فولاد یا پولاد
به انگلیسی : steel
ترکیبی از حدود ۹۵ درصد آهن، ۲ درصد کربن و ۳ درصد از آلیاژهای دیگر مانند کروم و منگنز و …می باشد. دلیل استفاده از کربن این است که آهن خام قابل استفاده نمی باشد اما نکته حائز اهمیت این است که افزایش کربن فقط باعث افزایش مقاومت می شود اما همه انتظار ما از فولاد، تامین مقاومت بالا نمی باشد.
برای ساخت فولاد، دو روش عمده وجود دارد. روش اول استفاده از آهن اسفنجی و کورههای قوس الکتریکی برای ذوب آهن اسفنجی و سپس آلیاژسازی است. روش دوم استفاده از آهن خام (آهن تولید شده در فرایند احیای غیرمستقیم) و سوزاندن کربن اضافی آن است. طی این فرایند میزان کربن آهن خام از بازهٔ ۵٫۳ تا ۶ به ۲٫۰ تا ۱٫۵ درصد وزنی کاهش مییابد، سپس عناصر دیگر در آن افزوده میشوند تا ترکیب مورد نظر بدست آید.
آهن معمولاً به صورت سنگ معدنی مانند مگنتیت و هماتیت در پوسته زمین یافت میشود. فولاد را با سوزاندن کربن آهن خام سفید و همجوش کردن آن با کمی کربن و اندازه کردن عنصرهای دیگر در آن، به دو روش خمیری کردن و ذوب کردن تولید میکنند.
محدودیت استفاده از کربن
اگر مقدار استفاده از کربن از میزان مجاز آن بیشتر شود فولاد پرکربن محسوب می شود و می تواند دارای معایب زیر باشد:
-
شکننده تر شدن
-
کاهش شکل پذیری در خمش و کشش
-
کاهش قابلیت جوش پذیری