مولیبدن  
درباره آهن20 آگهی‌های خرید آگهی‌های فروش مناقصه‌ها مزایده‌ها دانستنی‌های فولاد قیمت روز آگهی‌های خدمات

مولیبدن

مولیبدن واژه یونانی Molybdos به معنای شبیه سرب می باشد که در طبیعت به شکل آزاد پیدا نمی شود اما ترکیبات این عنصر که در طبیعت دیده می شدند، با عناصر دیگر همچون کربن و یا سرب به اشتباه گرفته می شد. 

در سال 1778 روشی برای جداسازی مولیبدن از گرافیت و سرب و جدا کردن آن از اکسید فلز از مولیبدنیت توسط فردی به نام کارل ویلهلم شیل (Carl Wilhelm Scheele) به وجود آمد.

 در سال 1782 هلم (Hjelm) با احیا توسط کربن توانست که ناخالصی ها را از سنگ معدن جدا سازد.

 

مولیبدن وزن اتمی 96 گرم و نقطه ذوب 2610 درجه سانتیگراد و ساختار کریستالی آن bcc بوده و در فولاد فریت زا و کاربیدزاست. حداقل 3% مولیبدن باعث می شود که فریت در تمام دماها پایدار باشد. سختی پذیری را افزایش می دهد. در حدود 0.5-1.5% مولیبدن به فولادهای آلیاژی اضافه می شود تا استحکام و مقاومت به خزشی آنها در دماهای بالا حفظ شود. فولادهای زنگ نزن از 0.5 تا 4.0 % مولیبدن دارند. فولادهای زنگ نزن آستنیتی برای مقاومت خوردگی بیشتر در محیط های خورنده حاوی مولیبدن مناسب  هستند. هم چنین مقاومت در برابر پوسته شدن را می کاهد.

 

در عملیات حرارتی فولادها Mo تردی تمپر را می کاهد و تشکیل دانه های ریز را سرعت بخشیده و بر قابلیت جوشکاری تاثیر مطلوبی دارد، افزایش استحکام را در پی داشته و بنابراین  قابلیت چکش کاری کم می شود.

 

افزایش مقاومت در برابر خوردگی و حفره دار شده و تشکیل فازهای ثانویه در فولادهای فریتی، فریتی-آستنیتی و آستنیتی، استحکام آنها را افزایش می دهد. هم چنین در فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی، به علت اثر آن بر رسوب کاربید ها، سختی فولاد دردماهای برگشت بالا را افزایش می دهد.

 

مولیبدن به عنوان عنصر آلیاژی در فولادهای میکروآلیاژی کربنی، کم کربن با استحکام بالا در محدوده 0.05-0.25 بکار رفته و چقرمگی و استحکام را بالا می برد. معمولاً همراه با افزودن مولیبدن از منگنز بالا و کمی نیکل نیز استفاده می کنند. هدف از میکروآلیاژی کردن فولاد، جلوگیری از تشکیل پرلیت در ریزساختار، کاهش اندازه نواحی پرلیت و تشکیل کاربیدهای لایه ای ریز می باشد. اگر درصد مولیبدن و یا سایر عناصر آلیاژی بالا باشد، فریت خاصی بنام فریت سوزنی(Acicular ferrite) تشکیل خواهد شد.

 

بهبود چقرمگی در فولادهای کربنی ساده با استحکام بالا در محدوده دمایی قابل استفاده، استحکام و سختی از ویژگی های آن است. در مقایسه با فولادهای کربنی ساده، فولادهای مولیبدن دار خواص الاستیک و استحکام ضربه ای بهتری دارند.

 

استحاله در فولادهای مولیبدن دار در سرد کردن های آرام رخ می دهد و در نتیجه باعث می شود عمق سخت گردانی افزایش یابد. این افزایش در عمق سخت گردانی سبب غلبه کردن  بر مشکلات مربوط به اثر جرم بر سخت گردانی در مقاطع ضخیم شود. برای یکنواختی توزیع سختی در مقاطع ضخیم مقدار کمی مولیبدن اضافه می شود. 0.15% مولیبدن اثر مشابه با 0.20% کروم و یا 1.25%  نیکل دارد.

 

بعضی از فولادها بعد از سرد کردن آرام از دمای برگشت 625 درجه سانتیگراد انرژی ضربه کمتری در مقایسه با فولادهایی دارند که بعد از برگشت با سرعت سرد شده اند. این پدیده به تردی تمپر معروف است.

 فولادهای منگنز، کروم و کروم– نیکل با کروم بیش از 0.75% کروم به این نوع تردی حساس هستند. برای کاهش حساسیت به این نوع تردی به ترکیب این فولادها، مولیبدن اضافه می شود. چنین فولادهایی در محورها، میل لنگ ها و چرخدنده ها کاربرد دارند.

 

نرم شدن مارتنزیت در دماهای برگشت بالای 260 درجه سانتیگراد بوسیله مولیبدن به تاخیر می افتد و در 0.25% Mo  سختی فولادهای مارتنزیتی پرکربن و کربن متوسط در هنگام برگشت در دمای 400-630 درجه سانتیگراد را افزایش می دهد.

 

در دماهای برگشت بالا، مولیبدن وارد فاز کاربید می شود. با بالا بردن دمای برگشت در دمای 700 درجه سانتیگراد غلظت بالایی از مولیبدن در سمنتیت اورتورومبیک وارد می شود.

 

مولیبدنی که به فولادهای کم آلیاژ و پرآلیاژ اضافه می شود، مقاومت خزشی و استحکام دردماهای بالا را افزایش می دهد. 

دو علت اصلی را می توان در این نوع رفتار فولادهای مولیبدن دار دخیل دانست: 

یکی افزایش استحکام خزشی فریت و دیگری بالا بردن دمای تبلور مجدد بعد از سخت گردانی.

عامل دیگری که می توان بدان ارتباط داد، این است که ساختار میانی بین پرلیت و مارتنزیت تمپر شده تشکیل می شود که استحکام خزشی بهتری دارد.

 

با اینکه مولیبدن به خودی خود استحکام خزشی فولاد را می افزاید، ولی فولادهایی که دردماهای بالا کاربرد زیادی دارند، در ترکیبشان علاوه بر مولیبدن، وانادیم و یا کروم نیز دیده می شوند. فولادهای از این سری دارای 1% Cr %0.5 ،Mo و یا 0.5% Mo %0.2 ،Cr  می باشند. این فولادها در سوپر هیترهای بویلر و لوله هایی که در دماهای بالای 460 درجه سانتیگراد کار می کنند، استفاده می شوند. آنچه در این کاربردها نیاز است، مقاومت در برابر گازهای کوره و اکسیداسیون، مقاومت خوردگی توسط گازهای گرم، استحکام خزشی بالا و بدون تردی تمپر می باشند. در صنایع شیمیایی فولاد با 0.5% Mo  بکار می رود که قابلیت جوشکاری بالایی نیز دارد.

 

در برخی از فولادهای تند بر، مولیبدن می تواند جایگزین تنگستن شود. در این جایگزینی، یک قسمت مولیبدن بجای دو قسمت وزنی تنگستن اضافه می شود. البته گفتنی است که مولیبدن بطور کامل جایگزین تنگستن نمی شود بلکه عموماً این فولادها دارای 6% Mo و 6% W می باشند و در فولادهای با مولیبدن بیشتر، 2% W و 9% Mo  حضور دارند. در دماهای بالا، این فولادها سختی مشابهی با فولادهای تند بر تنگستن دار داشته ولی فولادهای مولیبدن دار به دکربوریزاسیون سطحی در شرایط حرارت دهی در کوره های  اکسیدی بسیار حساسند.

 برای حل این مشکل، از حمام های نمک، ا تمسفر کنترل شده کوره ها و یا پوشش های بوراکسی استفاده می کنند.

 

مولیبدن مقاومت خوردگی فولادهای کروم و کروم–نیکل را می افزاید. افزودن 3% Mo  به فولاد 8/18 استحکام در دماهای بالا را بهبود بخشیده و مقاومت در برابر محلول های سولفیدی، سولفاتی و استات و مقاومت خوردگی اسید استیک را اصلاح کرده و حفره دار شدن در طی خوردگی در آب دریا را می کاهد. 

مولیبدن موجود در فولاد 8/18 خوردگی تماسی یا هوازدگی را می کاهد. این نوع خوردگی از ذرات خارجی موجود در محلول خورنده که با فولاد در تماس هستند، نشات می گیرد.

 

با افزودن Mo به فولادهای کم کربن و مس دار نرخ خوردگی اتمسفری کاسته می شود. با حضور این عنصر، گرافیت زایی در دماهای بالا کند می شود. مولیبدن، نیتریدهای بسیار مقاوم در برابر سایش در فولاد تشکیل می دهد و بنابراین در فولادهای ابزار نیتریده شونده استفاده می شود.

مولیبدن عنصر بسیار مفیدی در افزایش استحکام و چقرمگی چدنهاست. درصد افزوده شده به چدنها از این عنصر 0.25-1.25% می باشد. در مقاطع بزرگ و متوسط اثر پایدار کنندگی پرلیت داشته و از این رو یکنواختی در ساختار را در پی دارد و در عوض استحکام و سختی را افزایش می دهد. در مقاطع نازک، مولیبدن باعث ارتقای ساختار بینیتی سوزنی می شود.

 

وقتی مولیبدن به همراه نیکل به چدن اضافه می شود، باعث به وجود آمدن ساختار سوزنی شکل در کل ضخامت می شود ولی اگر عنصر آلیاژی بیشتر باشد، مارتنزیت تشکیل خواهد شد. اثر مس همراه مولیبدن مشابه اثر نیکل است اما درصد مس تا حد امکان بایستی پایین باشد تا بطور کامل در محلول قرار بگیرد. چدنهای با ساختار سوزنی شکل استحکام و سختی بالایی دارند و در کاربردهایی که نیاز به مقاومت خستگی دارند مثل میل لنگ استفاده می شوند.

 

سختی پذیری چدن مولیبدن تا حد زیادی در حضور مولیبدن در ترکیب آن بهبود می یابد و می تواند اثر مبردی نیز داشته باشد. مولیبدن کاربیدزا بوده و در کنار کروم و وانادیم جدایش می یابد و در یوتکتیک فسفید قرار می گیرد. Cr ،V  و P در چدنهای با ساختار سوزنی مفید و دلخواه نمی باشند.

 

چدنهای با درصد کربن کل 3.35%، 2.25% Si و 0.50% Mo در پیستونهای موتور ماشین به کار می رود. چدنهای مولیبدن دار در قالبهای فورج استفاده می شوند که استحکام گرم و مقاومت سایشی خوبی نسبت به دیگر مشابهات خود دارند.