فولاد کم آلیاژ و کاربردهای آن

فولادهای آلیاژی کم به طور گسترده ای برای تولید لوله‌، بدنه اتومبیل و هوافضا، خطوط ریلی و سازه‌های دریایی و ساحلی مورد استفاده قرار می گیرد. از فولاد کم آلیاژ با استحکام بالا به دلیل خاصیت مقاومت در برابر خوردگی در این مناطق استفاده می شود. فولادهای کم  آلیاژ، معمولاً حاوی کمتر از 10٪ عناصر آلیاژی (ترکیبی از کربن، منگنز، کروم، نیکل، مولیبدن، وانادیم و سیلیکون) هستند.

با افزودن آلیاژهای خاص، فولادهای کم آلیاژ دارای ترکیبات شیمیایی خاص  و خواص مکانیکی بهتری نسبت به بسیاری از فولادهای معمولی می‌شوند. این آلیاژها به طور معمول 1 تا 5 درصد از محتوای فولاد را تشکیل می دهند. همانطور که میدانید این عناصر یک ویژگی بسیار خاص به فولادها اضافه می‌کنند. به عنوان مثال ، افزودن مولیبدن استحکام مواد را بهبود می بخشد. نیکل سختی می افزاید. و کروم باعث افزایش استحکام در دمای بالا، سختی و مقاومت در برابر خوردگی را افزایش میدهد. منگنز و سیلیکون ، سایر عناصر آلیاژی متداول ، قابلیت های مقاومت در برابر اکسیداسیون عالی را دارند

خوشبختانه ، با وجود اضافه شدن این عناصر ، جوشکاری فولادهای کم آلیاژ لزوماً دشوار نیست. با این وجود ، دانستن اینکه دقیقاً با چه نوع فولاد کم آلیاژی کار میکنیم، برای رسیدن به جوش بدون نقص،  بسیار مهم است.

کاربردهای متداول فولاد کم آلیاژ

اولین قدم برای شناخت فولاد کم آلیاژ، آگاهی از کاربردهای رایج آن است. همه آنها در بسیاری از صنایع متفاوت استفاده می‌شوند. کاربردهای فولاد کم آلیاژ از وسایل نقلیه نظامی ، تجهیزات خاکبرداری و ساخت و ساز و کشتی ها تا خطوط لوله کشور، مخازن تحت فشار و لوله کشی، سکوهای حفاری نفت و سازه‌های فولادی اشاره کرد.

چندین گروه مشترک از انواع فولاد آلیاژی ، که از فولادهای HY 80 ، HY 90 و HY 100 شروع می شود ، برای ساخت بدنه کشتی، زیردریایی، پل و وسایل نقلیه ساخت و ساز استفاده می شود. این فولادهای کم آلیاژ حاوی نیکل ، مولیبدن و کروم هستند که به مواد قابلیت جوشکاری، چقرمگی و استحکام اضافه میکنند. هنگام جوشکاری فولادهای کم آلیاژ، به طور معمول به پیش گرم کردن و پس گرم کردن نیازی نیست.

برای استحکام ، چقرمگی در دماهای پایین و انعطاف پذیری ، فولادهای ASTM A514 ، A517 و T1 کوئنچ و تمپر شده‌اند. این آلیاژها در کاربردهایی مانند ساخت تجهیزات سنگین و دیگ بخار و ساخت مخازن تحت فشار استفاده می شوند.

فولادهای هوازده مانند ASTM A242 ، A588 و A709  گرید 50W برای تولید یک لایه محافظ و مقاوم در برابر خوردگی به برخی آلیاژهای خاص متکی هستند. این لایه که نمای زیبایی به فولاد می دهد برای اولین بار به عنوان فولاد کورتن معرفی شد. فولادهای هوازده در آثار هنری، پل‌ها و ساختمان‌ها (برای دادن زیبایی به نماها) از محبوبیت خاصی برخوردار هستند.

انتخاب فلز پرکننده مناسب برای فولاد کم آلیاژ

فلزات پرکننده برای جوشکاری فولادهای کم آلیاژ (صرف نظر از نوع خاص) به طور معمول با ترکیب شیمیایی و مکانیکی فلز پایه مطابقت دارند. به عنوان یک قاعده، فلزات پرکننده کم آلیاژ باتوجه به استحکام کششی آنها طبقه بندی می شوند. این فلزات حاوی عناصر آلیاژی مانند کروم ، نیکل یا مولیبدن هستند. فلزات پرکننده برای مطابقت با ترکیبات شیمیایی مواد پایه کم آلیاژ، استحکام فلز جوشکاری و کاربرد آنها طراحی شده اند.

برای اطمینان از موفقیت در جوشکاری ، فلزات پرکننده برای فولادهای کم آلیاژ باید با کشش و استحکام بالای فلز پایه مطابقت داشته و یا از خاصیت کشش و استحکام تسلیم آن برخوردار باشد. البته ممکن است همیشه یک مورد مناسب امکان پذیر نباشد، بنابراین لازم است که نزدیک ترین مورد ممکن را (با چند استثنا) پیدا کنید.

به عنوان مثال، هنگام جوشکاری فولادهای کم آلیاژ متفاوت، توصیه می‌شود از فلزات پرکننده متناسب با ماده پایه با مقاومت کمترانتخاب شود.

یکی دیگر از عواملی که هنگام انتخاب فلزات پرکننده کم آلیاژ باید به آن توجه کرد، ضخامت فولاد کم آلیاژ است که قصد جوشکاری آن را دارید. فولادهای کوئنچ و تمپر شده مانند A514  تا زمانی که ضخامت آن کمتر از 21/2 اینچ باشد، دارای خاصیت کششی ، تسلیم و کشیدگی خاصی هستند. فرآیندهای کوئنچ و تمپرعوامل این تغییرات هستند. زیرا کوئنچ مواد ضخیم تر، منجر به استحکام‌های تسلیم و کششی حداقل می شوند. بنابراین ماده ضخیم تر ممکن است به فلزات پر کننده با استحکام کمتر نیاز داشته باشد.

اینکه از فلز کم آلیاژ در کجا استفاده شود، در انتخاب فلز پرکننده کم آلیاژ هم  تاثیرگذار است.

تهیه شده توسط تیم تولید محتوای فولاد ایرانیان