فريت است و همين موضوع به آن خاصيت مغناطيسي مي‌بخشد.
• آهن موجود در فولاد نرم در صورت عدم پوشش مناسب، در معرض زنگ زدگي قرار مي‌گيرد.
• وجود مقدار ناچيزي عناصر آلياژي به فولاد نرم كمك مي‌كند تا در مقايسه با ساير فولادها، مقرون به صرفه باشد.
• فولاد آلياژي

فولاد نرم معمولا حاوي 0.16 تا 0.29 درصد كربن مي باشد. از جمله عمليات هايي كه جهت سخت سازي اين فولاد به كار گرفته مي شود، كربوريزاسيون مي باشد. در اين عمليات، فولاد، باقيمانده كربن فرار حاصل از سوخت زغال سنگ را دريافت كرده و به همين دليل با بالارفتن نرخ كربن در آن، سخت مي گردد.

جرم حجمي فولاد نرم 7.85 گرم بر سانتي مترمكعب مي باشد.فولاد آلياژي

ثابت مدول يانگ فولاد نرم، 210 گيگا پاسكال مي باشد.

اين ثابت، تابعي از تنش بر كرنش فولاد مي باشد. در حقيقت تنشي كه فولاد تا نقطه تسليم تحمل مي كند تقسيم بر كرنش (تغيير طول) فولاد.

تركيب شيميايي فولاد نرم

• شامل 0.25٪ كربن
• بين 0.4٪ تا 0.7٪ منگنز
• فولاد آلياژي
• بين 0.1٪ تا 0.5٪ سيليكون

مقدار كمي فسفر ، سرب، گوگرد و ساير عناصر ديگر ممكن است در برخي فولادهاي هم خانواده اصلاح شده آن وجود داشته باشد.

كاربردهاي فولاد نرم

• خودروسازي
• شامل كف كاميون ها و درب اتومبيل
  ساخت بست و پيچ و مهره
  قطعات ماشين آلات مانند سنجاقك
• فولاد آلياژي
• دوك نخ ريسي
• شفت
• فولاد آلياژي
• ميله و چرخ هاي دستي
• اشكال ساختاري مورد استفاده در ساخت پل ها و ساختمان ها

فولاد نرم از نظر صنعتي در دو نوع st37 و st52 توليد مي‌شود و هر كدام از اين دو مورد، درجه نرمي متفاوتي دارند.فولاد آلياژي

فولاد st37، از ميزان نرمي بيشتري برخوردار است، جوش‌پذيري آن بالا و راحت است و به دليل داشتن خواص مكانيكي عالي، معمولا در ساختمان سازي مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

اين در حالي است كه فولاد st52، به دليل داشتن عناصر مختلف، ساختار بلور ريزتري دارد و در نهايت باعث افزايش مقاومت، جوش پذيري و انعطاف‌پذيري خواهد شد.فولاد آلياژي

نكته قابل توجه اينجاست كه فولاد نرم در آمريكا در 85 درصد مواقع استفاده‌هاي زيادي مي‌شود و تقاضاي بالاي مصرف اين نوع فولاد، باعث شده كه قيمت كمتري نسبت به ساير فولادها داشته باشد.فولاد آلياژي

در ايران نيز ار فولاد نرم در موارد مختلفي استفاده مي‌شود؛ چرا كه همان‌طور كه از اسم ان مشخص است، نرم‌ترين فولادي است كه كمترين ميزان كربن را داراست و همين موضوع سفتي فولاد را افزايش مي‌دهد.فولاد آلياژي

فولاد كم كربن

فولاد كم كربن همانطور كه از نامش مشخص است، حاوي كربن به مراتب كمتري نسبت به ساير گروه هاي فولادي مي باشد.

در حالي كه فولاد كربني (كربن استيل) مي تواند تا حدود 2 درصد كربن داشته باشد، فولاد كم كربن معمولا حاوي 0.05٪ تا 0.15٪ كربن مي باشد.
يكي از مهمترين نقاط ضعف شناخته شده در فولاد كم كربن، استحكام تسليم پايين آن مي باشد.فولاد آلياژي

استحكام تسليم آلياژ، نقطه اي در نمودار مي باشد كه در آن آلياژ شروع به تغيير شكل غير خطي مي كند.

يعني هم به صورت الاستيك (تغيير شكل برگشت پذير) و هم به صورت پلاستيك (تغيير شكل غير قابل برگشت) .

وقتي كشش فولاد از حد مجاز عبور كند، يعني بالاتر از استحكام تسليم مجاز، فولاد تحمل خود را از دست داده و اصطلاحاً دچار شكست مي شود.

فولادهاي كربني بصورت كلاسه بندي شده بر اساس مقوله اكسيژن، به صورت زير طبقه بندي مي شوند:

1- فولادهاي ناآرام: يك نوع فولاد كم كربن اكسيژن زدايي نشده است.

فولاد آلياژي

2- فولاد ريختگي شبيه فولاد نيمه آرام

3- فولاد نيمه آرام: به اين فولاد اكسيژن زداهايي از قبيل سيليسيم به ميزان كم در حدود 1/0 درصد اضافه مي شود.

4- فولاد آرام: فولادي كه اكسيژن آن به طور كامل توسط منگنز و سيليسيم و يا آلومينيوم قبل از ريختن، زدوده شود. عمليات اكسيژن زدايي و پروسه هاي ساخت فولاد بر روي مشخصات و خواص فولاد تاثير مي گذارد.

بررسي ويژگي هاي كم كربن

• زمان خنك شدن كوتاه
• نرمي
• فولاد آلياژي
• مقاومت در برابر ضربه
• شكل پذيري

به راحتي براي پردازش هاي مختلف مانند جعل و برش جعلي قبول مي كند.

معمولاً در توليد كننده ميله هاي فولادي ، قطعات مهر زني ، زنجير ، پرچ ، پيچ ، سيم و غيره استفاده مي شود.

پس فولاد كم كربن  به فولادهاي نرم معروف اند ، به صورت محصولات نورد شده (مثل تسمه و ورق) يعني در شرايط آنيل شده و نورد سرد شده به بازار عرضه مي شوند . اين فولادها به آساني جوشكاري و ماشين كاري شده ، قابليت شكل پذيري بالايي داشته و ارزان قيمت نيز مي باشند . فولادهاي كم كربن كاربردهاي زيادي در صنعت دارد به عنوان مثال به شكل ورق در بدنه هاي خودرو استفاده مي شود .فولاد آلياژي