סוגים ומאפיינים של פלדה

סוגים שונים של פלדה מיוצרים על פי התכונות המכניות והפיזיות הנדרשות ליישום שלהם. מערכות הדירוג השונות משמשות כדי להבחין בין פלדות על בסיס תכונות אלה, הכוללות צפיפות, גמישות, נקודת התכה, מוליכות תרמית, חוזק וקשיחות (בין היתר). ליצירת פלדות שונות, היצרנים משנים את סוג וכמות המתכות מסגסוגת, את תהליך הייצור ואת אופן עבודת הפלדות לייצור מוצרים מסוימים.

על פי נתוני מכון הברזל והפלדה האמריקני (AISI), ניתן לפצל פלדות בדרך כלל לארבע קבוצות על סמך ההרכבים הכימיים שלהן:

1. פלדות פחמן
2. פלדות סגסוגת
3. נירוסטה
4. פלדות כלי

פלדות פחמן הן סגסוגות העשויות משילוב של ברזל ופחמן. על ידי שינוי באחוז הפחמן, ניתן לייצר פלדה עם מגוון איכויות שונות. באופן כללי, ככל שמפלס הפחמן גבוה יותר, הפלדה חזקה ופריכה יותר.

פלדה נמוכה בפחמן נקראת לפעמים "ברזל יצוק". זה קל לעבודה והוא עשוי לשמש למוצרים דקורטיביים כמו גדר או מנורות תאורה. פלדת פחמן בינונית היא חזקה מאוד ומשמשת לרוב למבנים גדולים כמו גשרים. פלדת פחמן גבוהה משמשת בעיקר לחוטים. האולטרה גבוה פלדת פחמן מכונה גם "ברזל יצוק" משמש לסירים ופריטים אחרים. ברזל יצוק הוא פלדה קשה מאוד, אך הוא גם די שביר.

פלדות סגסוגת נקראות כך מכיוון שהן מיוצרות באחוז קטן של מתכות אחת או יותר מלבד ברזל. תוספת סגסוגות משנה את תכונות הפלדות. לדוגמה, פלדה המיוצרת מברזל, כרום וניקל מייצרת נירוסטה. תוספת אלומיניום יכולה להפוך פלדה אחידה יותר במראה. פלדה עם תוספת מנגן הופכת להיות קשה וחזקה במיוחד.

פלדות אל חלד מכילות בין 10 ל 20% כרום, מה שהופך את הפלדה לעמידה ביותר בפני קורוזיה (חלודה). כאשר פלדה מכילה מעל 11% כרום, היא עמידה יותר פי 200 בפני קורוזיה כפלדות שאינן מכילות כרום. יש שלוש קבוצות של פלדות אל חלד:

• פלדות אוסטניות, העשירות מאוד בכרום, מכילות גם כמויות קטנות של ניקל ופחמן. אלה משמשים לעיתים קרובות לעיבוד מזון וצנרת. הם מוערכים, בחלקם, מכיוון שהם לא מגנטיים.
• פלדות Ferritic מכילות כ -15% כרום אך נותרות רק כמויות של סגסוגות פחמן ומתכת כמו מוליבדן, אלומיניום או טיטניום. פלדות אלה הן מגנטי, קשה מאוד וחזק, וניתן להתחזק עוד יותר על ידי עבודה קרה.
• פלדות מרטנסיטיות מכילות כמויות בינוניות של כרום, ניקל ופחמן. הן מגנטיות וניתנות לטיפול בחום. פלדות מרטנסיטיות משמשות לרוב לכלי חיתוך כמו סכינים וציוד כירורגי.

פלדות כלים הן מתכות עמידות ועמידות בחום המכילות טונגסטן, מוליבדן, קובלט ונדיום. הם משמשים, באופן לא מפתיע, לייצור כלים כמו מקדחות. ישנם מגוון סוגים שונים של פלדות כלים, המכילים כמויות משתנות של מתכות סגסוגת שונות.