فولاد کم آلیاژ پر استحکام یا فولاد HSLA

در اصل فولاد میکروآلیاژ نوعی فولاد کربنی است که به مقدار کمی به آن ترکیب شیمیایی اضافه شده است. اگر با خواندن این مطالب مشتاق شدید که اطلاعات بیشتری در رابطه با فولاد کم آلیاژ پراستحکام و لیست قیمت آهن کسب کنید، می توانید با تا انتهای این مقاله همراه باشید و اطلاعات مفیدی را در رابطه با این موضوع کسب کنید. فولاد کم آلیاژ پراستحکام نیز مانند سایر فولادها تولید می شود. تولید و نحوه ساخت فولاد کم آلیاژ پراستحکام به این گونه می باشد که سنگ آهن و زغال سنگ را در کوره ترکیب می کنند تا با یکدیگر ذوب شوند.

طی این فرایند ناخالصی ها از بین می روند و مقادیر مختلفی از عناصر آلیاژی به این فولاد تولید شده اضافه می شوند. پس از دستیابی به ترکیب شیمیایی مناسب، چندین مرحله‌ی دیگر نیز انجام می‌شود تا اطمینان حاصل شود که فولاد مورد نظر، کارایی و عملکرد مناسب را داشته باشد. از این فولادها اغلب در خطوط لوله گازی برای انتقال نفت و گاز استفاده می شود. این فولادها دارای کاربرد و مصرف در خودرو، جرثقیل ها، کامیون ها و تمام وسایل که نیروهای شدیدی را تحمل می کنند می باشد. ساختار فولاد کم آلیاژ، 20 تا 30 درصد کم وزن‌تر از فولاد کربنی با همان قدرت است. فولاد کم آلیاژ پراستحکام در برابر زنگ زدگی دارای مقاومت بالایی می باشند و نسبت به فولادهای کربنی این برتری را دارند.

خواص فولادهای کم آلیاژ پراستحکام

مقدار کربن این آلیاژها بین 05/0 تا 25/0 درصد وزنی است. منگنز بیش‌تر از 2 درصد و مقادیر اندک مس، نیکل، نیوبیوم، نیتروژن، وانادیم، کروم، مولیبدن، تیتانیم، کلسیم، زیرکونیم و عناصر نادر خاکی نیز در این آلیاژ می‌توانند حضور داشته باشند. عنصر آلیاژی کربن باعث بهبود و ارتقا خاصیت شکل پذیری و قابلیت جوشکاری می‌شود، در صورتی که مس، تیتانیوم، وانادیوم و نیوبیوم به منظور استحکام بخشی برای آلیاژسازی استفاده می‌شوند. پرلیت به دلیل ماهیت ترد و شکننده‌ای که دارد باعث کاهش چقرمگی فولاد می‌شود. در ففولاد کم‌آلیاژ پراستحکام که گاه «ریزآلیاژ» نیز نامیده می‌شود، نوعی آلیاژی است که با افزودن مقدار اندکی از عناصر آلیاژی مانند ، و تهیه می‌شود و برتری‌هایی بر معمولی دارد.

اساساً این نوع فولادها با فولاد کربنی معمولی متفاوت بوده و از نظر دسته بندی شناسایی و انتخاب مواد فلزی در یک دسته بندی علمی جدیدی نسبت به فولاد کربنی معمولی قرار می گیرند. مشخصه عمومی و ویژگی کلی فولاد کم آلیاژ پراستحکام کم بودن درصد عناصر آلیاژی افزوده شده به آن جهت تولید فولاد کم آلیاژ پراستحکام است. به عنوان یک متد جدید برای تولید کردن فولاد کم آلیاژ پراستحکام از تکنولوژی وارد کردن مواد آلیاژی شیمیایی دقیق در هنگام تولید کردن فولاد کم آلیاژ پراستحکام می توان استفاده کرد.

به سبب استحکام زیاد ریزآلیاژها، این‌گونه فلزات را می‌توان در ساخت قطعات باریک به کار برد. در صنایعی که در درجه اول توجه قرار دارد (مانند ) استفاده از ریزآلیاژها رونق بیشتری دارد. استحکام محصولی که با این مواد ساخته می‌شود بدون از ۴۱۵ تا ۸۲۵ مگاپاسکال تغییر می‌کند.  با توجه به اینکه ریزآلیاژ در قطعه‌های فلزی باریک‌تر به کار می‌رود، باعث کاهش چشمگیر استحکام در این‌گونه فلزات می‌شود. اما، می‌توان با افزودن عناصری همچون ، ، ، و بر مقاومت قطعه در برابر خوردگی جوی افزود که این امر خود مستلزم صرف هزینه‌است. ، پوشش با و ضدزنگ دیگر می‌تواند ریزآلیاژها را در برابر خوردگی محافظت نماید.

ریزآلیاژها معمولاً محتوی ۰٫۱۵ تا ۰٫۵۵ درصد ، ۰٫۶ تا ۱٫۶۵ درصد ، ۰٫۱۵ تا ۰٫۶۵ درصد و مقادیر اندکی از ، ()، یا و هستند. وانادیم، کلمبیم و تیتانیم‌کاربید و/یا نیتریدهایی تولید می‌کنند که در اکثر دماهای در باقی می‌مانند، اما در فرایند سرد کردن که در سرعت‌های کنترل شده انجام می‌شود رسوب می‌شوند. پدیده رسوب سبب افزایش قدرت این فلزات پس از عملیات و سرد کردن کنترل شده می‌شود.  ریزآلیاژهای عنوان شده در بالا اصولاً برای استفاده در و به خصوص در قسمت‌هایی ساخته شده‌اند که کاهش وزن بدون از دست دادن قدرت اهمیت دارد. مثلاً قطعات ، سیستم هدایت‌کننده و تعلیق، و نمونه‌هایی از استفاده اینگونه ریزآلیاژها در اتومبیل‌های سواری است.

در دستگاه‌هایی همچون ، ، ، ، ، ، میل‌های ریزآلیاژی با حداقل قدرت ۵۰٬۰۰۰ تا ۷۰٬۰۰۰ استفاده می‌شوند. شکل‌دادن، کنده‌کاری، اره کردن و انجام دیگر بر روی ریزآلیاژها ۲۵ تا ۳۰ درصد بیشتر از فولادها انرژی می‌برد.  ریزآلیاژها بر خلاف اکثر فولادهای کربنی در مقابل خوردگی مقاومت زیادی دارند. برای مثال «فرشته شمال» در (که به‌طور عمده از آلیاژی با نام COR-TEN که از مقدار اندکی مس تشکیل شده‌است، ساخته شده) نمونه بارزی از ریزآلیاژهای بی‌رنگ است. ریزآلیاژها معمولاً ۷۸۰۰kg/m³ است.  فولادهایی که مقاومت بیشتری در برابر خوردگی دارند. مانند COR-TEN. این نوع آلیاژها در ترکیب ساخت خود مقدار کمی فسفر و مس دارند تا میزان مقاومت آن‌ها در برابر فرسایش‌های آب و هوایی افزایش یابد.

– فولادهای رول شده با کنترل (Control-rolled steel)[] رول‌های داغ فولاد که ساختار بسیار گسیخته آستینیت دارند که به ساختار آهن و کربنی مکعبی خوبی ضمن فرایند سرد کردن تبدیل می‌شوند.  فولادهای با کربن کم یا بدون کربن که ساختار دانه‌ای آهن و کربن خوبی دارند که به وسیله ته‌نشینی افزایش قدرت می‌یابند.  این فولادها به وسیله ساختار آهن و کربنی سوزنی، مقدار بسیار کمی کربن و سخت سازی خوبی افزایش قدرت داده می‌شوند. درصد کربن در این نوع فولادها بسیار اندک است و خواصی همچون جوش پذیری و شکل‌پذیری خوبی را دارند.  این فولادها میکرو ساختار آهن و کربنی متشکل از مقدار کم و بکنواخت دارند. این میکرو ساختار باعت کاهش قدرت تسلیم، افزایش درجه سختی و شکل‌پذیری خوب می‌شود.

1.  Classification of Carbon and Low-Alloy Steels, retrieved ۲۰۰۸-۱۰-۰۶
2. HSLA Steel, 2002-11-15, archived from the original on 2010-01-03, retrieved 2008-۱۰–۱۱
3. Degarmo, p. ۱۱۶
4. Same density as carbon steel, see next paragraph
5. “Stainless steel properties for structural automotive applications” (PDF). Euro Inox. June 2000. Retrieved ۲۰۰۷-۰۸-۱۴
6. Cold rolled sheet steel, archived from the original on 2008-04-30, retrieved 2008-۱۰–۱۱
7. Oberg, pp. ۴۴۰–۴۴۱
8. Oberg, p. ۴۴۱
9. Oberg, p. ۴۴۲

ولاد کم آلیاژ پراستحکام، عناصر آلیاژی ریزساختار فولاد کربنی را تغییر می‌دهند به طوری که باعث توزیع کاربیدهای ریز عناصر آلیاژی در زمینه‌ی فریتی می‌شوند. همین امر باعث حذف اثر کاهش چقرمگی ایجاد شده به دلیل حضور پرلیت می‌شود، علاوه بر آن کاهش اندازه دانه باعث افزایش استحکام فولاد می‌شود. به دلیل چقرمگی و استحکام بالای فولادهای کم آلیاژ نیروی بیش‌تری برای شکل دهی نسبت به فولادهای کربنی نیاز دارند.[۱]. فولادهای دو فاز شکل‌پذیری خوبی را دارند و همچنین آن‌ها بالاست.  فولادی که دارای مقدار کمی نوبیوم، وانادیوم و/یا تیتانیوم می‌باشد که باعث بهبود اندازه دانه و/یا سخت شدن به وسیله ته‌نشینی می‌شود.