برای توضیح روش تولید فولاد آلیاژی در ابتدا باید بدانیم فولاد آلیاژی چیست ؟ فولادی آلیاژی با افزودن عناصر آلیاژی مانند کروم ، نیکل ، مولیبدن و وانادیوم به آهن خالص تولید می شود . این عناصر خواص فیزیکی و مکانیکی فولاد را بهبود بخشیده و آن را برای کاربردهای خاص مناسب می سازند . روش تهیه آن مراحلی دارد که در ادامه این نوشته از سایت اقدم صنعت به آن می پردازیم .
روش تولید فولاد آلیاژی
فولاد آلیاژی فولادی است که با عنصر های گوناگون به صورت آلیاژ در آمده است . برای بهبود ویژگی های مکانیکی فولاد می توان از ۱٫۰ تا ۵۰٪ از وزن آن را آلیاژ کرد . مراحل کلی تولید فولاد آلیاژی شامل تهیه مواد اولیه ، ذوب ، آلیاژ سازی ، تصفیه ریخته گری ، شکل دهی ، عملیات حرارتی و کنترل کیفیت است . چندین نکته در مورد روش تولید فولاد آلیاژی وجود دارد که بهتر است به آن توجه کنیم . برای مثال نوع و مقدار عناصر آلیاژی تاثیر خاصی بر خواص فولاد دارد ، دمای ذوب و سرعت سرد کردن بر اندازه دانه های فولاد و در نتیجه خواص مکانیکی آن تاثیر می گذارد و عملیات حرارتی باعث تغییر در ساختار میکروسکوپی فولاد و بهبود خواص آن می شود . فولاد آلیاژی به دلیل داشتن خواص ویژه مانند استحکام بالا ، مقاومت به خوردگی ، مقاومت به حرارت ، سختی و چقرمگی بالا در صنایع مختلف کاربرد گسترده ای دارد . این خواص خاص باعث شده است که برای ساخت قطعاتی که در شرایط سخت و دمای بالا کار می کنند ، بسیار مناسب باشد .
کاربردهای فولاد آلیاژی
فولاد آلیاژی یک ماده مهندسی بسیار مهم است که در صنایع مختلف کاربرد گسترده ای دارد چه به صورت ورق شیت یا پروفیل . همان طور که گفتیم با افزودن عناصر آلیاژی مختلف به آهن خالص تولید می شود . روش تولید فولاد آلیاژی ، خواص فیزیکی و مکانیکی فولاد را به طور قابل توجهی بهبود می بخشند . با انتخاب مناسب نوع فولاد آلیاژی ، می توان قطعاتی با خواص مکانیکی و شیمیایی مطلوب تولید کرد . این نوع فولاد ها در صنایع مختلفی مانند خودرو سازی ، ساخت و ساز ، نفت و گاز ، هوا فضا و … کاربرد دارند .
- قطعات خودرو : ساخت شاسی ، محورها ، فنر و سایر قطعات خودرو
- سازه های فلزی : ساخت پل ، ساختمان و برج ها
- تجهیزات صنعتی : ساخت پمپ ، کمپرسور و توربین ها
- ابزار های برش : ساخت مته ، فرز و اره ها
فولاد سمانته نوعی فولاد آلیاژی است که به دلیل فرآیندی خاص به نام سمانتاسیون ، خواص مکانیکی سطحی بسیار بهتری پیدا می کند .
روش تولید فولاد آلیاژی و مراحل آن
فرآیند تولید فولاد آلیاژی یک فرآیند پیچیده است که نیاز به تجهیزات و دانش فنی بالایی دارد. در بخش زیر مراحل تولید را جهت آشنایی به صورت مختصر توضیح داده ایم :
- تهیه مواد اولیه : ماده اولیه اصلی در تولید فولاد آلیاژی آهن اسفنجی است . آهن اسفنجی از احیای سنگ آهن به دست می آید . عناصری مانند کروم ، نیکل ، مولیبدن و وانادیوم به صورت خالص یا آلیاژ به فولاد اضافه می شوند ، سنگ آهک و سیلیس برای تنظیم ترکیب شیمیایی فولاد استفاده می گردد .
- ذوب : مواد اولیه در کوره قوس الکتریکی تحت دمای بسیار بالا ذوب می شوند . قوس الکتریکی ایجاد شده بین الکترود ها ، انرژی لازم برای ذوب مواد را فراهم می کند . در روش کوره اکسیژن پایه اکسیژن خالص به مذاب دمیده می شود تا نا خالصی ها اکسید شده و از مذاب جدا شوند .
- آلیاژ سازی : عناصر آلیاژی به مذاب اضافه شده و به طور کامل در آن حل می شوند . ترکیب دقیق عناصر آلیاژی به نوع فولاد آلیاژی مورد نظر بستگی دارد .
- تصفیه : نا خالصی های باقی مانده در مذاب با استفاده از روش های مختلف مانند واکنش با گاز ها یا افزودن مواد شیمیایی حذف می شوند .
- ریخته گری : در این مرحله از روش تولید فولاد آلیاژی ، مذاب خالص شده در قالب های مختلف ریخته می شود تا شمش های فولادی به دست آید .
- شکل دهی : شمش های فولادی با استفاده از روش های مختلف مانند نورد گرم و سرد ، کشش و آهنگری به شکل های مورد نظر تبدیل می شوند .
- عملیات حرارتی : برای بهبود خواص مکانیکی فولاد ، شمش های فولادی تحت عملیات حرارتی قرار می گیرند . این عملیات شامل عملیات آنیل کردن ، کوئنچ کردن و تمپر کردن است .
- کنترل کیفیت : در طول فرآیند تولید ، نمونه هایی از فولاد برداشته شده و خواص مکانیکی و شیمیایی آن ها مورد آزمایش قرار می گیرد تا مطابق با استاندارد های تعیین شده باشد .
