فولاد یکی از متریال‌های کاربردی در هر صنف و صنعت به حساب می‌آید که یا به صورت مستقیم و یا به شکل غیرمستقیم مورد استفاده قرار می‌گیرد. از عناصر مختلفی برای ساخت فولاد استفاده می‌شود که با تغییر میزان هر یک از آن‌ها، خواص و ویژگی‌های فولاد نیز تغییر خواهد کرد.
به عنوان مثال عنصر کربن یکی از پرمصرف‌ترین عناصر در ساخت فولاد به حساب می‌آید و به آن خاصیت سختی می‌بخشد. به عبارت دیگر هر قدر میزان عنصر کربن در فولاد بیش‌تر باشد، سختی حاصل شده نیز بیش‌تر خواهد بود. برعکس این موضوع نیز صادق است و محصولی تحت عنوان فولاد نرم را حاصل می‌شود.
در مقاله پیش رو قصد داریم در ابتدا به معرفی کامل این محصول بپردازیم و پس از آن، ویژگی‌ها و موارد استفاده آن را بررسی نماییم. با شاهین فلز سپاهان تا انتهای این مطلب کاربردی همراه شوید.
فولاد نرم چیست؟
فولاد نرم، یکی از انواع فولادهای کربنی است که به علت وجود مقادیر پایین از کربن، با این عنوان شناخته می‌شود. فولاد نرم یا فولاد کربن دارای عنصر کربن به میزان حدودی 0.05 تا 0.25 درصد می‌باشد. این در حالی است که در ساخت فولاد به‌طور معمول از 0.30 تا 2 درصد عنصر کربن استفاده می‌نمایند.
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.
قابل توجه است که برای آن‌که در عین انعطاف‌پذیری، مقاومت فولاد نرم افزایش پیدا کند، لازم است عملیات کربن‌دهی و حرارتی انجام شود.
روش تولید فولاد نرم چیست؟
فرآیند ساخت فولاد نرم نیز همچون دیگر فولادهای کربنی می‌باشد. معمول‌ترین و متدوال‌ترین روش تولید فولاد کم کربن، استفاده از ترکیب سنگ آهن و زغال سنگ است. پس از آن‌که زغال سنگ و سنگ آهن از زمین استخراج گردید، فرآیند ذوب آن‌ها در کوره بلند صورت می‌گیرد. پس از آن‌که این مرحله به اتمام رسید، مخلوط حاصل شده به کوره دیگری با هدف از بین بردن هرگونه ناخالصی منتقل می‌گردد.
به‌طور کلی ساخت فولاد کم کربن را می‌توان در روش‌های زیر خلاصه کرد:
- تولید فولاد در کوره های بلند (Blast Furnace)
برای تولید فولاد نرم در کوره های بلند، از کانورتورهای اکسیژنی استفاده می‌نمایند. مواد خام مورد استفاده در این روش فولاد کنسانتره و گندله هستند. این محصولات به کمک سنگ آهن به تولید می‌رسند و فرآیند تولید آن‌ها با استفاده از فرآیندهای مغناطیسی و خشک انجام می‌گیرد. در این مرحله موادی که دارای آهن بیش‌تری باشندف جداسازی می‌گردند و به شکل کنسانتره در می‌آیند.
- احیای مستقیم Direct Reduction
به طور معمول در این روش از آهن اسفنجی استفاده می‌شود. این نوع فولاد در کوره‌های الکتریکی القایی و یا قوس‌های الکتریکی به کمک دمش اکسیژن تولید می‌شوند. لازم به ذکر است که خود آهن اسفنجی نیز از احیای سنگ آهن به تولید می‌رسد. در این روش از آهن‌های قراضه نیز استفاده می‌نمایند. این مورد معمولا در مواقعی کاربری دارد که منابع خوبی برای تامین آهن قراضه در دسترس باشد.
فولاد کم کربن با چه استانداردی تولید می‌گردد؟
این فولاد مطابق با استانداردهای ASTM آمریکا، ASTM آمریکا و SAE تولید می‌شود.
انواع فولاد نرم کدام است؟
فولاد نرم به لحاظ صنعتی در دو نوع st37 و st52 تولید می‌گردد. دو نوع فولاد معرفی شده، دارای درجات مختلفی از نرمی می‌باشند. فولاد نوع اول یا فولاد st37، دارای نرمی بیش‌تری بوده، جوش‌پذیری آن به آسانی انجام می‌گیرد و به علت برخورداری از خواص مکانیکی قابل توجه، در میان افراد فعال در صنعت عمران و ساختمان‌سازی، دارای محبوبیت بسیاری می‌باشد.
در مقابل فولاد نوع دوم یا ST52 به علت برخورداری از عناصر مختلف، دارای ساختار بلوری ریزتری است که نهایتا سبب افزایش استحکام و مقاومت، انعطاف پذیری و جوش‌پذیری خواهد شد. در کشور همانند بسیاری از کشورها همچون آمریکا، فولاد نرم به علت موارد استفاده متعدد، با قیمت پایین و مناسب عرضه می‌گردد.
تفاوت های فولاد نرم st37 با فولاد نرم st52
تفاوت‌های این دو نوع از فولاد شامل موارد زیر می‌شود:
- میزان کربن در فولاد نرم st52 کمی بیش‌تر است و سبب آن می‌شود که شکل پذیری آن‌ها نسبت به فولاد st37 کاهش یافته و مقاومت آن افزایش یابد. همچنین جوش پذیری این فولاد نیز پایین‌تر است.
- به لحاظ وزنی، هر دو فولاد نرم st37 و st52 یکسان می‌باشند و تفاوت ملموسی ندارند.
- فولاد St52 دارای کربن و منگنز بیش‌تری است و به همین ترتیب استحکام بالاتری نیز دارا می‌باشد. فولاد st37 نسبت به نوع دیگر کربن کم‌تری دارد و عمده کاربرد آن در صنعت ساختمان سازی می‌باشد.
- استفاده از ترکیب فولاد St37 با فولاد St52 در پروژه‌های ساختمان سازی سبب کاهش هزینه‌‌ها و کاهش وزن سازه خواهد شد.
فولاد کم کربن چه ویژگی هایی دارد؟
مهم‌ترین ویژگی‌های فولاد نرم که سبب تمایز آن از دیگر انواع فولاد خواهد شد، شامل موارد زیر می‌باشد:
- این فولاد نسبت به دیگر انواع، دارای مقاوم کششی پایین‌تری است.
- امکان زنگ‌زدگی این فولاد به علت آهن، وجود دارد.
- فولاد کم کربن دارای قابلیت بازیافت می‌باشد.
- این فولاد به علت مقادیر پایین کربن، صرفه اقتصادی دارد.
- به علت وجود پایین کربن در این فولاد، از خواصی همچون ماشین‌کاری، انعطاف‌پذیری و جوش‌پذیری بالا برخوردار می‌باشد.
- فولاد نرم به علت دارا بودن مقادیر بالای آهن و فریت، دارای خاصیت مغناطیسی است.
کاربرد فولاد نرم چیست؟
فولاد نرم یا فولاد کم کربن به‌طور گسترده در صنایع مختلف زیر مورد استفاده قرار می‌گیرد:
- تولید سیم و کابل به علت خاصیت مغناطیسی
- استفاده در خطوط لوله و تاسیسات ساختمانی به علت چکش‌خواری بالا
- کاربرد در مصارف جوشکاری به علت هدایت مناسب الکتریسیته
- کاربرد در صنعت خودروسازی، کشتی سازی و هواپیماسازی به علت خاصیت ضدزنگی
- ساخت فنس و مبلمان‌های فلزی به علت خاصیت انعطاف‌پذیری
- کاربرد در انواع موتورهای الکتریکی به جهت دارا بودن خواص مغناطیسی
جمع بندی
فولاد نرم یا فولاد کم کربن یکی از انواع فولادهای دارای مقادیر پایین کربن می‌باشد که به همین خاطر، از انعطاف‌پذیری، خاصیت جوشکاری و نرمی قابل توجهی برخوردار است. این فولاد در 2 نوع ST37 و ST52 تولید شده در صنایع مختلفی همچون ساخت موتور الکتریکی، صنعت ساختمان سازی، خودروسازی و غیره بکار گرفته می‌شود.
منبع(Resource): Low, medium, and high-carbon steel: everything you need to know
سوالات متداول
کاربرد فولاد نرم چیست؟
از فولاد نرم یا کم کربن در صنعت خودروسازی، جوشکاری، ساخت موتور الکتریکی و غیره استفاده می‌شود.
فولاد کم کربن و نرم چه تفاوتی دارند؟
در حقیت این دو تعریف برای یک مفهوم کاربری دارد.
مشخصات فولاد کم کربن چیست؟
این فولاد به علت مقادیر پایین کربن دارای خاصیت انعطاف‌پذیری، جوشکاری، مقاومت کششی پایین و غیره می‌باشد.
