مقاله فولاد

توضیحات محصول

دانلود مقاله فولاد با فرمت ورد و در 23 صفحه قابل ویرایش

قسمتی از متن مقاله فولاد

فولاد چیست ؟

فولاد (Steel)، آلیاژهای آهن – کربن به همراه مقادیر جزیی از برخی عناصر دیگر مانند منگنز، سیلیسیوم و ... بوده که درصد کربن آنها می تواند بین 0.025 تا 2 متغیر باشد. این گروه از مواد، به علت داشتن خواص متالورژیکی مناسب، کاربردهای بسیاری در صنعت دارند.

آهن خالص بسیار نرم بوده و مورد استفاده صنعتی زیادی ندارد و افزودن عناصر آلیاژی به آهن می تواند موجب بهبود خواص مکانیکی آن می شود. در میان عناصر، کربن مهمترین عنصریست که روی خواص مکانیکی آهن تاثیر مثبت داشته و در بسیاری موارد تعیین کننده خواص مکانیکی در آلیاژهای آهن می باشد.

فولادها ، آلیاژهای آهن- کربنی هستند که میزان کربن آنها از 0.025 تا 2 درصد می تواند متغیر باشد و نیز علاوه بر کربن حاوی درصدی از برخی عناصر آلیاژی دیگر هم هستند.

فولاد پر مصرف ترین فلز صنعتی است و مصرفش پیوسته افزایش می‌یابد. امروزه تولید فولاد جهان نزدیک به هزار و سیصد میلیون تن در سال است. گفته می‌شود فولاد سازی از هندوستان به ایران آمده است، زیرا در دوران باستان، فولاد هندی بنام بوده است. فولاد چند جوشی است. برای ساختن فولاد، کربن آهن خامِ سفید را می‌سوزانند، تا از۵/۳تا ۶٪به ۲/۰تا ۵/۱٪وزنش کاهش یابد، عنصر‌های دیگر را در آن اندازه می‌کنند تا فولاد خواسته شده ساخته شود .

فولادهای آلیاژی غالبا با فلزهای دیگری نیز همراهند. خواص فولاد به درصد کربن موجود در آن، عملیات حرارتی انجام شده بر روی آن و فلزهای آلیاژ دهنده موجود در آن بستگی دارد.

مقاله فولاد

آشنایی با انواع فولاد ها

در اکثر کاربرد های مهندسی ، فولاد سهم بسزایی دارد.یکی از دلایل کاربرد وسیع فولاد ها ، تحمل نیروهای بسیار سنگین و توانایی انتقال نیروهاست.

روشهای طبقه بندی فولاد ها :

براساسترکیب شیمیایی به گروه های زیر تقسیم می گردند :

الف ) فولاد های ساده کربنی :

فولاد های هستند که عنصر اصلی تشکیل دهنده آنها کربن است .

فولاد های ساده کربنی به سه گروه تقسیم می شوند :

- فولاد های کم کربن (حداکثر25/. کربن(

- فولاد های کربن متوسط (5/.-25/. کربن (

- فولاد های پرکربن (بیش از 55/. کربن(

ب) فولاد های کم آلیاژ:

فولاد های هستند که مجموع مقادیر عناصر آلیاژی درآن حداکثر 5 درصد است .

پ) فولاد پرآلیاژ:

مجموع عناصرآلیاژی در این فولادها بیش از 5 درصد می باشد.

در صد کربن در فولادهای کم آلیاژی و پرآلیاژی 9/1-1/. می باشد.

بر اساس کاربرد و روشهای عملیات حرارتی فولاد به انواع زیر تقسیم می شود:

فولاد های سمانتاسیون – عملیات حرارتی شونده – نیتروره – بلبرینگ – زنگ نزن و ...

گروه یک : فولادهای سمانتاسیون

درصد کربن این فولادها پایین و حداکثر3/.است.این فولادها علاوه بر کربن عناصر آلیاژی دیگرنظیر: منگنز، سیلیسیم ، کرُم ، مولیبدن و نیکل دارا می باشند و تحت عملیات حرارتی کربن دهی تولید می شوند . به دلیل درصد پایین کربن بعد از عملیات حرارتی سخت کاری سختی بالایی نخواهند داشت.اگر سطح فولاد با عملیات کربن دهی پرکربن شود سختی سطح بالا می رود .حداکثر نفوذ کربن 2 میلیمتر زیر سطح خواهد بود. فولادهای سمانته سطحی سخت و مغزی نرم و چقرمه و مقاومت به سایش بالایی خواهند داشت و در عین حال مقاومت به ضربه بالایی نیز دارند .

مقاله فولاد

گروه دوم : فولادهای عملیات حرارتی پذیر

درصد کربن این فولادها بیش از 3/. است پس در نتیجه عملیات حرارتی در روغن یا آب به خوبی سخت می شوند . برای اصلاح و بهبود خواص مکانیکی در این فولادها مقداری عناصر آلیاژی به آنها اضافه می شود . این فولادها تا مغز سخت می شوند (مخصوصا قطعاتی که نازک بوده و نیز در آب سرد می شوند.(

پس از عملیات حرارتی بایستی بلافاصله تمپر شوند تا از ترک خوردن احتمالی آنها جلوگیری شود.این فولادها به دودسته آلیاژی و کربنی تقسیم می شوند . فولادهای ساده کربنی فولادهایی هستند که مقادیر کمی از عناصر آلیاژی مانند منگنز (حداکثر9/.)به آنها اظافه می شود.دراثرعملیات حرارتی مغز قطعه ساخته شده از این فولاد چندان سخت نمی شود.

دلایل کلی افزودن عناصر آلیاژی به فولادها عبارتند از :

1- افزایش سختی پذیری

2- افزایش استحکام قطعه در دماهای بالا و پایین

3- افزایش مقاومت به سایش

4- افزایش خواص مغناطیسی

5- افزایش انرژی لازم برای شکستن قطعه

گروه سوم : فولادهای فنر

وقتی یک قطعه تحت نیروهای خارجی قرار می گیرد قبل از شکستن دو نوع تغییر شکل از خود نشان می دهد.

1- تغییر شکل الاستیک (کشسان)

تحت این شرایط چنانچه نیرو از روی جسم برداشته شود جسم به حالت اولیه خود باز می گردد.

2- تغییر شکل پلاستیک (مومسان)

تحت این شرایط اگر نیرو از روی جسم برداشته شود جسم به ابعاد اولیه خود باز نمی گردد.فنرها اجسامی هستند که در اثر اعمال نیرو و بعد از برداشتن آن ، دوباره به شکل و ابعاد اولیه خود باز می گردند . به دلیل بالا بودن نیروها و تغییر شکلهایی که به فنرهای مورد استفاده در صنعت وارد می شود لازم است که حد الاستیک قطعه را بالا برد یعنی فولاد تحت تنشهای بالا21000 (kg/mm2 ) بتواند از خود تغییر شکل الاستیک نشان دهد از طرفی فنر ها تحت نیروهای متغیر می باشند و بنابراین فولاد مورد نیاز برای این قطعات باید از مقاومت به خستگی بالایی برخوردار باشد در نتیجه برای ساخت فنرها از فولادهایی استفاده می شود که دارای مقادیر مناسبی از سیلیسیم ، منگنز ، کرُم ، وانادیم و مولیبدن باشند.فولادهایی که در برابر حرارت مقاوم باشند حاوی کرُم ، وانادیم و تنگستن هستند . فولادهای مقاوم در برابر خوردگی حاوی کرم ، نیکل و مولیبدن (فولادهای زنگ نزن ) هستند.

مقاله فولاد

گروه چهارم :فولادهای خوش تراش

مقدار گوگرد در فولاد باید پایین باشد چون فولاد در حین عملیات آهنگری (فورج ) و نورد گرم از خود رفتار تردی نشان می دهد و قطعه کار ترک می خورد با وجود این در مواردی که لازم است قابلیت ماشین کاری فولاد افزایش یابد و به جای براده های طویل براده های کوتاه تشکیل شود تا حد معیتی به فولاد (35/.-08/.)گوگرد اضافه می کنند.

برای افزایش قابلیت ماشین کاری فولاد می توان از فولادهای سرب دار و فسفردارنیز همرا ه با گوگرد (2/.-15/.) استفاده کرد.

فولادهای خوش تراش برای عملیات آهنگری و نورد گرم که در دمای بالا انجام می گیرد مناسب نمی باشد . فسفر نیز اگر مقدارش بیش از 2/. باشد مقاومت ضربه فولاد کاهش می یابد