ما هو الفولاذ
وبالتالي ، فإن الفولاذ عبارة عن سبيكة حديد تحتوي على أقل من 2٪ كربون و 1٪ منجنيز.
وتتراوح نسبة الكروم من 5٪ إلى 30٪ ، والنيكل والموليبدينوم حوالي 8.5٪ ، كما أنه يحتوي على نسب صغيرة من:
- مكون السيليكون
- وكذلك الفوسفور.
- عنصر الكبريت.
- الأكسجين.
والفولاذ المسمى الفولاذ المقاوم للصدأ هو أحد العناصر غير القابلة للصدأ والتآكل ، ويرجع ذلك إلى تكوين طبقات رقيقة وغير مرئية ومتماسكة من أكسيد الكروم.
هذه هي الطريقة التي يلتصق بها سطح المعدن ، ويعمل على مقاومة الصدأ والتآكل ، فكلما زاد الكروم الموجود في الفولاذ ، زاد دوره كطبقة واقية إلى حد كبير.
أنواع الصلب
بادئ ذي بدء ، الكربون الصلب.
يتم تصنيف الفولاذ الكربوني إلى ثلاث فئات:
- فولاذ يحتوي على أقل من 0.3٪ كربون.
- وبالتالي ، يحتوي الفولاذ على متوسط 0.3٪ إلى 0.6٪ كربون.
- فولاذ يحتوي على أكثر من 0.6٪ كربون.
يحتوي الفولاذ السبائكي على العديد من العناصر مثل:
- عنصر المنغنيز
- مكون السيليكون
- وكذلك النيكل.
- عنصر التيتانيوم.
- وكذلك النحاس.
- وعنصر الكروم.
- وكذلك الألومنيوم
تم العثور على كل هذه العناصر بنسب متغيرة.
أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ
وبالتالي ، يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ على 10٪ إلى 20٪ كروم كعنصر رئيسي ، ولديه القدرة على مقاومة الأكسدة بنسبة كبيرة.
الفولاذ المقاوم للصدأ له ثلاثة أنواع وهي:
- يحتوي الفولاذ الأوستنيتي على 18٪ كروم و 8٪ نيكل وأقل من 0.8٪ كربون.
- وهكذا ، يحتوي الفولاذ الفريتي على 12٪ إلى 17٪ كروم وأقل من 0.1٪ كربون وكمية صغيرة جدًا من النيكل.
- يحتوي الفولاذ الماراجي على 11٪ إلى 17٪ كروم ، وأقل من 0.4٪ نيكل ، و 1.2٪ كربون.
يحتوي فولاذ المعدات على التنجستن والموليبدينوم والكوبالت والفاناديوم وكل هذا بكميات متغيرة تزيد من مقاومة الحرارة ومقاومة عنصر الفولاذ أكبر بكثير من مقاومة عنصر الحديد ألف مرة.
يعتبر الحديد أحد العناصر الرئيسية في صناعة الفولاذ ، وهو أحد المكونات المتوفرة في قشرة الأرض بعد الأكسجين والألمنيوم والسيليكون مما يجعله عنصرًا مثاليًا لتصنيع معدات القطع والحفر.
أكثر المعادن شيوعًا في عنصر الصلب.
وبالتالي ، من بين المعادن التي تكثر في عنصر الحديد:
- معدن الكربون: يعمل كعنصر تقوية لبقية العناصر ، ويتم الحفاظ على معدن الكربون وفقًا لمرونة وقابلية اللحام للسبيكة.
- المنغنيز المعدني: يزيد القوة والصلابة والمتانة.
- وبالمثل ، فإن معادن الفوسفور والنحاس – تزيد من القوة وتعمل على مقاومة الصدأ والتآكل بسبب العوامل الجوية.
- الكبريت المعدني: تؤثر المستويات العالية من عنصر الكبريت على نقص المرونة والصلابة وتؤثر على قابلية اللحام.
- ومن هنا معدن السيليكون: وهو مؤكسد قوي ، يستخدم في صناعة المعدن الصلب ، ويؤثر السيليكون على القوة والصلابة والمتانة.
يحتوي الفولاذ المعدني على كمية صغيرة من الألمنيوم والأكسجين والنيتروجين وكميات مضافة عمداً من كل مما يلي:
- نيكل.
- كروم.
- التيتانيوم.
- البورون.
- الموليبدينوم.
- النيوبيوم.
كل هذه العناصر والمعادن تؤثر على خصائص الصلابة والصلابة والمرونة.
عملية تصنيع الصلب
- وهكذا وبعد استخلاص خام الحديد نجد أنه يحتوي على نسب عالية من الكربون مما يجعل من الصعب الحصول على النتائج المرجوة.
- يتم صهر عنصر الحديد الخام ومعالجته لتقليل كمية الكربون التي يحتوي عليها ، ويتم إضافة العديد من العناصر المختلفة إلى الآلية بنسب متفاوتة ، وبعد ذلك يتم صهر الفولاذ وتصنيعه إلى سبائك.
- لذلك ، يُصنع الفولاذ الحديث من الحديد الزهر ، حيث يتم إنتاج 40٪ من الفولاذ الحديث عبر عملية فرن الأكسجين الأساسي (BOF).
- يتم إنتاج ربع الفولاذ في العالم باستخدام طريقة القوس الكهربائي ، ومقدار الإنتاج هو سدس الفولاذ في العالم باستخدام طريقة المجمرة المفتوحة.
- لذلك ، تم استبدال هذه الطريقة بطريقة فرن الأكسجين الأساسي وطريقة القوس الكهربائي ، من خلال الدول الصناعية المتقدمة.
العناصر التي قد تعجبك:
تعريف الملاحة البحرية وأقسامها
لماذا يتم تسمية الملاحة بهذا الاسم؟
ما هو الشحن الدولي؟
حقائق عن الصلب
هناك العديد من الحقائق عن الفولاذ مثل:
- يبلغ متوسط عمر المعدن الصلب حوالي أربعين عامًا.
- يحتوي منتج الصلب الحديث في المتوسط على 37٪ من الفولاذ المعاد تدويره.
- بلغت كمية الفولاذ المستخدم في العالم في عام 2017 حوالي 1،587 مليون طن.
توسعت استخداماته للصلب بشكل كبير إلى:
- 51٪ في المباني والبنية التحتية.
- 12٪ في صناعة السيارات والنقل.
- 11٪ في صناعة المعادن.
- 15٪ في صناعة المعدات والأجهزة الميكانيكية.
يستخدم الفولاذ في العديد من الصناعات ، يعتبر الفولاذ المقاوم للصدأ عنصرًا مثاليًا في الاستخدام ، حيث يتم استخدامه في صناعة المعدات الطبية ، نظرًا لسهولة تنظيفه وتعقيمه وقدرته على مقاومة التآكل والصدأ والخدش.
الاستخدامات الرئيسية للصلب.
استخدامات الفولاذ منخفض الكربون
يعتبر الفولاذ الكربوني من أكثر أنواع الفولاذ استخدامًا ، حيث يستخدم في:
- يتم استخدامه في تصنيع هياكل السيارات ومكوناتها.
- يتم استخدامه في جميع أنواع الإنشاءات.
- يتم استخدامه في صناعة السكك الحديدية.
- يتم استخدامه في صناعة أنابيب الغاز والنفط والسفن.
- يتم استخدامه في تصنيع الأدوات الخاصة بالمنشآت البحرية.
- يتم استخدامه في صناعة صهاريج التخزين.
- يتم استخدامه في صناعة المسامير والبراغي والصواميل.
- يتم استخدامه في صناعة محركات الطائرات.
- يتم استخدامه في صناعة التوربينات الغازية.
- يتم استخدامه في صناعة السكاكين والأجهزة المنزلية.
- يتم استخدامه في توليد الطاقة الكهربائية.
الخواص الفولاذية والكيميائية
يحتوي الفولاذ على أكثر من 3500 نوع ، وفقًا لتقرير جمعية الصلب العالمية ، ويحتوي على العديد من الخصائص البيئية.
التأثيرات الفيزيائية والكيميائية المميزة لكمية الكربون والشوائب على مستوى السبيكة حيث ينقسم تصنيف الصلب التجاري إلى أربعة أنواع تجارية رئيسية حسب محتوى السبيكة المعدنية وهي:
فولاذ الكربون
يمثل هذا النوع من المعدن الصلب 90٪ من إنتاج الصلب في العالم ، حيث أن نصيب المنجنيز فيه أقل من 1.65٪ ، وحصة السيليكون 0.6٪ ، وحصة النحاس 0.6٪ ، والعدد الإجمالي يجب ألا تتجاوز العناصر المضافة 2٪.
منخفض الكربون الصلب
وتتراوح نسبة الكربون التي يحتويها ما بين 0.05-0.19٪.
معدن الكربون المتوسط
نسبة الكربون فيه 0.2 – 0.49٪.
ارتفاع الكربون الصلب
نسبة الكربون التي يحتوي عليها 0.5٪.
سبائك الصلب
يحتوي على العديد من المعادن مثل: المنجنيز والنيكل والسيليكون والكروم.
سبائك الصلب منخفضة القوة العالية (HSLA)
يمثل أقل من 0.05٪ من الكربون.
الفولاذ المقاوم للصدأ: الفولاذ المقاوم للصدأ
يمثل 10٪ من الكروم.
أدوات الصلب
الفولاذ ممزوج بمعادن صلبة مختلفة.