فولاد آلیاژی یکی از مهم ترین زیرمجموعه های فولاد است که با افزودن عناصر آلیاژی خاص مانند نیکل، کروم، مولیبدن، منگنز و وانادیوم به ترکیب فولاد پایه (آهن و کربن)، خواص فیزیکی و مکانیکی آن به طور چشمگیری ارتقا پیدا می کند. این نوع فولاد به دلیل مقاومت بالا، قابلیت ماشین کاری مطلوب و عملکرد مناسب در شرایط محیطی سخت، در صنایع سنگین و حساس کاربرد فراوان دارد.
برای اطلاع از قیمت فولاد آلیاژی و مقایسه گریدهای مختلف آن، بررسی مشخصات فنی و عناصر آلیاژی هر نوع فولاد ضروری است.
تعریف فولاد آلیاژی به زبان ساده
فولاد آلیاژی در واقع همان فولاد معمولی است که مقداری از عناصر فلزی دیگر به آن اضافه شده تا کیفیت و مقاومت آن بهبود یابد. مثل وقتی که برای پخت یک غذا، چاشنی هایی خاص استفاده می کنیم تا طعم آن بهتر شود؛ در فولاد آلیاژی هم عناصر افزوده شده نقش همان چاشنی ها را دارند.
تفاوت فولاد آلیاژی با فولاد کربنی
فولاد کربنی تنها شامل آهن و کربن است و خواص آن محدود به درصد کربن موجود می باشد. در مقابل، فولاد آلیاژی شامل عناصر دیگری است که به آن خواصی مثل مقاومت حرارتی، استحکام بالا، یا مقاومت به خوردگی می دهند. بنابراین فولاد آلیاژی در کاربردهای تخصصی تری مورد استفاده قرار می گیرد.
آلیاژهای رایج در فولاد
نیکل برای افزایش مقاومت به خوردگی، کروم برای افزایش سختی سطحی و مقاومت به حرارت، مولیبدن برای افزایش استحکام در دمای بالا، و وانادیوم برای بهبود خواص مکانیکی استفاده می شوند. این عناصر در مقادیر مختلف بسته به نوع کاربری فولاد انتخاب می شوند.
دسته بندی فولادهای آلیاژی
فولادهای آلیاژی بر اساس درصد عناصر آلیاژی به دو گروه اصلی تقسیم می شوند:
فولاد آلیاژی کم آلیاژ (Low Alloy Steel)
در این نوع فولاد، مقدار عناصر آلیاژی کمتر از 5 درصد است. فولادهای کم آلیاژ قیمت مناسب تری دارند و در بسیاری از قطعات عمومی صنعتی کاربرد دارند.
فولاد آلیاژی پر آلیاژ (High Alloy Steel)
مقدار عناصر آلیاژی در این گروه بالاتر از 5 درصد است و معمولاً برای کاربردهای خاص مانند ابزارهای برشی یا قطعاتی که در معرض حرارت بالا قرار می گیرند استفاده می شود.
فولادهای زنگ نزن به عنوان یک نوع فولاد آلیاژی خاص
فولادهای زنگ نزن یا استنلس استیل، نوعی فولاد پر آلیاژ هستند که بیش از 10.5 درصد کروم دارند و به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی، در صنایع غذایی، دارویی و شیمیایی بسیار پرکاربردند.
خواص مکانیکی و فیزیکی فولاد آلیاژی
مقاومت به خوردگی، سایش و حرارت
وجود عناصر آلیاژی باعث می شود فولاد در برابر عوامل مخرب محیطی از جمله زنگ زدگی، سایش مکانیکی و دمای بالا مقاوم باشد.
چقرمگی، سختی و استحکام کششی بالا
فولاد آلیاژی ترکیبی ایده آل از چقرمگی و سختی را فراهم می کند که برای تحمل بارهای ضربه ای و فشارهای بالا مناسب است.
قابلیت عملیات حرارتی و ماشین کاری
فولادهای آلیاژی می توانند به راحتی سختکاری یا آنیل شوند و اغلب دارای قابلیت ماشین کاری مطلوبی هستند که فرآیند ساخت قطعات را تسهیل می کند.
کاربردهای فولاد آلیاژی در صنایع مختلف
صنعت خودروسازی
برای ساخت قطعاتی مانند میل لنگ، دنده ها، اکسل و شاسی از فولاد آلیاژی استفاده می شود تا در برابر فشار و اصطکاک مقاوم باشند.
صنایع نفت و گاز و پتروشیمی
در این صنایع، فولاد آلیاژی به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی و فشار، برای ساخت لوله ها، شیرآلات و اتصالات مورد استفاده قرار می گیرد.
ساخت ابزار و تجهیزات صنعتی
ابزارهای برشی، قالب ها، مته ها و قطعات ماشین آلات سنگین معمولاً از فولادهای آلیاژی سخت کار ساخته می شوند.
کاربرد در صنایع هوافضا و نیروگاه ها
فولادهای آلیاژی با دمای تحمل بالا و چقرمگی بالا برای ساخت قطعات موتور هواپیما، پره توربین و سازه های نیروگاهی به کار می روند.
مزایای استفاده از فولاد آلیاژی نسبت به فولاد ساده
افزایش طول عمر قطعات
فولاد آلیاژی در شرایط سخت تر عمر بیشتری دارد و دیرتر فرسوده می شود.
کاهش هزینه های نگهداری در بلندمدت
استفاده از فولاد آلیاژی به دلیل دوام بالاتر، هزینه تعمیر و تعویض قطعات را کاهش می دهد.
عملکرد بهتر در شرایط کاری سخت
در محیط هایی با دمای بالا، رطوبت یا فشار شدید، فولاد آلیاژی عملکردی قابل اتکا دارد.
معرفی چند نمونه فولاد آلیاژی پرکاربرد
فولادVCN ( VCN100، VCN150، VCN200)
فولادهای VCN به دلیل درصد متفاوت نیکل و کروم، کاربردهای متنوعی در قالب سازی، صنایع خودروسازی و شفت های صنعتی دارند.
فولاد MO40 یا 1.7225
این فولاد با سختی پذیری بالا، برای ساخت قطعاتی مانند شافت، چرخ دنده و میل لنگ بسیار مناسب است.
فولاد CK45 و CK60
این فولادها دارای میزان کربن بالا هستند و در قطعاتی که نیاز به استحکام مکانیکی بالا دارند، به کار می روند.
فولاد H13 و فولاد ابزار
H13 از فولادهای ابزار گرم کار است که در قالب سازی دایکست و صنایع حرارتی کاربرد وسیعی دارد.
عوامل مؤثر بر قیمت فولاد آلیاژی
نوع آلیاژ و درصد عناصر تشکیل دهنده
قیمت فولاد آلیاژی به طور مستقیم با نوع و میزان عناصر آلیاژی در ارتباط است. نیکل و مولیبدن قیمت بالایی دارند و باعث افزایش هزینه نهایی می شوند.
فرآیند تولید و عملیات حرارتی
فولادهایی که نیاز به فرآیندهای پیچیده تری مانند فورج یا حرارت دهی دارند، قیمت بالاتری خواهند داشت.
نوسانات نرخ ارز و شرایط بازار جهانی
قیمت جهانی عناصر آلیاژی و نوسانات نرخ ارز در کشور، اثر مستقیمی بر قیمت نهایی فولادهای آلیاژی دارد.
نکات مهم در خرید فولاد آلیاژی
توجه به نوع کاربرد و خواص مورد انتظار
پیش از خرید، لازم است خواص مکانیکی موردنیاز قطعه به دقت تعیین شود تا فولاد مناسب انتخاب شود.
بررسی گواهی نامه های کنترل کیفیت و آنالیز
اطمینان از اصالت و کیفیت فولاد با بررسی گواهی نامه های آنالیز شیمیایی و خواص مکانیکی الزامی است.
انتخاب برند یا کارخانه معتبر
برندهای شناخته شده داخلی و خارجی، به دلیل رعایت استانداردهای تولید، انتخاب مطمئن تری برای خریداران محسوب می شوند.
سوالات متداول:
فولاد آلیاژی دقیقاً چه تفاوتی با فولاد معمولی دارد؟
فولاد آلیاژی دارای عناصر آلیاژی مانند نیکل، کروم و مولیبدن است که خواص مکانیکی و فیزیکی آن را بهبود می دهند، در حالی که فولاد معمولی تنها ترکیبی از آهن و کربن است.
آیا می توان فولاد آلیاژی را جوشکاری کرد؟
بله، اما بسته به نوع آلیاژ، برخی گریدها نیاز به پیش گرمایش یا استفاده از الکترودهای خاص دارند.
فولاد زنگ نزن هم نوعی فولاد آلیاژی است؟
بله، فولادهای زنگ نزن با درصد بالای کروم، زیرمجموعه ای از فولادهای پر آلیاژ محسوب می شوند.
