فولاد از مهم ترین و پرکاربردترین مواد اولیه در صنایع مختلف می باشد. این آلیاژ پرکاربرد، علاوه بر اینکه بالاترین نسبت مقاومت به وزن را دارد، بسیار با دوام می باشد. فولاد، ماده ای 100% قابل بازیافت بوده و می‌تواند تعداد دفعات متعددی، مورد استفاده قرار گیرد. امروزه فولاد مصرف شده در تولید محصولات مختلف، حدود ۲۵ میلیارد تن برآورد شده است. کاربرد های فولاد بسیار زیاد بوده و توسط آن می‌توان محصولات جدیدی تولید کرد و نگران از دست دادن استحکام، شکل پذیری یا هر پارامتر دیگری نبود. چنین ویژگی هایی منجر شده‌اند که فولاد، اصلی ترین ماده اولیه تولید و ساخت در سراسر جهان باشد.
ویژگی های متمایز کننده فولاد
- دوام فوق العاده زیاد
- هدایت خوب گرما
- شکل پذیری بسیار بالا
- ضد زنگ
- انعطاف پذیری بالا
- ضد خوردگی
- استحکام بالا
فولاد در چه صنایعی کاربرد دارد؟
فولاد یکی از آلیاژ های آهن است. آهن با کربن، ترکیب شیمیایی داده و فولاد را تشکیل می دهد. کاربرد فولاد، به زمان های بسیار قدیم بر می‌گردد که بسیاری از ارتش ها برای ساخت مقاوم ترین شمشیرها و ابزارآلات جنگی از این فلز استفاده می کردند. همانطور که گفته شد، فولاد یکی از پرکاربردترین مواد اولیه ها در صنایع مختلف است. این ماده با توجه به ویژگی های منحصر به فرد خود، از جمله مقاومت در برابر خوردگی، استحکام و قیمت مناسب، در صنایع مختلفی از جمله خودروسازی، ساختمان سازی، صنایع سنگین و صنایع غذایی کاربرد دارد.
در ادامه مقاله تلاش می کنیم تا در مورد کاربرد های فولاد در این انواع مختلف صنایع صحبت کنیم.
کاربرد فولاد در ساختمان سازی
در صنعت ساخت و ساز، استفاده از یک فلز پایدار همانند فولاد، باعث می شود تا سازه ها با سرعت بالا و قیمت پایین ساخته شوند. در این صنعت برای از بین بردن مقاومت کششی بتن، از قطعاتی به اسم میلگرد استفاده می شود که معمولا آن ها به نام آرماتور نیز می شناسیم. به دلیل شکل پذیری بالای این ماده، طبق نیاز هر پروژه می توان آن را مطابق نیاز آن تولید کرد. در ضمن می‌تواند برای محافظت در برابر عناصر گوناگون، با روش های مختلفی آلیاژسازی شود. این ویژگی های فولاد، باعث می شود تا تقریبا در هر نوع محیطی در زیرساخت های یک ساختمان گنجانده شود.
همچنین از دیگر محصولات فولادی مهم و پرکاربرد در زمینه ساختمان سازی، تیرآهن می باشد که وظیفه تحمل تنش های حاصل از نیروی برشی و لنگر خمشی می باشد. توسعه تکنیک های کارآمد برای تولید فولاد در اوایل قرن بیستم، به ظهور ساختمان های بلند کمک کرد. در واقع، بسیاری از سازه های تاریخی معروف، استحکام و طول عمر خود را مدیون ویژگی های خاص فولاد هستند. امروزه فولاد بیش از %50 تولید فولاد در جهان را به خود اختصاص داده است چراکه از مهمترین اجزای صنعت ساختمان است و در خانه ها، پارکینگ ها، مدارس و آسمان خراش ها و … استفاده می شود.
همچنین استفاده از فولاد، باعث می شود که مصرف مواد اولیه دیگر کاهش یابد. با به‌کارگیری فولاد های قوی (با استحکام 485 مگاپاسکال)، متریال مورد نیاز در هر یک از بخش‌های ساختمان کاهش خواهد یافت. ساختمان های فولادی، عمری طولانی دارند. با استفاده از ساختار های سبک فولادی می‌توان یک یا چند طبقه به ساختمان اضافه کرد و در عین حال، بار اضافی روی سازه و پایه های موجود را در کمترین مقدار نگه داشت. در پایان عمر مفید سازه، ساختار فلزی نصب شده روی آن، به سادگی قابل جمع آوری و برچیدن می باشد. پس از برچیدن، این قطعات قابلیت استفاده مجدد به عنوان اجزای پروژه های ساختمانی جدید را خواهند داشت. در حال حاضر 50% از کل فولاد ساختمان های مختلف، مورد استفاده مجدد قرار می گیرند. باقی مانده قراضه، در تولید دیگر محصولات فولادی جدید استفاده می شود.
کاربرد فولاد در خودروسازی
قسمت عمده‌ای از کاربرد آلیاژ فولاد، در خودروسازی و ساخت وسایل نقلیه می باشد. فولاد بیشتر از نصف وزن یک خودرو را به خود اختصاص می دهد. امروزه اغلب خودرو ها و دیگر وسایل نقلیه، از فولادهای پیشرفته با مقاومت بالا استفاده می‌کنند. به کمک فولاد، می‌توان خودرو هایی سبک طراحی کرد که علاوه بر افزایش ایمنی، میزان مصرف سوخت را بهینه سازی می‌کنند. فولاد برای تجهیزات وسایل نقلیه نیز بسیار ایده‌آل می باشد زیرا وزن بالایی نداشته و برای ساخت به انرژی کمتری نیاز دارد. چراکه انتشار کربن دی اکسید را کاهش می دهد.
انواع مختلفی از ورق های فولادی از جمله شیت 1*2 برای قسمت های مختلف خودرو مثل درب ها، بدنه ماشین، فرمان، محور چرخ ها، فضای داخلی، گیربکس، سیستم تعلیق و موتور استفاده می‌شود. در ضمن گریدهای جدید فولاد، سبب کاهش وزن ۲۵ تا ۳۹ درصدی خودرو های جدید در مقایسه با انواع قدیمی آن ها، شده است. در حال حاضر، انجمن جهانی فولاد در تلاش برای تولید گریدهای جدید فولاد هایی است که در عین داشتن مقاومت بالا، نازکتر و سبکتر از مدل های قبلی خود باشند که همین مورد باعث بیشتر شدن کاربرد آلیاژ فولاد در صنایع مختلف می شود.
کاربرد فولاد در انرژی
انواع انرژی مانند برق، نیروی بادی، گاز طبیعی و حتی انرژی هسته‌ای، همگی برای عملکرد مناسب به فولاد نیاز دارند. تقریبا در همه بخش های انرژی، فولاد را به خاطر دوام فوق العاده آن به کار می برند. علاوه بر این، فولاد برای استخراج منابعی که برای تولید انرژی استفاده می شوند، به کار می رود. این متریال در ساخت ماشین آلات ساختمانی سنگین مانند استخراج معادن، لیفتراک ها، جرثقیل ها، تجهیزات خاکبرداری و سکوهای دریایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
از کاربرد فولاد ضدزنگ، می توان به تولید ماشین‌آلاتی مانند خطوط لوله و سکوهای دریایی اشاره کرد. این ویژگی فولاد در پروژه های انرژی، به شدت ضروری به حساب می‌آید زیرا در محیط‌های سخت و خورنده مورد استفاده قرار گیرد. به علاوه، روند تولید و توزیع اشکال مختلف انرژی فسیلی و هسته ای توسط فولاد انجام می شود.
یکی از بهترین نمونه ها از کاربرد فولاد در ساخت و سازهای مدرن، ساخت برج های لوله‌ای فولادی می باشد که در توربین های بادی کاربرد فراوان دارند. به طور کلی، از آن‌جا که سرعت باد در ارتفاعات بالا می‌رود، برج هایی که طول بیشتری دارند، با افزایش بازدهی تولید انرژی همراه اند.
کاربرد دیگر فولاد در ستون‌های برق مورد استفاده در ساخت سکوهای نفتی در دریا و تقویت سازه های بتنی در نیروگاه های برق‌آبی است. هیچ ژنراتور، ترانسفورماتور یا موتور الکتریکی وجود ندارد که بدون فولاد الکتریکی، توانایی تولید انرژی قابل استفاده را داشته باشد. خانواده این آلیاژ نقش بسیار مهمی در تبدیل انرژی خوشیدی به برق و یا آب گرم دارد. همچنین به عنوان ماده اولیه اصلی در پنل های خورشیدی، پمپ ها، مخازن، مبدل های حرارتی و ساخت دستگاه های انرژی موج مورد استفاده قرار می‌گیرد.
کاربرد فولاد در کشتی سازی
90% از محوله های جهان توسط کشتی‌ها جا‌به‌جا می‌شوند. حدود 17 میلیون کانتینر ناوگان در جهان وجود دارند که بخش عظیمی از آن ها از فولاد ساخته شده است. صفحات مدرن ساخته شده، مقاومت کششی بسیار بیشتری نسبت به نمونه های قبلی دارند و به همین علت، برای ساخت کشتی های بزرگ کانتینری مناسب می باشند. در ساخت تانکر های نفتی، یک نوع خاصی از ورق فولادی با مقاومت بالا در برابر خوردگی به‌کار می‌رود. این فولاد ها وزن بسیار پایینی داشته و امکان ساخت کشتی هایی بسیار سبکتر از انواع قدیمی را دارند. در مصرف سوخت نیز صرفه جویی شده و در نتیجه نشر کربن دی اکسید کاهش خواهد یافت. از طرفی فولاد نسبت به سایر فلزات کشتی سازی مثل برنز و برنج، مقاومت بالاتری در برابر زنگ زدگی دارد.
کاربرد فولاد در تولید لوازم خانگی
حدود 75% وزن لوازم خانگی معمولی را فولاد تشکیل می‌دهد. فولاد را می توان در لوازمی مانند مایکروویو، یخچال، اجاق گاز، ماشین لباسشویی، سینک ظرفشویی، کارد و چنگال و بسیاری از لوازم دیگر یافت. یکی از انواع فولاد مورد استفاده در این زمینه تسمه فولادی می باشد.
