الفرق بين الفولاذ والحديد

الفرق بين الحديد والفولاز

أنواع الحديد والفولاذ

المواد الفلزية المعروفة التي يطلق عليها الحديد والفولاذ هي في الواقع سبائك لعنصر الحديد, وبوجه عام فإن الفولاذ هو سبيكة من عنصري الحديد والكربون, ولا تزيد نسبة الكربون فيها على 2%. وتحتوي معظم أنواع الفولاذ في الغالب بالإضافة إلى الكربون، على كمية من عنصر المنجنيز، كما يحتوي عدد من سبائك الفولاذ أيضًا على عددآخر من عناصر أخرى بجانب ما ذكر من عناصر. تعتمد خواص أي نوع من أنواع الحديدوالفولاذ إلى حد بعيد على التركيب الكيميائي للسبيكة. ويمكن أن تتغير هذه الخواصبدرجةملحوظة بإجراء عمليات التسخين والتشكيل.
وعلى الرغم من وجود آلاف من أنواع مختلفة من الحديد والفولاذ،
إلا أنه يمكنتقسيم أنواع الحديد إلى المجموعات التالية:
1- حديد التمساح،
2- الحديد الزهر،
3- الحديد المليف (أو المطاوع).

كما يمكن تقسيم الأنواع المختلفة من الفولاذ إلى أربع مجموعات:
1- الفولاذ الكربوني، 2- الفولاذ السبيكي، 3- الفولاذ غير القابل للصدأ، 4- فولاذ العددَ.


حديد التمساح:هو الحديد الناتج من الفرن العالي. وتحتوي معظم أنواع حديد التمساح على 93% حديد، ومن 3% إلى 4%، كربون بالإضافة إلى كميات أقل من عناصر أخرى. وأصل مصطلح تماسيح الحديد يعود إلى الطريقة الأولى التياتبعت في عمليات صب مصهور الحديد الناتج من الفرن العالي إلى منظومة من القوالب وضعت حول قناة مركزية.
ولقد أطلق على القضبان الحديدية المتكونة داخل قالب الصب اسم التمساح. وفي الوقت الراهن يستخدم معظم خام حديد التمساح في حالته المنصهرة في صناعةالفولاذ، ولا يجري صبه في قوالب. ولكن كمية صغيرة منه فقط تصب كما كان يحدث فيالسابق، وذلك لتصنيع حديد الزهر أو
الحديد المليف.

الحديد الزهر
:هو أي نوع من سبائك الحديد المحتوية علىنسبة عالية من الكربون، حيث تتراوح نسبة الكربون فيه بين 2% و 4%، كما يحتوي علىالسليكون بنسب تتراوح بين 1% و 3%. ونظرًا لارتفاع نسبة الكربون في الحديد الزهر،فإنه لا يمكن تشكيله وهو في حالته الجامدة مهما كانتدرجةالحرارةالتي سيتم تسخينهإليها. ويشكل الحديد الزهر إلى الأشكال التجارية المفيدة بصب السبيكة المنصهرة فيقوالب، ثم تترك حتى تتجمد. ومما يساعد على استخدام الحديد الزهر في العديد منالتطبيقات ما يتميز به من: صلادة، وانخفاض تكلفة، ومقدرة عالية على امتصاص الصدمات. ولهذه الأسباب يعد الحديد الزهر مادة إنشاءات مفيدة ومهمة.

الحديد المطاوع:هو تقريبًا حديد نقي مخلوط مع مادة تشبهالزجاج. وعلى العكس من حديد الزهر فإن الحديد المطاوع قابل للطَّرْق، ولهذا يمكنطرقه إلى أشكال مختلفة. ويقاوم الحديد المطاوعالتآكل (الصدأ) بصورة أفضل منمقاومة الحديد الزهر.
ولقد كان الحديد المطاوع أحد صور المواد الحديدية التي استخدمت كثيرًا في الماضيلإنتاج الكثير من المنتجات التجارية التي يجري تصنيعها حاليًا من الفولاذ. وفيالوقت الراهن لا تنتج شركات الفولاذ إلا كميات صغيرة ومحدودة من الحديد المطاوع،ويستخدم معظمها في صناعة قضبان السكك الحديدية، والبوابات وبعض أعمال الديكوروالزخرفة.

الفولاذ الكربوني:يعد أكثر أنواع الفولاذ استخدامًا. وتعتمد خواص الفولاذ الكربوني اعتمادًا كليا على ما يحتويه من كربون. وتحتوي معظمأنواع الفولاذ الكربوني في الغالب على نسبة كربون أقل من 1%. ويصنع الفولاذالكربوني في صور منتجات متعددة تشمل قضبان الإنشاءات وأجسام السيارات ومعداتالمطابخ والعلب.

الفولاذ السبيكي:هو الفولاذ المحتوي على بعض الكربون،لكن خواصه تعتمد بصورة أساسية على العناصر الكيميائية الأخرى المضافة للسبيكة. ويعمل كل عنصر من العناصر المضافة على تحسين خاصية واحدة أو أكثر من خواص الفولاذ. وعلى سبيل المثال، فإن إضافة المنجنيز للفولاذ تزيد صلادته ومتانته ومقاومته للبلى. وتساعد إضافة النيكل على رفع المتانة وبخاصة للفولاذ المستخدم عند درجاتالحرارةشديدة الانخفاض. ويعمل الموليبدنوم على رفع الصلادةوتحسين مقاومة الفولاذ للتآكل، بينما ترفع إضافة التنجستن من مقاومة الفولاذللحرارة. وعلاوة على إضافة العناصر المذكورة إلى الفولاذ فهناك عناصر أخرى تضافإليه وتشمل الألومنيوم والكروم والنحاس والسليكون والتيتانيوم والفاناديوم.

الفولاذ غير القابل للصدأ:يعد أفضل أنواع الفولاذ فيمقاومة التآكل. ويعتبر الكروم العنصر الأساسي لسبيكة الفولاذ غير القابل للصدأ. وتحتوي جميع أنواع سبائك الفولاذ غير القابل للصدأ على 12% كروم على الأقل. وترتفعهذه النسبة لتصل في بعض السبائك إلى 30%. كما تحتوي أعداد كبيرة من سبائك الفولاذغير القابل للصدأ أيضًا على عنصر النيكل. ويصنع من الفولاذ غير القابل للصدأ الكثيرمن الأدوات المنزلية مثل السكاكين والملاعق والأطباق والأوعية والقدور. كما تستخدمالأنواع المختلفة من الفولاذ غير القابل للصدأ في إنتاج الكثير من المنتجات المهمةالأخرى مثل أجزاء السيارات وأجهزة المستشفيات والشفرات الحادة.

فولاذ العُدد:أعلى جميع أنواع الفولاذ صلادة، فصلادتهعالية جدًا. وهو يستخدم أساسًا في صناعة وإنتاج عِدَد تشكيل المواد الفلزية. ويصنعفولاذ العُدَد من خلال تلدين بعض الأنواع الخاصة من الفولاذ الكربوني أو الفولاذالسبيكي. وتُجرى عملية التلدين بتسخين الفولاذ إلىدرجةحرارة عالية، ثم يبرَّد بعدئذ بسرعة