ترکیب عناصر آلیاژهای فولادی معمولی

فهرست مطالب

درک ترکیب عناصر آلیاژهای فولادی رایج می تواند به مهندسان، تولیدکنندگان و طراحان محصول کمک کند تا مواد مناسب را برای برآوردن نیازهای کاربردی خاص، اطمینان از کیفیت، بهینه سازی فرآیندهای تولید و افزایش عملکرد در محیط های خاص انتخاب کنند. این دانش برای تصمیم گیری آگاهانه در فرآیندهای توسعه محصول، ساخت و ساز و تولید بسیار مهم است. اکنون، بیایید محتوای عناصر درجات رایج فولاد کربن، فولاد ضد زنگ، آلیاژهای نیکل و سایر مواد را بررسی کنیم.

ترکیب آلیاژی چیست؟

ترکیب عناصر یک آلیاژ به نسبت یا درصد نسبی عناصر شیمیایی مختلف که مواد آلیاژی را تشکیل می دهند اشاره دارد. محتوای این عناصر به طور مستقیم بر خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی آلیاژ تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، فولاد آلیاژی است که از آهن و نسبت معینی از کربن تشکیل شده است و محتوای کربن موجود در فولاد بر سختی، استحکام، شکل پذیری و سایر خواص آن تأثیر می گذارد.

آلیاژها معمولاً از یک فلز پایه و عناصر آلیاژی اضافه شده تشکیل شده اند. فلز پایه جزء اصلی آلیاژ است، در حالی که از عناصر آلیاژی برای افزایش خواص مواد مانند افزایش استحکام، مقاومت در برابر خوردگی و عملکرد در دمای بالا استفاده می شود.

نمرات و ترکیب فولاد کربنی:

فولاد کربنی نوعی فولاد است که عنصر آلیاژی اصلی آن کربن است. بسته به محتوای کربن، فولادهای کربنی به سه دسته اصلی تقسیم می شوند: فولاد کم کربن، فولاد کربن متوسط و فولاد کربن بالا. در زیر یک نمای کلی از گریدهای رایج فولاد کربنی و ترکیب آنها وجود دارد که معمولاً در کاربردهای ساختاری و تولیدی استفاده می شود.

درجهکربن (C%)منگنز (Mn%)سیلیکون (Si%)فسفر (P%)گوگرد (S%)آهن (Fe%)سایر عناصر
A36حداکثر 0.260.60-0.90حداکثر 0.40حداکثر 0.04حداکثر 0.05تعادل
A572 G 50حداکثر 0.231.35-1.65حداکثر 0.40حداکثر 0.04حداکثر 0.05تعادل
A283 Gr Cحداکثر 0.260.60-0.90حداکثر 0.30حداکثر 0.04حداکثر 0.05تعادل
A105حداکثر 0.350.60-0.90حداکثر 0.30حداکثر 0.04حداکثر 0.05تعادل
A106 Gr B0.30-0.350.60-0.90حداکثر 0.30حداکثر 0.04حداکثر 0.05تعادل
A53 Gr Bحداکثر 0.300.30-0.600.10-0.30حداکثر 0.05حداکثر 0.05تعادل
A500حداکثر 0.260.60-1.65حداکثر 0.40حداکثر 0.04حداکثر 0.05تعادل
A513حداکثر 0.300.60-0.900.10-0.35حداکثر 0.04حداکثر 0.05تعادل
10180.18-0.230.60-0.900.10-0.35حداکثر 0.04حداکثر 0.05تعادل
10450.43-0.500.60-0.900.10-0.35حداکثر 0.04حداکثر 0.05تعادل
10600.58-0.640.30-0.600.10-0.35حداکثر 0.04حداکثر 0.05تعادل
10950.90-1.030.30-0.500.10-0.35حداکثر 0.04حداکثر 0.05تعادل
11170.13-0.200.60-0.900.10-0.35حداکثر 0.04حداکثر 0.05تعادل
12150.12-0.180.50-1.200.10-0.35حداکثر 0.04حداکثر 0.05تعادل
15B300.28-0.350.50-0.800.20-0.35حداکثر 0.04حداکثر 0.05تعادل
41300.28-0.330.40-0.600.10-0.35حداکثر 0.04حداکثر 0.05تعادلCr 0.80-1.10، Mo 0.15-0.25
41400.38-0.430.75-1.000.10-0.35حداکثر 0.04حداکثر 0.05تعادلCr 0.80-1.10، Mo 0.15-0.25
41500.48-0.550.60-0.900.10-0.35حداکثر 0.04حداکثر 0.05تعادلCr 0.80-1.10، Mo 0.15-0.25
43400.38-0.430.60-0.800.15-0.30حداکثر 0.04حداکثر 0.05تعادلCr 0.70-0.90، Ni 1.65-2.00
51600.56-0.640.60-0.900.20-0.35حداکثر 0.04حداکثر 0.05تعادلCr 0.70-0.90، Mo 0.15-0.25
521000.98-1.100.25-0.450.10-0.35حداکثر 0.04حداکثر 0.05تعادلCr 1.30-1.60، Mo 0.15-0.25

طبقه بندی فولاد کربنی:

1. فولاد کم کربن (فولاد ملایم)
محتوای کربن: به طور معمول 0.05% تا 0.25%.
ویژگی ها: نرم، انعطاف پذیر، آسان برای جوش، و شکل. برای ساخت و ساز عمومی و قطعات بدنه خودرو استفاده می شود.
نمرات رایج: A36، 1018، A53، A105.
2. فولاد کربن متوسط
محتوای کربن: به طور معمول 0.25% تا 0.60%.
ویژگی ها: تعادل خوبی از استحکام و شکل پذیری ارائه می دهد و آن را برای کاربردهای سازه ای مناسب می کند.
درجات رایج: A572 Gr 50، 1045، 4130، 4140.
3. فولاد کربن بالا
محتوای کربن: به طور معمول 0.60% تا 1.00% و بالاتر.
مشخصات: بسیار قوی، سخت، اما کمتر انعطاف پذیر و سخت به جوش. در ابزار و ماشین آلات استفاده می شود.
نمرات رایج: 1060، 1095، 52100.
4. فولاد کربن فوق العاده بالا
محتوای کربن: معمولاً بالاتر از 1.00%.
ویژگی ها: بسیار سخت و شکننده است، برای ابزارهای تخصصی استفاده می شود و برای مقاومت در برابر سایش بالا قابل عملیات حرارتی است.
نمرات رایج: 1095.

نمرات و ترکیب فولاد ضد زنگ:

درجات فولاد ضد زنگ آستنیتی:

فولادهای زنگ نزن آستنیتی عمدتاً از آهن، کروم و نیکل تشکیل شده اند و مقاومت در برابر خوردگی عالی، جوش پذیری خوب و شکل پذیری دارند.

درجهCr (%)Ni (%)C (%)منگنز (%)Si (%)Mo (%)سایر عناصر
20116-183.5-5.5≤0.155-71
20217-194-6≤0.157-101
20517-194-6≤0.157-101
30116-186-8≤0.152-41
30217-198-10≤0.082-41
30317-199-11≤0.152-31
30418-208-10≤0.0821
30518-209-12≤0.082-41
30818-208-10≤0.082-41
30922-2412-15≤0.082-41
31024-2619-22≤0.082-31
31424-2619-22≤0.082-31
31616-1810-14≤0.082-312-3
31718-2010-13≤0.082-313-4
32117-199-12≤0.082-31Ti 0.4-0.7%
33024-2619-22≤0.082-31
34717-199-13≤0.082-31Nb 10xC%
34817-199-13≤0.082-31Ti 5xC%

درجات فولاد ضد زنگ فریتی:

فولادهای زنگ نزن فریتی عمدتاً از آهن و کروم تشکیل شده اند. آنها مقاومت اکسیداسیون خوبی دارند و عموماً مغناطیسی هستند.

درجهCr (%)Ni (%)C (%)منگنز (%)Si (%)Mo (%)سایر عناصر
40910.5-11.75≤0.75≤0.080.5-1.0≤1
43016-18≤0.75≤0.121.0-1.5≤1
43417-19≤0.75≤0.081.0-2.0≤1
43917-19≤0.75≤0.081.0-2.0≤1
44418-20≤0.75≤0.081.0-2.0≤12-3

گریدهای فولاد ضد زنگ دوبلکس:

دوبلکس ناب:

گریدهای دوبلکس لاغر دارای محتوای نیکل کمتری نسبت به دوبلکس استاندارد هستند، و در عین حال از مقاومت در برابر خوردگی خوبی برخوردارند و مقرون به صرفه تر هستند.

درجهCr (%)Ni (%)C (%)منگنز (%)Si (%)Mo (%)سایر عناصر
220522-234.5-6.5≤0.031.5-2.5≤13-5N 0.08-0.2%
230423-254-6≤0.031.5-2.5≤10.5-1N 0.1-0.2%

دوبلکس استاندارد:

فولادهای دوبلکس استاندارد ترکیبی متعادل از ریزساختارهای آستنیتی و فریتی را ارائه می دهند که هم استحکام خوب و هم مقاومت در برابر خوردگی عالی را ارائه می دهند.

درجهCr (%)Ni (%)C (%)منگنز (%)Si (%)Mo (%)سایر عناصر
250725-266-8≤0.031.5-2.5≤14-6N 0.14-0.20%

سوپر دوبلکس:

فولادهای سوپر دوبلکس فولادهای دوبلکس بسیار آلیاژی با محتوای کروم و مولیبدن بالاتر هستند که مقاومت در برابر خوردگی بالاتری دارند، به ویژه در محیط‌های تهاجمی مانند آب دریا.

درجهCr (%)Ni (%)C (%)منگنز (%)Si (%)Mo (%)سایر عناصر
LDX 210121-231.5-2.5≤0.034.5-6≤11.5-2N 0.2%

درجات فولاد ضد زنگ بارش-سخت شدن:

فولادهای سخت کننده بارشی مزایای فولاد ضد زنگ مارتنزیتی را با سختی افزایش یافته به دلیل عملیات حرارتی ترکیب می کنند.

درجهCr (%)Ni (%)C (%)منگنز (%)Si (%)Mo (%)سایر عناصر
17-4 PH15-173-50.071-3≤13-5Cu 3-5%
13-8 ماه13-157-90.071-3≤12-3Mo 2.0-3.5%
15-5 PH14-163-50.071-3  

نمرات هاستلوی و ترکیب:

Hastelloy یک نام تجاری برای خانواده ای از آلیاژهای با کارایی بالا و مقاوم در برابر خوردگی است که عمدتاً از نیکل ساخته شده و در محیط های شدید استفاده می شود. این آلیاژها برای مقاومت در برابر شرایط سخت مانند دماهای بالا، قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی تهاجمی و استرس بالا طراحی شده اند. برخی از گریدهای رایج Hastelloy عبارتند از:

درجه هاستلوینیکل (Ni) %مولیبدن (Mo) %Chromium (Cr) %آهن (Fe) %تنگستن (W) %کبالت (Co) %کربن (C) %سیلیکون (Si) %منگنز (Mn) %
C-276 (UNS N10276)57-63%15-17%14.5-16.5%4-7%3-4.5%حداکثر 2%حداکثر 0.01%حداکثر 0.08%حداکثر 1%
C-22 (UNS N06022)56-63%14.5-16.5%20-22%5%3-4%حداکثر 2%حداکثر 0.015%حداکثر 0.08%حداکثر 1%
B-2 (UNS N10665)61-70%28-31%3-6%حداکثر 2%حداکثر 0.02%حداکثر 0.08%حداکثر 1%
B-3 (UNS N10675)60-70%26-30%0.5-1.0%حداکثر 2.5%حداکثر 0.01%حداکثر 0.08%حداکثر 1%
C-2000 (UNS N06200)57-63%15-17%20-22%4-7%3-4%حداکثر 2%حداکثر 0.02%حداکثر 0.08%حداکثر 1%
X (UNS N06002)47-51%8-10%20-23%17-21%1.5-3%حداکثر 0.10%حداکثر 0.08%حداکثر 1%
G-30 (UNS N06030)50-60%28-32%12-15%6-9%حداکثر 0.02%حداکثر 0.08%حداکثر 1%
C-4 (UNS N06455)50-60%15-17%14-16%4-7%حداکثر 0.03%حداکثر 0.08%حداکثر 1%

نمرات و ترکیب مونل:

آلیاژهای مونل گروهی از آلیاژهای نیکل مس هستند که به دلیل مقاومت استثنایی خود در برابر خوردگی به ویژه در محیط های دریایی و شیمیایی شناخته شده اند. عناصر آلیاژی اولیه در مونل نیکل (Ni) و مس (Cu) هستند، اما عناصر دیگری مانند آهن (Fe)، منگنز (Mn)، کربن (C) و سیلیکون (Si) نیز می توانند در گریدهای مختلف وجود داشته باشند. در اینجا برخی از رایج ترین نمرات مونل و ترکیبات آنها آورده شده است:

درجه مونلنیکل (Ni) %مس (مس) %آهن (Fe) %منگنز (Mn) %آلومینیوم (Al) %تیتانیوم (Ti) %کربن (C) %سیلیکون (Si) %گوگرد (S) %
مونل 40063-70%28-34%حداکثر 2.5%حداکثر 2%حداکثر 0.30%حداکثر 0.50%حداکثر 0.024%
مونل 40563-70%28-34%حداکثر 2.5%حداکثر 2%حداکثر 0.30%حداکثر 0.50%حداکثر 0.024%
Monel K-50063-70%27-33%حداکثر 2.5%حداکثر 1.5%2.3-3.15%0.35-0.85%حداکثر 0.25%حداکثر 0.50%حداکثر 0.024%
مونل 40463-70%28-34%حداکثر 3%حداکثر 2%حداکثر 0.30%حداکثر 0.50%حداکثر 0.024%
مونل 50063-70%27-33%حداکثر 2.5%حداکثر 1.5%2.3-3.1%0.35-0.85%حداکثر 0.25%حداکثر 0.50%حداکثر 0.024%

آلیاژهای مونل به دلیل مقاومت در برابر خوردگی، استحکام و عملکرد عالی در شرایط سخت به طور گسترده برای کاربردها در صنایع دریایی، شیمیایی و هوافضا استفاده می شوند. انتخاب درجه بستگی به خواص مکانیکی مورد نیاز و عوامل محیطی دارد.

درجات و ترکیب Incoloy:

Incoloy یک نام تجاری برای خانواده ای از آلیاژهای مبتنی بر نیکل با عملکرد بالا است که به طور خاص برای عملکرد در محیط های با دمای بالا و خورنده طراحی شده اند. آلیاژها معمولاً از نیکل، آهن و کروم با مقادیر متفاوتی از عناصر دیگر مانند مولیبدن، تیتانیوم و آلومینیوم تشکیل شده‌اند. در زیر برخی از رایج ترین گریدهای Incoloy آورده شده است:

درجهنیکل (Ni) %Chromium (Cr) %آهن (Fe) %مولیبدن (Mo) %تیتانیوم (Ti) %مس (مس) %آلومینیوم (Al) %کربن (C) %
Incoloy 80030-35%19-23%تعادلحداکثر 0.15%0.15-0.60%حداکثر 0.15%حداکثر 0.10%
Incoloy 800H30-35%19-23%تعادلحداکثر 0.15%0.60-1.20%حداکثر 0.15%0.05-0.15%
Incoloy 800HT30-35%19-23%تعادلحداکثر 0.15%0.60-1.20%حداکثر 0.15%0.05-0.15%
Incoloy 82538-46%19-23%تعادل2.5-3.5%0.2-0.6%1.5-3.0%حداکثر 0.2%حداکثر 0.05%
Incoloy 90945-50%19-23%تعادل2.0-2.5%0.6-1.0%حداکثر 0.5%حداکثر 0.03%
Incoloy 33033-37%19-23%تعادلحداکثر 0.5%0.15-0.60%حداکثر 0.15%حداکثر 0.20%

نمرات و ترکیب Inconel:

Inconel یک نام تجاری برای خانواده ای از سوپرآلیاژهای نیکل-کروم با کارایی بالا است که برای مقاومت در برابر محیط های شدید، به ویژه دماهای بالا و محیط های خورنده طراحی شده اند. در زیر برخی از رایج ترین گریدهای Inconel مورد استفاده قرار می گیرند:

درجه اینکونلنیکل (Ni) %Chromium (Cr) %آهن (Fe) %مولیبدن (Mo) %تیتانیوم (Ti) %نیوبیوم (Nb) %کبالت (Co) %کربن (C) %آلومینیوم (Al) %سیلیکون (Si) %
Inconel 600 (UNS N06600)72%14-17%6-10%حداکثر 1%حداکثر 0.15%حداکثر 0.5%
Inconel 625 (UNS N06625)58-70%20-23%حداکثر 5%8-10%0.4-1%3.15-4.15%حداکثر 2%حداکثر 0.10%حداکثر 0.4%حداکثر 0.08%
Inconel 718 (UNS N07718)50-55%17-21%تعادل2.8-3.3%0.65-1.15%4.75-5.5%حداکثر 1%حداکثر 0.08%0.2-0.8%حداکثر 0.5%
Inconel 600H (UNS N06600H)72-76%14-17%6-10%حداکثر 1%0.05-0.15%حداکثر 0.5%
Inconel 617 (UNS N06617)50-55%19-23%حداکثر 5%8-10%0.25-0.85%12-18%حداکثر 0.08%حداکثر 1%حداکثر 0.5%
Inconel 725 (UNS N07725)50-55%19-23%تعادل3-4%1.4-2.4%حداکثر 1%حداکثر 0.08%0.3-1%حداکثر 0.5%
Inconel X-750 (UNS N07750)70-75%15-17%5-9%0.9-1.6%0.25-0.85%حداکثر 1%حداکثر 0.08%0.3-1%حداکثر 0.5%

ترکیب نیکل 200/201:

درجهنیکل (Ni) %کربن (C) %آهن (Fe) %مس (مس) %منگنز (Mn) %
نیکل 200دقیقه 99.0%حداکثر 0.15%حداکثر 0.40%حداکثر 0.50%حداکثر 0.35%
نیکل 201دقیقه 99.0%حداکثر 0.02%حداکثر 0.40%حداکثر 0.50%حداکثر 0.35%

نیکل 200 و نیکل 201 هر دو مواد عالی برای کاربردهایی هستند که به مقاومت بالایی در برابر خوردگی نیاز دارند، به ویژه در محیط های قلیایی و اسیدی. نیکل 201، با محتوای کربن کاهش یافته خود، عملکرد بهبود یافته ای را در دماهای بالاتر ارائه می دهد و در محیط های سخت تر در مقایسه با نیکل 200 استفاده می شود. بسته به نیازهای خاص کاربرد - چه برای فرآوری مواد غذایی، اجزای الکتریکی، یا مصارف صنعتی با دمای بالا - هر کدام از گریدها می تواند انتخاب ایده آلی باشد.

نمرات CuNi و ترکیب:


آلیاژهای CuNi (مس نیکل) عمدتاً از مس و نیکل تشکیل شده‌اند و به دلیل مقاومت عالی در برابر خوردگی آب دریا و خواص مکانیکی خوب شناخته شده‌اند. این آلیاژها به طور گسترده در کاربردهای دریایی، شیمیایی و صنعتی استفاده می شوند. متداول‌ترین گریدهای آلیاژهای CuNi بر اساس درصد نیکل و مس تعریف می‌شوند و عناصر اضافی مانند آهن (Fe) و منگنز (Mn) برای افزایش استحکام و مقاومت در برابر خوردگی اضافه می‌شوند.

درجهمس (مس) %نیکل (Ni) %آهن (Fe) %منگنز (Mn) %سایر عناصر
CuNi 90/1090%10%1.0-1.5%0.5-1.0%مقدار کمی گوگرد، فسفر، روی
CuNi 70/3070%30%1.0-2.5%0.5-1.0%مقدار کمی گوگرد، فسفر، روی
CuNi 60/4060%40%1.5-3.0%1.0-2.0%مقدار کمی گوگرد، فسفر، روی
CuNi 10/9010%90%0.1-0.3%0.1-0.5%مقدار کمی گوگرد، فسفر، روی

آلیاژهای CuNi یک خانواده همه کاره از مواد با مقاومت در برابر خوردگی عالی، به ویژه در محیط های دریایی و شیمیایی هستند. انتخاب خاص درجه (90/10، 70/30، 60/40 یا موارد دیگر) به خواص مورد نیاز مانند استحکام، مقاومت در برابر خوردگی و عملکرد مکانیکی در شرایط محیطی خاص بستگی دارد.

منابع بیشتر:

مواد

منابع مرتبط
تنظیمات برگزیده کوکی ها را به روز کنید
fa_IRFA
پیمایش به بالا