فولاد، به عنوان یکی از ارزشمندترین و حیاتی‌ترین آلیاژها در عصر صنعتی، نقشی محوری در پیشرفت تکنولوژی ایفا می‌کند. این ماده با تنوع گسترده‌ای از آلیاژها، از فولاد کربنی ساده تا فولادهای زنگ‌نخور پیچیده، در صنایع مختلف کاربرد دارد. فولاد نرم، که آلیاژی از آهن و کربن با درصد کم کربن است، یکی از پرکاربردترین انواع فولاد به شمار می‌رود.
ترکیبات شیمیایی
فولاد نرم عموماً به فولاد کم کربن اطلاق می‌شود که از نظر وزنی حاوی تقریباً ۰.۰۵ تا ۰.۲۵ درصد کربن است. این نوع فولاد فاقد عناصر آلیاژی عمده مانند کروم، مولیبدن و سایر آلیاژها بوده و ترکیب شیمیایی ساده‌تری نسبت به فولادهای آلیاژی دارد. به همین دلیل، خواص فیزیکی و مکانیکی متمایزی از فولادهای آلیاژی از خود نشان می‌دهد.
خواص فیزیکی
فولاد ملایم به دلیل دارا بودن قابلیت چکش‌خواری، ماشینکاری و جوشکاری بالا، از شکل‌پذیری بسیار خوبی برخوردار است. این فولاد به آسانی برش داده شده، ماشینکاری می‌شود و به اشکال گوناگون صنعتی درمی‌آید. شایان ذکر است که فولادهای ملایم به دلیل عدم انجام عملیات حرارتی تقویت، در برابر خوردگی آسیب‌پذیرتر هستند. همچنین، نبود عناصر آلیاژی در ترکیب این فولادها، آن‌ها را مستعد خوردگی می‌سازد.
فولاد نرم چگونه ساخته می‌شود؟
فولاد نرم، آلیاژی است که از ترکیب سنگ آهن، زغال سنگ و آهک در محیط کوره بلند و تحت دماهای بسیار بالا تولید می‌شود. در این مرحله، آهن خام مذاب به دست می‌آید که حاوی ناخالصی‌هایی است.
برای حذف این ناخالصی‌ها و دستیابی به آهن با خلوص بالاتر، از روش‌هایی مانند فولادسازی به روش اکسیژن قلیایی (BOS) یا کوره قوس الکتریکی (EAF) استفاده می‌شود. این مرحله را فولادسازی اولیه می‌نامند.
پس از آن، فولاد مذاب به مرحله فولادسازی ثانویه وارد می‌شود تا ترکیب شیمیایی آن به منظور دستیابی به خواص مطلوب در فولاد نرم، تنظیم شود.
در ادامه، فولاد مذاب ریخته‌گری شده و به شکل شمش یا تختال در می‌آید.
در مرحله نهایی، این شمش‌ها یا تختال‌ها با استفاده از فرآیندهای نورد گرم یا کشش سرد به محصولات نهایی با ابعاد و شکل‌های گوناگون تبدیل می‌شوند.
کاربردهای فولاد نرم
فولاد کربنی به عنوان عنصر پایه و اصلی در تولید انواع فولاد، از جایگاه ویژه‌ای برخوردار است. این آلیاژ، به واسطه خواص مکانیکی برجسته‌ای همچون استحکام کششی و مقاومت بالا در برابر ضربه، در صنایع گوناگون کاربرد گسترده‌ای یافته است. فولاد نرم که نوعی از فولاد کربنی است، به دلیل قابلیت شکل‌پذیری بالا و هزینه تولید پایین، بیشترین فراوانی را در میان انواع فولادها دارا بوده و در تولید طیف وسیعی از محصولات صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
برخی از کاربردهای رایج فولاد نرم عبارتند از:
- ساخت و ساز: فولاد نرم به دلیل قابلیت جوشکاری و ماشینکاری عالی، به طور گسترده در ساخت و ساز استفاده می‌شود. این نوع فولاد می‌تواند نیروهای ضربه را تحمل کند و به طور وسیعی در ساختمان‌ها و پل‌ها کاربرد دارد.
- کاربردهای ماشین‌سازی: مانند ساخت خودرو. به آسانی برش خورده و جوش داده می‌شود.
- چاقوها: چاقوهای ساخته شده از فولاد کربنی، تیزی خود را برای مدت طولانی‌تری حفظ می‌کنند و تیز کردن آن‌ها ساده‌تر است. آشپزهای حرفه‌ای ترجیح می‌دهند از چاقوهای فولاد کربنی با کربن بالا استفاده کنند، زیرا در آشپزخانه به دقت بالایی در کار با چاقو نیاز دارند.
- حصارکشی: فولاد نرم را می‌توان به اشکال مختلف شکل داد و ظاهر زیبایی ارائه می‌دهد.
- لوله‌ها، تیرها، سیم‌ها و میخ‌ها معمولاً از فولاد نرم ساخته می‌شوند.
تفاوت بین استنلس استیل و فولاد نرم
فولاد، عنوانی جامع برای طیف وسیعی از آلیاژهای فلزی است. فولاد ضدزنگ و فولاد نرم، دو دسته اصلی از این آلیاژها هستند که از نظر خواص و کاربردهایشان تفاوت‌های چشمگیری دارند.
عنصر آلیاژی
ویژگی تعیین‌کننده این دو نوع فولاد، ترکیب آلیاژی آن‌هاست. فولاد ضدزنگ با آلیاژهایی از کروم، نیکل و مولیبدن، مقاومت بالایی در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی از خود نشان می‌دهد. در مقابل، فولاد ملایم با آلیاژ کربن، ساختاری ساده‌تر داشته و عمدتاً در کاربردهایی با نیاز به مقاومت مکانیکی بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد. این تفاوت در ترکیب شیمیایی، به طور مستقیم بر خواص فیزیکی، مکانیکی و در نتیجه کاربردهای نهایی این دو نوع فولاد تأثیرگذار است.
مقاومت در برابر خوردگی
کروم، عنصری آلیاژی است که در ترکیب با فولاد، لایه محافظی از اکسید کروم ایجاد می‌کند. این لایه، فولاد ضد زنگ را در برابر خوردگی بسیار مقاوم می‌سازد. در مقابل، فولاد ملایم به دلیل عدم وجود کروم، در مجاورت رطوبت مستعد زنگ زدگی است. آهن موجود در فولاد ملایم با اکسیژن هوا واکنش داده و اکسید آهن یا همان زنگ آهن را تشکیل می‌دهد. بنابراین، فولاد ضد زنگ به دلیل ساختار آلیاژی منحصر به فرد خود، مقاومت به مراتب بیشتری در برابر خوردگی از خود نشان می‌دهد و نیازی به پوشش‌های محافظتی اضافی ندارد. علاوه بر این، فولاد ضد زنگ به طور معمول از استحکام بالاتری نسبت به فولاد ملایم برخوردار است.
سختی
فولاد ضد زنگ به دلیل وجود کروم و نیکل در ترکیب خود، از سختی بیشتری نسبت به فولاد معمولی برخوردار است.
چکش‌خواری
چکش‌خواری به قابلیت یک ماده در تغییر شکل دائمی بدون ایجاد ترک اطلاق می‌شود. فولادهای کم‌کربن یا فولادهای نرم به دلیل ساختار کریستالی خود، چکش‌خواری بیشتری نسبت به فولادهای زنگ‌نخور از خود نشان می‌دهند.
قابلیت جوشکاری
"قابلیت جوشکاری" فولاد ملایم نسبت به فولاد زنگ نزن، بیشتر است.
خاصیت مغناطیسی
فولاد ساده کربنی به دلیل محتوای بالای آهن، خاصیت آهن‌ربایی دائمی از خود نشان می‌دهد. برعکس، فولاد ضد زنگ به دلیل عدم وجود میدان مغناطیسی، چنین خاصیتی ندارد.
فرم دهی
فولاد نرم به دلیل ساختار کریستالی خود، امکان شکل‌دهی به روش‌های ساده‌تری مانند برش و خم‌کاری را فراهم می‌آورد. در مقابل، شکل‌دهی فولاد ضدزنگ به واسطه آلیاژهای خاص و مقاومت بیشتر آن، مستلزم بکارگیری ماشین‌آلات و تکنیک‌های تخصصی‌تر است.
جلوه
استیل ضد زنگ در مقایسه با فولاد معمولی، براق‌تر و زیباتر است.
تمیزکاری و نگهداری
استیل ضد زنگ به مراقبت کمتری نسبت به فولاد معمولی نیاز دارد.
کاربردها
فولاد ملایم به دلیل انعطاف‌پذیری و شکل‌پذیری بالا، به طور گسترده در صنایع ساخت و ساز و خودروسازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. از سوی دیگر، فولاد ضد زنگ به واسطه مقاومت فوق‌العاده در برابر خوردگی، کاربردهای متنوعی در صنایع گوناگون یافته است. از جمله این کاربردها می‌توان به تجهیزات صنایع غذایی، مخازن نگهداری مواد شیمیایی، صنایع تولیدی، تجهیزات پزشکی، صنایع دریایی و بسیاری موارد دیگر اشاره کرد.
عمر مفید
عمر مفید فولاد ضد زنگ به مراتب بیشتر از فولاد معمولی است. فولاد معمولی در صورت عدم نگهداری مناسب، به سرعت دچار خوردگی می‌شود.
هزینه
یکی از عوامل تعیین‌کننده در انتخاب بین فولاد ضدزنگ و فولاد ملایم، هزینه تمام‌شده محصول نهایی است. حضور عناصر آلیاژی خاص، فرآیند تولید پیچیده‌تر و نیاز به نیروی کار متخصص، هزینه تولید فولاد ضدزنگ را نسبت به فولاد ملایم افزایش می‌دهد. از این رو، فولاد ملایم به عنوان گزینه‌ای اقتصادی‌تر مطرح می‌شود.
نتیجه گیری
فولاد ضد زنگ و فولاد ملایم هر یک از ویژگی‌های منحصر به فردی برخوردارند که انتخاب نهایی را وابسته به نیازهای خاص هر پروژه می‌سازد. در استیل گستر تابان، کارشناسان ما همواره آماده‌اند تا با ارائه مشاوره‌های فنی، شما را در انتخاب مناسب‌ترین نوع فولاد یاری نمایند.