استیل چیست؟
استیل چیست، استیل مهم‌ترین ماده مهندسی و ساختمانی جهان است که در تمام جنبه‌های زندگی ما مورد استفاده قرار می‌گیرد. از استیل برای ساختمان‌سازی، ساخت وسایل آشپزخانه، کشتی‌سازی، تولید چاقوهای جراحی و … استفاده می‌شود. برای تولید آهن، اکسیژن و سایر ناخالصی‌های سنگ آهن را حذف می‌کنند. اما زمانی که همین آهن با کربن فولاد بازیافتی و مقادیر کمی از عناصر دیگر ترکیب گردد به استیل تبدیل می‌شود. فولاد آلیاژی از آهن و کربن ساخته‌می‌شود که کمتر از 2% کربن و 1% منگنز دارد. البته مقادیر کمی از سیلیکون، فسفر، گوگرد و اکسیژن نیز در این فولاد وجود دارند.
استیل چگونه ساخته می‌شود؟
برای تولید استیل از دو روش کوره بلند و کوره قوس الکتریکی استفاده می‌شود. تفاوت اصلی این دو روش در نوع مواد اولیه مصرفی آنها است.
در روش کوره بلند که با نام کوره اکسیژن پایه هم شناخته می‌شود، مواد اولیه مورد استفاده برای ساخت استیل، عمدتاً سنگ آهن، زغال سنگ و فولادهای بازیافتی هستند. درحالی‌که در روش کوره قوس الکتریکی، استیل را با استفاده از فولادهای بازیافتی و برق تولید می‌کنند. با توجه به نوع کارخانه و در دسترس بودن مواد بازیافتی از سایر مواد اولیه دیگر مانند آهن احیاشده مستقیم یا فلز داغ نیز برای تولید استیل استفاده می‌شود.
به‌طورکلی 70 درصد از استیل تولیدشده در روش کور بلند تولید می‌گردد. در این روش ابتدا سنگ آهن به آهن تبدیل می‌شود که به آن فلز داغ یا چدن هم می‌گویند. سپس آهن در BOF به فولاد تبدیل می‌شود. پس از ریخته‌گری و نورد، فولاد به‌صورت کلاف، ورق، مقاطع استیل یا میله‌های استیل آماده می‌گردد.
معرفی انواع استیل
انواع مختلفی از استیل وجود دارد که هر یک با توجه به نوع و مقدار عناصر آلیاژی، تعریف می‌شوند. به‌طورکلی تولید جهانی فولاد خام یا همان استیل در سال 2021 به 19505 میلیون تن رسید. اما از این فولاد خام انواع مختلف استیل ساخته‌می‌شود که عبارت‌اند از:
1 استیل ضد زنگ
به‌طورکلی استیل ضد زنگ به خاطر وجود کروم در ترکیب آن شناخته می‌شود. فولادهای ضد زنگ آستنیتی جزو محبوب‌ترین انواع استیل هستند که حاوی مقادیری از نیکل و کروم می‌باشند. بااین‌حال فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی و دوبلکس نیز با خواص مهندسی ویژه وجود دارند. فولادهای ضد زنگ در درجه اول به دلیل مقاومت عالی در برابر خوردگی، ارزش دارند که تمیز کردن آنها را آسان می‌کند. از این نوع استیل در صنایع لبنی، صنایع غذایی و نوشیدنی استفاده می‌شود.
2. کربن استیل
فولاد کربنی یا همان کربن استیل به ساده‌ترین آلیاژ‌های فولاد کربن گفته‌می‌شود که مقادیر کمی منگنز، فسفر و گوگرد به همراه آهن دارند. محتوای کربن موجود در این فولادها تعیین کننده گرید این استیل است. هرچه درصد کربن بیشتر باشد، خواصی مانند استحکام، شکل‌پذیری، جوش‌پذیری و … بالا می‌رود. فولاد کربنی را برای ساخت قطعات خودرو، سازه‌ها و بسیاری دیگر از موارد به کار می‌برند.
3. فولاد آلیاژی
فولاد آلیاژی که یکی از انواع استیل است و درواقع یک اصطلاح گسترده است که برای فولاد مورد استفاده قرار می‌گیرد. فولادآلیاژی علاوه بر کربن، حاوی عناصر آلیاژی اضافی مانند کروم، نیکل، مولیبدن، منگنز، بور سیلیکون و وانادیوم است. فولادهای آلیاژی ضد زنگ توسط تولیدکنندگان لبنیات یا فولاد پیشرفته با استحکام بالا در صنعت خودرو مورد استفاده قرار می‌گیرند.
4. فولاد ابزار
فولاد ابزار طیفی از گریدهای فولادی است که به‌دقت توسعه یافته‌اند تا به‌عنوان ابزار کار کنند. این نوع از استیل بسیار سخت بادوام و مقاوم در برابر سایش است. علاوه بر مقادیر متنوعی از کربن این فولادها دارای منگنز کمی هستند و تحمل عملیات حرارتی را دارند. برای ساخت چکش، قالب‌های آهنگری و … از فولاد ابزار استفاده می‌شود.
5. فولاد هوازدگی
فولاد هوازده یا کورتون نوعی استیل کم آلیاژ است که برای مقاومت در برابر خوردگی تجهیز شده‌است. کاربرد اصلی این نوع از فولاد در فضای باز است. بنابراین در شرایط آب و هوایی نامساعد دارای مقاومت خوبی است. این نوع از استیل حاوی مقادیر کمی از کروم و نیکل است و برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی، مقداری مس دارد. فولاد هوازده معمولاً به‌عنوان اعضای سازه‌ای برای پل‌ها و سایر سازه‌ها استفاده می‌شود. عمر مفید این نوع از فولاد، 100 سال است و نیاز به نگهداری کمی دارد.
6. فولاد برق
فولاد الکتریکی توسط سیلیکون آلیاژ شده است و دارای خواص مغناطیسی یکنواخت است. این آلیاژ‌ها وارد اجزای الکتریکی مانند موتورهای الکتریکی و ترانسفورماتورها می‌شوند.
7. فولاد پرسرعت
یکی دیگر از زیر مجموعه‌های فولاد ابزار، فولاد پرسرعت (HSS) است که به‌طور خاص برای ابزارهایی با حرکت سریع طراحی شده است. از ابزارهایی که با این فولاد ساخته می‌شوند، می‌توان به تیغه‌های اره چرخان فرموله شده اشاره کرد. فولاد پرسرعت دارای تنگستن و مولیبدن است و به دلیل سختی عالی و مقاومت در برابر سایش، بسیار ارزشمند است.
کلام پایانی
در این مقاله به معرفی استیل چیست، انواع استیل و کاربردهای آنها پرداختیم. این ماده مهم که در هر جنبه‌ای از زندگی ما استفاده می‌شود، بدون از دست دادن خاصیت خود، بارها و بارها قابل استفاده است و کاربردهای مختلفی دارد.
