المعرفة الأساسية بالصلب (1)

الصلب عبارة عن سبيكة تتكون من الحديد وC (الكربون)، Si (السيليكون)، Mn (المنغنيز)، P (الفوسفور)، S (الكبريت) وكمية صغيرة من العناصر الأخرى. بالإضافة إلى الحديد (الحديد)، يلعب محتوى C دورًا رئيسيًا في الخواص الميكانيكية للصلب. إنها المادة المعدنية الأكثر أهمية والأكثر استخدامًا في التكنولوجيا الهندسية.

إن تاريخ التطبيق والأبحاث على الفولاذ بين البشر طويل جدًا. ومع ذلك، حتى اختراع عملية بسمر في القرن التاسع عشر، كان إنتاج الفولاذ مهمة عالية التكلفة ومنخفضة الكفاءة. اليوم، أصبح الفولاذ أحد أكثر المواد استخدامًا في العالم نظرًا لسعره المنخفض وأدائه الموثوق. إنه عنصر لا غنى عنه في صناعة البناء والتشييد والصناعة التحويلية والحياة اليومية للناس. يمكن القول أن الفولاذ هو الأساس المادي للمجتمع الحديث.

المعادن الفلزية

يشير مصطلح "المعادن الحديدية" إلى أي معدن حديدي (الحديد وسبائك الحديد) مثل الفولاذ والحديد الخام وسبائك الحديد والحديد الزهر وما إلى ذلك. الصلب والحديد الخام عبارة عن سبائك تعتمد على الحديد مع الكربون كعنصر رئيسي. وتسمى مجتمعة سبائك الحديد والكربون.

يشير الحديد الخام إلى منتج يتم تصنيعه عن طريق صهر خام الحديد في فرن الصهر ويستخدم بشكل رئيسي لصهر الفولاذ وإنتاج المسبوكات.

يتم صهر الحديد الزهر في فرن صهر الحديد للحصول على الحديد الزهر (سبائك الحديد والكربون السائلة التي تحتوي على نسبة كربون أكبر من 2.11٪)، ويتم صب الحديد الزهر السائل في المسبوكات. هذه هي الطريقة التي ظهرت بها أجزاء الحديد الزهر.

Ferroalloy عبارة عن سبيكة تتكون من الحديد والسيليكون والمنغنيز والكروم والتيتانيوم وعناصر أخرى. Ferroalloy هي واحدة من المواد الخام لصناعة الصلب. يتم استخدامه كعنصر مزيل للأكسدة وعنصر صناعة السبائك للصلب أثناء صناعة الصلب.

 

تسمى سبائك الحديد والكربون التي تحتوي على نسبة كربون أقل من 2.11٪ بالصلب. يتم الحصول على الفولاذ عن طريق وضع الحديد الخام في فرن صناعة الفولاذ وصهره وفقًا لعملية معينة. تشمل منتجات الصلب سبائك الصلب، وقضبان الصب المستمر، والصب المباشر لمختلف المسبوكات الفولاذية. يشير الفولاذ بشكل عام إلى الفولاذ المدلفن في منتجات الصلب المختلفة.

تتميز المعادن الحديدية بأنها مغناطيسية وقوية وصلبة بسبب محتواها من الحديد، ويشيع استخدام هذه المواد في بناء المنازل والأنابيب الكبيرة والحاويات الصناعية والتطبيقات الهندسية. تحتوي المعادن الحديدية أيضًا على كميات كبيرة من الكربون، وبالتالي فهي أكثر عرضة للصدأ في البيئات الرطبة (باستثناء الفولاذ المقاوم للصدأ، الذي يحتوي على نسبة عالية من الكروم، والحديد المطاوع، الذي يحتوي على نسبة عالية من الحديد النقي).

هذه المعادن بشكل عام صلبة ومتينة، مما يجعلها مفيدة في البناء والهندسة. تحتوي الهياكل الكبيرة مثل ناطحات السحاب والجسور على معادن حديدية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن العثور على المعادن الحديدية في الحاويات والأنابيب الصناعية والسيارات ومسارات السكك الحديدية والأدوات المنزلية.

المعادن غير الحديدية

تشير المعادن غير الحديدية إلى المعادن والسبائك غير المعادن الحديدية، مثل النحاس والقصدير والرصاص والزنك والألومنيوم والنحاس والبرونز وسبائك الألومنيوم وسبائك الحامل. علاوة على ذلك، يتم أيضًا استخدام الكروم والنيكل والمنغنيز والموليبدينوم والكوبالت والفاناديوم والتنغستن والتيتانيوم وما إلى ذلك في الصناعة. تستخدم هذه المعادن بشكل أساسي كمضافات للسبائك لتحسين خصائص المعدن. من بينها، يتم استخدام التنغستن والتيتانيوم والموليبدينوم وما إلى ذلك في الغالب لإنتاج كربيد الأسمنت لأدوات القطع.

تسمى المعادن غير الحديدية المذكورة أعلاه بالمعادن الصناعية، بالإضافة إلى المعادن الثمينة: ​​البلاتين والذهب والفضة وغيرها والمعادن النادرة، بما في ذلك اليورانيوم المشع والراديوم وغيرها.

على عكس المعادن الحديدية، هذه السبائك مرنة وأخف وزنا، مما يجعلها مناسبة للصناعات التي تتطلب القوة ولكن يتم استيفاء قيود الوزن، مثل صناعة الطيران.

غير القابل للصدأ

 

الأسلاك

يستطيع

ذهب

هذه المادة لها خصائص مختلفة وهي في الأساس معدن نقي أو سبيكة بدون حديد. مغناطيسيا، فهي في الغالب غير مغناطيسية. بالإضافة إلى المعادن غير الحديدية مثل الألومنيوم والنحاس والرصاص والزنك والقصدير، يتم أيضًا تضمين المعادن الثمينة مثل الذهب والفضة وما إلى ذلك وعادة ما يتم استخدامها لأغراض الزينة.تُستخدم المعادن غير الحديدية الآن في البناء، وصنع الأدوات، والكابلات، ومحركات المركبات، والأنابيب، والحاويات، وحتى أدوات المائدة.

الصلب هو مادة سبيكة مع الحديد كعنصر رئيسي، ومحتوى الكربون عموما أقل من 2٪، وعناصر أخرى. قد يكون محتوى الكربون في فولاذ الكروم أكبر من 2%، ولكن 2% عادة ما يكون الخط الفاصل بين الفولاذ والحديد الزهر. بالمعنى الدقيق للكلمة، الفولاذ عبارة عن سبيكة من الحديد والكربون يتراوح محتوى الكربون فيها بين 0.0218% و2.11%. عالميًا، نسميه الفولاذ مع الحديد. ومن أجل ضمان صلابته ومرونته، فإن محتوى الكربون بشكل عام لا يتجاوز 1.7%. بالإضافة إلى الحديد والكربون، تشمل العناصر الرئيسية للصلب السيليكون والمنغنيز والكبريت والفوسفور وما إلى ذلك. ويتم استخدام مكونات أخرى للتمييز بين خصائص الفولاذ.     

من السهل قبول الفولاذ الطري لمختلف العمليات مثل الحدادة واللحام والقطع، وغالبًا ما يستخدم لصنع السلاسل والمسامير والمسامير والأعمدة وما إلى ذلك.

يشتمل الفولاذ الكربوني المتوسط ​​على الفولاذ المقتول (يشير الفولاذ المقتول إلى الفولاذ منزوع الأكسدة تمامًا، أي أن الجزء الكتلي من الأكسجين لا يتجاوز {{0}}.01%، عادة بين {{7} }.002% و0.003%)، والصلب شبه المسلوق، والفولاذ المغلي ومنتجات أخرى. إلى جانب الكربون، فهو يحتوي أيضًا على كمية صغيرة من المنغنيز (0.70% ~ 1.20%). إنها تتمتع بأداء ممتاز في المعالجة الحرارية والقطع، لكن أداء اللحام ضعيف.

إن قوة وصلابة الفولاذ متوسط ​​الكربون أعلى من الفولاذ منخفض الكربون، ولكن اللدونة والمتانة أقل من الفولاذ منخفض الكربون. من بين التطبيقات المختلفة بمستويات القوة المتوسطة، يعتبر الفولاذ الكربوني المتوسط ​​هو الأكثر استخدامًا على نطاق واسع. بالإضافة إلى كونه مادة بناء، فإنه يستخدم أيضًا على نطاق واسع في تصنيع الأجزاء الميكانيكية المختلفة.

يُطلق على الفولاذ عالي الكربون غالبًا اسم فولاذ الأدوات، ويتراوح محتواه من الكربون من أكبر من {{0}}.60% إلى 1.70%. المطارق والعتلات وما إلى ذلك مصنوعة من الفولاذ بنسبة 0.75٪ من الكربون. أدوات القطع مثل المثاقب والموسعات وما إلى ذلك مصنوعة من الفولاذ بمحتوى كربون يتراوح من 0.90% إلى 1.00%.علاوة على ذلك، فإن سبائك الحديد والكربون التي تحتوي على نسبة كربون تتراوح من 2.1% إلى 4.5% تسمى بشكل عام الحديد الزهر.