فولاد سخت چیست و چه تفاوتی با فولاد معمولی دارد؟

امروزه، نقش فولاد در زندگی انسان‌ها بسیار پررنگ و حیاتی است. فولاد یکی از مواد سخت و مقاوم است که در بسیاری از صنایع و زندگی روزمره استفاده می‌شود. از جمله کاربردهای فولاد می‌توان به ساخت سازه‌های بزرگ مانند ساختمان‌ها، وسایل حمل و نقل، ابزارهای پزشکی، وسایل خانگی و صنایع خودروسازی اشاره کرد. فولاد به دلیل خصوصیات فیزیکی و مکانیکی خود، از جمله مقاومت بالا و انعطاف‌پذیری، در بسیاری از صنایع بسیار حیاتی است و بدون آن، زندگی امروزی به شکل فعلی نمی‌توانست وجود داشته باشد. فولاد سخت یکی از انواع فولادهاست که در ادامه به معرفی کامل آن و ویژگی‌ها و خصوصیات آن خواهیم پرداخت.

فولاد سخت چیست؟

فولاد سخت یک نوع فولاد پیشرفته است که از فولاد معمولی با افزودن عناصر جوش‌آور، افزایش مقاومت در برابر سایش و تغییرات سختی به دست می‌آید. این نوع فولاد معمولاً حاوی کمیت زیادی از عنصرهای سخت‌کننده مانند کربن، کروم، منگنز و وانادیوم است.

خصوصیات اصلی فولاد سخت

سختی بالا

فولاد سخت دارای سختی بسیار بالا است که به آن امکان می‌دهد در مقابل فشار، سایش، و زنگ زدگی مقاومت نشان دهد.

مقاومت در برابر سایش 

به دلیل حضور عناصر سخت‌کننده، فولاد سخت بسیار مقاوم در برابر سایش و فرسایش است، این ویژگی آن را برای استفاده در ابزارها و سطوحی که با فشار و اصطکاک زیاد سر و کار دارند، مناسب می‌کند.

مقاومت در برابر زنگ زدگی 

حضور عناصری مانند کروم باعث مقاومت فولاد سخت در برابر زنگ زدگی می‌شود، که این ویژگی آن را برای کاربردهای خارج از محیط‌های خنک و خشک مناسب می‌کند.

کاربردهای فولاد سخت 

فولاد سخت به دلیل خصوصیات فیزیکی و مکانیکی منحصر به فرد خود، در موارد مختلف صنعتی و تولیدی به کار می‌رود. برخی از کاربردهای اصلی آن عبارتند از:

صنعت ابزارسازی

•    تولید ابزارهای برشی مثل تیغه‌ها، فرزها، و ابزارهای حکاکی.
•    قطعات ابزارهای دقیق و تخصصی که نیاز به سختی و مقاومت در برابر سایش دارند.

خودروسازی

•    قطعات فنرها، دیسک‌های ترمز و زینترهای چرخ با استفاده از فولاد سخت تولید می‌شوند.
•    مقاومت در برابر فشار و سایش، خصوصاً در سیستم‌های ترمز 

صنعت معدنی

•    تولید ابزارها و قطعاتی که در معادن استفاده می‌شوند.
•    قطعات مقاوم در برابر زنگ زدگی و سایش برای ماشین‌آلات معدنی.

ساخت و تولید ماشین‌آلات

•    ابزارها و قطعاتی که در ماشین‌آلات صنعتی به کار می‌روند، از جمله کاربردهای فولاد سخت است.
•    در قطعاتی که تحت فشار و فرسایش زیادی قرار دارند، این نوع فولاد مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ساخت قطعات صنایع نفت و گاز

•    قطعاتی که در شرایط خاص مثل دریاچه‌ها یا محیط‌های حاوی مواد شیمیایی خورنده به کار می‌روند.
•    لوله‌ها، اتصالات و قطعات دیگر از فولاد سخت ساخته می‌شوند.

صنعت ساختمان

•    قطعاتی که نیاز به مقاومت و سختی زیاد در برابر عوامل محیطی دارند.

تولید ابزارهای دقیق

•    قطعات و ابزارهایی که در صنایع دقیق و پزشکی استفاده می‌شوند.
•    ابزارهایی که باید دقت بالا، مقاومت، و طول عمر زیادی داشته باشند.

فولاد معمولی چیست؟

تولید کنندگان فولاد در ایران همواره انواع مختلفی از فولاد را تولید و ارائه می‌دهند. فولاد معمولی نیز یک نوع فولاد است که از ترکیب آهن و کربن به تناسب معین ساخته می‌شود. این نوع فولاد معمولاً حاوی کمتر از 2٪ کربن، همراه با مقادیر متغیری از عناصر دیگر نظیر منگنز، گوگرد، فسفر و سایر عناصر آلیاژی است. فولاد معمولی به دلیل خواص مکانیکی و مقاومت مناسب به عنوان یک ماده ساختمانی و انعطاف‌پذیر در صنایع مختلف استفاده می‌شود. این نوع فولاد عموماً با استفاده از فرآیندهایی چون ذوب، لوله‌کشی و یا کوٹینگ‌های مختلف تولید می‌شود تا خواص مکانیکی، مقاومت در برابر خوردگی و قابلیت شکل‌دهی بهینه را برای نیازهای خاص صنایع فراهم کند.

خصوصیات منحصر به فرد فولاد معمولی و نقش آن در صنعت مدرن

فولاد معمولی به دلیل خصوصیات منحصر به فردی که دارد، نقش بسیار مهمی در صنعت مدرن ایفا می‌کند. برخی از ویژگی‌ها و نقش‌های این نوع فولاد عبارتند از:

قیمت مناسب

فولاد معمولی به دلیل ترکیب ساده‌تر و مواد اولیه ارزان‌تری که در تولید آن استفاده می‌شود، قیمت مناسبی دارد که امکان استفاده گسترده در مختلف صنایع را فراهم می‌کند.

مقاومت مکانیکی قابل توجه

با وجود کمترین میزان کربن نسبت به فولادهای آلیاژی، فولاد معمولی دارای مقاومت مکانیکی مناسبی است که آن را برای ساخت و سازهای مختلف، از جمله ساختمان‌ها، وسایل حمل و نقل، و ماشین‌آلات، مناسب می‌کند.

قابلیت شکل‌دهی و پردازش آسان

این نوع فولاد به راحتی قابل شکل‌دهی و پردازش است. این ویژگی از طریق فرآیندهای مختلفی نظیر جوشکاری، خم‌کاری و فرم‌دهی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مقاومت در برابر خوردگی

فولاد معمولی به دلیل ترکیب مواد اولیه و عدم حضور عناصر آلیاژی بیش از حد، مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارد.

استفاده گسترده در صنایع مختلف

این نوع فولاد به عنوان یک ماده ساختمانی استاندارد در بسیاری از صنایع مانند ساخت و ساز، خودروسازی، صنایع دریایی، صنعت لوازم خانگی و صنعت ماشین‌آلات به کار می‌رود.
با توجه به این خصوصیات، فولاد معمولی به عنوان یک جزء اساسی در توسعه صنایع مختلف و ایجاد سازه‌های مدرن مورد استفاده قرار می‌گیرد و نقش بسیار حیاتی در تأمین نیازهای مواد ساختمانی و مهندسی دارد.

تفاوت‌های چشم‌گیر فولاد سخت در مقایسه با فولاد معمولی

همانطور که گفته شد فولاد سخت و فولاد معمولی دو نوع فولاد با ویژگی‌ها و کاربردهای گوناگون هستند. اولین تفاوت مهم بین این دو نوع فولاد، محتوای کربن آنهاست. فولاد سخت با داشتن مقدار بیشتری از کربن، عمدتاً بیش از 0.6٪، دارای سطح سختی بسیار بالا و مقاومت فوق‌العاده در برابر فشار و خوردگی است. این ویژگی‌ها آن را به گزینه‌ای مناسب برای ابزارهای برش و ابزارهای ضربه تبدیل کرده است. در مقابل، فولاد معمولی با کمترین مقدار کربن، معمولاً کمتر از 0.2٪، نسبت به فولاد سخت نرم‌تر است. این نوع فولاد به دلیل ساختار نرم‌تر، به راحتی شکل‌پذیر و قابل فرم‌دهی است. به همین دلیل در ساختمان‌ها، خودروها و ساخت و سازهای عمومی به عنوان یک ماده ساختمانی استاندارد به کار می‌رود. تفاوت بین این دو نوع فولاد نه تنها در مقدار کربن و سختی آنها بوده، بلکه در کاربردها و میزان شکل‌پذیری و فرم‌پذیری آنها نیز مشهود است. هر یک از این فولادها بر اساس نیازهای خاص صنایع و پروژه‌ها به منظور بهینه‌سازی عملکرد و ویژگی‌های موردنظر در هر کاربرد انتخاب می‌شوند.
علاوه بر این، فرآیندهای حرارتی نقش حیاتی در تفاوت‌های بین این دو نوع فولاد ایفا می‌کنند. فولاد سخت بعد از عملیات حرارتی مثل تبرید و حرارت‌دهی، به سختی بیشتری دست می‌یابد که این امر باعث افزایش مقاومت در برابر فشار و سایش می‌شود. در مقابل، فولاد معمولی ممکن است به راحتی‌ حرارت‌دهی و شکل‌دهی شود. از آنجا که فولاد سخت دارای سختی و مقاومت بالاتری است، در صنایعی که نیاز به ابزارها یا قطعاتی با مقاومت به خوردگی و سایش بالا دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. به عنوان مثال، ابزارهای قطعه‌سازی و ابزارهای برش از جمله کاربردهای رایج فولاد سخت هستند.از سوی دیگر، فولاد معمولی به عنوان یک فولاد چندمنظوره با استفاده‌های گسترده در ساختمان‌ها، ماشین‌آلات، و وسایل حمل و نقل عمومی استفاده می‌شود. شکل‌پذیری بالا و قیمت مقرون به صرفه‌تر آن، این نوع فولاد را گزینه‌ای مناسب برای کاربردهای مختلف می‌سازد.

مطلب مرتبط: ویژگی‌هایی که فولادها را متمایز می‌کند

سخن نهایی

همانطور که گفته شد فولادها جز جداناپذیر در زندگی امروز هستند. انواع مختلفی از فولادها وجود دارد که در این مقاله در مورد فولاد سخت و معمولی صحبت کرده‌ایم. اما موضوعی که باید در نظر داشت اینست که به طور کلی، انتخاب بین فولاد سخت و معمولی بستگی به نوع پروژه، نیازهای مکانیکی، و شرایط کاربر دارد تا بتوان به بهترین نحو از ویژگی‌های هرکدام برای کاربردهای مشخصی بهره‌مند شد.