فولاد ماریجینگ

با سلام خدمت دوستان و همراهان همیشگی پارس بوته. امروز هم با یک مطلب آموزشی دیگر در خدمت شما هستیم. فولاد ماریجینگ (Maraging steel) یکی از پیشرفته‌ترین آلیاژهای فولادی است که به دلیل استحکام فوق‌العاده، چقرمگی بالا و قابلیت ماشین‌کاری مناسب، در صنایع حساس مانند هوافضا، نظامی و خودروسازی کاربرد گسترده‌ای دارد.

این فولاد که با ترکیبی از عناصر نیکل، کبالت، مولیبدن و تیتانیوم ساخته می‌شود، از طریق عملیات حرارتی به حداکثر مقاومت خود می‌رسد. فرآیندهای تولید آن شامل تخته‌گردانی، ریخته‌گری و اندودینگ بوده که هرکدام تأثیر مهمی بر خواص نهایی فولاد دارند. در این مقاله ویژگی‌ها، انواع، روش‌های تولید و کاربردهای فولاد ماریجینگ را بررسی خواهیم کرد.

فولاد ماریجینگ چیست؟

فولاد ماریجینگ (Maraging Steel) نوعی فولاد آلیاژی با استحکام و چقرمگی بسیار بالا است که به دلیل محتوای کربن بسیار پایین (حداکثر 0.03 درصد) و مقادیر قابل‌توجهی نیکل (17 تا 19 درصد) شناخته می‌شود. این ترکیب شیمیایی همراه با عناصر آلیاژی مانند

• کبالت (8 تا 12 درصد)
• مولیبدن (3 تا 5 درصد)
• تیتانیوم (0.2 تا 0.5 درصد)
• آلومینیوم (0.1 تا 0.15 درصد)

ساختاری مارتنزیتی ایجاد می‌کند که با عملیات پیرسختی تقویت می‌شود. این عملیات حرارتی در دمای حدود 480 تا 500 درجه سانتی‌گراد انجام می‌شود و منجر به تشکیل رسوبات بین‌فلزی در ساختار مارتنزیتی می‌گردد که استحکام و سختی فولاد را به‌طور قابل‌توجهی افزایش می‌دهد.

ویژگی‌های برجسته Maraging Steel شامل

• استحکام کششی بالا
• چقرمگی عالی
• قابلیت ماشین‌کاری مناسب
• پایداری ابعادی

در حین عملیات حرارتی است.

انواع فولاد ماریجینگ

فولاد ماریجینگ به دلیل استحکام و چقرمگی بالا در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فولادها بر اساس استحکام کششی نام‌گذاری می‌شوند و به چهار دسته تقسیم می‌شوند:

ماریجینگ 200

ماریجینگ 200 یکی از گریدهای Maraging Steel است که با استحکام کششی حدود 200 کیلوپوند بر اینچ مربع (ksi) شناخته می‌شود. این فولاد دارای ترکیبی از نیکل (حدود 18 درصد وزنی)، کبالت، مولیبدن و تیتانیوم است که با عملیات حرارتی پیرسختی، ساختاری مارتنزیتی با استحکام و چقرمگی بالا ایجاد می‌کند.

ماریجینگ 250

ماریجینگ 250 یکی از گریدهای Maraging Steel است که با استحکام کششی حدود 250 کیلوپوند بر اینچ مربع (ksi) شناخته می‌شود. این فولاد حاوی حدود 18 درصد نیکل و مقادیر قابل‌توجهی کبالت، مولیبدن و تیتانیوم است.

ماریجینگ 300

ماریجینگ 300 یکی از گریدهای برجسته Maraging Steel است که با استحکام کششی حدود 300 کیلوپوند بر اینچ مربع (ksi) شناخته می‌شود. این فولاد دارای ترکیب شیمیایی شامل حدود 18 تا 19 درصد نیکل، 9 تا 10 درصد کبالت، 4.8 تا 5.2 درصد مولیبدن و 0.4 تا 0.5 درصد تیتانیوم است.

ماریجینگ 350

ماریجینگ 350 یکی از گریدهای پیشرفته Maraging Steel است که با استحکام کششی حدود 350 کیلوپوند بر اینچ مربع (ksi) شناخته می‌شود. این فولاد دارای ترکیب شیمیایی شامل حدود 18 تا 19 درصد نیکل، 9 تا 10 درصد کبالت، 4.8 تا 5.2 درصد مولیبدن و 0.4 تا 0.5 درصد تیتانیوم است.

علاوه‌براین فولادهای ماریجینگ بدون کبالت نیز در گریدهای 200، 250 و 300 موجود هستند که در آن‌ها کبالت با عناصر دیگر جایگزین شده است.

روش تولید فولاد ماریجینگ

تولید فولاد ماریجینگ از طریق سه فرآیند انجام می‌شود که در ادامه به معرفی و شرح آن‌ها می‌پردازیم:

تخته‌گردانی

تخته‌گردانی یکی از روش‌های تولید Maraging Steel است که در آن فولاد به صورت صفحات با ضخامت مشخص تولید می‌شود. این فرآیند شامل نورد گرم یا سرد شمش‌های فولادی است تا به ضخامت و ابعاد مورد نظر برسند. محصول نهایی دارای سطح صاف و یکنواخت است و در کاربردهایی مانند

• صنایع هوافضا
• نظامی
• ابزارهای دقیق

که نیاز به ترکیبی از استحکام بالا و دقت ابعادی دارند، استفاده می‌شود.

ریخته‌ گری

ریخته‌ گری یکی از روش‌های تولید Maraging Steel است که در آن مواد اولیه فولاد ذوب شده و به صورت مایع در قالب‌های مخصوص ریخته می‌شوند. پس از سرد شدن و جامد شدن فولاد درون قالب، قطعه نهایی شکل می‌گیرد. همچنین این فرآیند به سه روش

• ماسه‌ای
• دقیق
• مومی
• تحت‌فشار

انجام می‌شود. این روش به دلیل قابلیت تولید قطعات پیچیده با دقت بالا، در صنایع هوافضا، خودروسازی و ابزارهای دقیق استفاده می‌شود.

اندودینگ

اندودینگ یکی از روش‌های تولید فولاد ماریجینگ است که در آن فولاد در محیط گازی با دما و فشار بالا تولید می‌شود. این فرآیند به بهبود خواص مکانیکی فولاد مانند استحکام و چقرمگی کمک می‌کند. اندودینگ به‌ویژه در تولید فولادهای با کیفیت بالا و کاربردهای حساس مانند صنایع هوافضا و نظامی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کاربرد فولاد ماریجینگ

فولاد ماریجینگ به دلیل ترکیب منحصربه‌فردی از استحکام فوق‌العاده بالا، چقرمگی و مقاومت در برابر خوردگی، در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ویژگی‌ها باعث شده تا آن را برای کاربردهای حساس و با دقت بالا ایده‌آل سازند. برخی از کاربردهای این فولاد عبارت‌اند از:

• به دلیل استحکام و چقرمگی بالا، در ساخت قطعات حیاتی هواپیماها و فضاپیماها مانند چرخ‌دنده‌ها، محورهای انتقال نیرو، چفت و بست‌های بالا‌ها و پایه‌های چرخ فرود استفاده می‌شود.
• در تولید تجهیزات نظامی که نیاز به مقاومت و دوام بالا دارند مانند بدنه موشک‌ها و راکت‌ها به کار می‌رود.
• به دلیل پایداری ابعادی و قابلیت ماشین‌کاری مناسب، در ساخت ابزارهای اندازه‌گیری و قالب‌های دقیق مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• در صنعت خودروسازی برای تولید قطعاتی که نیاز به استحکام بالا و وزن کم دارند مانند اجزای موتور و سیستم‌های انتقال قدرت استفاده می‌شود.
• در ساخت تجهیزات ورزشی با عملکرد بالا مانند شفت‌های گلف و تیغه‌های شمشیربازی به کار می‌رود.

جمع‌ بندی

فولاد ماریجینگ به عنوان یکی از مقاوم‌ترین و پیشرفته‌ترین آلیاژهای فولادی، نقش مهمی در صنایع مختلف ایفا می‌کند. ترکیب بی‌نظیر استحکام بالا، چقرمگی مناسب و قابلیت ماشین‌کاری مطلوب، آن را به گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهای دقیق و حساس تبدیل کرده است.

با پیشرفت تکنولوژی و بهینه‌سازی فرآیندهای تولید، انتظار می‌رود تا این نوع فولاد همچنان جایگاه ویژه‌ای در صنایع پیشرفته داشته باشد و به تولید قطعات با کارایی بالا کمک کند.