همه آنچه باید در مورد آهن بدانید!
تمام فلزات در دو دسته کلی آهنی و غیرآهنی تقسیم‌بندی می‌شوند. در حقیقت تفاوت اصلی این دو دسته وجود و عدم وجود فلز در آنها است که سبب شده تا هر یک ویژگی‌های خاص خود را داشته باشند. نکته جالب توجه این است که فلز خالص آهن کاربرد خاصی ندارد، اما ترکیبات آلیاژی آن باعث شده تا در موارد و صنایع مختلفی مورد استفاده قرار بگیرند. در ادامه این مقاله از فولاد تجارت میلاد قصد داریم تا خواص و کاربرد انواع فلزات آهنی را مورد بررسی قرار دهیم.
فلزات آهنی
در حقیقت فلزات آهنی، فلزاتی هستند که اساساً از آهن تشکیل شده و دارای خواص مغناطیسی هستند. یک فلز آهنی به دلیل سختی، دوام و استحکام کششی خود شناخته می‌شود. برخی از فلزات آهنی پرکاربرد عبارتند از:
- فولاد
- فولاد کربن
- چدن
- فرفورژه
فلزات آهنی به دلیل استحکام بالایی که از خود نشان داده‌اند در موارد مختلفی کاربرد دارند. ویژگی‌هایی که فلزات آهنی دارند آنها را برای استفاده در امور صنعتی و معماری از جمله پروژه‌هایی مانند ساخت آسمان‌خراش‌ها، پل‌ها، پروژه‌های راه‌آهن و وسایل نقلیه به شدت کاربردی و مثمر ثمر می‌کند.
همچنین فلزات آهنی به دلیل خاصیت مغناطیسی خود، به شکل گسترده در لوازم خانگی و موتورهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ البته با این حال، فلزات آهنی به علت حضور کربن در ساختار خود به طور معمول دچار زنگ‌زدگی می‌شوند.
لازم به ذکر است که فولاد ضد زنگ به دلیل وجود کروم در ساختار خود و آهن فرفورژه به دلیل خلوص آهن موجود در آن، استثناء به حساب می‌آیند.
فلزات آهنی تقریباً در تمام صنایع از جمله در ساخت کانتینرهای حمل و نقل، لوله‌کشی صنعتی، اتومبیل، خطوط راه‌آهن، کشتی‌ها و بسیاری از ابزارهای تجاری و خانگی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
ویژگی‌های انواع مختلف فلزات آهنی
فلزات آهنی زمانی که در معرض رطوبت، محیط اسیدی یا مواد خورنده قرار می‌گیرند، به دلیل وجود مقدار زیاد مولکول‌های کربن در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی بسیار آسیب‌پذیر هستند؛ در نتیجه، آنها تمایل دارند با بسیاری از عناصر آلیاژی مختلف مخلوط شوند تا از این طریق خواص مورد نظر برای جلوگیری از خوردگی را کسب کنند. چند نمونه از عناصر آلیاژی که استفاده بسیاری دارند عبارتند از کروم، وانادیوم، نیکل و منگنز که هرکدام در بخش‌های مختلفی کاربرد دارند؛ در واقع این عناصر می‌توانند خواص موادی را به فولادهای آهنی بدهند که آنها را به طور گسترده در صنایع مختلف مهندسی کاربردی می‌کند.
واژه آهن از کلمه لاتینی گرفته شده است که به معنای “ترکیب فلزی حاوی آهن” می‌باشد. فلزات آهنی آن فلزاتی هستند که تنها دارای مقدار کمی آهن در ساختار خود می‌باشند؛ همین موضوع بیانگر ویژگی گونه‌های فلزات آهنی است که نشان می‌دهد آنها مغناطیسی هستند و در عین حال از استحکام و سختی بالایی برخوردارند؛ از سوی دیگر، خواص آنها با توجه به تنوع عناصر آلیاژی که آنها را تشکیل می‌دهند، می‌تواند بسیار متفاوت باشد. برخی از خواص مطلوب فلزات آهنی عبارتند از:
- دوام بالا
- استحکام کششی زیاد
- خاصیت مغناطیسی
- مقاومت اندک در برابر خوردگی
- رنگ نقره‌ای
- قابلیت بازیافت
- هدایت الکتریکی
با این حال، به دلیل تنوع گسترده عناصر آلیاژی که برای تغییر ویژگی‌های فلزات آهنی استفاده می‌شوند، تعیین ویژگی‌های مشترک بین فلزات آهنی به طور کلی دشوار است؛ به عنوان مثال، بسیاری از فلزات آهنی مغناطیسی در نظر گرفته می‌شوند، در حالی که این ویژگی شامل تمامی فلزات نمی‌باشد. فلزات آهنی مانند چدن بسیار قوی و در عین حال بسیار شکننده هستند. با این حال، فولاد کم کربن که یک فلز آهنی نیز به شمار می‌رود، به دلیل وجود مقدار کم کربن در ساختار آن، بسیار نرم و انعطاف پذیر است.
آهن و فولاد، آلیاژهای آهنی دارای کربن هستند که با توجه به مشخصات می‌توانند حاوی مواد مختلفی از آلومینیوم تا وانادیوم باشند؛ خواص مکانیکی این فلزات به طور کلی دلیل انتخاب آنها برای هر پروژه است. استحکام، دوام، شکل‌پذیری، جوش‌پذیری، برش و انبساط حرارتی همه ویژگی‌هایی هستند که ممکن است مهندسان و طراحان به آن علاقه‌مند باشند.
اگرچه ممکن است تعیین ویژگی‌های مشترک برای همه گونه‌های فلزات آهنی دشوار باشد، اما برخی از ویژگی‌های کلی برای آنها وجود دارد که می‌توان آنها را با دقت تولید کرد. فلزات آهنی معمولاً دارای استحکام نسبتاً بالایی هستند، به ویژه در مقایسه با سایر آلیاژها که به وضوح قابل رویت است؛ همچنین فلزات آهنی تمایل زیادی به سخت بودن دارند و در مواردی که با بسیاری از عناصر دیگر آلیاژی مخلوط نشده یا پوشش داده نشده‌اند، در معرض زنگ‌زدگی قرار می‌گیرند.
کاربرد انواع مختلف فلزات آهنی
فلزات آهنی در موارد مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در ادامه به برخی از وسایلی که در ساخت آنها از انواع مختلف فلزات آهنی استفاده می‌شود اشاره می‌کنیم:
- ماشین‌آلات سنگ‌شکن محکم
- پیچ و مهره صفحات
- سیلندر ماشین و چرخ دنده
- قطعات ماشین ابزار، ماشین، قطعات موتور و هواپیماها
- اتصالات لوله‌کشی
- چرخ دنده‌ها
- تجهیزات برش برای ماشین تراش
- تخته‌های آبکش آشپزخانه، کارد و چنگال
- ابزار باغبانی، چکش، مته، قالب و شیر
- سیم فلزی، فنر و سیم
نحوه تولید فلزات آهنی
فلزات آهنی باید از سنگ آهن خالص استخراج شوند. منبع اصلی سنگ آهن، پوسته زمین است که حاوی فلزات و ترکیبات فلزی مانند اکسید آهن است؛ با این حال، سنگ معدن معمولاً با مواد دیگر مخلوط می‌شود.
روشی که عمدتاً برای استخراج فلزات از سنگ معدن استفاده می‌شود به واکنش‌پذیری آنها بستگی دارد؛ در حقیقت با توجه به ساختار آهن، می‌توان فلزی با واکنش کمتر را به طریق مخلوط کردن با کربن یا مونوکسید‌کربن به دست آورد؛ سپس آهن از سنگ آهن که در ظرف بزرگی به نام کوره بلند قرار دارد، استخراج می‌شود. نکته مهم‌تر اینکه اکسیژن باید از اکسیدآهن حذف شود تا آهن مدنظر تولید شود. این موارد هم توضیح مخصری بر تولید فلزات آهنی بود.
در این مقاله از فولاد تجارت میلاد با فلزات آهنی آشنا شدید و در کنار ویژگی‌های آنها، با کاربردهای مختلف فلزات آهنی و گونه‌های آن آشنا شدید؛ برای کسب اطلاعات بیشتر با ما همراه باشید.
بدون دیدگاه