چگونگی تبدیل آهن به فولاد

چگونگی تبدیل آهن به فولاد

چگونگی تبدیل آهن به فولاد

آهن مذاب تصفیه شده را با افزودن مقداری کربن و فلزهای آلیاژ دهنده مثل وانادیم، کروم، تیتانیم، منگنز و نیکل به فولاد تبدیل می‌کنند.

فولادهای ویژه ممکن است مولیبدن، تنگستن یا فلزهای دیگر داشته باشند.

این نوع فولادها برای مصارف خاص مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در دمای زیاد، آهن و کربن با یکدیگر ترکیب شده، کاربید آهن ( ) به نام «سمنتیت» تشکیل می‌دهند.

این واکنش، برگشت‌پذیر و گرماگیر است:

هرگاه فولادی که دارای سمنتیت است، به کندی سرد می شود، تعادل فوق به سمت تشکیل آهن و کربن، جابجا شده، کربن به صورت پولک‌های گرافیت جدا می‌شود.

این مکانیزم در چدن‌ها که درصد کربن در آن‌ها زیاد است، اهمیت بیشتری دارد.

برعکس، اگر فولاد به سرعت سرد شود، کربن عمدتاً به شکل سمنتیت باقی می‌ماند.

تجزیه سمنتیت در دمای معمولی به اندازه‌ای کند است که عملاً انجام نمی‌گیرد.

وباسرد کردن سمنتیت فولاد را به وجود می‌آورند.

عنصرهای آلیاژی فولاد

عنصرهای آلیاژ شده با فولاد، به فولاد خاصیت‌های گوناگون می‌دهند، این خواص می‌توانند فیزیکی، شیمیایی یا مکانیکی باشند.

اثر عناصر مختلف بر روی فولاد به صورت زیر است:

 
عنصر آلیاژیاثر عنصر آلیاژی
کربنبا آهن ترکیب می‌شود و نشان دهنده جنس فولاد می‌باشد. افزایش میزان کربن در ابتدا استحکام و سختی فولاد را بالا برده و سپس فولاد را ترد می‌کند.[۴]
مسدر هنگامی که فولاد برای کاربردهای دریایی استفاده گردد به آن مس می‌افزایند. فولاد مس دار، در ساختن سپرها و شمع‌های فولادی سکوها و اسکله‌های بندری و ساختمان‌های دریایی مصرف می‌شود
گوگردکاهش استحکام فولاد و افزایش تردی آن. می‌تواند باعث افزایش قابلیت ماشینکاری فولاد گردد
فسفررفتاری مشابه گوگرد دارد و می‌تواند باعث کاهش استحکام فولاد و افزایش تردی و در عین حال قابلیت ماشینکاری فولاد گردد.
نیکلسختی و استحکام فریت را بالا می‌برد و دمای شکست ترد فولاد را کاهش می‌دهد.[۴]