تفاوت فولاد آلیاژی و غیر آلیاژی

همان طور که می دانید یکی از مهم ترین آلیاژهای آهن، فولاد است که به دو دسته بندی اصلی تقسیم بندی می شود. ابتدا بهتر است بدانید فولاد از طریق ترکیب عنصر آهن به همراه کربن تولید می شود. ساختار این ماده یک شبکه کریستالی را تشکیل می دهد که دارای خواصی مانند استحکام و در عین حال شکل پذیری است.

حال در برخی موارد سایر عناصر شیمیایی مانند کروم، آلومینیوم، نیکل، سیلیسیم، فسفر و گوگرد سبب به وجود آمدن یک سری ویژگی های جدید در فولاد خواهد شد که از جمله آن ها می توان به مقاومت در برابر خوردگی و زنگ زدگی، استحکام کششی، وزن سبک و طول عمر بالا اشاره کرد. یکی از دسته بندی های اصلی این ماده را به دو گروه فولادهای آلیاژی و غیر آلیاژی تقسیم بندی می کند.ه

به طور کلی فرآیند تولید فولاد شامل استخراج سنگ آهن از معادن، فراوری این ماده و حذف ناخالصی های آن، تولید گندله سنگ آهن، ساخت آهن اسفنجی و در نهایت تولید فولاد مذاب است. حال در طی این مراحل یک سری آنالیزهای شیمیایی در جهت کاربرد نهایی محصول مورد نظر انجام می شود که سبب تولید فولادهای آلیاژی و غیر آلیاژی خواهد شد.

لازم به ذکر است آهن اولیه در این فرآیند حاوی مقادیر زیادی از عنصر کربن درون خود می باشد که سبب افزایش سختی و درعین حال افزایش شکنندگی محصول خواهد شد؛ از این رو عملیات های حرارتی مختلفی بر روی آن انجام می گیرد. در ادامه به بررسی تفاوت فولاد های آلیاژی و غیر آلیاژی به صورت دقیق تر می پردازیم.

 

 

تفاوت دقیق فولاد های آلیاژی و غیر آلیاژی

پیش از بررسی تفاوت این دو دسته بندی، بهتر است بدانید فولاد آلیاژی نوعی از فولاد است که در ترکیبات تولید آن، مقادیر زیادی از عناصر شیمیایی دیگر اضافه می شود. این در صورتی است که فولاد غیر آلیاژی در زمان تولید هیچ گونه عنصری به ترکیبات آن اضافه نمی شود. در واقع اصلی ترین تفاوت فولادهای غیر آلیاژی و آلیاژی در روند تولید آن ها است. با این وجود معیار بررسی تفاوت این دو دسته بندی در سه بخش وجود کربن، نحوه ذوب و مقاومت محصول نهایی در برابر خوردگی است.

تفاوت در میزان کربن

یکی از راه های تشخیص فولادهای آلیاژی از غیر آلیاژی، بررسی میزان کربنی است که در ترکیبات شیمیایی آن ها به کار برده می شود. همان طور که ذکر شد، با افزودن عنصر کربن در روند تولید فلزات، میزان سختی آن ها افزایش می یابد، اما در عوض میزان شکنندگی و خرد شدن آن ها نیز بیشتر می شود. تفاوت فولادهای آلیاژی و غیر آلیاژی نیز در این مورد صدق می کند؛ به طوری که میزان کربن در فولادهای غیر آلیاژی بسیار کم و تنها در حدود 1 درصد است؛ در نتیجه می توان گفت این فلز دارای قابلیت انعطاف پذیری و شکل پذیری منحصر به فردی است.

در مقابل فولاد غیر آلیاژی دارای میزان بسیار زیادی کربن در حدود 25 درصد است که سبب سختی بسیار بالای آن ها و همچنین شکنندگی زیاد خواهد شد. با این وجود میزان انعطاف پذیری این فلزات نیز بسیار کم می باشد، اما این مشکل قابلیت حل شدن به وسیله افزودن یک سری عناصر مانند منگنز و نیکل را دارد.

تفاوت در نحوه ذوب

منظور از تفاوت در نحوه ذوب، همان اصلی ترین تفاوت فولادهای آلیاژی و غیر آلیاژی است. فولاد آلیاژی در زمان ذوب و تولید، عناصر مختلف شیمیایی در ترکیبات آن اضافه می شود. این در صورتی است که در زمان تولید فولاد های غیر آلیاژی هیچ گونه عنصری به ترکیبات آن اضافه نمی شود.

تمایز در میزان مقاومت در برابر خوردگی

از نظر میزان خوردگی باید گفت در فولادهای غیرآلیاژی درصد آهن بسیار بالا بوده و از این رو به راحتی با اکسیژن محیط واکنش نشان داده و اکسید می شود؛ در نتیجه فولادهای غیر آلیاژی به راحتی دچار اکسیداسیون، خوردگی و زنگ زدگی می شوند. از سوی دیگر فولاد های آلیاژی با داشتن عناصری مانند آلومینیوم و منگنز در ترکیبات خود، دارای درصد آهن کمتر و در نتیجه مقاومت بالاتر در برابر این گونه عوامل هستند.

با این وجود هر چه درصد آهن در یک فلز بیشتر باشد و عناصر کمتری در آن به کار برده شوند، نرخ مقرون به صرفه تری در نهایت دارد؛ زیرا قیمت امروز آهن به عنوان فلز پایه در این آلیاژها اثرگذار بوده و قیمت پایه آن نیز برای استعلامات مختلف در نظر گرفته می شود. نوسانات ارزی، وضعیت اقتصادی، سیاسی، عناصر به کار رفته و ... نیز از دیگر عوامل اثرگذار بر این موضوع می باشند. همچنین جالب است بدانید در برخی موارد برای افزایش مقاومت این فلزات و همچنین طول عمر آن ها، لایه ای از جنس فلز روی بر روی آن ها اعمال می شود.

این فرآیند گالوانیزاسیون نام دارد و محصول نهایی آن ورق گالوانیزه است. طول عمر این محصولات پس از پوشش دهی به وسیله فلز روی به حدود 50 سال نیز می رسد. همچنین فولادهای آلیاژی دارای قابلیت فرم پذیری و رنگ پذیری نیز می باشند؛ از این رو در صنایعی که نیاز به ساخت تجهیزات مستحکم، اما فرم پذیر است، از آن ها استفاده می کنند.

کاربرد فولادهای آلیاژی و غیر آلیاژی

به سبب دلایل ذکر شده در فوق، می توان گفت که طرفداران فولادهای آلیاژی از موارد غیر آلیاژی بیشتر هستند و در نتیجه کاربردهای بیشتری را به خود اختصاص می دهند. یکی از مهم ترین فولادهای آلیاژی، فولاد ضد زنگ است که به علت مقاومت در برابر زنگ زدگی و خوردگی، کاربردهای بسیاری در صنایع مختلف خصوصاً صنعت لوله سازی، به خود اختصاص می دهد.

سایر فولادهای آلیاژی نیز در دسته بندی ورق های سیاه، روغنی، گالوانیزه و ... قرار می گیرند که هر کدام با داشتن عناصر مختلف، در مصارف متفاوتی استفاده می شوند. برای تولید فولاد آلیاژی، در کنار کربن از عناصر دیگر نظیر منگنز، بور، وانادیم، کروم، منگنز، سیلیسیم، تنگستن و غیره استفاده می ‌کنند.

یکی از نمونه های بارز فولاد غیر آلیاژی نیز که در زندگی روزمره ما کاربرد بسیار زیادی دارد، چدن نامیده می شود. درصد کربن چدن بین 3 تا 5 درصد بوده و از آن برای ساخت قطعات ریخته گری که نیاز به سختی بالا و شکل پذیری مناسب دارند، ظروف آشپزخانه و سایر موارد استفاده می شود. این فلز برای نگهداری و انتقال حرارت بسیار مناسب بوده و نداشتن عناصر مختلف در ترکیبات آن سبب سالم تر پخته شدن غذا خواهد شد.

حتما بخوانید:تفاوت ورق آجدار پرسی و فابریک

جمع ‌بندی

با وجود این توضیحات می توان گفت فولاد از نظر نحوه تولید و عناصر تشکیل دهنده آن در دو دسته بندی فولادهای آلیاژی و غیر آلیاژی قرار می گیرد. این فلز به عنوان یک ماده با خواص شیمیایی و فیزیکی متفاوت از سایر آلیاژهای آهن، کاربردهای زیادی را در صنعت به خود اختصاص می دهد که در این مطلب به شرح تفاوت آن ها پرداخته شد.