اثرات عناصر آلیاژی اصلی در فولاد

اضافه کردن عناصر آلیاژی به فلز پایه باعث بهبود خواص مکانیکی و شیمیایی آن عنصر پایه می شود. در مطلب زیر تعدادی از این عناصر بررسی می گردد:

• کربن:

این عنصر مهمترین و موثرترین عنصر آلیاژی می باشد. افزایش میزان کربن، استحکام و سختی فولاد را بالا می برد اما قابلیت چکش خواری، ماشینکاری و جوشکاری کاهش می یابد. این عنصر هیچ تاثیری بر مقاومت به خوردگی در آب ، اسید و گازهای گرم را ندارد.

• کروم:

مهمترین ویژگی این عنصر در فولادها، افزایش مقاومت به خوردگی است. افزایش 12 درصدی کروم در فولاد برای ضد زنگ نمودن آن کافی می باشد. ترکیب این عنصر با کاربیدهای موجود در ساختار فولاد باعث افزایش سختی فولاد می شود ولی شکل پذیری فولاد را کاهش می دهد.

• نیکل:

اضافه کردن این عنصر به فولاد باعث افزایش سختی و استحکام فولاد بدون کاهش شکل پذیری و چقرمگی می گردد. نیکل به صورت گسترده در فولادهای زنگ نزن جهت کاربرد در دماهای پایین استفاده می گردد.

• منگنز:

این عنصر باعث افزایش استحکام و کاهش شکل پذیری در فولادها می باشد. ترکیب این عنصر با گوگرد موجود در فولاد قابلیت چکش خواری، شکل پذیری و انعطاف پذیری را افزایش می دهد. از لحاظ مکانیکی استحکام و جوش پذیری فولاد بهبود می یابد.

• مس:

این عنصر باعث پایداری آستینیت میگردد. تاثیر این عنصر در چقرمگی و سختی فولاد کم است ولی در افزایش مقاومت به خوردگی و استحکام فولاد موثر است.

• آلومینیوم:

این عنصر در افزایش مقاومت به اکسیداسیون در فولادها موثر است لذا جهت مقاومت در برابر حرارت افزوده می گردد. افزودن این عنصر در فولادهای رسوب سخت باعث تشکیل ترکیبات بین فلزی و افزایش استحکام از طریق پیرسختی می گردد.

• نیتروژن:

در فولادهای زنگ نزن باعث پایداری آستنیت می گردد. رسوبات فاز میانی را کاهش می دهد. استحکام کششی و تسلیم را بدون اثر در شکل پذیری افزایش می دهد. وجود درصد بالاتر از 0.2 نیتروژن باعث بروز تخلخل می گردد.

• وانادیوم:

وانادیوم باعث افزایش استحکام و چقرمگی فولاد در شرایط کار سرد (نظیر نورد) میگردد. این عنصر در فولادهای زنگ نزن که قابلیت سخت کاری را دارند کاربرد دارد. وجود این عنصر در فولاد منجر به تشکیل کارببدها و نیتریدهایی میگردد که در تشکیل ساختار فریتی موثر است. این عنصر در فرآیند کوینچ تمپر باعث افزایش سختی فولاد میگردد.

• سیلیسیوم

این عنصر پایدار کننده فریت با ساختار BCC است و موجب افزایش مقاومت به اکسیداسیون در دماهای بالا و پایین میگردد. سیلیسیوم از طریق اکسیدزدایی باعث بهبود استحکام فولاد می گردد.

 عناصری نظیر بور، کبالت، مولیبدن، نیبیوم، تنگستن و .. . با توجه به کاربرد فولاد به آن اضافه میگردد.