آلیاژ چیست؟ | آشنایی با انواع و کاربردهای انواع آلیاژها

آلیاژ از ترکیب عناصر موجود، یعنی یک فلز که به آن فلز پایه می‌گویند مانند آهن، طلا، مس، نقره و… با حداقل یک یا چند فلز یا نافلز دیگر تولید می‌شود. برای مثال از ترکیب آهن و کربن و عناصر آلیاژی دیگر به آلیاژ فولاد می‌رسیم که به دلیل خصوصیات و ویژگی‌های فوق‌العاده آن، کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف پیدا کرده است و مورد توجه بسیاری از صاحبان صنعت است. همچنین بسیاری از محصولاتی که در اطراف ما وجود دارند از آلیاژها ساخته شده‌اند.

چرا آلیاژها انقدر مورد توجه قرار گرفته‌اند؟

اهمیت آلیاژها از آنجایی نشات می‌گیرد که به دلیل ترکیب عناصر مختلف فلزی و غیرفلزی، خواص و ویژگی‌های آلیاژ به‌دست آمده، بهبود پیدا می‌کند. خصوصیاتی که در حالت عادی، عناصر اولیه و پایه، آن را ندارند. این از مهمترین دلایلی است که آلیاژها تا این حد مورد توجه قرار گرفته‌اند.

برای مثال در قدیم، فولادهای ساده، برخی ضعف‌ها و مشکلات مهم داشتند. برای رفع این مشکلات انسان‌ها تصمیم به ترکیب آن با عناصر آلیاژی گرفتند تا خواص فولاد را بهبود دهند. برخی از خاصیت‌هایی که با تولید آلیاژ ایجاد می‌شود عبارتند از:

افزایش سختی

یکی از ویژگی‌های مهم در آلیاژها، افزایش سختی است. با استفاده از آلیاژهای مناسب و فرآیندهای تولید بهینه، می‌توان خواص سختی را بهبود بخشید. این ویژگی به معنای مقاومت مواد در برابر خراشیدگی و سایش است.

برای مثال فولاد 2080 از سختی بسیار بالایی برخوردار است که همین ویژگی آن را به پرفروش‌ترین فولاد تبدیل کرده است.

افزایش چقرمگی

چقرمگی یکی از خواص مهم در آلیاژ هاست. با افزایش چقرمگی، می‌توان مصالح را در برابر تغییر شکل دائمی و شکستگی مقاومت بیشتری بخشید. این خاصیت در صنایعی که نیاز به تحمل بارهای زیاد و تغییرات دمایی بوده وابسته به آلیاژهای با چقرمگی بالا است.

انعطاف‌پذیری

آلیاژها با خاصیت انعطاف‌پذیری بالا، قابلیت خم شدن و تغییر شکل بدون شکستن را دارند. این خاصیت در بسیاری از صنایعی که نیاز به قطعات انعطاف‌پذیر و مقاوم در برابر تغییرات شکل دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. آلیاژها با ترکیبات مناسب از عناصر، این خاصیت را بهبود می‌بخشند.

کاهش نقطه ذوب

یکی از مزایای استفاده از آلیاژها، کاهش نقطه ذوب آنهاست. با کاهش نقطه ذوب، می‌توان در فرآیندهای تولید و فرم‌دهی آسان‌تر عمل کرد و از هزینه‌های انرژی نیز صرفه‌جویی کرد. این خاصیت در صنایعی که نیاز به دماهای بالا برای فرآیندهای تولید دارند، بسیار مهم است.

افزایش استحکام

آلیاژها با استفاده از ترکیبات خاص، استحکام مکانیکی بالاتری را ارائه می‌دهند. استحکام بالا در برابر فشار، کشش و خمش، از اهمیت بسیاری برخوردار است.

خاصیت ضد زنگ

یکی از خواص منحصربه‌فرد آلیاژها، خاصیت ضد زنگ است. آلیاژهایی که با استفاده از عناصر مانند کروم و نیکل تولید می‌شوند، مقاومت بالا در برابر اکسیداسیون و … را دارند. این خاصیت در صنایعی که با محیط‌های خورنده و مرطوب سر و کار دارند، بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد.

افزایش مقاومت در برابر خوردگی

آلیاژها با ترکیبات و فرآیندهای تولید مناسب، مقاومت بالا در برابر خوردگی را ارائه می‌دهند. این ویژگی از اهمیت بسیاری در صنایعی مثل صنایع شیمیایی، نفت و گاز و صنایع دریایی برخوردار است.

جوش‌پذیری

جوش‌پذیری نیز یکی از خواص مهم دیگر در آلیاژ هاست. با جوش‌پذیری بالا، می‌توان قطعات را با هم جوش داد و اتصالات قوی و مقاومی ایجاد کرد. این خاصیت در صنایعی که نیاز به تولید قطعات جوش‌دار و ساختارهای پیچیده دارند، بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تاریخچه آلیاژ

با افزایش آگاهی انسان‌ها نسبت به فلزات و احتیاج به عناصری با خواص بهتر و قوی‌تر، نیاز اولیه و اساسی به آلیاژ‌ها برای اولین بار بین انسان‌ها ایجاد شد. با رخ دادن اتفاقات مختلف و انجام آزمایشات گوناگون، انسان از اولین فلزات از جمله مس، قلع، سرب و روی، آلیاژ ساخت.

تاریخچه فولاد آلیاژی

تاریخچه فولاد آلیاژی به دوران بسیار دور برمی‌گردد. در تمدن‌های باستان، افراد نه تنها مایل به استخراج و استفاده از آهن بودند، بلکه با افزودن عناصر گوناگون، توانستند خواص بهتری را در فولاد بدست آورند. تمدن‌های مختلف در سراسر جهان، با افزودن عناصری مانند کربن، کروم و نیکل، فولاد آلیاژی به وجود آمد. این اکتشافات منجر به بهبود قابل توجهی در خواص مکانیکی و شیمیایی فولاد شد و باعث شکوفایی صنایع بسیاری در آن زمان شد.

این مسئله بسیار مورد توجه تمدن‌های قدیمی قرار گرفت. در مناطقی مانند مصر، استفاده از فولاد آلیاژی برای ساخت ابزارها و سازه‌های معماری، رایج بود. این تمدن‌ها دستاوردهای ویژه خود را در تولید فولاد آلیاژی به نمایش گذاشتند. برای مثال، در مصر باستان، از فولاد آلیاژی برای ساخت برج‌های بلند استفاده می‌کردند. این برج‌ها، به عنوان نمادی از امنیت و قدرت، شناخته می‌شد.

همچنین، از فولاد آلیاژی برای ساختن شمشیرهای مقاوم و نیز استفاده می‌کردند. این شمشیرها به عنوان نمادی از ثروت و قدرت مورد احترام قرار می‌گرفتند. اکنون، در کنار پیشرفت تکنولوژی و تحقیقات مختلف، صنعت فولاد آلیاژی به اوج خود رسیده است و محصولات با خواصی بهبود یافته بیشتری تولید می‌شوند. 

انواع آلیاژها

انواع آلیاژها به دو دسته فلزی و غیر فلزی تقسیم می‌شوند. همچنین دسته فلزی دوباره به دو بخش آهنی و غیر آهنی تقسیم می‌شود که انواع آلیاژها را به تفکیک در نمودار زیر برای شما در میهن‌فولاد آماده کرده‌ایم تا به صورت کلی و با یک نگاه ببینید و دسترسی داشته باشید. همچنین، قلع، برنج، فولاد، چدن و برنز از معروف‌ترین آلیاژها هستند.

آلیاژهای آهنی

آلیاژهای آهنی به ترکیباتی اطلاق می‌شود که حاوی آهن به همراه عناصر دیگری مانند کربن، منگنز، نیکل و کروم هستند. این آلیاژها خواص فیزیکی و مکانیکی بسیار مناسبی دارند که از جمله آن‌ها می‌توان به مقاومت بالا در برابر خمش، سختی، مقاومت و قابلیت پردازش حرارتی اشاره کرد. برخی از آلیاژهای آهنی شامل:

1.فولاد

فولاد یکی از مهم‌ترین آلیاژهای آهنی است که از ترکیب آهن و کربن تشکیل می‌شود. این آلیاژ به دلیل مقاومت بالا در برابر خمش، سختی و مقاومت در برابر خوردگی، در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. فولاد می‌تواند به صورت کربنی، آلیاژی، استنلس استیل و فولاد ضد زنگ باشد. فولاد آلیاژی خود نیز به دسته‌های مختلف مانند فولاد سردکار، فولاد گرمکار و… تقسیم می‌شود.

2. آلیاژ هستلوی

آلیاژ هستلوی یکی از جدیدترین آلیاژهای آهنی است که شامل آهن، کروم و منگنز می‌شود. این آلیاژ دارای مقاومت بسیار بالا در برابر خستگی و خوردگی است.

3. آلیاژ حافظه دار

آلیاژ حافظه دار یکی از فناوری‌های نوین در زمینه آلیاژهای آهنی است. این آلیاژها توانایی بازگشت به شکل و اندازه اولیه خود پس از تغییر شکل را دارند.

4.آهن-نیکل

آلیاژ آهن-نیکل شامل آهن و نیکل است و دارای خواصی همچون مقاومت در برابر خستگی، خوردگی و ضربه است. 

5.آهن-کروم

آلیاژ آهن-کروم شامل آهن و کروم است و دارای مقاومت بالا در برابر خوردگی و حرارت است. 

آلیاژهای غیرآهنی

آلیاژهای غیرآهنی شامل آلیاژهایی هستند که آهن را در ترکیباتشان ندارند. این آلیاژها معمولاً از ترکیب عناصری مانند آلومینیوم، مس، تیتانیوم، نیکل و روی تشکیل شده‌اند و خواص خاصی دارند که آن‌ها را به گزینه‌های مورد توجه در صنایع مختلف تبدیل کرده‌اند.

1. سوپرآلیاژ یا ابرآلیاژ

سوپرآلیاژها از ترکیب فلزات غیرآهنی مانند نیکل، کبالت و تنگستن تشکیل شده‌اند. این آلیاژها دارای مقاومت بسیار بالا در برابر حرارت، خستگی و خوردگی هستند.

2. آلیاژ پلاتین ایریدیوم

این آلیاژ شامل پلاتین و ایریدیوم است و دارای خواص ویژه‌ای همچون مقاومت در برابر خستگی و … بسیار بالا است. 

3. آلیاژ مس و آلومینیوم

این آلیاژ، ترکیبی از مس و آلومینیوم است که خواصی از جمله مقاومت بالا در برابر خوردگی و حرارت دارد. 

4. آلیاژ مس و نیکل

این آلیاژ شامل مس و نیکل است و دارای خواصی همچون مقاومت بالا در برابر حرارت و ضربه و… است.

5. آلیاژ برنج و برنز

این آلیاژ نیز شامل مس، روی و قلع است و دارای خواصی همچون مقاومت در برابر خوردگی و خستگی است. 

6. آلیاژ مفرغ

آلیاژ مفرغ شامل مس و روی است و دارای مقاومت بالا در برابر حرارت و فشار است. 

7. آلیاژ فرومولیبدن

این آلیاژ شامل فولاد و مولیبدن است و دارای خواصی همچون مقاومت بالا در برابر حرارت، فشار و خستگی است. 

کاربردهای آلیاژها

آلیاژها چگونه تولید می‌شوند؟

برای ساخت آلیاژ، ماده اولیه به عنوان ماده پایه و اصلی، در حالت مذاب قرار می‌گیرد و سپس باقی عناصر مورد نظر به آن اضافه و مخلوط می‌شوند تا در آن حل شوند. نکته مهم این است که تمام عناصر باید کامل در حالت مذاب قرار بگیرند تا باهم ترکیب شوند. در نهایت در قالب‌های فلزی و یا ماسه‌ای، مخلوط بدست آمده را که در حالت مذاب است، می‌ریزیم تا به حالت جامد درآید.

مهمترین عناصر آلیاژی

عناصر آلیاژی کروم، منگنز، تنگستن، مولیبدن، سرب، سیلیسیوم، کربن، نیکل، فسفر و گوگرد، در ترکیب با یکدیگر، توانایی‌های منحصربه‌فردی در بهبود و تغییر خواص مواد دارند که تا به امروز کشف شده‌اند. 

کروم

کروم عنصری است که توانایی افزایش مقاومت در برابر خوردگی، سختی و استحکام مکانیکی مواد را داراست. علاوه بر این، اضافه کردن کروم به آلیاژها می‌تواند خواص ضد سایش و مقاومت در برابر دماهای بالا را به مواد اضافه کند.

منگنز

منگنز توانایی افزایش مقاومت در برابر خستگی و سختی مواد را بهبود می‌بخشد. اضافه کردن منگنز به آلیاژها همچنین می‌تواند خواص ضد سایش و مقاومت در برابر ضربه را تقویت کند. 

تنگستن

تنگستن یکی دیگر از عناصر آلیاژی مهم است که توانایی افزایش مقاومت در برابر حرارت و سختی مواد را داراست. اضافه کردن تنگستن به آلیاژها، خواصی همچون مقاومت در برابر سایش، استحکام مکانیکی بالا و مقاومت در برابر خمش را به مواد اضافه می‌کند. 

مولیبدن

مولیبدن عنصری است که توانایی افزایش مقاومت در برابر حرارت، سختی و مقاومت در برابر خوردگی را به مواد اضافه می‌کند. این عنصر به آلیاژها قدرت و استحکام بیشتری می‌بخشد و می‌تواند در برنامه‌هایی که نیاز به مقاومت در دماهای بالا و استحکام مکانیکی بالا دارند، مفید باشد. 

سرب

سرب نیز، توانایی افزایش مقاومت در برابر خستگی و خواص ضد سایش را به مواد اضافه می‌کند. این عنصر در ترکیب با آلیاژهای مختلف، می‌تواند استحکام مکانیکی و مقاومت در برابر ضربه را بهبود بخشد.

سیلیسیوم

سیلیسیوم عنصری است که در آلیاژها تاثیر قابل توجهی دارد. اضافه کردن سیلیسیوم به آلیاژها می‌تواند مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر دماهای بالا را افزایش دهد. 

کربن

کربن یکی از عناصر آلیاژی مهم است که توانایی افزایش سختی و مقاومت مکانیکی مواد را داراست. اضافه کردن کربن به آلیاژها می‌تواند خواصی همچون استحکام بالا و مقاومت در برابر خمش را به مواد اضافه کند.

نیکل

نیکل عنصری است که توانایی افزایش مقاومت در برابر خستگی، خواص ضد سایش و مقاومت در برابر حرارت را به آلیاژها اضافه می‌کند. این عنصر در ترکیب با سایر عناصر آلیاژی می‌تواند خواصی همچون استحکام مکانیکی بالا و مقاومت در برابر خمش را به مواد اضافه کند.

گوگرد و فسفر

گوگرد و فسفر عناصری هستند که به آلیاژها قدرت و سختی بیشتری می‌بخشند. اضافه کردن آنها به آلیاژها می‌تواند خواصی همچون مقاومت در برابر خستگی، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر دماهای بالا را به مواد اضافه کند.

خرید فولاد آلیاژی

برای خرید و اطلاع از قیمت روز فولاد آلیاژی می‌توانید از بخش استعلام آنلاین سایت میهن‌فولاد اقدام کنید. این ویژگی برای اولین بار در صنعت فولاد برای شما مخاطبان عزیز مهیا شده است تا فرآیند خرید را بهبود و تسریع بخشد. همچنین برای مشاوره رایگان و ارتباط با کارشناسان متخصص ما می‌توانید تماس بگیرید.

راه های ارتباطی با کارشناسان میهن فولاد و درخواست مشاوره رایگان:

021-91091004   ،    021-91306000