بدأ وجود الحديد في الحياة اليومية في حوالي 1200 قبل الميلاد ، حيث اكتشفت قيمة الحديد إلى ما أصبح يعرف بالعصر الحديدي ولا يزال الحديد الى يومنا هذا مهيمن على الصناعات ولكن ما أنواع الحديد وما تطبيقاته هذا ما سنتعرف عليه في مقالنا هذا.
هناك نوعان رئيسيان من الحديد المنتج:
- الحديد المطاوع
- الحديد الزهر
1. الحديد المطاوع
الحديد المطاوع هو حديد يتم الحصول عليه من صهر الحديد الخام بكربون منخفض جدًا فإنه مقاوم للإجهاد بسبب صلابته ويحتوي على نسبة كربون أقل من الحديد الزهر مما يجعله أكثر مرونة.
يتم تكرير الحديد المطاوع بدرجة عالية باستخدام كمية صغيرة من الخبث الذي يتحول إلى ألياف. تحتوي على 99٪ من الحديد ، مما يجعلها سهلة الخضوع لعمليات التشكيل والانحناء والرسم. فيما يلي خصائص الحديد المطاوع:
- قابلية لحام ممتازة
- ليونة
- لم تؤثر على المعالجة الحرارية. أي ، لا يمكن تصلب بالتسخين والتبريد.
- تطويع
- ارتفاع قوة الشد
- قوة ضغط عالية
- يمكن تزويره بسهولة ، وأخيرًا ،
- لا تستطيع تحمل الأحمال المفاجئة.
أنواع الحديد المطاوع
الشكل الحقيقي للحديد المطاوع عبارة عن سبيكة حديد تم تشغيلها بواسطة حداد من أجل تشويهها. على الرغم من حقيقة أن مصطلح “الحديد المطاوع” يشير إلى أن الحدادين قد عملوا عليه ، يمكن أن يشير المصطلح أيضًا إلى المادة نفسها ، بغض النظر عن الطريقة التي تم بها تشوهها. هناك نوعان من مواد البدء التي تعتبر من الحديد المطاوع :
- حديد الفحم
- الحديد البرك
1. حديد الفحم
يتم إنتاج الفحم الحديدي بطريقة تزوير صغيرة الحجم. تتضمن الطريقة التي يتم بها صنع حديد الفحم لأول مرة وضع خام الحديد الخام في فرن الفحم أو تشكيله لتسخينه تحت درجة انصهاره. بعد ذلك ، يتم إزالة الحديد الساخن وشوائبه من المسبك الساخن والعمل بعد ذلك باستخدام الأدوات.
2. الحديد البرك
،يمكن إنتاج الحديد الممزوج بشكل غير مباشر من نفس العملية التي تنتج الحديد الزهر ، وهو نوع مختلف من سبائك الحديد. هذه العملية تسمى عملية البرك. عملية البرك هي عملية إنتاج واسعة النطاق للحديد المطاوع.
تطبيقات الحديد المطاوع:
- يستخدم الحديد المطاوع لتزيين عناصر مثل قاعدة الطاولة ، وقضبان الستائر ، وحامل الشموع ، إلخ.
- تستخدم في صنع البراغي والصواميل والمسامير وما إلى ذلك.
- سلاسل مصنوعة من الحديد المطاوع.
- الأسوار والبوابات هي تطبيقات جيدة للحديد المطاوع.
- يتم استخدامه لصنع الأنابيب.
- يمكن صنع خطاف الرافعة من هذا المعدن.
- تستخدم لصنع الدرابزين
- أدوات نجار مصنوعة من هذه المواد.
- العثور على تزوير مصلحة كبيرة في هذا المعدن. أخيرا،
- يستخدم الحديد المطاوع في صنع وصلات السكك الحديدية.
اقرأ ايضاً : أنواع العملات الرقمية
2. الحديد الزهر
الحديد الزهر – عبارة عن سبيكة من الحديد والكربون (Fe-C) يتم إنتاجها من الحديد الخام في خليط سهل الانصهار يحتوي على نسبة عالية من الكربون والسيليكون مما يجعل سبيكة ثلاثية ( Fe-C-Si) ، والتي قد تحتوي على عناصر كيميائية أخرى في تركيبتها ، يتم تصنيعها في مصانع الصلب في عمليات الصب والتشغيل الآلي ، بالإضافة إلى كونها واحدة من أرخص المعادن .
أنواع الحديد الزهر وميزاته
1. الحديد الزهر الرمادي
يتكون الحديد الزهر الرمادي من نسبة عالية من السيليكون (1.0٪ -3.0٪) ويعرض الجرافيت في شكل رقائقي ، يظهر لونًا داكنًا ، يحتوي على سيولة انصهار عالية ، مما يسهل عملية التشكيل ، ويضمن تصنيع الأجزاء. نحيف وأكثر معقدة ، كونها المادة الأكثر استخدامًا بين مكاوي الصب.
ميزات الحديد الزهر الرمادي :
- صلابة أكبر
- قوة ميكانيكية جيدة
- درجة انصهار منخفضة
- آلية ممتازة
- قوة ضغط جيدة
- تكلفة منخفضة
- مقاومة جيدة للتآكل
- القدرة على إخماد الصدمات والاهتزازات
- معدل التبريد البطيء
التطبيقات: تستخدم في أكثر القطاعات الصناعية تنوعًا مثل:
- السيارات
- السكك الحديدية
- السفن
- لتصنيع قواعد المعدات الصناعية
- طاولات الآلات
- كتل المحرك
- العلب المعدنية
- أقراص الفرامل
- أغطية المحامل
2. الحديد الزهر الأبيض
يتميز باللون الأبيض نظرًا لوجود الأسمنت ، مع محتوى أقل من السيليكون ومعدل تبريد أعلى وأسرع ، وهو أقل شيوعًا من اللون الرمادي ، ويستخدم على نطاق واسع في تطبيقات مثل أسطح التآكل مثل الطلاء. يتميز ايضاً :
- صلابة عالية
- سيولة صب جيدة
- مقاومة عالية للتآكل والضغط
- تكلفة منخفضة نسبيًا
- ليونة منخفضة
- مقاومة التأثير المعتدل
- قابل للكسر
- عمليا لا يمكن تشكيلها
التطبيقات:
- معدات مناولة الأرض
- التعدين
- أسنان المحراث الخلفي،
- دوارات المضخات
- معدات الطحن
- الأسطوانات
- عجلات عربات السكك الحديدية
3. الحديد الزهر العقدي
يقدم حديد الزهر العقدي في تركيبته نسبة عالية من المغنيسيوم (0.04٪ -0.06٪) مقارنة بالرمادي ويتم إدخال عناصر المعالجة الخاصة به التي تشكل عقيدات الجرافيت الكروية ، المستخدمة في التطبيقات التي تتطلب أداء تصنيع أجزاء عالية.
خصائص الحديد الزهر العقدي :
- قوة ميكانيكية عالية
- تحسين قابلية اللحام
- سيولة جيدة
- مقاومة التدفق
- ليونة عالية
- التكلفة العالية
- مقاومة للتآكل
- يدعم تغيرات درجات الحرارة
التطبيقات:
- أجزاء السيارة
- التروس
- البكرات
- القنوات
- الألواح
- الدعامات
4. الحديد الزهر القابل للطرق
يتم إنتاج نوع الحديد الزهر القابل للطرق من الحديد الزهر المنضدي الذي يخضع للتحول السريع عن طريق المعالجة الحرارية للحصول عليه ، مما يوفر مرونة معينة ويحدد الهيكل النهائي لهذه المادة ، فإنه يظهر اللون الرمادي الفاتح.
خصائص الحديد الزهر القابل للطرق :
- قوة ميكانيكية عالية
- درجة انصهار منخفضة
- ليونة أكبر
- قوة ضغط جيدة
- سيولة عالية في الحالة السائلة
- أقل حساسية لمعدل التبريد
التطبيقات:
- قضبان التوصيل
- علب التروس
- أحذية الفرامل
- وصلات الأنابيب
5. الجرافيت المضغوط أو الدودي
وهو من أنواع الحديد الزهر. هذا له خاصية دودية لها خصائص فيزيائية وميكانيكية للجرافيت الوسيط بين الرمادي والعقدي ، في تركيبته من الضروري الجمع بين إضافة العناصر الكروية والمتحللة ، المشار إليها للتطبيقات التي تتطلب أداءً عاليًا.
ميزات الجرافيت المضغوط:
- قوة ميكانيكية عالية
- المتانة والليونة متفوقة على اللون الرمادي
- مقاومة عالية للتآكل
- مقاومة أفضل للإجهاد الحراري
- الموصلية الحرارية المنخفضة
- معدل تبريد منخفض معتدل
التطبيقات:
- أجزاء لمحركات الديزل
- العجلات المسننة
- قوالب السبائك
- مراوح العادم
اقرأ ايضا : كيف يحدث الاحتباس الحراري
المصادر
- usolda
- workingtheflame
- reliance-foundry
- libreshot
