خصائص الفولاذ. وسنتحدث أيضًا عن استخدامات الفولاذ، والفرق بين الفولاذ والحديد، والفرق بين الفولاذ والحديد، وما هو الفولاذ. كل هذه المواضيع يمكنك العثور عليها في مقالتنا.
خصائص الصلب
1- القوة والمتانة من خصائص الفولاذ مما يجعله مقاوماً للضغط ويدوم طويلاً ومقاوماً للغاية للتآكل الخارجي.
2- موصل جيد للحرارة والكهرباء، وهذه الخاصية تجعله في غاية الأهمية والضرورية لصناعة الأدوات والأسلاك الكهربائية.
3- مقاوم للصدأ، وذلك عند إضافة عناصر معينة في تصنيعه تجعله لا يصدأ.
4- يتميز الفولاذ بقوة الشد مما يجعله مقاوماً للكسر لذلك يستخدم في بناء البنية التحتية.
5- الليونة هي إحدى الخواص الميكانيكية للصلب حيث أنه من الممكن التحكم وتغيير شكل الفولاذ عند ضغطه وتطبيق القوة عليه مما يسهل استخدامه في صنع الأشكال والهياكل المختلفة ويناسب الكثيرين. الاستخدامات.
استخدامات الفولاذ
ويستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ في صناعة محركات الطائرات وتوربينات الغاز، وفي صناعة السكاكين والأدوات الأخرى.
يستخدم الفولاذ منخفض الكربون في صناعة هياكل السيارات وبعض مكوناتها، ويستخدم الفولاذ متوسط الكربون في أنواع مختلفة من البناء، ويستخدم الفولاذ عالي الكربون في خطوط السكك الحديدية.
– يتم استخدام الفولاذ منخفض السبائك عالي القوة في خطوط أنابيب النفط والغاز والسفن والمرافق البحرية وصهاريج التخزين.
– يستخدم الفولاذ الميكانيكي الحر في صناعة المسامير والبراغي والصواميل.
– يستخدم الفولاذ الكهربائي في توليد ونقل الطاقة الكهربائية.
الفرق بين الصلب والحديد
حديد
يعتبر الحديد من أكثر العناصر توافراً في الطبيعة، إذ يحتل المرتبة الرابعة بين العناصر من حيث النسبة والنوعية في القشرة الأرضية، وتنتشر نوعيته فيه على شكل أكاسيد.
رمزه في الجدول الدوري هو Fe، وكثافته 78، ووزنه الذري 55.847، وعدده الذري 26، وكثافته النوعية 7.86، ودرجة انصهاره 1535 درجة مئوية، ودرجة غليانه 2750 درجة مئوية.
ويصنف على أنه معدن وهو مادة صلبة قابلة للطرق والسحب. يدخل في صناعة العديد من الصناعات اليدوية والأدوات والسبائك، فهو من أكثر المعادن استخداماً في الصناعة.
ويعتبر من العناصر المستقرة من حيث القوة الكهرومغناطيسية، حيث أن له قوة كهرومغناطيسية متوترة، كما أن له في جوهره قوى نووية.
تعتبر النيازك التي تسقط على الأرض من أكبر مصادر الحديد، حيث أن 90% من كتلتها حديد.
وإذا اختلط الحديد بالكربون فإنه يصبح نوعاً من الفولاذ.
فُولاَذ
– يعتبر الفولاذ سبيكة تتكون من مجموعة عناصر وليس عنصراً واحداً، على عكس الحديد الذي يعتبر عنصراً واحداً.
-الصلب ليس له رمز في الجدول الدوري لأنه مركب وليس عنصر، ويتكون من الحديد والكربون.
ويعتبر الحديد عنصراً أساسياً في صناعة الفولاذ، بالإضافة إلى الكربون. كلما زادت نسبة الكربون في الفولاذ، اختلفت صلابته وخصائصه واستخداماته، إذ تزداد صلابته بزيادة الكربون.
– هناك أنواع عديدة من الفولاذ، منها الفولاذ الطري، والفولاذ المقاوم للصدأ، والحديد الزهر.
يتكون حديد الزهر من الحديد، والمغنيسيوم، والكربون، والفوسفور، ويوجد منه أنواع عديدة تختلف حسب توزيع الكربون في السبيكة، منها حديد الزهر المرن، وحديد الزهر الأبيض، وحديد الزهر الرمادي، وحديد الزهر المطاوع.
يتكون الحديد المطاوع من الحديد النقي ويحتوي على نسبة قليلة جدًا من الكربون.
يتكون الحديد الصلب من الحديد والكربون بالإضافة إلى عدد من العناصر الأخرى مثل الكروم، والمنغنيز، والسيليكون، والنيكل، والفاناديوم، والموليبدينوم، وغيرها من العناصر، ولكن بنسب صغيرة متفاوتة.
ما هو الفولاذ؟
الصلب عبارة عن سبيكة من الحديد تحتوي على إضافات كربونية تتراوح بين (0.2% – 2.0%) من وزن السبيكة حسب نوع السبيكة. ويعتبر العنصر المضاف الرئيسي في سبائك الصلب.
وإذا زادت نسبة الكربون في الحديد عن 2.1% فإنه يصبح هشاً ويسمى في هذه الحالة حديد الزهر.
تحتوي سبائك الفولاذ على نسب من معادن أخرى مثل النيكل والكروم والفاناديوم والسيليكون والموليبدينوم والفوسفور والكبريت وعناصر أخرى.
يعمل الكربون والعناصر الأخرى على تقوية الفولاذ، مما يمنع طبقات الحديد في البنية البلورية من الانزلاق فوق بعضها البعض (الخلع).
اعتمادًا على العناصر المضافة إلى السبيكة الفولاذية وشكل تواجدها في السبيكة (كعناصر ذائبة في المعدن أو كرواسب في المعدن)، تختلف خصائص السبيكة مثل الصلابة والمرونة ومقاومة السبيكة. للتوتر في سبائك الصلب الناتجة عن هذه الإضافات.
عندما تزيد نسبة الكربون في السبيكة عن (2.1%) تسمى هذه السبيكة حديد الزهر والتي تتميز بانخفاض درجة انصهارها وقابليتها للسبائك.
تم إنتاج الفولاذ باستخدام طرق مختلفة قبل عصر النهضة بوقت طويل، لكنها لم تكن فعالة.
أصبح استخدام الفولاذ أكثر شيوعًا بعد تطور طرق إنتاجه في القرن السابع عشر.
بعد اختراع طريقة بسمر في منتصف القرن التاسع عشر، أصبح الإنتاج الضخم للصلب غير مكلف.
وبعد إجراء بعض التعديلات على هذه الطريقة، ظهرت طرق أخرى، مثل فرن الأكسجين الأساسي، مما أدى إلى خفض تكلفة الإنتاج وتحسين جودة المعدن.
ويعد الفولاذ اليوم من أكثر المواد استخداماً في العالم، حيث يقدر إنتاجه بـ 1300 مليون طن سنوياً، وهو المكون الرئيسي في قطاع البناء والمعدات والسفن والسيارات والآلات والأجهزة المنزلية والأسلحة.
يتم تصنيف الفولاذ حديثاً إلى درجات مختلفة وفقاً لعدة معايير عالمية، مثل تصنيف الفولاذ من جمعية مهندسي السيارات (بالإنجليزية: SAE Steel Grades)، وتصنيف الصلب الأوروبي (بالإنجليزية: EN Steel Grades)، وتصنيف المعهد الألماني للتوحيد القياسي (باللغة الإنجليزية: درجات الصلب DIN)، وغيرها.