فولاد با سایر عناصر آلیاژی غیر از آهن و کربن، فولاد آلیاژی نامیده می شود. آلیاژ آهن-کربن که با افزودن مقدار مناسبی از یک یا چند عنصر آلیاژی به فولاد کربن معمولی تشکیل می شود. بسته به عناصر اضافه شده و تکنولوژی پردازش مناسب، می توان خواص ویژه ای مانند استحکام بالا، چقرمگی بالا، مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر دمای پایین، مقاومت در برابر دمای بالا و خواص غیر مغناطیسی را به دست آورد.
عناصر آلیاژی اصلی فولاد آلیاژی عبارتند از سیلیکون، منگنز، کروم، نیکل، مولیبدن، تنگستن، وانادیوم، تیتانیوم، نیوبیم، زیرکونیوم، کبالت، آلومینیوم، مس، بور، خاک کمیاب و غیره.
از جمله وانادیم، تیتانیوم، نیوبیم، زیرکونیوم و غیره عناصر کاربیدساز قوی در فولاد هستند. تا زمانی که کربن کافی وجود داشته باشد، می توانند کاربیدهای خود را در شرایط مناسب تشکیل دهند. هنگامی که کمبود کربن وجود دارد یا در شرایط دمای بالا وجود دارد، آنها در حالت اتمی وارد محلول جامد می شوند. منگنز، کروم، تنگستن و مولیبدن عناصر تشکیل دهنده کاربید هستند که برخی از آنها در حالت اتمی وارد محلول جامد می شوند و بخشی دیگر سمنتیت آلیاژی جایگزین را تشکیل می دهند. آلومینیوم، مس، نیکل، کبالت، سیلیکون و غیره عناصری هستند که کاربید تشکیل نمی دهند و عموماً در محلول جامد در حالت اتمی وجود دارند.
تاثیر عناصر آلیاژی بر عملیات حرارتی فولاد
1. تأثیر بر آستنیته شدن - بیشتر عناصر آلیاژی (به جز نیکل و کبالت) روند آستنیته شدن را کند می کنند. بنابراین، در طول عملیات حرارتی، دمای حرارت بالاتر و زمان نگهداری طولانی تری نسبت به فولاد کربنی مورد نیاز است. - کاربیدها به راحتی تجزیه نمی شوند.
2. اثر بر اندازه دانه آستنیت - اکثر عناصر آلیاژی اثر مانع رشد دانه های آستنیت دارند. اما منگنز و بور برعکس هستند که می توانند باعث رشد دانه های آستنیت شوند. بنابراین، به جز فولاد منگنزی، فولاد آلیاژی در هنگام گرم شدن به راحتی گرم نمی شود. این امر برای به دست آوردن مارتنزیت خوب پس از خاموش کردن مساعد است. همچنین باعث افزایش مناسب دمای حرارت می شود به طوری که عناصر آلیاژی بیشتری در آستنیت حل می شوند تا سختی پذیری افزایش یابد و خواص مکانیکی فولاد بهبود یابد.
3. تأثیر عناصر آلیاژی بر تغییر شکل آستنیت - به جز کبالت، تمام عناصر آلیاژی منحنی C را به سمت راست تغییر می دهند، سرعت سرد شدن بحرانی فولاد را کاهش می دهند و سختی پذیری فولاد را بهبود می بخشند. برخی از عناصر آلیاژی نیز شکل th را تغییر می دهند
لوله بدون درز آلیاژی
