فولاد نرم و کم کربن | ویژگی‌های فولاد نرم | فولاد آلیاژی

فولاد نرم، نوعی فولاد کربنی است که دارای مقدار کمی «کربن» می‌باشد. خیلی از افراد، این نوع فولاد را با نام «فولاد کم کربن» می‌شناسند.فولاد آلیاژی

مقدار کربنی که به طور معمول در فولاد نرم یافت می‌شود، بین 0.05٪ تا 0.25٪ وزنی است، در حالی که فولادهای کربنی بالاتر به طور معمول دارای محتوای کربن از 0.30٪ تا 2.0٪ هستند.

Mild Steel فولاد آلیاژی نیست؛ به این معنا که فقط آهن در این نوع فولاد یافت می‌شود و کروم، مولیبدن و سایر عناصر آلیاژی در این نوع فولاد وجود ندارد. از آنجایی که محتوای کربن و عناصر آلیاژی آن نسبتاً کم است، خواص متعددی وجود دارد که آن را از فولادهای کربنی و آلیاژی بالاتر متمایز می‌کند.فولاد آلیاژی
این دسته از فولادها نسبت به دیگر خانواده های فولادی بسیار ارزان تر بوده، اما با این وجود، با توجه به خواصی که دارند، مناسب بسیاری از پروژه ها می باشند.

فولاد نرم و فولاد کم کربن معمولاً:

1-خواص جوشکاری مناسبی دارند. دچار ترک خوردگی نمی شوند. نیاز به گرم کردن قبل از جوشکاری ندارند. البته بعد از عملیات جوشکاری لازم است عملیات حرارتی بر روی آن انجام گیرد.
2-ماشین کاری آنها بسیار راحت است.
3-بسیار سخت و بادوام هستند.
4-انعطاف پذیر بوده و شکل پذیری آنها آسان است.
5-قابلیت کشش مناسبی دارند
6-رسانا هستند و دارای خواص مغناطیسی می باشند.

فولاد آلیاژی

معمولاً پروژه هایی که مقدار قابل توجهی از فولاد مورد نیاز باشد، مهم ترین گزینه پیش روی پیمانکاران فولاد ساده کربنی و فولاد نرم خواهد بود. چون به راحتی در دسترس بوده و قیمت بسیار مناسبی دارند (برخلاف ورق استنلس استیل که به علت وجود عناصر گران نیکل و گروم قیمت بالاتری دارند). البته از نقاط ضعف این فولادها نیز نباید غافل شد.فولاد آلیاژی

ویژگی‌های فولاد نرم

• پایین بودن درصد کربن در فولاد نرم، به این معناست که این نوع فولاد نسبت به فولادهای کربن بالا، قابل انعطاف، ماشینکاری و جوش‌پذیری بالایی دارد.
• فولاد نرم مقاومت کششی کمتری نسبت به فولادهای کربنی بالا دارد.
• فولاد آلیاژی
• از دیگر ویژگی‌های فولاد نرم می‌توان به این موضوع اشاره کرد که دارای مقدار زیادی آهن و فریت است و همین موضوع به آن خاصیت مغناطیسی می‌بخشد.
• آهن موجود در فولاد نرم در صورت عدم پوشش مناسب، در معرض زنگ زدگی قرار می‌گیرد.
• وجود مقدار ناچیزی عناصر آلیاژی به فولاد نرم کمک می‌کند تا در مقایسه با سایر فولادها، مقرون به صرفه باشد.
• فولاد آلیاژی

فولاد نرم معمولا حاوی 0.16 تا 0.29 درصد کربن می باشد. از جمله عملیات هایی که جهت سخت سازی این فولاد به کار گرفته می شود، کربوریزاسیون می باشد. در این عملیات، فولاد، باقیمانده کربن فرار حاصل از سوخت زغال سنگ را دریافت کرده و به همین دلیل با بالارفتن نرخ کربن در آن، سخت می گردد.

جرم حجمی فولاد نرم 7.85 گرم بر سانتی مترمکعب می باشد.فولاد آلیاژی

ثابت مدول یانگ فولاد نرم، 210 گیگا پاسکال می باشد.

این ثابت، تابعی از تنش بر کرنش فولاد می باشد. در حقیقت تنشی که فولاد تا نقطه تسلیم تحمل می کند تقسیم بر کرنش (تغییر طول) فولاد.

ترکیب شیمیایی فولاد نرم

• شامل 0.25٪ کربن
• بین 0.4٪ تا 0.7٪ منگنز
• فولاد آلیاژی
• بین 0.1٪ تا 0.5٪ سیلیکون

مقدار کمی فسفر ، سرب، گوگرد و سایر عناصر دیگر ممکن است در برخی فولادهای هم خانواده اصلاح شده آن وجود داشته باشد.

کاربردهای فولاد نرم

• خودروسازی
• شامل کف کامیون ها و درب اتومبیل
  ساخت بست و پیچ و مهره
  قطعات ماشین آلات مانند سنجاقک
• فولاد آلیاژی
• دوک نخ ریسی
• شفت
• فولاد آلیاژی
• میله و چرخ های دستی
• اشکال ساختاری مورد استفاده در ساخت پل ها و ساختمان ها

فولاد نرم از نظر صنعتی در دو نوع st37 و st52 تولید می‌شود و هر کدام از این دو مورد، درجه نرمی متفاوتی دارند.فولاد آلیاژی

فولاد st37، از میزان نرمی بیشتری برخوردار است، جوش‌پذیری آن بالا و راحت است و به دلیل داشتن خواص مکانیکی عالی، معمولا در ساختمان سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این در حالی است که فولاد st52، به دلیل داشتن عناصر مختلف، ساختار بلور ریزتری دارد و در نهایت باعث افزایش مقاومت، جوش پذیری و انعطاف‌پذیری خواهد شد.فولاد آلیاژی

نکته قابل توجه اینجاست که فولاد نرم در آمریکا در 85 درصد مواقع استفاده‌های زیادی می‌شود و تقاضای بالای مصرف این نوع فولاد، باعث شده که قیمت کمتری نسبت به سایر فولادها داشته باشد.فولاد آلیاژی

در ایران نیز ار فولاد نرم در موارد مختلفی استفاده می‌شود؛ چرا که همان‌طور که از اسم ان مشخص است، نرم‌ترین فولادی است که کمترین میزان کربن را داراست و همین موضوع سفتی فولاد را افزایش می‌دهد.فولاد آلیاژی

فولاد کم کربن

فولاد کم کربن همانطور که از نامش مشخص است، حاوی کربن به مراتب کمتری نسبت به سایر گروه های فولادی می باشد.

در حالی که فولاد کربنی (کربن استیل) می تواند تا حدود 2 درصد کربن داشته باشد، فولاد کم کربن معمولا حاوی 0.05٪ تا 0.15٪ کربن می باشد.
یکی از مهمترین نقاط ضعف شناخته شده در فولاد کم کربن، استحکام تسلیم پایین آن می باشد.فولاد آلیاژی

استحکام تسلیم آلیاژ، نقطه ای در نمودار می باشد که در آن آلیاژ شروع به تغییر شکل غیر خطی می کند.

یعنی هم به صورت الاستیک (تغییر شکل برگشت پذیر) و هم به صورت پلاستیک (تغییر شکل غیر قابل برگشت) .

وقتی کشش فولاد از حد مجاز عبور کند، یعنی بالاتر از استحکام تسلیم مجاز، فولاد تحمل خود را از دست داده و اصطلاحاً دچار شکست می شود.

فولادهای کربنی بصورت کلاسه بندی شده بر اساس مقوله اکسیژن، به صورت زیر طبقه بندی می شوند:

1- فولادهای ناآرام: یک نوع فولاد کم کربن اکسیژن زدایی نشده است.

فولاد آلیاژی

2- فولاد ریختگی شبیه فولاد نیمه آرام

3- فولاد نیمه آرام: به این فولاد اکسیژن زداهایی از قبیل سیلیسیم به میزان کم در حدود 1/0 درصد اضافه می شود.

4- فولاد آرام: فولادی که اکسیژن آن به طور کامل توسط منگنز و سیلیسیم و یا آلومینیوم قبل از ریختن، زدوده شود. عملیات اکسیژن زدایی و پروسه های ساخت فولاد بر روی مشخصات و خواص فولاد تاثیر می گذارد.

بررسی ویژگی های کم کربن

• زمان خنک شدن کوتاه
• نرمی
• فولاد آلیاژی
• مقاومت در برابر ضربه
• شکل پذیری

به راحتی برای پردازش های مختلف مانند جعل و برش جعلی قبول می کند.

معمولاً در تولید کننده میله های فولادی ، قطعات مهر زنی ، زنجیر ، پرچ ، پیچ ، سیم و غیره استفاده می شود.

پس فولاد کم کربن  به فولادهای نرم معروف اند ، به صورت محصولات نورد شده (مثل تسمه و ورق) یعنی در شرایط آنیل شده و نورد سرد شده به بازار عرضه می شوند . این فولادها به آسانی جوشکاری و ماشین کاری شده ، قابلیت شکل پذیری بالایی داشته و ارزان قیمت نیز می باشند . فولادهای کم کربن کاربردهای زیادی در صنعت دارد به عنوان مثال به شکل ورق در بدنه های خودرو استفاده می شود .فولاد آلیاژی