الفرق بين الفولاذ والحديد

الفرق بين الفولاذ والحديد لا يمكن تلخيص الفرق بين الحديد والصلب في جملة واحدة. لكل منها خصائصها ومميزاتها الخاصة التي تجعلها فريدة من نوعها، ولكن بسبب بعض أوجه التشابه الواسعة، قد يعتقد بعض الناس أنها شيء يحمل أسماء مختلفة، ولكن هذا ليس هو الحال وهناك العديد من الاختلافات. والتي نسلط الضوء عليها.

الفرق بين الصلب والحديد

هل الحديد صلب أم العكس؟ يتكرر هذا السؤال لأن البعض يظن أن الحديد والصلب هما نفس الشيء، وكأن لهما اسم آخر لصلابتهما، لكن الأمر ليس كذلك، فالحديد شيء والصلب شيء آخر.

• الصلابة: الصلب أقوى وأكثر كثافة من الحديد. هذه هي خصائص الفولاذ التي، بالإضافة إلى خفة وزنه، جعلت من الممكن تحقيق ذلك لأنه تم استخدامه كمادة بناء بكميات كبيرة منذ بداية القرن التاسع عشر.
• التآكل: وهنا أيضاً للصلب ميزة كبيرة، فهو أكثر مقاومة للصدأ من الحديد، نظراً لأن مادته غير مسامية، مما يجعله منيعاً للماء، ومع وجود الطرق الحديثة مثل: الطلاء بمواد مقاومة للحرارة وبخاخات واقية، أصبح الفولاذ أكثر مقاومة للتآكل.
• الاستخدام: يعتبر كلاهما سهل العمل لأن الفولاذ متروك للمهندس المعماري. لأنه قابل للطي ومصمم ليناسب التصميم، مثل الحديد، وتحديدًا عند دمجه مع عناصر أخرى، لذا فهو يستخدم بشكل أساسي في العمارة الفيكتورية.
• طبيعة المادة: الحديد عنصر واحد، بينما الفولاذ عبارة عن سبيكة تتكون من الحديد والكربون، فمن خصائصه أنه يمكن خلطه مع معادن أخرى مثل الكروم لجعله أقل عرضة للصدأ.
• المتانة: يتفوق الفولاذ على الحديد في هذه المرحلة، فهو من أكثر المواد استخداماً في البناء، فهو مقاوم لجميع عناصر الرياح والأمطار ومقاوم جداً للصدأ والعفن، بالإضافة إلى قدرته على الصمود. درجات الحرارة المرتفعة والعفن. الضغط، ولن ينكسر.
• المتانة: يمكن أن يكون الحديد مساوياً للفولاذ في هذه المرحلة، حيث أن كلاهما يدوم لفترة أطول، لذلك يمكن تدويرهما بشكل متناسب دون فقدان المتانة.
• القوة المغناطيسية: الصلب أكثر استقرارا مغناطيسيا من الحديد لأن الحديد هش وسبائك الفولاذ ليست كذلك.
• السعر: رغم أن الفارق كان كبيراً لصالح الفولاذ في النهاية، إلا أنه اعتبر أقل تكلفة وبالتالي كان عليه طلب أكبر خلال الثورة الصناعية، فارتفع معدل إنتاجه بشكل كبير، على عكس الحديد الذي يتطلب إنتاجه العديد من المعدات الباهظة الثمن.

استخدامات الصلب والحديد

وتستخدم هذه المواد في العديد من المجالات، بعضها شائع والبعض الآخر غير شائع، وهو ما يفسر الفرق بين الحديد والصلب.

أولاً: استخدامات الحديد

للحديد استخدامات عديدة بسبب صلابته وقوته، مما يجعله موثوقًا للغاية.

• يستخدم الحديد في البناء لقوته وقدرته على تحمل التكاليف مقارنة بمواد البناء الأخرى غير الفولاذ. يستخدم في تشييد المباني وتصنع منه خطوط السكك الحديدية.
• يدخل الحديد في صناعة الأدوات المنزلية، كالأطباق، والسكاكين، والغسالات، والكراسي، بالإضافة إلى العديد من الأجهزة الكهربائية، وذلك بسبب مقاومته للصدأ.
• ومن الحديد، يتم إنتاج الأمونيا من خلال عملية هابر، حيث يتفاعل الأكسجين والنيتروجين مع الحديد المضاف كعامل محفز لإنتاج الأمونيا في نهاية المطاف، والتي تستخدم في صناعة الأسمدة الزراعية.
• الحديد مادة وفيرة وقوية، لذلك تم استخدامه في صناعة السكاكين منذ أن اخترعه الإنسان في القرن الأول. ومن خلاله يتم تصنيع السيوف والأزاميل والمطارق والسكاكين وغيرها عن طريق تسخينها حتى تصل إلى درجة الانصهار مما يساعد على تشكيلها بالشكل المطلوب.
• تم استخدام الحديد في صناعة الأبراج الكهربائية لأنه يستطيع توصيل الكهرباء بسهولة لمسافات طويلة، ورغم توفر المواد اللازمة لهذه المهمة، إلا أن وفرته وتكلفته المنخفضة كانت السبب في استخدامه في جميع الأبراج الكهربائية في بريطانيا.
• يعد الحديد أحد العناصر الأساسية في بناء الجسور، وقد تم استخدامه في بناء العديد من الجسور الشهيرة في العالم، مثل جسر بروكلين. وذلك لأنه يمنح الجسر القوة والصلابة التي يحتاجها ليتمكن من تحمل وزن هائل دون أن يتأثر.
• وكانت الأنابيب المستخدمة لنقل المياه من الخزانات المحلية إلى المنازل أو من الآبار إلى المزارع تتطلب قوة وصلابة هائلة لنقل كميات كبيرة من المياه، لذلك كانت مصنوعة من الحديد.
• يمكن للحديد أن يتحمل درجات حرارة تصل إلى 1000 درجة مئوية، لذلك يستخدم في صناعة الأفران لأنه لا يذوب كباقي المواد عند تعرضه لمثل هذه الحرارة.

ثانياً : استخدام سبائك الصلب

ربما تعبر هذه الاستخدامات عن الفرق بين الحديد والصلب، حيث يتم وزن جميع أنواع الفولاذ بعدة طرق، لذلك يتم استخدامها في العديد من المجالات.

• • الفولاذ الحلزوني: يستخدم هذا النوع بشكل عام في صناعة المسامير والبراغي (البراغي)، وذلك لأن هذا النوع يحتوي على نسبة جيدة من السيليكون مما يجعله أكثر مرونة، وتزداد هذه النسبة مع زيادة نسبة السيليكون، مع العلم إمكانية إضافته. الكروم.
  • الفولاذ المقاوم للأحماض: يستخدم هذا النوع في صناعة العبوات والزجاجات الخاصة بمواد التنظيف، وكيماويات البناء، والدهانات، حيث أن هذا النوع مقاوم للأحماض الموجودة في المادة، حيث يحتوي على 17% سيليكون ليساعد على مقاومة الأحماض.
  • الفولاذ النيتروجيني: يستخدم هذا النوع في صناعة الأشياء التي تتطلب حركة مستمرة، حتى أجزاء منها، مثل المكابس وروافعها، وذلك لأن هذا النوع يحتوي على الكثير من النيتروجين، مما يجعله عنصراً رئيسياً في الصناعة.
  • فولاذ الأدوات: يتم استخدام العديد من الأدوات في البيئات الرطبة وبالتالي الصدأ، لذلك يتم تصنيعها جميعاً من هذا الفولاذ لأنه شديد المقاومة للصدأ، ويستخدم هذا النوع أيضاً في صناعة أجزاء بعض الآلات.
  • الفولاذ الإنشائي: يتميز هذا الفولاذ بسهولة التشكيل واللحام والتشكيل، والقوة والصلابة العالية، وأهم ما يميزه هو سعره المنخفض، مما يجعله عنصراً أساسياً في صناعة الآلات.
  • الفولاذ المقاوم للصدأ: يستخدم هذا النوع على نطاق واسع في صناعة العديد من الأجهزة المنزلية، وشفرات الحلاقة، وعلب المشروبات، وذلك بسبب مقاومته القوية للصدأ، وذلك لاحتوائه على ما لا يقل عن 50% من الحديد، والعديد من العناصر الأخرى مثل النيكل، والكربون، وغيرها. الكروم.
  • الفولاذ الدمشقي: يتميز هذا النوع بالمرونة والصلابة في نفس الوقت، حيث يتكون من عدة سبائك مترابطة ومتماسكة، ويتم تحضيره بالطرق واللحام، مما يجعله الحل الأمثل لصناعة السيوف والخناجر.
  • الفولاذ المقوى: يتميز بخصائص القوة العالية والصلابة العالية وقدرة التحمل العالية، ويستخدم مع البناء الخرساني.
  • الفولاذ الميكانيكي: هذا النوع قريب من الفولاذ الإنشائي ولذلك يستخدم أيضاً في الآلات، إلا أنه يحتوي على محتوى كربون مختلف لأنه يحتوي على نسبة أعلى من الأنواع الأخرى.

هل يمكن للحديد أن يصبح صلبا؟

الفرق بين الحديد والصلب واضح لأن الحديد عنصر والفولاذ عبارة عن سبيكة، لذلك يمكن تحويل الحديد إلى فولاذ ببضع خطوات بسيطة.

1. • يتم صهر الحديد عند درجة حرارة لزيادة محتوى الكربون، مما يجعله أقوى.
   • وقام بصهر الحديد مرة أخرى للحصول على الكمية المطلوبة من الكربون، ولكن هذه المرة أضاف بعض العناصر الكيميائية.
   • الدارجة (التشكيل) تحت أي ظروف سواء كانت ساخنة أو باردة للحصول على السلك واللوح والقضيب المطلوب.
   • شكل مكعب من الفولاذ يتم تشكيله بالشكل المطلوب.

ملحوظة: هذه الطريقة كانت تستخدم قديماً، ولكن مع تطور التكنولوجيا أصبحت أسهل مع ظهور الآلات الصناعية.

هناك فرق كبير بين الحديد والصلب، لكن يمكن أن يتشابها في العديد من الاستخدامات، مثل البناء، بسبب قوتهما وصلابتهما ومقاومتهما للصدأ والتآكل.