فولاد کم کربن یا سبز چیست؟

فولاد کم کربن یا سبز، نوعی فولاد است که حاوی کمتر از ۰.۲ درصد کربن است.
این نوع فولاد از طریق کاهش مقدار کربن در ترکیب آن تولید می‌شود، که باعث افزایش انعطاف‌پذیری و عملکرد در برخی از مصارف مانند ساخت وسایل خودرو و ابزارهای دقیق می‌شود.
فولاد کم کربن یک نوع فولاد با مقدار کمتری کربن معمولاً کمتر از ۰.۳٪ کربن به وزن است.
این نوع فولاد به دلیل کربن کمتر در ترکیب خود از سختی کمتری نسبت به فولادهای با کربن بیشتر برخوردار است.
این فولادها معمولاً برای کاربردهایی که نیاز به انعطاف پذیری و جذب شوک دارند، استفاده می‌شوند.

در زیر، تعدادی از انواع فولاد کم کربن آورده شده‌اند.

۱- فولاد میلد

این نوع فولاد حاوی کمتر از ۰.۲۵٪ کربن است و بسیار انعطاف‌پذیر است. از آن برای تولید انواع سازه‌ها، لوله‌ها، و قطعات ماشینی استفاده می‌شود.

۲- فولاد کم کربن درجه C1018

این یک فولاد خیلی محبوب است که حاوی حدود ۰.۱۸٪ تا ۰.۲۳٪ کربن است. از آن برای ساخت قطعات مکانیکی مانند مهره‌ها، بولت‌ها و تیراژهای میل‌ها استفاده می‌شود.

۳- فولاد کم کربن درجه C1020

این نیز یک فولاد با حدود ۰.۲٪ تا ۰.۲۵٪ کربن است و به خاطر خواص جوش پذیری خوب خود برای ساختارهای جوش داده شده یا جوش خورده استفاده می‌شود.

۴- فولاد کم کربن درجه C1045

این فولاد کم کربن حاوی حدود ۰.۴۵٪ تا ۰.۵٪ کربن است و برای تولید قطعات متحرک و قطعاتی که نیاز به سختی و استحکام دارند، استفاده می‌شود.

۵- فولاد کم کربن ضد زنگ

این نوع فولاد حاوی کربن کم و افزودنی‌هایی مانند کروم برای مقاومت به زنگ‌زدگی می‌باشد.
این فولاد معمولاً برای تولید ابزارها، وسایل آشپزخانه و قطعات صنعتی که در معرض عوامل زیست‌محیطی هستند، استفاده می‌شود.
هر کدام از این انواع فولاد ویژگی‌ها و کاربردهای خود را دارند و بر اساس نیازهای خاص، انتخاب می‌شوند.

فولاد کم کربن چگونه ساخته می شود؟

به‌طور عمده از طریق فرآیند کاهش مقدار کربن در فولاد تولید می‌شود.

این فرآیند شامل مراحل زیر است.

۱- جذب کربن

در ابتدا، از خامه‌های آهنی که حاوی کمتر از ۰.۲ درصد کربن هستند، شروع به تولید می‌شود.

۲- قطع اکسیژن

اکسیژن از خامه حذف می‌شود تا مقدار آن در فولاد به حداقل برسد.
این عملیات به نام “آف‌گازینگ” معروف است.

۳- جلوگیری از بازیابی کربن

برای جلوگیری از بازیابی کربن به فولاد، از عناصر خاصی مانند منگنز استفاده می‌شود.
این باعث می‌شود که کربن به سرعت به اکسید کربن تبدیل شود و از فولاد حذف شود.

۴- آبکاری

در نهایت، فولاد ممکن است از طریق فرآیند آبکاری یا کوره‌های القایی، که دما و شرایط کنترل شده‌ای دارند، تصفیه شود.
این فرآیندها با هدف افزایش انعطاف‌پذیری و کاهش سختی فولاد به‌طوری که متناسب با نیازهای مصرف‌کنندگان باشد، انجام می‌شوند.
برای نگهداری از فولاد و حفظ کیفیت و عمر مفید آن، مراقبت و نگهداری مناسب لازم است.

در زیر تعدادی از نکات مهم برای نگهداری از فولاد کم کربن آورده شده است.

۱- پیشگیری از آب زدگی

ممکن است به آب زدگی حساس باشد.
بنابراین، باید از تماس طولانی مدت با آب جلوگیری شود.
از روش‌های جلوگیری از زنگ زدگی می‌توان به روش‌های گالوانیزه کردن یا استفاده از روش‌های پوشش دهی مانند رنگ‌آمیزی اشاره کرد.

۲- تمیزی و نظافت

را باید به دور از گرد و غبار و ذرات خارجی نگه داشت.
استفاده از ابزارهای نظافتی نرم و بدون خط و خش می‌تواند از خدشه و آسیب به سطح جلوگیری کند.

۳- لرزش‌ ها و ضربه‌ ها

از ضربه‌ها و لرزش‌های شدید به قطعات فولادی خودداری کنید. ضربه‌ها می‌توانند باعث تغییر در ساختار داخلی فولاد شده و به کاهش استحکام و سختی منجر شوند.

۴- روش‌های حفاظت سطحی

استفاده از روش‌های حفاظت سطحی مانند رنگ‌آمیزی، گالوانیزه کردن، یا کفپوش‌های مخصوص می‌تواند به حفظ سطح و جلوگیری از اکسیداسیون کمک کند.

۵- نگهداری مرتب

به نظافت و نگهداری مرتب از قطعات فولادی توجه داشته باشید. پس از استفاده، خطوط آبیاری، ابزارها، و تجهیزات را تمیز کرده و به طور دوره‌ای سطوح را بررسی کنید.

۶- استفاده از روغن‌ها و گریس

استفاده از روغن‌ها یا گریس‌ها بر روی سطوح می‌تواند از زنگ زدگی جلوگیری کرده و از سایش و فرسایش خودروها و ابزارها پیشگیری نماید.

۷- نگهداری در شرایط محیطی خاص

اگر فولاد کم کربن یا سبز در شرایط محیطی خاصی مورد استفاده قرار می‌گیرد مثلاً محیط‌های اسیدی یا با بازتاب حرارت بالا، نگهداری و حفاظت بیشتری لازم است.
با رعایت این نکات، می‌توانید عمر مفید و کیفیت فولاد کم کربن یا سبز خود را حفظ کرده و از افت کیفیت جلوگیری نمایید.

آیا فولاد کم کربن قوی تر از فولاد عادی است؟

فولاد کم کربن یا سبز عمدتاً برای افزایش انعطاف‌پذیری و قابلیت تشکیل شکل به کار می‌رود، اما این به افزایش قدرت کشش آن هم می‌انجامد.
در برخی موارد، ممکن است به نظر برسد که فولادهای با مقدار کمتری کربن نیروی کشش کمتری داشته باشند، اما این موضوع به وابستگی به سایر عوامل نیز دارد.
اگرچه فولاد کم کربن یا سبز از لحاظ مقاومت کششی ممکن است کمی ضعیف‌تر به نظر برسد نسبت به فولاد با مقدار بیشتر کربن، اما در کاربردهایی که انعطاف و تشکیل شکل مهم است مانند ساخت وسایل خودرو یا قطعات مکانیکی حساس، از آن استفاده می‌شود.
در نهایت، انتخاب بین فولاد کم و فولاد با مقدار بیشتر کربن به نیازهای خاص هر کاربرد و استفاده مورد نظر بستگی دارد.
مقاومت فولاد کم کربن یا سبز به وابستگی به ساختار و ترکیب داخلی آن متغیر است.
به دلیل حاوی مقدار کمی کربن معمولاً زیر ۰.۳٪ به وزن معمولاً دارای مقاومت به خطا و استحکام کمتری نسبت به فولادهای با کربن بیشتر است.
مقاومت فولاد کم کربن به صورت کلی در محدوده متوسط تا پایین قرار دارد، اما می‌توان با اعمال فرآیندهای حرارتی و مکانیکی مختلف، مقاومت آن را افزایش داد.

برخی از فرآیندهایی که برای افزایش مقاومت آن مورد استفاده قرار می‌گیرند عبارتند از:

۱- جوشکاری

جوشکاری فولاد به وسیله فرآیندهای مختلفی نظیر جوشکاری قوس الکتریکی یا جوشکاری گازهای محافظ می‌تواند باعث افزایش مقاومت و استحکام فولاد شود.

۲- حرارت‌دهی

اجرای فرآیندهای حرارتی مانند حرارت‌دهی عادی یا حرارت‌دهی نرم، می‌تواند به بهبود خواص مکانیکی و مقاومت فولاد کم کربن کمک کند.

۳- تنش‌دهی

تحت تأثیر تنش‌دهی مکانیکی، ساختار داخلی فولاد تغییر می‌کند و مقاومت آن افزایش می‌یابد.

۴- پخت‌کردن

این فرآیند شامل گرم کردن فولاد به دماهای معین و سپس سرد کردن کنترل شده است، که می‌تواند به بهبود مقاومت و سختی کمک کند.
با توجه به اینکه فولاد کم کربن به عنوان یک گروه وسیع از فولادها مورد استفاده قرار می‌گیرد، مقاومت آن ممکن است در محدوده‌های مختلفی قرار گیرد.
به همین دلیل، در هنگام انتخاب و استفاده از فولاد کم کربن، خصوصیات مکانیکی و مقاومت آن در نظر گرفته شوند.
به عنوان یک جزء مهم در صنایع مختلف به دلیل ویژگی‌ها و مزایای خاص خود اهمیت زیادی دارد.

در زیر به برخی از اهمیت‌های این نوع فولاد در صنایع اشاره می‌شود.

۱- انعطاف‌پذیری و جذب شوک

به دلیل مقدار کمتری کربن در ترکیب خود، انعطاف‌پذیری بیشتری دارد که این ویژگی آن را برای کاربردهایی که نیاز به انعطاف و جذب شوک دارند مانند خودروسازی و تولید ابزارآلات مناسب می‌سازد.

۲- جوش‌پذیری

این نوع فولاد به راحتی جوش می‌خورد و این ویژگی اهمیت زیادی در صنایع ساختمانی و تولید وسایل خودرو دارد.

۳- هزینه مناسب

به دلیل مقدار کمتر کربن، تولید آن معمولاً هزینه مناسب‌تری نسبت به فولادهای با کربن بالا دارد. این امر در صنایع تولید انبوه و تولید مصرفی اهمیت دارد.

۴- کاربردهای گسترده

در صنایع گوناگونی مانند خودروسازی، ساختمان، صنایع لوازم خانگی، ابزارآلات، و ماشین‌سازی استفاده می‌شود، که نشان از گستردگی کاربردهای آن دارد.

۵- قابلیت جوشکاری و فرآیندهای حرارتی

به خوبی در فرآیندهای جوشکاری و حرارت‌دهی پرداخته و این ویژگی آن در تولید قطعات و اجزاء مختلف صنعتی بسیار مفید است.

۶- استفاده در ساختمان‌ها و سازه‌ها

این نوع فولاد در ساختمان‌ها و سازه‌های مختلف به عنوان قطعات اصلی و سازه‌های جانبی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

۷- محیط زیست و بازیافت

با توجه به اهمیت مسائل محیط زیست، فولاد کم کربن به دلیل امکانات بازیافت و قابلیت استفاده مجدد، در جهت حفظ محیط زیست نیز اهمیت دارد.

۸- توسعه فناوری

استفاده از آن در توسعه فناوری‌های متنوعی از جمله نانوتکنولوژی، بهبود فرآیندهای تولید، و افزایش کارایی در صنایع مختلف را تسهیل می‌کند.
از تمام این ویژگی‌ها نشئت می‌گیرد که فولاد کم کربن به عنوان یک ماده ساختمانی و تولیدی مهم در صنایع مختلف جایگاه ویژه‌ای دارد.

ویژگی های فولاد کم کربن

ویژگی‌های آن را به یک گزینه مناسب برای کاربردهایی که انعطاف و تشکیل شکل مهم است، تبدیل کرده است.
یک نوع فولاد است که حاوی مقدار کمتری کربن نسبت به دیگر انواع فولاد است.
معمولاً مقدار کربن در فولاد کم کربن کمتر از ۰.۳٪ به وزن است.
این نوع فولاد به دلیل کربن کمتر، معمولاً دارای مزایایی نظیر انعطاف‌پذیری بیشتر، جذب شوک خوبتر، و جوش پذیری بهتر است.

دارای ویژگی‌های زیر است.

۱- انعطاف‌پذیری

به دلیل مقدار کمتر کربن، انعطاف‌پذیری بیشتری نسبت به فولادهای با مقدار بیشتر کربن دارد.
این ویژگی آن را برای تشکیل شکل و ساخت قطعات پیچیده و منحصربه‌فرد مناسب می‌کند.

۲- مقاومت به زنگ زدگی

با کاهش مقدار کربن، مقاومت به زنگ زدگی نیز افزایش می‌یابد، که می‌تواند مزیتی در برخی از محیط‌های خاص فراهم کند.

۳- عملکرد خوب در حرارت متوسط

معمولاً عملکرد خوبی در دماهای متوسط دارد و برای بسیاری از کاربردها مناسب است.

۴- جذب شوک

به دلیل ساختار متریک فولاد کم کربن، این نوع فولاد جذب شوک خوبی دارد. این ویژگی آن را به گزینه‌ای مناسب برای قطعاتی که در معرض ضربه و لرزش قرار می‌گیرند، تبدیل کرده است.

۵- جوش‌پذیری

به راحتی جوش می‌خورد و این ویژگی آن را در فرآیندهای ساخت و جوشکاری مفید می‌کند.

۶- هزینه مناسب

از آنجایی که فولاد کم کربن از مقدار کمتری کربن استفاده می‌کند، معمولاً هزینه تولید آن کمتر از فولادهای با کربن بیشتر است.

۷- کارایی در جوشکاری و فرآیندهای حرارتی

این نوع فولاد به خوبی قابلیت جوشکاری و فرآیندهای حرارتی مختلف را دارد که می‌تواند تاثیر مستقیمی بر ویژگی‌های مکانیکی آن بگذارد.

۸- استفاده در تولید انبوه

به دلیل هزینه مناسب و ویژگی‌های مکانیکی قابل قبول، فولاد کم کربن در تولید انبوه محصولات مصرفی، ابزارها، و قطعات صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

۹- کاربردهای گسترده

در صنایع مختلفی مانند خودروسازی، ساختمان، صنایع لوازم خانگی، ابزارآلات، و صنعت ماشین‌سازی استفاده می‌شود.
هرچند که فولاد کم کربن ویژگی‌های مثبت زیادی دارد، اما برای برخی کاربردها ممکن است نیاز به ویژگی‌های خاص دیگری داشته باشید که در فولادهای دیگر با ترکیب‌های مختلف کربن و عناصر افزودنی دیده می‌شوند.

قیمت فولاد کم کربن

قیمت آن تحت تأثیر چندین عامل قرار می‌گیرد.

برخی از این عوامل عبارتند از:

۱- قیمت مواد اولیه

 به طور مستقیم تحت تأثیر قیمت مواد اولیه مانند خامه آهن، ذغال سنگ، و انرژی قرار دارد.

۲- تقاضا و عرضه

نرخ تقاضا و عرضه در بازار فولاد نقش مهمی در تعیین قیمت دارد. افزایش تقاضا یا کاهش عرضه می‌تواند منجر به افزایش قیمت شود و بالعکس.

۳- نرخ ارز

تغییرات نرخ ارز می‌تواند بر قیمت فولاد تأثیرگذار باشد. افت یا افزایش ارز ملی نسبت به ارز خارجی می‌تواند تأثیر
مستقیمی بر هزینه تولید و در نتیجه قیمت فولاد داشته باشد.

۴- هزینه‌های تولید

هزینه‌های تولید شامل انرژی، نیروی کار، تجهیزات و سایر عوامل مرتبط با فرآیند تولید نیز می‌توانند به عنوان عوامل تعیین‌کننده بر قیمت فولاد اثر کنند.

۵- شرایط بازار جهانی

تغییرات در شرایط بازار جهانی، مثل تحریم‌ها، تجارت بین‌المللی، و تغییرات در نرخ‌های اقتصادی جهانی نیز تأثیرگذار هستند.

۶- سیاست‌های دولتی

تصمیمات و سیاست‌های دولتی، از جمله تعرفه‌ها، تسهیلات و مقررات محلی نیز می‌توانند بر قیمت فولاد تأثیر بگذارند.
همه این عوامل باهم تعیین‌کننده قیمت آن هستند و تغییرات در یکی از این عوامل ممکن است به تغییرات در قیمت منجر شود.
به دلیل خصوصیات خاص خود، در موارد مختلفی استفاده می‌شود.

برخی از کاربردهای اصلی این نوع فولاد عبارتند از:

۱- ساخت سازه‌ها و ساختمان‌ها

به عنوان فولاد، در ساخت سازه‌ها و ساختمان‌ها برای قطعات مختلفی از جمله تیرها، پایه‌ها، و قطعات سازه‌های فلزی استفاده می‌شود.

۲- تولید لوله‌ها و لوله‌کشی

این نوع فولاد برای تولید لوله‌های مختلف به کار می‌رود، که در صنایع گاز، نفت، آب و فاضلاب، ساختمانی، و حمل و نقل استفاده می‌شوند.

۳- تولید وسایل خانگی

برای تولید وسایل خانگی نظیر قطعات گاز، قطعات الکتریکی، ابزارهای آشپزخانه، و محصولات دیگر استفاده می‌شود.

۴- صنعت خودروسازی

در صنعت خودروسازی، از آن برای تولید قطعاتی مانند قطعات شاسی، پیچ و مهره، و سایر قطعات مصرفی خودروها استفاده می‌شود.

۵- ابزارآلات

ابزارآلات دستی نظیر مته، سهمیه، پیچ گوشتی، و ابزارهای دستی دیگر از فولاد کم کربن ساخته می‌شوند.

۶- ساخت قطعات مکانیکی

در صنایع مختلف از آن برای تولید قطعات مکانیکی نظیر بولت‌ها، پرچ‌ها، و قطعات جوش داده شده استفاده می‌شود.

۷- ابزارها و تجهیزات کشاورزی

ابزارها و تجهیزات مرتبط با کشاورزی مانند تیغه‌های آبیاری، قطعات آبیاری و ابزارهای دیگر نیز از فولاد کم کربن ساخته می‌شوند.
فولاد کم کربن یا سبز به دلیل هزینه مناسب، انعطاف‌پذیری، و عملکرد خوب در بسیاری از کاربردها محبوب است و در صنایع مختلف به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد.
به دلیل ویژگی‌های خاص خود در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.

برخی از صنایع که از این فولاد به طور گسترده استفاده می‌کنند عبارتند از:

۱- خودروسازی

در صنعت خودروسازی، فولاد کم کربن به عنوان یکی از مهمترین مواد ساختاری در تولید قطعات مختلف خودروها، از جمله شاسی، پنل‌ها، و قطعات داخلی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

۲- ساختمان و سازه‌ها

از آن در ساختمان‌ها و سازه‌های مختلف به عنوان مواد ساختاری برای تیرها، ستون‌ها، و سایر قطعات استفاده می‌شود.

۳- صنایع لوازم خانگی

ابزارهای آشپزخانه، لوازم برقی، و دستگاه‌های لوازم خانگی از آن ساخته می‌شوند.

۴- ابزارآلات و ادوات

ادوات دستی و ابزارآلات مختلف نظیر پیچ و مهره، مته، و ابزارهای ساخت و ساز از فولاد کم کربن ساخته می‌شوند.

۵- صنایع ماشین‌سازی

در تولید قطعات ماشین‌آلات و تجهیزات صنعتی، به عنوان یک ماده سازگار و با مقاومت مطلوب به کار می‌رود.

۶- صنایع نفت و گاز

در قسمت‌ هایی از صنایع نفت و گاز، فولاد کم کربن به عنوان ماده‌ای با مقاومت خوب در برابر فشار و دما های بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد.

۷- تولید لوله‌ ها

لوله‌های مورد استفاده در انتقال آب، گاز، و سایر فایلها از  این فولاد تولید می‌شوند.

۸- صنایع خدماتی

در برخی از صنایع خدماتی نظیر تولید تجهیزات آزمایشگاهی و تجهیزات پزشکی نیز از آن استفاده می‌شود.

۹- تولید ابزارهای کشاورزی

برخی ابزارهای کشاورزی نظیر تیغه‌ها و قطعات مختلف از فولاد کم کربن تولید می‌شوند.

۱۰- صنایع بازیافت

به عنوان یک ماده قابل بازیافت نقش مهمی در صنایع مرتبط با بازیافت مواد ایفا می‌کند.
این تنوع در کاربردهای فولاد کم کربن نشان از اهمیت وسیع آن در صنایع مختلف است.