فولاد چیست

فولاد چیست ؟

فولاد از سوزاندن کربن موجود در آهن خام بدست می آید و برای تهیه آن از دو روش شناخته شده و تنظیم سایر عناصر می توان استفاده کرد.

1. طریقه زیمنس و مارتن (کوره باز)
2. طریقه بسمر

فولادی که از طریق 1 بدست می آید دارای صحت و جنس سخت تر ، یکنواخت تر خواهد بود و برای کارهای صنعتی مناسبتر است ولیدر اروپا بیشتر طریق بسمر اعمال می شود.

زیمنس و مارتن یا کوره باز

کوره باز در سال 1864 توسط برادارن زیمنس و مارتن در آلمان اختراع شد.در این طریقه ابتدا آهن خام را که قبلا آماده داشته در کوره ریخته و به آن مقداری فولاد بی مصرف اضافه می نمایند جنس آستر کوره بستگی دارد به آهن خامی که در آن مصرف می شود.اگر آهن خام دارای فسفر زیادی باشد برای جدار کوره از آجر نسوز و خاک سیمان نسوز استفاده می کنند و همواره مقداری آهک زنده قوی و شکفته به کوره می افزایند تا سرباره یا تفاله را قلیائی کند این سرباره که فسفات کلسیم است به مصرف کود می رسد و اگر آهن خام مصرفی دارای فسفر اندکی باشد برای جدار کوره از آجر نسوز اسیدی سیلیسی استفاده می کنند در این روش دیگر نمی توان به مواد داخل کوره آهک اضافه کرد و سرباره ای که از این روش بدست می آید به کوره آهن گدازی می ریزند.

برای آبگون نگهداشتن آهن خام به آن شعله داده و کوره را بر هم می زنند تا کربن سوخته شده و فولاد بدست آید.این طریقه به کندی پیشرفت می نماید و حدود 6 تا 12 ساعت بطول می انجامد و محصولی بسیار خوب با ناخالصی کمتر تولید می کند.

در کوره های باز تمام کربن آهن سوخته و برای تهیه فولاد باید مجددا به آن کربن داد و قبل از خالی کردن کوره باید مواد لازمی که آهن را به فولاد تبدیل می نماید به کوره وارد کرد و فولاد مذاب را از کوره تخلیه و در قالبهائی به صورت شمش در آورد.

کوره بسمر

این عمل توسط مبتکری بنام آقای بسمر در سال 1855 در انگلستان اختراع شد این سیستم نیز دارای دو روش قلیائی و اسیدی است که فقط روش اسیدی آن متداول است.در این طریقه آهن خام مذاب را که قبلا تهیه شده (مانند آنچه در طریقه زیمینس و مارتن گفته شد ) به کوره گلابی شکل می رسانند و به آن هوای سرد می افزایند.در این کوره هیچگونه سوختی مصرف نمی شود زیرا پس از دمیدن هوا در آن اکسیژن هوا با کربن اضافی آهن خام ترکیب شده و در اثر سوختن کربن حرارت لازم ایجاد می گردد و باعث می شود شعله های حرارتی با صدای زیاد دهانه کوره خارج گردد هنگامیکه آخرین ذرات کربن می سوزد شعله خارج شده بخوبی نمایان می شود در این موقع که تمام کربن آهن خام سوخت با افزودن فرو منگنز مذاب در کوره مقداری کربن مجددا به آن اضافه می شود تا کربن فولاد به اندازه لازم برسد.جدار کوره بسمر از آجر نسوز اسیدی است و چون تفاله این کوره دارای منگنز می باشد برای تهیه مجدد آهن به کوره های آهن گدازی منتقل می شود.

فولاد ریخته

فولاد مذاب را عینا نظیر آنچه  در مورد چدن گفته شده در قالب می ریزند ولی چون فولاد سرد شده خود را جمع می کند لذا لازم است که قالبها را از هر طرف به اندازه 2% حجم کل قطعه فولاد بزرگتر از اندازه مورد نظر تهیه نمود که در این صورت پس از سرد شدن قطعه فولادی به اندازه دلخواه در قالب باقی مانده باشد.فولاد ریخته شده دارای معایب کمتری هستند.

فولاد ساختمانی

برای تهیه فولاد ساختمانی فولاد یا آهن مذاب را در قالبهائی ریخته و از آن شمش هائی می سازند و سپس به کارگاه غلطک کاری حرکت داده و در دستگاههای مخصوص دوبازه گرم نموده و به اشکال مورد لزوم غلطک کاری می شود عمل غلطک کاری عبارت است از عبور دادن فولاد گرم از میان غلطک هائی با نیمرخهای معین و در آوردن آن به شکل مورد دلخواه که با این عمل به تدریج از ضخامتش کاسته و به طول آن اضافه می گردد .

فولاد ساختمانی که در بازار یافت می شود همان است که به صورت ریل یا نبشی یا تیرآهن و میله گرد و غیره عرضه می شود.

سیم فولادی

طرز ساختن سیم فولادی همان است که برای فولاد ساختمانی شرح داده شد.برای تهیه آن ابتدا فولاد را از غلطکهائی با مقطع گرد عبور داده تا به شکل میله در آید.میله های بدست آمده را از سرد نموده سپس آنها را از داخل سوراخهائی که در یک صفحه فولادی درست شده چندین باز می شکند این عمل استقامت کششی را زیاد می کند (استقامت کششی برای سیمها از دیگر مصالح فولادی لازم است.)

فولاد

1. خاصیت در خشکه کاری.
2. خاصیت در آبکاری

خشکه کاری فولاتد عبارتست از گرم کردن آن تا 1300 درجه فارنهایت و سپس فرو بردن در آب و روغن پارافین یا روغن بزرک و یا در هوای آزاد.

آبکاری

برای تهیه فولاد سخت و خشکه درجه حرارت 666 درجه فارنهایت که برابر 270 درجه سانتیگراد می باشد به آن داده و سپس به آهستگی خنک می کنند هر چه درجه حرارت بیشتر باشد فولاد سخت تر خواهد شد.

اعمال درجات حرارتی که گفته شد در فولاد ساده کربن دار بستگی به مقدار کربن و در فولادهای آلیاژی بستگی به سایر عناصر متشکله آن فولاد دارد.