فولاد پرمصرف ترین ماده در ساخت و ساز، تولید و صنعت است. دو نوع از پرکاربردترین فولادها فولاد ملایم و فولاد کربنی هستند. در حالی که هر دو برای اهداف مشابه استفاده می شوند، چندین تفاوت کلیدی بین این دو وجود دارد که آنها را برای کاربرد های مختلف مناسب تر می کند. تفاوت فولاد نرم و فولاد کربنی ، در محتوای کربن، خواص مکانیکی و فرآیندهای ساخت می باشد. از فولاد در ساخت انواع لوله ها از جمله لوله سیلندری ، میل کروم ، لوله کروم ، هارد کروم ، لوله پیستونی ، لوله سیلندر هیدرولیک که هر یک برای کاربردهای مختلف استفاده می شود . در این مقاله ما فولاد نرم و فولاد کربنی به شما معرفی می شود و همچنین در مورد فولاد نرم و فولاد کربنی ، کدام بهتر است ، با شما صحبت خواهیم کرد.

فولاد نرم چیست؟

فولاد نرم نوعی فولاد کربنی با مقدار کربن کم (معمولاً 0.05٪ تا 0.25٪) است. اینها همچنین به عنوان “فولادهای کم کربن” شناخته می شوند. فولاد کم کربن یک ماده نسبتاً ارزان و همه کاره در نظر گرفته می شود که معمولاً در کاربردهای مختلف ساخت و ساز و ساخت استفاده می شود. محتوای کربن کم، فولاد نرم را انعطاف پذیرتر و شکل دهی، شکل دهی و جوش را آسان تر از سایر انواع فولاد می کند. فولاد ملایم قابلیت ماشین کاری خوبی دارد و به راحتی می توان آن را سوراخ کرد، برش داد و در اشکال و اندازه های مختلف ساخت.

علاوه بر این، فولاد کم کربن دارای استحکام کششی نسبتا بالایی است که آن را برای استفاده در کاربردهایی مانند تیرها، ستون ها و اجزای ماشین آلات مناسب می کند. تطبیق پذیری و مقرون به صرفه بودن آن را به انتخابی محبوب برای طیف وسیعی از کاربردها تبدیل کرده است.

فولاد کربنی چیست؟

فولاد کربنی نوعی فولاد است که حاوی کربن به عنوان عنصر آلیاژی اصلی است و سایر عناصر در مقادیر کمتری وجود دارند. این فلز به دلیل استحکام بالا و قیمت پایین معمولاً در ساخت بسیاری از محصولات و سازه ها استفاده می شود. فولاد کربنی را می توان بر اساس ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی آن به گریدهای مختلفی طبقه بندی کرد، مانند فولاد کم کربن (فولاد ملایم)، فولاد کربن متوسط، فولاد کربن بالا و فولاد فوق کربن. هر گرید بسته به خواص مطلوب محصول نهایی، کاربردها و کاربردهای خاص خود را دارد.

فولاد کربن متوسط تا زیاد معمولاً برای ساخت اجزای ماشین آلات مانند چرخ دنده ها، میل لنگ و میل استفاده می شود. استحکام بالا و به خصوص سختی بالا آن را به گزینه ای ایده آل برای طیف وسیعی از کاربردهای ابزارآلات تبدیل می کند.

انواع فولاد کربنی

انواع مختلفی از فولاد کربنی وجود دارد که هر کدام خواص و کاربردهای منحصر به فردی دارند. این انواع عبارتند از:

• فولاد کم کربن

این نوع فولاد که به عنوان “فولاد ملایم” نیز شناخته می شود، در مقایسه با سایر انواع فولاد کربنی انعطاف پذیرتر و شکل دهی، شکل دهی و جوش دادن آن آسان تر است. این امر باعث می شود که فولاد ملایم انتخابی محبوب نسبت به فولادهای با کربن بالاتر در کاربردهای ساخت و ساز باشد.

• فولاد کربن متوسط

حاوی 0.3٪ تا 0.6٪ محتوای کربن است که آن را قوی تر و سخت تر از فولاد کم کربن می کند اما همچنین شکننده تر است. اغلب در کاربردهایی که به استحکام و شکل پذیری نیاز دارند، مانند اجزای ماشین آلات، قطعات خودرو و قاب های ساختمان استفاده می شود.

• فولاد کربن بالا

فولاد پر کربن حاوی 0.6٪ تا 1.5٪ محتوای کربن است و به دلیل استحکام و سختی بالا شناخته شده است، اما فولاد پر کربن حتی از فولاد با کربن متوسط تردتر است. فولاد کربن بالا در کاربردهایی که به استحکام بالایی نیاز دارند مانند تیغه چاقو، ابزار دستی و فنر استفاده می شود.

فرآیند تولید فولاد نرم و فولاد کربنی

فرآیند تولید فولاد نرم و فولاد کربنی بسته به نوع فولاد و کیفیت مورد نظر برای محصول نهایی متفاوت است. فرآیند تولید اغلب به سه مرحله تقسیم می شود:

• اولیه
• ثانوی
• ریخته گری

فرآیندهای اولیه

فولاد را می توان به طور کامل از مواد بازیافتی یا از ترکیبی از فولاد بازیافتی و بکر با استفاده از فرآیند BOF ایجاد کرد. فولاد نرم و کربنی معمولاً با استفاده از روش کوره اکسیژن پایه (BOF) تولید می شود که شامل تبدیل مواد خام مانند سنگ آهن و کک به فولاد مایع است. فولاد مایع در قالب ریخته می شود تا اسلب یا شمش تولید شود. اکسیژن خالص از طریق فولاد مایع رانده می شود تا کربن اضافی را اکسید کند و در نتیجه محصول نهایی با محتوای کربن تا 0.5٪ تولید می شود.

فرآیندهای ثانویه

نیازهای بازار برای محصولات فولادی با کیفیت بالاتر با ویژگی‌های سازگارتر، به توسعه فرآیندهای فولادسازی ثانویه دامن زد. این به تولیدکنندگان اجازه می‌دهد تا محتوای کربن را تغییر دهند تا فولاد کم کربن، فولاد کربن متوسط، فولاد کربن بالا یا  فولاد کربن فوق العاده بالا را تولید کنند. در یک کوره قوس الکتریکی، ترکیب فولاد با افزودن یا حذف اجزای خاص یا با دستکاری دما تغییر می‌کند. فرآیندهای EAF شامل:

• هم زدن : جداسازی ناخالصی های غیرفلزی یک ترکیب و ترکیب همگن فولاد را تضمین می کند.
• کوره ملاقه : کنترل دقیق دما و تزریق اندازه گیری شده اجزای آلیاژی را امکان پذیر می کند.
• تزریق ملاقه : گاز بی اثر به کف حمام فولادی تزریق می شود تا اثر همزن به دست آید.
• گاز زدایی : هیدروژن، اکسیژن و نیتروژن را حذف می کند و در عین حال میزان گوگرد محصول را نیز کاهش می دهد.
• تنظیم ترکیب : برای دستیابی به هم زدن بسیار مهم است (با حباب آرگون مهر و موم شده با دمیدن اکسیژن – CAS-OB)

حذف اکسیژن یک مرحله حیاتی در فولادسازی ثانویه است. هنگامی که فولاد مذاب شروع به جامد شدن می کند، حضور اکسیژن باعث واکنش با کربن می شود و گاز مونوکسید کربن تولید می کند. کنترل اکسیداسیون را می توان برای تغییر خواص مواد محصول نهایی و در نتیجه مناسب بودن فولاد برای کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار داد. فرآیندهای اکسید زدایی فولاد شامل:

• فولادهای لبه دار : فولادهای غیر اکسیده یا نیمه اکسید شده.
• فولادهای سرپوش دار : در ابتدا قابل مقایسه با لبه بندی هستند، اما قالب برای جلوگیری از ایجاد مونوکسید کربن درپوش است.
• فولادهای نیمه کشته : نیمه اکسید شده و دارای محتوای کربن در محدوده 0.15-0.3٪ هستند.
• فولادهای کشته شده : کاملاً اکسید زدایی شده تا جایی که در طی انجماد مونوکسید کربن تولید نمی شود.

ریخته گری

روش‌های ریخته‌گری سنتی مستلزم ریختن فولاد مذاب در قالب‌های منفرد روی واگن‌های ریلی است. ریخته‌گری مداوم فولاد مذاب به شکل‌های مناسب‌تر برای پردازش پایین دست با ماشین‌های ریخته‌گری امکان‌پذیر است. شمش ها به چاله های خیساندن منتقل می شوند تا برای نورد گرم دوباره گرم شوند. در ماشین ریخته گری پیوسته، فولاد به صورت اسلب، بلوم یا بیلت تولید می شود.

فرآیندهای تکمیل فولاد نرم و فولاد کربنی

روش تکمیل فولاد نرم و فولاد کربنی می تواند تأثیر قابل توجهی بر ظاهر و عملکرد محصول نهایی داشته باشد. فولاد کربنی با استفاده از، متحرک،حرارت درمانی، درمان سطحی، پردازش ثانویه پایین دست، نورد محصول، شمش های ریخته گری جامد باید به شکل ها و اندازه های قابل استفاده تری مانند شمش های ریخته گری پیوسته نورد شوند. رول ها با ورود به دستگاه سریعتر از فولاد می چرخند و آن را به جلو می راند و فشرده می کند. فرایند تکمیل فولاد نرم و فولاد کربنی عبارتند از :

• شکل دهی گرم : برای شکستن ریزساختار ریختگی، فولاد بالاتر از دمای تبلور مجدد گرم می شود. این منجر به اندازه دانه یکنواخت تر و توزیع یکنواخت کربن در سراسر فولاد می شود.
• شکل گیری سرد : شکل دهی سرد در دمای کمتر از دمای تبلور مجدد انجام می شود. این روش باعث بهبود پرداخت و در عین حال افزایش استحکام تا 20% از طریق سخت شدن کرنش می شود. در یک کارخانه نورد، مواد نیمه تمام بیشتر به محصولات میانی تبدیل می شوند. سپس برای صنایع پایین دستی آماده می شوند تا آنها را تولید و فرآوری کنند.
• حرارت درمانی : هدف فولاد عملیات حرارتی تغییر توزیع کربن در محصول و ریزساختار داخلی است که خواص مکانیکی آن را اصلاح می کند. هنگامی که کیفیت مکانیکی فولاد با عملیات حرارتی تغییر می کند، افزایش شکل پذیری منجر به کاهش سختی و استحکام می شود (و بالعکس).
• عادی سازی : فولاد تا حدود 55 درجه سانتیگراد (130 درجه فارنهایت) در بالاترین دمای بحرانی خود گرم می شود. دمای بحرانی بالایی تا زمانی که کل محصول به طور یکنواخت گرم شود حفظ می شود و در این مرحله با هوا خنک می شود. این رایج ترین نوع عملیات حرارتی است و استحکام و سختی استثنایی را به فولاد می بخشد.
• آنیل کردن : فولاد قبل از سرد شدن با سرعت 21 درجه سانتیگراد (70 درجه فارنهایت) در ساعت به مدت یک ساعت تا دمای محلول جامد گرم می شود. کشش های داخلی حذف شده و در نتیجه فولاد نرم و انعطاف پذیر ایجاد می شود.
• خاموش کردن : این مشابه عملیات حرارتی عادی است، با این تفاوت که خنک‌سازی با خاموش کردن فولاد در آب، آب نمک یا روغن تسریع می‌شود. ماده به دست آمده بسیار سخت اما بسیار شکننده است و آن را مستعد شکستن و ترک خوردن می کند. در نتیجه، برای کنترل دقیق خواص فولاد، معمولاً با یک نرخ خنک‌کننده کنترل‌شده تا دمای اتاق در فرآیندی به نام تلطیف یا تنش‌زدایی دنبال می‌شود.
• درمان سطحی : تقریباً یک سوم کل فولادهای تولید شده برای جلوگیری از خوردگی و افزایش جوش پذیری و رنگ پذیری، روکش سطحی دارند.
• گالوانیزه گرم : گالوانیزه استفاده از یک لایه سطحی روی به فولاد است. فولاد قبل از ورود به حمام روی گرم می شود، جایی که روی مایع سطح محصول را می پوشاند. برای تنظیم ضخامت پوشش از چاقوهای گازی استفاده می شود. مقدار کمی آلومینیوم به محلول روی اضافه می شود تا از شکستن پوشش روی جلوگیری شود.
• گالوانیزه الکترولیتی : گالوانیزه الکترولیتی روش دیگری برای قرار دادن لایه روی روی کالاهای فولادی است. با تنظیم جریان در محلول الکترولیت، روی بر روی سطح رسوب می کند
• از فولاد این رویکرد امکان کنترل دقیق تری بر ضخامت پوشش را فراهم می کند.
• پردازش ثانویه پایین دست :مواد خام فولادی توسط شرکت های پایین دستی فرآوری شده و به محصولات نهایی مورد نظر تبدیل می شود. روش های مختلف پردازش، مانند ماشین کاری و اتصال، که شامل حذف یکنواخت فلز سطح با ماشین ابزار و جوش است، رایج است.

آیا فولاد کربنی زنگ می زند ؟

فولاد کربنی عمدتاً از آهن ساخته شده است که آن را در برابر زنگ زدگی حساس تر می کند. وقتی فولاد کربنی در معرض شرایط مرطوب قرار می گیرد، می تواند خورده و زنگ بزند که یک اکسید قهوه ای مایل به قرمز از آهن است. این به این دلیل است که فولاد با اکسیژن موجود در هوا واکنش داده و اکسید آهن (زنگ) تولید می کند. همین امر در مورد فولاد ملایم نیز صدق می کند. با این حال، میزان خوردگی فولاد کربنی می‌تواند تحت تأثیر عوامل متعددی از جمله محیطی که در آن استفاده می‌شود، وجود فلزات یا مواد دیگری که می‌توانند خوردگی را تسریع کنند و همچنین نوع خاص فولاد کربنی، تحت تأثیر قرار گیرد. برخی از انواع فولاد کربنی ممکن است نسبت به سایرین در برابر زنگ زدگی مقاوم تر باشند و استفاده از پوشش هایی مانند رنگ یا آبکاری الکتریکی می تواند به کاهش خطر تشکیل زنگ کمک کند.

کلام آخر

هر دو نوع فولاد خواص و مزایای منحصر به فرد خود را دارند که آنها را برای برخی کاربردها نسبت به سایرین مناسب تر می کند. اینکه کدام یک بهتر است معمولاً به نیازهای خاص شما بستگی دارد. فولاد نرم ، به دلیل سهولت ساخت و هزینه کم برای کاربردهای کم تنش بهتر استفاده می شود، در حالی که فولاد کربنی (از فولاد کربن متوسط تا فولاد فوق کربن بالا) به دلیل محتوای کربن و استحکام بالا برای کاربردهای با استحکام بالا بهتر استفاده می شود. فولاد کربنی از نظر استحکام نسبت به فولاد نرم برتری قابل توجهی دارد. فولاد کربنی می‌تواند تا 20 درصد قوی‌تر از فولاد نرم باشد، که آن را به گزینه‌ای عالی برای کاربردهای با استحکام بالا یا جاهایی که سختی بالا نیاز است تبدیل می‌کند. یکی از مهمترین معایب فولاد کربنی قیمت بالای آن است. به دلیل افزایش محتوای کربن، فولاد کربنی اغلب گرانتر از فولاد نرم است. علاوه بر این، جوشکاری فولاد کربنی نسبت به فولاد نرم دشوارتر است، بنابراین برای کاربردهای جوشکاری مناسب تر است.

شرکت آیرون صنعت ، ارائه دهنده انواع لوله های فولادی ، لوله سیلندری ، میل کروم ، لوله کروم ، لوله پیستونی ، هارد کروم با کادری مجرب و با بیش از یک دهه فعالیت در زمینه ارائه خدمات و تامین تمامی لوله های فولادی و کروم و غیره طبق استانداردهای روز دنیا فعالیت می نماید. هدف ما در آیرون صنعت ، ارائه برترین خدمات و بهترین کیفیت با مناسب ترین قیمت می باشد ، تا رضایت شما را جلب  و با ارائه خدمات ویژه سهولت در خرید را برای شما فراهم کند . جهت خرید و دریافت مشاوره می توانید با شماره های شرکت تماس گرفته و یا به سایت https://ironsanat.com مراجعه نمائید