معرفی انواع فولاد آلیاژی و کاربردهای آن

فولاد آلیاژی یکی از پرمصرف‌ترین مواد در صنایع مختلف به‌ویژه در ساخت تجهیزات صنعتی، قطعات مکانیکی، ماشین‌آلات و سازه‌های سنگین است. این نوع فولاد با افزودن عناصر آلیاژی مختلف به فولاد پایه (مانند کروم، نیکل، مولیبدن، منگنز و وانادیوم) به‌دست می‌آید و بسته به ترکیب عناصر، خواص مکانیکی و فیزیکی متفاوتی پیدا می‌کند. در این مقاله از فولاد مهر سادات با پرکاربردترین انواع فولاد آلیاژی در بازار ایران از جمله MO40، ST37، ST52، WCN150، WCN200، فولاد سمانته، فولاد سخت، فولاد سردکار و فولاد گرم‌کار آشنا می‌شویم.

معرفی انواع فولاد آلیاژی

فولاد آلیاژی MO40

فولاد MO40 (معادل DIN 1.7225 / AISI 4140) یکی از پرکاربردترین فولادهای آلیاژی است که در ساختار آن عناصر کروم، منگنز و مولیبدن وجود دارد. این ترکیب موجب افزایش مقاومت در برابر سایش، ضربه و حرارت می‌شود. از مهم‌ترین ویژگی‌های آن می‌توان به قابلیت سخت‌کاری بالا، استحکام کششی زیاد و مقاومت در برابر خستگی مکانیکی اشاره کرد.

کاربردها:

• ساخت شفت و محورهای انتقال نیرو

• تولید قالب‌های صنعتی و قطعات تحت فشار

• صنایع نفت و گاز و خودروسازی

فولاد St37

فولاد St37 از نوع فولادهای ساده کربنی است که کربن پایینی دارد (حدود ۰٫۲٪). این نوع فولاد به دلیل نرمی، جوش‌پذیری بالا و شکل‌پذیری مناسب، در صنایع ساختمانی و سازه‌ای بیشترین کاربرد را دارد.

ویژگی‌ها:

• چقرمگی و انعطاف بالا

• قابلیت جوشکاری و فرم‌دهی آسان

• استحکام مناسب برای سازه‌های عمومی

کاربردها:

• ساخت اسکلت فلزی، تیرآهن، نبشی و ناودانی

• ورق و پروفیل در ساختمان‌سازی

فولاد آلیاژی ST52

فولاد ST52 با ترکیب درصد بالاتری از منگنز و سیلیسیوم نسبت به ST37، دارای مقاومت کششی و استحکام بیشتری است.
این فولاد در صنایع سنگین و قطعاتی که تحت فشار و بار زیاد هستند، کاربرد فراوان دارد.

ویژگی‌ها:

• استحکام بالا و چقرمگی عالی

• مقاومت مناسب در برابر سایش

• قابلیت ماشین‌کاری خوب

کاربردها:

• ساخت شاسی ماشین‌آلات سنگین

• مخازن تحت فشار

• قطعات راه‌سازی و جرثقیل‌ها

فولاد آلیاژی WCN150

فولاد WCN150 از فولادهای آلیاژی نیکل‌دار محسوب می‌شود که با افزودن نیکل و کروم به فولاد پایه، مقاومت آن در برابر ضربه، سایش و حرارت افزایش می‌یابد.

ویژگی‌ها:

• مقاومت بسیار خوب در برابر ترک و خستگی فلز

• قابلیت سخت‌کاری سطحی

• پایداری در دماهای بالا

کاربردها:

• ساخت دنده‌ها، محورهای انتقال نیرو و ابزارهای صنعتی

• قطعات دقیق در صنایع ماشین‌سازی و قالب‌سازی

فولاد آلیاژی WCN200

فولاد WCN200 یکی از فولادهای نیکل-کروم پیشرفته است که مقاومت کششی بالاتری نسبت به WCN150 دارد.
این فولاد به‌ویژه در صنایع خودروسازی و تولید قطعات تحت تنش زیاد استفاده می‌شود.

ویژگی‌ها:

• مقاومت مکانیکی فوق‌العاده

• چقرمگی بالا در دمای پایین

• مقاومت عالی در برابر خستگی و تنش‌های متناوب

کاربردها:

• قطعات موتور، گیربکس و میل‌لنگ

• قالب‌های صنعتی مقاوم به حرارت

فولاد آلیاژی سمانته

فولاد سمانته (Cementation Steel) نوعی فولاد کم‌کربن است که سطح آن با استفاده از عملیات کربوریزه (سمانتاسیون) سخت می‌شود، در حالی‌که مغز آن نرم و انعطاف‌پذیر باقی می‌ماند.

ویژگی‌ها:

• سطح بسیار سخت و مقاوم در برابر سایش

• مغز نرم و مقاوم در برابر ضربه

• مناسب برای قطعاتی که نیاز به مقاومت سطحی بالا دارند

کاربردها:

• دنده‌ها، محورهای دقیق، پین‌ها و بوش‌ها

• قطعات حرکتی در ماشین‌آلات

فولاد آلیاژی فولاد سخت

فولاد سخت به گروهی از فولادها اطلاق می‌شود که پس از عملیات حرارتی، سختی بسیار بالایی پیدا می‌کنند.
این فولادها معمولاً در ابزارهای برشی و قطعاتی که تحت سایش مداوم هستند، استفاده می‌شوند.

ویژگی‌ها:

• سختی بالا تا بیش از ۵۵ HRC

• مقاومت در برابر تغییر شکل

• مناسب برای کار در شرایط فشار و حرارت بالا

کاربردها:

• ابزارهای برش، تیغه‌های صنعتی، قالب‌های تزریق و پانچ‌ها

فولاد آلیاژی فولاد سردکار

فولاد سردکار (Cold Work Steel) مخصوص عملیات در دمای پایین طراحی شده است و در برابر سایش، ترک و فشار مقاومت فوق‌العاده‌ای دارد.

ویژگی‌ها:

• حفظ سختی در دماهای پایین

• مقاومت عالی در برابر خمش و ترک

• دقت ابعادی بالا در فرآیند ماشین‌کاری

کاربردها:

• ساخت قالب‌های برش و خم

• ابزارهای پانچ و سنبه

• تیغه‌های دقیق صنعتی

فولاد آلیاژی فولاد گرم‌کار

فولاد گرم‌کار (Hot Work Steel) برای استفاده در دماهای بالا طراحی شده است و توان تحمل حرارت، شوک حرارتی و فشار بالا را دارد.

ویژگی‌ها:

• مقاومت حرارتی بالا تا دمای ۶۰۰ درجه سانتی‌گراد

• مقاومت در برابر اکسیداسیون و تغییر شکل

• چقرمگی زیاد در شرایط حرارتی سنگین

کاربردها:

• قالب‌های ریخته‌گری، قالب‌های فورج و دایکست

• ابزارهای شکل‌دهی فلز در دمای بالا

دسته‌بندی جامع انواع فولاد آلیاژی

۱. فولادهای آلیاژی ساده (Low Alloy Steels)

فولادهایی که کمتر از ۵٪ عناصر آلیاژی دارند.
نمونه‌ها:

• ST37 و ST52 → فولادهای ساختمانی و صنعتی عمومی

• CK45 → فولاد کربنی مقاوم به سایش

• C15، C35، C60 → برای قطعات عمومی، محور و ابزار

۲. فولادهای آلیاژی کروم-مولیبدن (Cr-Mo Steels)

دارای کروم و مولیبدن برای افزایش مقاومت به حرارت، سایش و تنش.
نمونه‌ها:

• MO40 (AISI 4140 / DIN 1.7225)

• 42CrMo4

• SCM440

کاربردها: محور، دنده، شفت، قطعات ماشین‌آلات، قالب‌ها

۳. فولادهای آلیاژی نیکل‌دار (Ni-Alloy Steels)

افزودن نیکل باعث افزایش چقرمگی در دمای پایین می‌شود.
نمونه‌ها:

• WCN150 / WCN200

• 34NiCrMo6

• 18NiCrMo5

کاربردها: قطعات موتور، میل‌لنگ، گیربکس، ابزار صنعتی سنگین

۴. فولادهای سمانته (Cementation Steels)

فولادهایی با کربن پایین که سطح آن‌ها سخت‌کاری می‌شود ولی مغز نرم باقی می‌ماند.
نمونه‌ها:

• 16MnCr5

• 20MnCr5

• C15 / C20

کاربردها: چرخ‌دنده، پین، بوش، قطعات حرکتی دقیق

۵. فولادهای سخت‌کاری‌پذیر (Quenched & Tempered Steels)

دارای مقاومت بسیار بالا پس از عملیات حرارتی.
نمونه‌ها:

• CK60 / CK67 / CK75

• 1.1191 / 1.1248

• AISI 1055 – 1075

کاربردها: ابزار برشی، تیغه‌ها، قطعات مقاوم به سایش

۶. فولادهای ابزار (Tool Steels)

این گروه برای ساخت ابزار، قالب، پانچ و تجهیزات دقیق استفاده می‌شود و در سه زیر‌دسته تقسیم می‌شود:

الف) فولاد سردکار (Cold Work Steels)

• مقاومت بالا در برابر سایش و ترک در دمای پایین

• نمونه‌ها: 1.2379 (D2)، 1.2842 (O2)

ب) فولاد گرم‌کار (Hot Work Steels)

• مقاومت عالی در دمای بالا

• نمونه‌ها: 1.2344 (H13)، 1.2367 (H11)

ج) فولاد تندبر (High Speed Steels)

• مناسب برای ابزار برشی با سرعت زیاد

• نمونه‌ها: M2، M35، T1

۷. فولادهای ضد زنگ (Stainless Steels)

حاوی درصد بالای کروم (حداقل ۱۰٫۵٪) که مقاومت به خوردگی را بالا می‌برد.
انواع اصلی:

• آستنیتی (AISI 304، 316)

• فریتی (AISI 430)

• مارتنزیتی (AISI 410)

کاربردها: تجهیزات بهداشتی، صنایع غذایی، پزشکی و شیمیایی

۸. فولادهای فنری (Spring Steels)

دارای خاصیت ارتجاعی و مقاومت در برابر تغییر شکل.
نمونه‌ها:

• CK75، 51CrV4، 55Si7
  کاربردها: فنر، تیغه، ابزار کشسان و قطعات ارتجاعی

۹. فولادهای ضد سایش (Wear Resistant Steels)

مقاوم در برابر ضربه، اصطکاک و خوردگی.
نمونه‌ها:

• Hardox 400 / 450 / 500

• XAR400 / Dillidur 450

کاربردها: کامیون‌های معدنی، لودر، چکش‌های صنعتی، قالب‌های سنگین

۱۰. فولادهای نسوز و مقاوم به حرارت (Heat Resistant Steels)

مناسب برای کار در دماهای بالای ۶۰۰ درجه سانتی‌گراد.
نمونه‌ها:

• AISI 310، 314، 321، 347

• 1.4841، 1.4878
  کاربردها: کوره‌ها، دیگ بخار، توربین و صنایع پتروشیمی

جمع‌بندی

فولادهای آلیاژی در واقع خانواده‌ای بسیار گسترده هستند که هرکدام برای هدفی خاص طراحی شده‌اند — از فولادهای ساختمانی ساده مثل ST37 تا فولادهای ابزار پیشرفته مانند H13 و D2. شناخت تفاوت ترکیب شیمیایی و خواص هر فولاد، کلید انتخاب صحیح در پروژه‌های صنعتی است.

برای استعلام قیمت روز و مشاوره انتخاب فولاد مناسب، کارشناسان فولاد مهر سادات آماده ارائه راهنمایی تخصصی هستند.