فولادها از حیث مشخصات و خواص فیزیکی – شیمیایی و مکانیکی بسیار متنوع هستند. هر کدام از خواص و مشخصات قابل اندازه گیری فولاد بیانگر قابلیت فولاد مورد نظر برای کاربرد های مختلف است. در این مقاله به تعریف بعضی از خواص فولاد ها می پردازیم.
۱- ترکیب شیمیایی (Chemical Composition):
همانطور که می دانید طیف وسیعی از خواص فولاد ها مرهون حضور عناصر آلیاژی متنوع در فولاد است. ترکیب شیمیایی عبارتست از درصد وزنی عناصر موجود در فولاد. هر چند ترکیبات شیمیایی به خودی خود بیانگر ساختار میکروسکوپی یا خواص مکانیکی مطلوب یا نامطلوب نیست. (چرا که با استفاده از روش های عملیات حرارتی یا مکانیکی می توان خواص متنوعی از فولاد را بدست آورد) اما اساس دسته بندی فولادها و نامگذاری آنها همین ترکیب یا آنالیز شیمیایی است.
مثلاً فولاد ۱٫۷۲۲۵ (۴۲CrMo4) دارای آنالیزی به شرح زیر است:
| Mo% | Cr% | P% | S% | Mn% | Si% | C% |
| 0.30 – 0.15 | 1.20 – 0.90 | 0.035> | 0.035> | 0.90 – 0.60 | 0.40> | 0.45 – 0.38 |
همانطور که در مثال بالا ملاحظه می کنید ترکیب شیمیایی به صورت یک محدوده بیان می شود. بدان مفهوم که اگر درصد عناصر موجود در یک فولاد در محدوده مزبور باشد آن فولاد منطبق با با استاندارد می باشد. لازم به یادآوری است هنگام آنالیز فولاد، عناصر دیگر در مقادیر اندک ظاهر می شوند که می توان در اثر ورود ناخواسته به مذاب اولیه به علت حضور در مواد اولیه و قراضه حین فولاد سازی باشد.
درصد کربن فولاد به علت اساسی حین عملیات حرارتی یا کاربرد در محیط های مختلف (مثلاً محیط اکسید کننده) می تواند تغییر کند. اولاً فولاد های با کربن متوسط یا کربن بالا در محیط های اکسید کننده نظیر کوره ها می توانند کربن سطح خود را از دست بدهند یا بالعکس در فولاد های کم کربن توسط عملیات سمانتاسیون کربن سطح به طور عمدی افزایش داده شود. به همین علت در آنالیز فولاد ها میزان کربن همواره بایستی به طور دقیق بررسی و کنترل شود تا از انحراف به علل فوق جلوگیری گردد.
ترکیب شیمیایی فولاد را به روش های متفاوتی می توان تعیین نمود که برخی از آنها به شرح زیر هستند:
آنالیز شیمی تجزیه (شیمی تر):
در روش شیمی تجزیه با انحلال براده های فولاد مرد نظر در اسید و تجزیه شیمیایی با روش های استاندارد می توان به میزان حضور عناصر مختلف پی برد.
از جمله روش های تجزیه شیمایی استفاده از دستگاه Spectrophotometer (اسپکتوفتومتر) و Atomic Absorption (اتمیک ابزورپشن) است.
آنالیز کوانتومتری:
یکی از متداول ترین و سریع ترین روش های آنالیز استفاده از روش های اسپکترومتری با استفاده از دستگاه کوانتومتر می باشد. در این روش با ایجاد جرقه در سطح فولاد در محیط گاز خنثی، دستگاه به طور دقیق آنالیز فولاد را مشخص می نماید. توجه داشته باشید که اگر در آنالیز کوانتومتری، کربن مقادیر بالاتر از معمول نشان دهد احتمالاً به علت گرافیت آزاد در ساختار چدن است و با این روش، آنالیز قابل استناد نمی باشد.
آنالیز توسط میکروسکوپ الکترونی:
این روش برای آنالیز سطح شکست فولادها بسیار متداول است و به کمک آن می توان پی برد که آیا وجود ناخالصی علت شکست بوده است یا خیر.
۲ – سختی (Hardness):
سختی کلمه ای است که برای افراد مختلف معانی متفاوتی دارد: برای یک ماشین کار مقاومت در مقابل براده برداری است. برای یک متخصص اتومبیل به مفهوم مقاومت در مقابل سایش است. برای یک مهندس مکانیک طراح معیاری برای تنش سیلان فلز است. و برای یک متالورژیست به مفهوم مقاومت در مقابل نفوذ جسم سخت به سطح فلز است.
هرچند نقطه اشتراک تعاریف فوق مقاومت فلز در برابر تغییر شکل پلاستیک (مومسان) تحت اثر نیروهای خارجی است اما آنچه تحت عنوان سختی در مباحث متالورژی بیان می شود کمیتی است که از آزمایش سختی به دست می آید. که بر اساس میزان فرورفتگی سمبه ای با شکل و جنس به خصوص تحت اثر یک نیروی مشخص بصورت استاتیک در فولاد (یا هرفلز دیگر) بیان می شود. بنابراین هرچه میزان فرورفتگی (عمق یا سطح اثر) کمتر باشد عدد سختی بزرگتر است و بنابراین مقاومت فلز در برابر تغییر شکل پلاستیک بیشتر است. قبلاً گفتیم عدد سختی مرهون درصد کربن معادل است، پس سختی بالاتر یعنی درصد کربن بالاتر.
-
روش خراشی
بیشتر برای کاربردهای مواد معدنی است و روش مقایسه ای محسوب می شود. واحد آن “مو” (Moh) است. عدد ۱ برای سختی تالک و عدد ۱۰ برای سختی الماس در نظر گرفته شده است. به طور متداول سختی کانی ها بین ۴ تا ۸ مو می باشد.
-
روش دینامیک
در این روش یک ساچمه از ارتفاع معین بر روی سطح قطعه رها می شود و براساس انرژی آزاد شده در برگشت ساچمه (ارتفاع برگشت ساچمه) بیان می شود. واحد آن “شور” (Scleroscope) است.
-
روش اولتراسونیک
امروزه با استفاده از روش های پیشرفته اولتراسونیک به آسانی میزان سختی فلز به وسیله میزان نفوذ یا برگشت امواج صوتی پر انرژی اندازه گیری می شود. اما نهایتاً عدد بیان شده براساس یکی از روش های سنبه فروشونده بیان خواهد شد.
-
روش سنبه فروشونده
متداول ترین روش برای اندازه گیری سختی فلزات همین روش است. در این روش با اعمال نیرو توسط یک سنبه اثر گذار و اندازه گیری عمق میزان فرورفتگی یا سطح اثر می توان به عدد سختی دست یافت.
در برخی روش ها نظیر راکول، برای دستیابی به عدد دقیق تر و جلوگیری از اثرپوسته های اکسیدی یا کیفیت نامطلوب سطح، مرحله بارگذاری اولیه، بارگذاری با نیروی کم پیش بینی شده است. که در محاسبه عدد سختی بی تاثیر است و مرحله بعدی اعمال نیروی اصلی است که معیار اصلی عدد سختی است.
مشخصات و خواص فیزیکی – شیمیایی و مکانیکی بسیار متنوع هستند. برای سفارش و خرید انواع آنها روش های گوناگون زیادی وجود دارد که سفارش اینترنتی یکی از آنهاست. مثلاً برای خرید فولاد MO40 یا CK45 که از پرطرفدارترین فولادها هستند، می توانید با استفاده از دکمه ی تماس فوری در پایین همین صفحه تماس بگیرید و سفارش ثبت کنید. فولاد ارزان با سال ها تجربه آماده ارائه ی بهترین محصولات با مناسب ترین قیمت و خدمت رسانی به شما مشتریان گرامی می باشد.