الفولاذ والذي هو سبيكة من الحديد مكونة من إضافات من عنصر الكربون، وتختلف أنواع الفولاذ بتغير نسبة الكربون إلى عنصر الحديد حيث يوجد هناك أنواع متعددة للفولاذ منها: الفولاذ المطاوع، الستانلس ستيل، حديد الزهر.
يعتبر الفولاذ المطاوع هو الذي يحتوي على أقل نسبة من الكربون، وهو صلب ومرن ومقاوم للتآكل، لكن لم يعد شائع الاستخدام. يأتي من بعده الستانلس ستيل وهو الأكثر شيوعاً بين أنواع الفولاذ والأكثر استخداماً حيث تصل نسبة الكربون فيه إلى 2.1%، أما إذا زادت عن ذلك، فيطلق على هذه السبيكة حينها اسم الحديد الزهر والتي تتميز بانخفاض درجة انصهارها وقابليتها للتَسَبُّك.
فيما سبق نفهم أنه كلما زادت نسبة الكربون قلت درجة الانصهار، ودرجة انصهار الستينلس ستيل تتراوح بين 1375 و 1530 درجة سلسيوس، أي عند هذه الدرجة يبدأ الفولاذ بالذوبان.
إذا كنت تخطط لاستخدام الفولاذ المقاوم للصدأ لأسباب هيكلية أو داعمة في بيئة ساخنة، فلا ينبغي أن تكون نقطة الانصهار الفعلية هي الاعتبار الوحيد لدرجة الحرارة. ففي درجات الحرارة المرتفعة، ستفقد جميع السبائك (ومنها الفولاذ) قدرًا معينًا من قوة الشد. حيث تظهر التجارب أنه حتى قبل الوصول إلى نقطة الانصهار الحرجة، يصبح الفولاذ المقاوم للصدأ الذي كان قوياً في السابق أقل صلابة وأكثر عرضة الانصهار.
وكمثال على ذلك، من المرجح أن يفقد الفولاذ الذي يحتفظ بنسبة الانصهار من سلامته الهيكلية عند 850 درجة مئوية، حوالي 50% من قوة الشد عند وصول درجة الحرارة هذه إلى 1000 درجة مئوية. وهذا يعني أنه إذا تم تصميم هيكل ليحمل وزن 1000 كغ، فسيكون قادرًا فقط على حمل 500 كغ من الوزن بشكل آمن عند تعرضه لدرجة حرارة أعلى، أي وزن أكبر، بالتالي تعرض الهيكل للانحناء.
ولا بدد من الأخذ بعين الاعتبار أنه في بعض الحالات يمكن أن تؤثر درجات الحرارة المرتفعة على طبقة الأكسيد المستخدمة لحماية الفولاذ من التآكل مما يجعلها أكثر عرضة للصدأ في المستقبل. كما يمكن أن تتسبب درجات الحرارة المرتفعة أيضًا في حدوث تحجيم على سطح المعدن مما قد يؤثر أيضًا على قدرة المعادن على الأداء بكامل طاقتها.
62 مشاهدة
