الصلب معدن مشتق من سبيكة بين الحديد والكربون. يتميز بمقاومته ولأنه يمكن أن يعمل ساخنًا ، أي فقط في الحالة السائلة. حسنًا ، بمجرد أن تصلب ، يكون التعامل معها شبه مستحيل. أما بالنسبة للعنصرين المكونين للصلب (الحديد والكربون) ، فهما موجودان في الطبيعة ، ولذلك يكون موجبًا عند إنتاجه على نطاق واسع.
ما هو الفولاذ
جدول المحتويات
الصلب هو في الأساس سبيكة أو مزيج من الحديد والكربون ، وهو أساسًا حديد مكرر بدرجة عالية (أكثر من 98٪) ، ويبدأ تصنيعه بتقليل الحديد (إنتاج الحديد الخام) الذي أصبح فيما بعد المعدن المحدد. وهي تشير إلى العنصر الذي صنعت منه الأسلحة ذات الحواف في العصور القديمة ، والتي تتكون هذه الكلمة في أصلها من الكلمة اللاتينية "aciarum" ، أو "acĭes" أو filo ، ومن الكلمة اليونانية "akē" التي تعني التلميح.
تاريخ الصلب
لم يكن التاريخ الذي تم فيه اكتشاف تقنية صهر خام الحديد معروفًا تمامًا ، ومع ذلك ، فقد كان اليونانيون ، من خلال المعالجة الحرارية ، بأسلحة حديدية صلبة ، في عام 1000 قبل الميلاد.
أنتج الحرفيون الأوائل للحديد السبائك التي يمكن تصنيفها اليوم على أنها حديد مشغول ، وقد تم ذلك من خلال تقنية تتكون من تسخين كتلة معدنية من الحديد والفحم تم خلطها في فرن كبير مع سحب قسري ، من هذا كانت الطريقة هي أن الخام تم اختزاله إلى كتلة من الحديد المعدني مليئة بالخبث ، أي الشوائب المعدنية ، مع رماد الفحم.
تم عمل هذه الكتلة من الحديد بينما بقيت حمراء ساخنة ، وضربتها بشدة بمطارق ثقيلة من أجل طرد الخبث. من حين لآخر ، أنتجت تقنية التصنيع هذه عن طريق الخطأ الفولاذ الحقيقي بدلاً من الحديد المطاوع.
ثم ، من القرن الرابع عشر ، زاد حجم أفران صهر الحديد بشكل كبير. في هذه الأفران الكبيرة ، تم اختزال خام الحديد من أعلى الفرن إلى حديد معدني ثم تمتص كمية أكبر من الكربون كنتيجة للغازات ، وكان منتج هذه الأفران يسمى حديد الصب ، وهذه أول عملية للحصول على العنصر.
في وقت لاحق ، ابتكر كارل فيلهلم سيمنز في عام 1857 طريقة يمكن من خلالها تطوير المعدن على أساس إزالة الكربون من فائدة الحديد أو أكسيد الحديد كمنتج للتدفئة.
في عام 1865 ، كان الفولاذ الذي يحتوي على 25 ٪ و 35 ٪ من النيكل يُصنع بالفعل بكميات محدودة للغاية ، وهو ما قاوم بشكل أفضل تأثير الرطوبة في الهواء ، على الرغم من أنهم كانوا منتجين على نطاق صغير جدًا. منذ ذلك الحين وحتى عام 1900 تمت دراسة سبائك الكروم ، مما أدى إلى تحسين مقاومة الفولاذ للتآكل.
في وقت لاحق ، تم إجراء العديد من الدراسات على السبائك المصنوعة من الكروم والنيكل ، وذلك عندما يمكن القول إن الفولاذ المقاوم للصدأ الذي نعرفه اليوم يظهر.
وبالتالي ، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ ليس معدنًا بسيطًا ، ولكنه سبيكة ، مادتها الرئيسية هي الحديد ، وتضاف إليها نسبة صغيرة من الكربون. بهذه الطريقة ، يتم الحصول على مادة صلبة ومقاومة للعوامل الخارجية التي قد تؤدي إلى تدهورها.
اليوم ، يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ على العديد من التطبيقات ويحيط بنا عمليا في جميع مجالات حياتنا ، ولكن له أيضًا وجود كبير في المجال الصناعي ، كونه جزءًا مهمًا جدًا من معدات الأدوية والبتروكيماويات والمصانع معالجة السوائل والخزانات. حاويات ، من بين أشياء أخرى كثيرة.
خصائص الصلب
للصلب خصائص مهمة وأساسية تسمح باستخدامه من قبل صناعة السيارات ، في بناء المنازل وفي عدد لا حصر له من العناصر. من بين خصائصه الأساسية:
مكونات
من حيث تكوين الفولاذ ، فإن الحديد والعناصر الأخرى مثل الكربون والمنغنيز والفوسفور والنيكل والكبريت والكروم وغيرها هي عناصر أساسية. الاختلافات في التركيب مسؤولة عن مجموعة متنوعة من الدرجات والخصائص.
كثافة
متوسط كثافته 7850 كجم / م 3. اعتمادًا على درجة الحرارة ، يمكن أن تتقلص أو تتمدد أو تذوب. تعتمد نقطة الانصهار على نوع السبيكة والنسب المئوية لعناصر السبائك.
تآكل
هناك تآكل وتآكل بسبب التعرض المستمر لعوامل مناخية أو خارجية تسبب تغيرات في التركيب الكهربائي للمادة وبالتالي تؤدي إلى تدهور الجزيئات والجزيئات.
التوصيل
لها موصلية كهربائية عالية. على الرغم من أنه يعتمد على تكوينه ، إلا أنه يبلغ حوالي 3 · 106 S / m.
أنواع الصلب
هذا له العديد من التطبيقات في الحياة اليومية للناس ، حيث أنه شائع في الأواني والأدوات والأجهزة ، وكذلك في هياكل المنازل والمباني الحديثة ، كل هذا يتوقف على نوعه:
الصلب المجلفن
إنه نتيجة الجمع بين خصائص المقاومة الميكانيكية للمعدن وخصائص الزنك المضادة للتآكل. يستخدم هذا النوع في البناء وتصنيع الهياكل الكبيرة والاتصالات والكهرباء والنقل.
ستانلس ستيل
وهو النوع المصبوب المكون من الكروم والنيكل مما يجعله لامعًا ومقاومًا للتآكل حتى عند تعرضه للرطوبة.
فولاذ البناء
أولاً ، يتم سحق خام الحديد الخام وتصنيفه. عند شحنه في فرن صهر ، يبدأ التفاعل الناتج في إزالة الشوائب. يتم استخراجه وتسخينه بشكل أكبر للسماح بإدراج مواد أخرى ، مثل المنغنيز ، مما يعطي خصائص مختلفة للمنتج النهائي.
الصلب الهادئ
يتم إزالة الأكسجين تمامًا من هذا النوع قبل الصب ، عن طريق إضافة المعادن
صلب مزيف
هذا هو الذي تم تعديله في الشكل والبنية الداخلية ، من خلال تطبيق تقنيات التطريق التي تتم عند درجة حرارة أعلى من درجة حرارة إعادة التبلور. تتميز بمسامية سطح أقل ، وهيكل حبيبي أدق ، وقوة شد وإرهاق أكثر ، وليونة أكثر من أي معالجة أخرى.
الفولاذ الملفوف
إنها تلك التي مرت من خلال بكرات في درجات حرارة عالية جدًا ، تزيد عن 1700 درجة فهرنهايت ، والتي تتجاوز درجة حرارة إعادة التبلور لمعظم المعادن. هذا يجعل من السهل تشكيل منتجات يسهل التعامل معها.
تطبيقات الصلب
من المؤكد أن هذه المادة لها أهمية قصوى في وظيفة الإنسان ، حيث لا يوجد أي مادة أخرى تجمع بين خصائصها مثل: المقاومة واللدونة والتنوع.
ومع ذلك ، فإن استخدامات الفولاذ منتشرة في بناء الآلات والأدوات والأواني والمعدات الميكانيكية والأجهزة الكهربائية وفي هياكل المنازل والمباني والأشغال العامة. وشملت أيضا شركات بناء السكك الحديدية وعربات السكك الحديدية. للاستخدام في البناء ، يتم توزيعه في مقاطع معدنية لها خصائص مختلفة حسب شكلها وحجمها ، وتستخدم بشكل خاص في عوارض أو أعمدة فولاذية.
المموج هو أيضًا نوع مدلفن يستخدم في الهياكل الخرسانية المسلحة. إنها قضبان بأقطار مختلفة لها نتوءات. يتم استخدامه في الهياكل والعزل والكسوة والميزانين والأسقف والتشطيبات. استخدامه ضروري بسبب مقاومته الكبيرة ، فهو لا يتقلص أو يتشوه. أكثر مقاومة من المواد الأخرى في الزلازل والرياح والنار ، مما يجعل هذا النوع من البناء أكثر أمانًا.
وتجدر الإشارة إلى أن هناك رمزًا صلبًا مرتبطًا بخصائص محددة لإنتاج منتجات مختلفة. لذلك ، بالنسبة للبناء المعدني ، يتم تعيينها بـ S (الصلب) متبوعًا برقم يشير إلى الحد الأدنى للقيمة المحددة لحد المرونة في MPa (1 MPa = 1N / mm2) ، لفاصل السماكة زائد قليل. تنقسم الرموز الإضافية إلى المجموعة 1 والمجموعة 2. إذا كانت الرموز في المجموعة 1 غير كافية لوصفها بالكامل ، فيمكن إضافة رموز إضافية في المجموعة 2. يجب استخدام الرموز في المجموعة 2 فقط مع تلك الموجودة المجموعة 1 ويجب أن تكون خلفهم. مثال: S355xyz (رمز إضافي).
أسئلة يتكرر طرحها عن الفولاذ
ما هو الفولاذ؟
إنه خليط من معدن مثل الحديد وفلزات مثل الكربون ، والذي يمكن أن يظهر بنسب مختلفة ولكن ليس أكثر من 2٪ من إجمالي وزن المنتج النهائي.ما هي المعادن التي يحتوي عليها الفولاذ؟
المعادن الموجودة في العنصر هي:- الألومنيوم
- البورون
- كوبالت
- كروم
- تين
- المنغنيز
- الموليبدينوم
- نيكل
- السيليكون
- التيتانيوم
- التنغستن أو التنغستن
- الفاناديوم
- الزنك
ما هو الفولاذ؟
يستخدم إنتاج الصلب للمنازل والألواح الفولاذية لتقوية المباني والواجهات وما إلى ذلك. وبالمثل في صناعة الأسلحة الثقيلة والمدرعات. في صناعة الأدوات والأواني والمعدات الميكانيكية والآلات الصناعية والآلات الزراعية. صناعة السيارات ، العمود المرفقي ، أعمدة إدارة علبة التروس ، من بين صناعات أخرى.ما هي أنواع الفولاذ؟
هناك أنواع مختلفة وهي:- يقطع
- مفزوع
- المموج
- المجلفن
- غير القابل للصدأ
- صفح
- كربون
- سبيكة
- حلو
- فوار
- مسحوب على البارد
- الهيكلي
- نجا
- ناعم
- أسود
