مواد مهندسی
به طور کلی مواد مهندسی به دو گروه اصلی فلزات و غیر فلزات تقسیم می‌شوند. غیر فلرات شامل سرامیک‌ها، پلیمرها و کامپوزیت هستند. فلزات آلیاژی از نظر ترکیب شیمیایی معمولا به دو گروه اصلی تقسیم می‌شوند: فلزات آهنی و فلزات غیر آهنی.
آلیاژهای آهنی فلزاتی هستند که جز اصلی تشکیل دهنده آن‌ها آهن است و شامل فولادها و چدن‌ها می‌شوند. در شکل ۱ می‌توان دسته‌بندی کلی فلزات آهنی را مشاهده کرد. فلزات آهنی و آلیاژهای آن در بخش بعدی مورد بحث قرار خواهند گرفت. تمام آلیاژهایی که پایه آهن نیستند در گروه فلزات غیر آهنی قرار می‌گیرند.
شکل ۱ – دسته بندی فلزات آهنی
فولاد
فولاد پرکاربرد‌ترین ماده برای ساخت زیربنای صنعتی دنیا است و برای بسیاری از کاربردها نظیر تولید، ساخت و ساز، حمل و نقل و محصولات مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. حتی می‌توان گفت توسعه زندگی مدرن بشر بدون فولاد هرگز نمی‌توانست به این مرحله برسد. همین مسئله اهمیت فوق‌العاده فولاد و آلیاژهای مختلف آن را نشان می‌دهد. در این مقاله نگاهی اجمالی به فولاد و خواص آن خواهیم انداخت.
فولاد چیست؟
در ساده‌ترین تعریف، فولاد آلیاژی از آهن و کربن با حداکثر میزان ۲ درصد کربن است. به جز کربن عناصر بسیار مختلف دیگری نیز ممکن است برای بهبود خواص فولاد به آن اضافه شوند. هزاران آلیاژ وجود دارد که از نظر ترکیب شیمیایی با هم تفاوت داشته و برای رسیدن به خواص نهایی نیاز به عملیات حرارتی های مختلفی دارند.
چرا فولاد مهم است؟
برای ساخت تقریبا همه چیز از سوزن خیاطی گرفته تا تانکرهای نفتی می‌توان از فولاد استفاده کرد. در رابطه با اهمیت این ماده همین بس که در سال ۲۰۱۳ تولید جهانی فولاد خام حدود ۶/۱ میلیارد تن بوده، این در حالی است تولید دومین فلز مهندسی مهم بعد از فولاد یعنی آلومینیم، تنها ۴۷ میلیون تن بوده است.
دلایل اصلی که باعث محبوبیت فولاد شده عبارتند از :
- فراوانی دو ماده اولیه مورد نیاز برای تولید فولاد (سنگ آهن و قراضه)
- هزینه تولید و شکل دهی نسبتا پایین
- محدوده بی نظیری از خواص مکانیکی
