الصلب وأنواعه، وهذا الاسم يطلق على نوع الفولاذ المقاوم للصدأ وهذا لأن الفولاذ المقاوم للصدأ لا يصدأ بسهولة مثل الفولاذ الكربوني العادي، والفولاذ يصدأ في العديد من الظروف الخاصة.
وهي تختلف باختلاف قدرتها على مقاومة الصدأ حسب نسبة الكروم فيه، لذلك من الضروري اختيار النوع المناسب والمناسب من الفولاذ والفولاذ المقاوم حسب العمل المراد استخدامه.
ما هو الحديد
لذلك، فإن الفولاذ عبارة عن سبيكة حديد تحتوي على أقل من 2٪ من عنصر الكربون و 1٪ من عنصر المنجنيز.
تتراوح نسبة الكروم من 5٪ إلى 30٪، والنيكل والموليبدينوم حوالي 8.5٪، كما أنه يحتوي على نسبة صغيرة من كل من:
- عنصر السيليكون.
- لذا فإن عنصر الفوسفور.
- عنصر الكبريت.
- الأكسجين.
والصلب المسمى الفولاذ المقاوم للصدأ هو أحد العناصر التي لا تصدأ ولا تتآكل ويرجع ذلك إلى تكوين طبقات رقيقة متماسكة غير مرئية من عنصر أكسيد الكروم.
وبالتالي، يتم تثبيته على سطح المعدن، مما يعمل على مقاومة الصدأ والتآكل، فكلما زادت نسبة الكروم في الفولاذ، زادت فعاليته كحماية.
أنظر أيضا: أنواع المعادن واستخداماتها
نوع الفولاذ
أول فولاذ كربوني
يصنف الفولاذ الكربوني إلى ثلاثة أنواع:
- يحتوي الفولاذ على أقل من 0.3٪ كربون.
- يحتوي هذا الحديد على متوسط 0.3٪ إلى 0.6٪ كربون.
- فولاذ بأكثر من 0.6٪ كربون.
يحتوي الفولاذ السبائكي على العديد من العناصر مثل:
- عنصر المنغنيز.
- عنصر السيليكون.
- وكذلك النيكل.
- عنصر التيتانيوم.
- هكذا هو عنصر النحاس.
- والكروم.
- هذا هو عنصر الألومنيوم
كل هذه العناصر موجودة بنسب مختلفة.
نوع الفولاذ المقاوم للصدأ
وهكذا فإن الفولاذ المقاوم للصدأ يحتوي من 10٪ إلى 20٪ من عنصر الكروم كمكون رئيسي، وله القدرة على مقاومة الصدأ بنسبة كبيرة.
يأتي الفولاذ المقاوم للصدأ في ثلاثة أنواع:
- يحتوي الفولاذ الأوستنيتي على 18٪ كروم و 8٪ نيكل وأقل من 0.8٪ كربون.
- لذلك يحتوي الفولاذ الفريتي على 12٪ إلى 17٪ كروم، وأقل من 0.1٪ كربون، وكمية صغيرة جدًا من النيكل.
- يحتوي الفولاذ المارتنسيتي على 11٪ إلى 17٪ كروم، وأقل من 0.4٪ نيكل، و 1.2٪ كربون.
تحتوي معدات الصلب على التنجستن والموليبدينوم والكوبالت والفاناديوم وكلها بكميات مختلفة تزيد من مقاومة الحرارة، قوة الفولاذ أكبر من الفولاذ بألف مرة.
الحديد هو أحد عناصر البناء الرئيسية والصلب هو أحد العناصر المتوفرة في قشرة الأرض بعد الأكسجين والألمنيوم والسيليكون مما يجعله عنصرًا مثاليًا لصنع أدوات القطع والحفر.
أكثر المعادن شيوعًا في عنصر الصلب
لذلك، من بين المعادن الوفيرة في عنصر الصلب:
- معدن الكربون: يدخل كعنصر لتقوية العناصر الأخرى، ويتم الحفاظ على معدن الكربون وفقًا لقدرة السبيكة على المرونة واللحام.
- المنغنيز: يزيد القوة والصلابة والمتانة.
- لذلك فإن معدن الفوسفور والنحاس: كلاهما يزيد القوة، ويعملان على مقاومة الصدأ والتآكل بسبب العوامل الجوية.
- معدن الكبريت: تؤثر المستويات العالية من عنصر الكبريت على نقص المرونة والصلابة وتؤثر على قابلية اللحام.
- لذلك معدن السليكون: وهو من المؤكسدات القوية التي تستخدم في صناعة المعدن الصلب، يؤثر السيليكون على حجم القوة والصلابة والمتانة.
يحتوي معدن الحديد على كميات صغيرة من الألومنيوم والأكسجين والنيتروجين وكميات أخرى مضافة عن قصد من:
- نيكل.
- كروم.
- التيتانيوم.
- البورون.
- الموليبدينوم.
- النيوبيوم.
كل هذه العناصر والمعادن تؤثر على خصائص الصلابة والصلابة والمرونة.
عملية صنع الصلب
- لذلك بعد استخلاص خام الحديد نجد أنه يحتوي على نسبة عالية من الكربون، مما يجعل من الصعب الحصول على النتائج المرجوة.
- يتم صهر خام الحديد ومعالجته لتقليل محتواه من الكربون، وتضاف إلى الآلية العديد من العناصر المختلفة بنسب مختلفة، ثم يتم صب الفولاذ وتصنيعه على شكل سبائك.
- لذلك، يُصنع الفولاذ الحديث من الحديد الزهر، حيث يُصنع 40٪ من الفولاذ الحديث من خلال عملية فرن الأكسجين الأساسي (BOF).
- ربع الفولاذ في العالم مصنوع بطريقة القوس الكهربائي، وسدس الفولاذ في العالم مصنوع بطريقة الفرن المفتوح.
- لذلك، تم استبدال هذه الطريقة بطريقة فرن الأكسجين الأساسي، وطريقة القوس الكهربائي، من قبل الدول الصناعية المتقدمة.
أنظر أيضا: عيوب ومميزات سخان غاز تورنادو
الحقيقة الفولاذية
هناك العديد من الحقائق عن الفولاذ مثل:
- يبلغ متوسط العمر الافتراضي للمعادن الحديدية حوالي أربعين عامًا.
- تحتوي منتجات الصلب الحديثة، في المتوسط ، على 37٪ من الفولاذ المعاد تدويره.
- بلغت كمية الفولاذ المستخدم في العالم عام 2017 حوالي 1،587 مليون طن.
زاد استخدامه في الفولاذ بشكل كبير من خلال:
- 51٪ في المباني والبنية التحتية.
- 12٪ في صناعة السيارات والنقل.
- 11٪ في صناعة المعادن.
- 15٪ في صناعة المعدات والمعدات الميكانيكية.
يستخدم الفولاذ في العديد من الصناعات، ويعتبر الفولاذ المقاوم للصدأ من العناصر المثالية المستخدمة، لأنه يستخدم في صناعة المعدات الطبية لسهولة تنظيفه وتعقيمه وقدرته على مقاومة التآكل والصدأ والخدوش.
أهم استخدامات الحديد
يستخدم الفولاذ منخفض الكربون
يعتبر الفولاذ الكربوني من أكثر أنواع الفولاذ استخدامًا، حيث يستخدم في:
- يتم استخدامه لصنع أجسام السيارات ومكوناتها.
- يتم استخدامه في جميع أنواع البناء.
- يتم استخدامه لبناء خطوط السكك الحديدية.
- يتم استخدامه في بناء خطوط أنابيب الغاز والنفط والسفن.
- يتم استخدامه لصنع أدوات التثبيت البحرية.
- يتم استخدامه لصنع صهاريج التخزين.
- يتم استخدامه لصنع المسامير والبراغي والصواميل.
- يتم استخدامه لصنع محركات الطائرات.
- يتم استخدامه لصنع توربينات الغاز.
- يتم استخدامه لصنع السكاكين والأدوات المنزلية.
- يتم استخدامه لتوليد الكهرباء.
الخواص الفولاذية والكيميائية
يحتوي الفولاذ على أكثر من 3500 نوع، وفقًا لتقرير جمعية الصلب العالمية، وله العديد من الخصائص البيئية.
تؤثر الخصائص الفيزيائية والكيميائية على كمية الكربون والشوائب ومستوى السبيكة، حيث يندرج تصنيف الصلب التجاري تحت أربعة أنواع تجارية رئيسية حسب محتوى السبيكة المعدنية وهي:
فولاذ الكربون
يمثل هذا النوع من الصلب 90٪ من الإنتاج العالمي للصلب، حيث تكون نسبة المنجنيز أقل من 1.65٪، ونسبة السيليكون 0.6٪، ونسبة النحاس 0.6٪، والإجمالي -أي من العناصر الإضافية يجب أن لا تتجاوز. 2٪،
منخفض الكربون الصلب
تتراوح نسبة الكربون فيه بين 0.05-0.19٪.
معدن الكربون المتوسط
محتوى الكربون هو 0.2-0.49٪.
ارتفاع الكربون الصلب
يحتوي على 0.5٪ كربون.
خليط معدني
يحتوي على العديد من المعادن مثل: المنجنيز والنيكل والسيليكون والكروم.
سبائك الصلب منخفضة القوة (HSLA)
يمثل أقل من 0.05٪ من الكربون.
ستانلس ستيل
يمثل 10٪ من الكروم.
أداة الصلب
الفولاذ ممزوج بالعديد من المعادن الصلبة.
أنظر أيضا: الكيمياء الحرارية لمعالجة المواد
ها نحن أصدقاؤنا ومتابعونا الأعزاء نقدم لكم مقالتنا عن الفولاذ وأنواعه بالتفصيل.