مقدمه

در دنیای صنعت و متالورژی، کنترل ترکیب شیمیایی و ساختار داخلی فولاد نقش تعیین‌کننده‌ای در کیفیت و عملکرد نهایی آن دارد. یکی از مهم‌ترین انواع فولاد که از این نظر اهمیت ویژه‌ای دارد، فولاد کشته‌شده (Killed Steel) است. در فرایند تولید فولاد، حذف گازها و به‌ویژه اکسیژن محلول از مذاب اهمیت زیادی دارد؛ زیرا وجود این گازها می‌تواند باعث ایجاد تخلخل، حباب و ضعف‌های ساختاری در محصول شود. برای رفع این مشکل، فرایند دی‌اکسید کردن فولاد انجام می‌شود که نتیجه آن تولید فولاد کشته‌شده است. در این مقاله، فولاد دی‌اکسیدشده را به‌صورت جامع معرفی می‌کنیم، مراحل تولید آن را توضیح می‌دهیم و ویژگی‌ها، مزایا و معایبش را بررسی می‌کنیم. همچنین تفاوت آن با دیگر انواع فولاد را بیان می‌کنیم تا با درک بهتر این نوع فولاد، بتوانید کاربردهای مناسب و بهینه‌تری را برای استفاده از آن در صنایع مختلف انتخاب کنید.

مقاله: فولاد چیست؟ فرآیند تولید، بررسی خواص و انواع آن

فولاد کشته شده چیست؟

فولاد دی‌اکسیدشده (Killed Steel) نوعی فولاد است که در فرآیند ذوب، فولادسازان آن را به‌طور کامل از اکسیژن و گازهای محلول پاک‌سازی می‌کنند. در فرایند فولادسازی، معمولاً مقداری اکسیژن در فولاد مذاب باقی می‌ماند. این اکسیژن هنگام انجماد با کربن واکنش می‌دهد و گاز CO تولید می‌کند. گاز ایجادشده حباب‌ها و تخلخل‌هایی را در ساختار فولاد به‌وجود می‌آورد و باعث ناپیوستگی در آن می‌شود.

برای جلوگیری از این مشکل، عناصر دی‌اکسیدکننده مانند آلومینیوم (Al)، سیلیسیم (Si) یا منگنز (Mn) به فولاد مذاب افزوده می‌شوند تا اکسیژن را به اکسیدهای پایدار تبدیل کنند. نتیجه این فرآیند، فولادی با ساختار یکنواخت، دارای چگالی بالا، بدون حفره های گازی و حباب است.

به همین علت، این نوع فولاد، از جمله مرغوب‌ترین انواع فولاد محسوب می‌شود و در کاربردهای حساس مانند ساخت مخازن تحت فشار، قطعات سازه‌ای سنگین و تجهیزات صنعتی دقیق استفاده گسترده‌ای دارد.

مقاله: فورج: شناخت و بررسی انواع فرآیندهای آن
فولاد دی‌اکسید شده یا فولاد کشته شده (Killed Steel)

فرآیند تولید فولاد کشته‌شده

1- ذوب فولاد در کوره (مانند کوره قوس الکتریکی یا کنورتور)

2- افزودن عناصر دی‌اکسیدکننده مانند آلومینیوم یا سیلیسیم به مذاب

3- تشکیل اکسیدها و خروج آن‌ها از مذاب

۴. ریخته‌گری فولاد دی‌اکسیدشده در قالب‌های مخصوص

5- انجماد یکنواخت و بدون حباب

در این فرآیند، واکنش‌های کنترل‌شده باعث می‌شوند فولاد به‌صورت «کشته‌شده» ـ یعنی بدون فعالیت گازی ـ منجمد شود. به همین دلیل، متخصصان این نوع فولاد را Killed Steel می‌نامند.

مقاله: فلنج چیست؟ انواع آن | مشخصات فنی | تصاویر

ویژگی‌های فولاد کشته‌شده

چگالی و یکنواختی بالا

نبود تخلخل و حباب گازی

خواص مکانیکی یکنواخت در سراسر مقطع

مقاومت بالا در برابر شکست و تغییر شکل

مناسب برای عملیات حرارتی و جوشکاری دقیق

کاربردهای فولاد کشته شده

به‌دلیل کیفیت بالا و ساختار پایدار، صنایع حساس از فولاد کشته‌شده برای تولید قطعات مهم و دقیق استفاده می‌کنند.

  • تولید ورق‌های ضخیم و سازه‌ای
  • ساخت قطعات تحت فشار (مخازن، لوله‌های تحت فشار، بویلرها)
  • قطعات خودرو و هوافضا
  • ابزارهای دقیق و ماشین‌کاری سنگین
  • فولادهای آلیاژی و ابزارسازی

مقاله: لوله بدون درز (مانیسمان) | روش ساخت | کاربردهای آن

تفاوت فولاد کشته شده با انواع دیگر فولادها

نوع فولادمیزان اکسیژن‌زداییجوشش در انجمادیکنواختی ترکیبظاهر سطحیکاربرد معمول
کشته‌شده (Killed)کاملنداردزیادمعمولیفولادهای کیفی، لوله‌ها
نیمه‌کشته (Semi-killed)متوسطکممتوسطمتوسطورق و مقاطع عمومی
لبه‌دار (Capped)کم تا متوسطکمنسبتاً خوبصافورق‌های نوردی
درپوش‌دار / جوشان (Rimmed)کمزیادکمبسیار صافورق‌های نازک، قوطی‌ها

 

مزایا و معایب فولاد کشته شده

مزایا:

خواص مکانیکی یکنواخت

قابلیت ماشین‌کاری بالا

مقاومت عالی در برابر ترک و حفره

معایب:

قیمت بالاتر نسبت به فولادهای نیمه‌کشته و زنده

انجماد آهسته‌تر در قالب

نیاز به کنترل دقیق در مرحله دی‌اکسید کردن

مقاله: تولید قطعات فولادی صنایع فولاد و نورد به روش آهنگری

جمع بندی

فولاد کشته‌شده نوعی فولاد با کیفیت بالا و بدون گاز است که در صنایع حساس و برای تولید قطعات تحت فشار کاربرد گسترده‌ای دارد. در فرایند تولید این فولاد، فولادسازان با افزودن عناصر دی‌اکسیدکننده، اکسیژن را از مذاب حذف می‌کنند. به‌این‌ترتیب، محصول نهایی ساختاری یکنواخت، مستحکم و قابل اعتماد به‌دست می‌آید.

شرکت آذین فورج را در شبکه اجتماعی LinkedIn دنبال کنید و به آخرین تحولات و پروژه‌های ما در حوزه فورج و طراحی صنعتی دسترسی داشته باشید. این فرصت را از دست ندهید و با ما در این شبکه اجتماعی متصل شوید.