بیشترین مورد استفاده آلیاژ در سطح جهان استفولاد، یک آلیاژ آهنی که در درجه اول از آهن (به طور معمول 98-99 ٪ وزن) با مقادیر کنترل شده کربن (0.02-2.14 ٪) و عناصر کمیاب مانند منگنز ، سیلیکون ، فسفر و گوگرد تشکیل شده است. تسلط آن ناشی از ترکیبی بی نظیر از قدرت ، تطبیق پذیری ، مقرون به صرفه بودن و مقیاس پذیری است و تقریباً در هر صنعت ضروری است.
ساخت و ساز: فولاد به دلیل توانایی تحمل بارهای سنگین ، ستون فقرات آسمان خراش ها ، پل ها و زیرساخت ها را تشکیل می دهد. تقویت کننده میله های فولادی (میلگرد) سازه های بتونی را تقویت می کند ، در حالی که تیرهای فولادی ساختاری استحکام را در ساختمانهای در مقیاس بزرگ ایجاد می کنند.
خودرو و حمل و نقل: از اجساد اتومبیل و شاسی گرفته تا قاب های کامیون ، مسیرهای راه آهن و بدنه کشتی ، استحکام کششی زیاد فولاد و مقاومت در برابر ضربه ، ایمنی و دوام را تضمین می کند. حتی با افزایش مواد سبک تر ، فولاد برای اجزای مقاوم در برابر تصادف بسیار مهم است.
ساخت و ماشین آلات: تجهیزات صنعتی ، ابزار و قطعات مکانیکی به سختی فولاد و مقاومت در برابر سایش متکی هستند. فولادهای آلیاژی (به عنوان مثال ، آنهایی که دارای کروم یا مولیبدن هستند) برای نیازهای خاص مانند تحمل دمای بالا در توربین ها یا مقاومت در برابر خوردگی در پمپ ها تنظیم می شوند.
بسته بندی و کالاهای مصرفی: قوطی های فولادی قلع با مقاومت در برابر خوردگی ، مواد غذایی و نوشیدنی ها را حفظ می کنند ، در حالی که از فولاد نیز در لوازم ، مبلمان و حتی کارد و چنگال برای طول عمر آن استفاده می شود.
تولید جهانی استیل بیش از 1.8 میلیارد تن سالانه سالانه کوتوله های همه آلیاژهای دیگر ترکیب شده است. قابلیت بازیافت آن (بیش از 90 ٪ از فولاد در سطح جهان بازیافت می شود) نقش خود را به عنوان پرکاربردترین آلیاژ می کند و تقاضای صنعتی را با پایداری متعادل می کند.
در حالی که فولاد همه کاره است ، بسیاری از آلیاژها از آن در استحکام بهتر عمل می کنند ، غالباً به دلیل طرح های متالورژی پیشرفته یا ترکیب عناصر با کارایی بالا. اینها شامل:
آلیاژهای تیتانیوم (به عنوان مثال ، TI-6AL-4V):
آلیاژهای تیتانیوم به دلیل نسبت استحکام استثنایی به وزن خود جشن گرفته می شوند. TI-6AL-4V ، رایج ترین درجه ، دارای مقاومت کششی 900-1100 پوند MPa (megapascals) است که بیش از بیشتر فولادهای کربن (400-800 MPa) در حالی که فقط 60 ٪ وزن دارد به اندازه فولاد پیشی می گیرد. این امر باعث می شود آنها برای هوافضا (اجزای جت موتور ، فریم های هوایی) ، سخت افزار نظامی و تجهیزات ورزشی با کارایی بالا ایده آل شوند. مقاومت آنها در برابر خوردگی و خستگی باعث افزایش جذابیت آنها می شود.
Superalloys مبتنی بر نیکل (به عنوان مثال ، INCONEL 718 ، Waspaloy):
این آلیاژها (نیکل کروم-آهن با اضافات مانند نیوبیوم ، مولیبدن یا کبالت) در استحکام با درجه حرارت بالا برتری دارند. به عنوان مثال ، INCONEL 718 ، مقاومت کششی 1.300 پوند MPa را در 650 درجه (1200 درجه فارنهایت) حفظ می کند-درجه حرارت در جایی که فولاد بیش از نیمی از استحکام خود را از دست می دهد. آنها در موتورهای جت ، توربین های گازی و راکتورهای هسته ای بسیار مهم هستند ، جایی که قدرت تحت گرمای شدید غیر قابل مذاکره است.
آلیاژهای کبالت-کروم (Cocrmo):
آلیاژهای کبالت-کروم استحکام کششی بالا (حداکثر 1500 مگاپاسکال) را با مقاومت استثنایی و مقاومت در برابر خوردگی ترکیب می کنند. آنها به طور گسترده در کاشت پزشکی (تعویض مفصل ران/زانو) و قطعات مکانیکی استرس بالا (به عنوان مثال ، تیغه های توربین) استفاده می شوند زیرا در برابر بارگذاری چرخه ای بهتر از فولاد مقاومت می کنند و در محیط های شیمیایی بیولوژیکی یا سخت مقاومت می کنند.
فولادهای با استحکام پیشرفته (AHSS):
در حالی که از نظر فنی زیر مجموعه ای از فولاد ، AHSS (به عنوان مثال ، مارتنزیتیک ، فاز دوگانه یا دوقلوی) است که از استحکام سنتی فولاد استفاده می شود. به عنوان مثال ، Martensitic AHSS می تواند به نقاط قوت کششی 1500-2000 MPa-FAR بالاتر از عملیات حرارتی از فولاد کربن معمولی برسد که یک ریزساختار سخت و قوی را ایجاد می کند. آنها در اجزای ایمنی خودرو (به عنوان مثال ، پرتوهای تصادف) استفاده می شوند که در آن استحکام و وزن بالا بسیار مهم است.
این آلیاژها غالباً با هزینه های تولید بالاتر از فولاد همراه هستند و استفاده از آنها را در برنامه هایی محدود می کنند که در آن قدرت برتر ، صرفه جویی در وزن یا مقاومت در برابر محیط زیست ، هزینه هایی مانند هوافضا ، دفاع و تولید پیشرفته را توجیه می کند.
