استاندارد، کاربرد و خواص انواع فولاد کم کربن
دسترسی سریع به محتوای مقاله
فولاد کم کربن به دسته‌ای از فولادها گفته می‌شود که مقدار کربن آن‌ها از یک حد ماکزیمم که توسط استانداردهای مختلف تعیین می‌شود، کمتر باشد. این نوع فولادها نسبت به سایر فولادهای کربن متوسط و پرکربن دارای استحکام و سختی کمتر هستند اما به خوبی می‌توان آن‌ها را شکل داد. ورق‌ها مهم‌ترین مقاطع فولادی هستند که از این فولادها ساخته می‌شوند که یک نمونه از آن ورق سیاه است. در ادامه به مهم‌ترین خواص، مشخصات و کاربرد این فولادها اشاره خواهیم کرد.
فولاد کم کربن چیست؟
فولادهای کم کربن به فولادهایی گفته می‌شود که مقدار کربن آن‌ها معمولاً کمتر از 0.3 درصد است. البته باید خاطرنشان کرد که خود این فولادها نیز به دو دسته تقسیم می‌شوند. هرچند که تمام آن‌ها همان فولاد کم کربن هستند. این دو دسته شامل Low Carbon Steel و Mild Steel می‌شوند.
فولادهای کم کربن مطابق استاندارد ASTM، کمتر از 0.15 درصد کربن دارند. در مقابل نیز، mild steel هم نوعی فولاد کم کربن با مقدار کربن بین 0.15 تا 0.3 درصد است. بنابراین، این دو نام تنها برای متمایز کردن محدوده کربن موجود در ترکیب شیمیایی آن‌ها است و هر دو بر فولادهای کم کربن دلالت دارند.
فولادهای با استحکام بالا و کم آلیاژ (HSLA) نیز اغلب به‌عنوان فولادهای کم کربن طبقه‌بندی می‌شوند، اما حاوی عناصر دیگری مانند مس، نیکل، وانادیم و مولیبدن نیز هستند. درمجموع، این عناصر تا 10 درصد وزنی از محتوای فولاد را تشکیل می‌دهند.
فولادهای با استحکام بالا و کم آلیاژ همان‌طور که از نامشان پیداست، دارای استحکام بالاتری هستند که با عملیات حرارتی حاصل می‌شود. آن‌ها همچنین انعطاف‌پذیر بوده و به راحتی قابل شکل‌گیری و ماشین‌کاری هستند. فولادهای کم آلیاژ و استحکام بالا نسبت به فولادهای ساده کم کربن در برابر خوردگی مقاوم‌تر هستند. به منظور آشنایی با انواع فولاد کم آلیاژ به این صفحه مراجعه نمایید.
مشخصات و خواص
مهم‌ترین خواص فولادهای کم کربن که ناشی از وجود همین مقادیر کربن کم در ساختار آن‌هاست، شامل استحکام کم، سختی کم و انعطاف‌پذیری بالا می‌شود. همچنین، این نوع فولادها با عملیات حرارتی قابلیت سخت‌کاری ندارند چراکه مارتنزیت به دلیل مقدار کربن کم در آن‌ها به مقدار کافی تشکیل نمی‌شود. بنابراین، برای افزایش استحکام آن‌ها باید که تحت عملیات کارسرد قرار گیرند.
ریزساختار فولادهای کم کربن اغلب شامل فریت و پرلیت می‌شود که فازهایی نرم و انعطاف‌پذیر هستند اما استحکام و سختی بالایی هم ندارند. قابلیت ماشین‌کاری جوشکاری مناسب به دلیل عدم رخداد ترک‌ها و ترد شدگی در این فولادها یکی دیگر از مهم‌ترین خواص انواع فولاد کم کربن هستند. ضمن اینکه، هزینه تولید کم نیز یکی از مهم‌ترین مزایای این نوع فولاد است.
مهم‌ترین گریدهای فولاد کم کربن
مهم‌ترین استاندارد گریدهای فولاد کم کربن که اغلب ورق‌های فولادی از آن ساخته می‌شوند شامل A36، A283، A516، A572 و نیز A83 یا فولاد 1020 می‌شوند. هر یک از این گریدها دارای استحکام متوسط، شکل‌پذیری بالا و وزن کم هستند که ناشی از مقدار کربن کم و سایر عناصر آلیاژی در آن‌هاست. جدول خواص مکانیکی و ترکیب شیمیایی گریدهای پرکاربرد فولادهای کم کربن در ادامه آورده شده است. با مشخصات فولاد a36 در این لینک آشنا شوید.
کاربردهای فولاد کم کربن
این نوع فولاد به دلیل هزینه‌های کم مربوط به فرآیندهای ساخت آسان آن، به یکی از محبوب‌ترین انواع فولادها برای مشاغل مختلف و مصارف روزمره، از کشاورزی گرفته تا صنعت ماشین‌آلات سنگین تبدیل شده است. در ادامه به مهم‌ترین کاربردهای فولاد کم کربن اشاره خواهیم کرد.
کاربرد فولاد کم کربن نورد سردتسمهها و ورق‌های نورد سرد از فولادهای کم کربن برای طیف گسترده‌ای از کاربردها مانند ساخت خودرو، محصولات الکتریکی، حمل‌ونقل هوایی، ابزار دقیق، قوطی‌های مواد غذایی و غیره استفاده می‌شوند. ضمن اینکه صفحات خام نورد سرد برای تولید انواع محصولات نورد سرد ازجمله ورق سیاه، گالوانیزه، رنگی و غیره استفاده می‌شوند.
کاربرد فولاد کم کربن نورد گرم
محصولات نورد گرم فولادهای کم کربن نیز در موارد زیر مورد استفاده قرار می‌گیرند:
- ورق فولادی سازه‌ای: به‌طور عمده در تولید صفحات ساختاری فولادی، پل‌ها، کشتی‌ها، وسایل نقلیه و غیره استفاده می‌شود.
- فولاد هوازدگی: در تولید کانتینرها و وسایل نقلیه مخصوص، همچنین در سازه‌های ساختمانی استفاده می‌شود.
- ورق فولادی ساختاری خودرو: ورق فولادی با استحکام بالا با عملکرد پرس‌کاری خوب و عملکرد مناسب جوشکاری، مورداستفاده برای تولید قاب خودرو، چرخ و غیره.
- صفحات فولادی ویژه نورد گرم: برای تولید قطعات مکانیکی مختلف استفاده می‌شود.
جمع بندی
فولاد کم کربن به دسته‌ای از فولادها گفته می‌شود که معمولا کمتر از 0.3 درصد کربن دارند. این نوع فولادها استحکام کمتری نسبت به فولادهای کربن متوسط و فولادهای پرکربن دارند اما به دلیل برخورداری از مقدار کربن کمتر، انعطاف‌پذیری، جوش‌پذیری و قابلیت ماشین‌کاری بهتری دارند. اغلب ورق‌های فولادی موجود در بازار از یکی از گریدهای فولاد کم کربن همچون A36، A283، A516، A572 و AISI 1020 ساخته‌شده‌اند.