كيفية تمييز الحديد الزهر عن الفولاذ في المنزل بدون معدات خاصة. وصف تكوين سبائك الحديد الزهر واختلافها عن الفولاذ

سؤال: 28 مارس 2009
ما الفرق بين الحديد الزهر والصلب ولماذا؟

إجابة:
ومن الغريب أنه على الرغم من وفرة الأدبيات المتخصصة حول هذا الموضوع، كثيرًا ما يُطرح علينا السؤال التالي: كيف يختلف الحديد الزهر عن الفولاذ؟ باختصار وبشكل عام، يمكننا القول أنه من حيث التركيب، يختلف الحديد الزهر عن الفولاذ في محتواه العالي من الكربون، من حيث الخصائص التكنولوجية - صفات صب أفضل وقدرة منخفضة على تشوه البلاستيك. الحديد الزهر عادة ما يكون أرخص من الفولاذ.
وإذا بمزيد من التفاصيل، فاقرأ الكلاسيكيات، أيها الأعزاء! تم تخصيص العديد من المجلدات لعلم المواد وتعدين السبائك الحديدية. كمثال، أعطي مقتطفا من العمل الأساسي ل A. P. Gulyaev. "علم المعادن":
"الصلب عبارة عن سبيكة من الحديد والكربون تحتوي على أقل من 2.14٪ من الكربون. ومع ذلك، فإن الحد المشار إليه (2.14% درجة مئوية) ينطبق فقط على سبائك الحديد والكربون المزدوجة أو السبائك التي تحتوي على عدد صغير نسبيًا من الشوائب. مسألة الحدود بين الفولاذ والحديد الزهر في سبائك الحديد والكربون عالية السبائك، أي. احتواء كميات أكبر من العناصر الأخرى غير الحديد والكربون أمر مثير للجدل.
في ظل التكنولوجيا الحديثة، أصبحت السبائك ذات الأساس الحديدي معروفة وانتشرت في الآونة الأخيرة، والتي يوجد فيها القليل جدًا من الكربون، بل إنه عنصر ضار؛ ومع ذلك، تسمى هذه السبائك أيضًا بالفولاذ. لتجنب الخلط في المصطلحات، من المعتاد اعتبار السبائك التي تحتوي على أكثر من 50% حديد على أنها فولاذ (حديد الزهر) وعدم تسميتها سبائك، بل تسمية السبائك التي تحتوي على أقل من 50% حديد. إنها ليست دقيقة من الناحية العلمية، لكنها واضحة من الناحية الفنية.

يعرف الكثير من الناس عن مادة مثل الحديد الزهر وخصائص قوتها. اليوم سوف نقوم بتعميق هذه المعرفة ومعرفة ما هو الحديد الزهر وما يتكون منه وما هي أنواعه وكيف يتم إنتاجه.

مُجَمَّع

ما هو الحديد الزهر؟ وهي عبارة عن سبيكة من الحديد والكربون والشوائب المختلفة، والتي بفضلها تكتسب الخصائص اللازمة. يجب أن تحتوي المادة على 2.14% كربون على الأقل. وإلا فإنه سيكون من الفولاذ، وليس من الحديد الزهر. بفضل الكربون زاد الحديد الزهر من صلابة. وفي الوقت نفسه، يقلل هذا العنصر من ليونة المادة وقابليتها للطرق، مما يجعلها هشة.

بالإضافة إلى الكربون، يشمل الحديد الزهر بالضرورة: المنغنيز والسيليكون والفوسفور والكبريت. تحتوي بعض العلامات التجارية أيضًا على إضافات إضافية لإعطاء المادة خصائص محددة. تشمل عناصر صناعة السبائك شائعة الاستخدام الكروم والفاناديوم والنيكل والألمنيوم.

كثافة المادة 7.2 جم/سم3. بالنسبة للمعادن وسبائكها، يعد هذا رقمًا مرتفعًا إلى حد ما. يعتبر الحديد الزهر مناسبًا تمامًا لإنتاج جميع أنواع المنتجات عن طريق الصب. وفي هذا الصدد فهو يتفوق على جميع سبائك الحديد باستثناء بعض درجات الفولاذ.

نقطة انصهار الحديد الزهر هي 1200 درجة. بالنسبة للصلب، هذا الرقم أعلى بمقدار 250-300 درجة. ويكمن السبب في ذلك في زيادة محتوى الكربون في الحديد الزهر، مما يتسبب في تقليل الروابط الوثيقة بين ذرات الحديد. أثناء صهر الحديد الزهر وتبلوره اللاحق، لا يتوفر للكربون الوقت الكافي لاختراق بنية الحديد بالكامل. ولذلك، فإن المادة هشة. لا يسمح هيكل الحديد الزهر باستخدامه في إنتاج المنتجات التي تخضع باستمرار للأحمال الديناميكية. ولكن ما يعتبره الحديد الزهر مثاليًا هو الأجزاء التي يجب أن تكون ذات قوة متزايدة.

إيصال

يعد إنتاج الحديد الزهر عملية مكلفة للغاية وتتطلب الكثير من المواد. للحصول على طن واحد من السبائك، هناك حاجة إلى 550 كجم من فحم الكوك و900 لتر من الماء. أما الخام فتعتمد كميته على محتوى الحديد الموجود فيه. وكقاعدة عامة، يتم استخدام الخام الذي يحتوي على نسبة كتلة من الحديد لا تقل عن 70٪. إن معالجة الخامات الأقل ثراءً ليست مجدية اقتصاديًا.

قبل أن يتم صهرها، يتم إثراء المادة. ويتم إنتاج الحديد الخام في 98% من الحالات في الأفران العالية.

تتضمن العملية التكنولوجية عدة مراحل. أولا، يتم تحميل الخام في الفرن العالي، والذي يتضمن خام الحديد المغناطيسي (مركب من أكسيد الحديد ثنائي وثلاثي التكافؤ). ويمكن أيضًا استخدام الخامات التي تحتوي على أكسيد الحديد المائي أو أملاحه. بالإضافة إلى المواد الخام، يتم وضع فحم الكوك في الفرن، وهو ضروري لإنشاء درجات حرارة عالية والحفاظ عليها. كما تشارك منتجات احتراق الفحم، كمخفضات للحديد، في التفاعلات الكيميائية.

بالإضافة إلى ذلك، يتم توفير التدفق للفرن، الذي يلعب دور المحفز. يعمل على تسريع عملية ذوبان الصخور وإطلاق الحديد. ومن المهم أن نلاحظ أنه قبل دخول الفرن، يجب أن يخضع الخام لمعالجة خاصة. نظرًا لأن الأجزاء الصغيرة تذوب بشكل أفضل، يتم سحقها مسبقًا في مصنع التكسير. ثم يتم غسل الخام لإزالة الشوائب غير المعدنية. ثم يتم تجفيف المواد الخام وحرقها في الأفران. بفضل إطلاق النار، تتم إزالة الكبريت والعناصر الأجنبية الأخرى منه.

بعد تحميل الفرن بالكامل، تبدأ المرحلة الثانية من الإنتاج. عند بدء تشغيل الشعلات، يقوم فحم الكوك بتسخين المواد الخام تدريجيًا. يؤدي ذلك إلى إطلاق الكربون، الذي يتفاعل مع الأكسجين لتكوين أكسيد. ويلعب الأخير دورًا نشطًا في اختزال الحديد من المركبات الموجودة في الخام. كلما زاد تراكم الغاز في الفرن، كلما كان التفاعل أبطأ. عند الوصول إلى النسبة المطلوبة، يتوقف التفاعل تمامًا. تعمل الغازات الزائدة بعد ذلك كوقود للحفاظ على درجة الحرارة المطلوبة في الفرن. هذه الطريقة لديها العديد من نقاط القوة. أولا، يسمح لك بتقليل تكاليف الوقود، مما يقلل من تكلفة عملية الإنتاج. وثانيًا، لا تدخل منتجات الاحتراق إلى الغلاف الجوي وتلوثه، بل تستمر في المشاركة في الإنتاج.

يتم خلط الكربون الزائد مع الذوبان ويمتصه الحديد. هذه هي الطريقة التي يتم بها صنع الحديد الزهر. تطفو الشوائب التي لم تذوب على سطح الخليط ويتم إزالتها. يطلق عليهم الخبث. يستخدم الخبث في إنتاج مواد معينة. عندما تتم إزالة جميع الجزيئات الزائدة من المصهور، تتم إضافة إضافات خاصة إليها.

أصناف

لقد اكتشفنا بالفعل ما هو الحديد الزهر وكيف يتم الحصول عليه، والآن سوف نفهم تصنيف هذه المواد. يتم إنتاج الأنابيب والحديد الزهر المسبك باستخدام الطريقة الموضحة أعلاه.

يستخدم الحديد الخام في إنتاج الصلب عبر طريق محول الأكسجين. يتميز هذا النوع بمحتوى منخفض من السيليكون والمنغنيز في السبائك. يتم استخدام حديد الزهر المسبك في إنتاج جميع أنواع المنتجات. وهي مقسمة إلى خمسة أنواع، وسيتم النظر في كل منها على حدة.

أبيض

تتميز هذه السبيكة بمحتوى الكربون الزائد على شكل كربيد أو سمنتيت. تم إعطاء اسم هذا النوع للون الأبيض في موقع الكسر. عادة ما يتجاوز محتوى الكربون في الحديد الزهر 3٪. الحديد الزهر الأبيض هش للغاية وهش، لذلك استخدامه محدود. يستخدم هذا النوع لإنتاج أجزاء ذات تكوين بسيط تؤدي وظائف ثابتة ولا تتحمل الأحمال الثقيلة.

من خلال إضافة إضافات صناعة السبائك إلى الحديد الزهر الأبيض، فمن الممكن زيادة المعلمات التقنية للمادة. لهذا الغرض، يتم استخدام الكروم أو النيكل في أغلب الأحيان، وأقل في كثير من الأحيان الفاناديوم أو الألومنيوم. العلامة التجارية التي تحتوي على هذا النوع من الإضافات تسمى "السورميت". يتم استخدامه في الأجهزة المختلفة كعنصر تسخين. يتمتع "السورميت" بمقاومة عالية ويعمل بشكل جيد عند درجات حرارة لا تزيد عن 900 درجة. الاستخدام الأكثر شيوعًا للحديد الزهر الأبيض هو إنتاج أحواض الاستحمام المنزلية.

رمادي

هذا هو النوع الأكثر شيوعا من الحديد الزهر. وقد وجدت التطبيق في مختلف مجالات الاقتصاد الوطني. في الحديد الزهر الرمادي، يوجد الكربون في شكل البرليت أو الجرافيت أو الفريت البيرلايت. في مثل هذه السبائك يبلغ محتوى الكربون حوالي 2.5٪. مثل الحديد الزهر، تتمتع هذه المادة بقوة عالية، لذلك يتم استخدامها في إنتاج الأجزاء التي تتلقى الأحمال الدورية. يستخدم الحديد الزهر الرمادي في صناعة البطانات والأقواس والتروس والعلب للمعدات الصناعية.

بفضل الجرافيت، يقلل الحديد الزهر الرمادي من الاحتكاك ويحسن تأثير مواد التشحيم. ولذلك، فإن الأجزاء المصنوعة من الحديد الزهر الرمادي تتمتع بمقاومة عالية لهذا النوع من التآكل. عند العمل في بيئات عدوانية بشكل خاص، يتم إدخال إضافات إضافية إلى المادة لتحييد التأثير السلبي. وتشمل هذه: الموليبدينوم والنيكل والكروم والبورون والنحاس والأنتيمون. هذه العناصر تحمي الحديد الزهر الرمادي من التآكل. وبالإضافة إلى ذلك، فإن بعضها يزيد من جرافيتي الكربون الحر في السبائك. بفضل هذا، يتم إنشاء حاجز وقائي يمنع العناصر المدمرة من الوصول إلى سطح الحديد الزهر.

فاتر

المادة الوسيطة بين النوعين الأولين هي حديد نصف مصبوب. يتم تقديم الكربون الموجود فيه على شكل جرافيت وكربيد بنسب متساوية تقريبًا. بالإضافة إلى ذلك، قد تحتوي هذه السبيكة على كميات صغيرة من الليدبوريت (لا تزيد عن 3%) والسمنتيت (لا تزيد عن 1%). ويتراوح إجمالي محتوى الكربون في نصف الحديد الزهر من 3.5 إلى 4.2%. يستخدم هذا التنوع لإنتاج الأجزاء التي يتم تشغيلها في ظل ظروف الاحتكاك المستمر. وتشمل هذه وسادات فرامل السيارات، بالإضافة إلى بكرات آلات الطحن. لزيادة مقاومة التآكل، تتم إضافة جميع أنواع المواد المضافة إلى السبيكة.

طيع

هذه السبيكة هي نوع من الحديد الزهر الأبيض، الذي يتم إخضاعه لإطلاق نار خاص من أجل تحويل الكربون الحر إلى جرافيت. بالمقارنة مع الفولاذ، فإن هذا الحديد الزهر قد حسن خصائص التخميد. بالإضافة إلى ذلك، فهي ليست حساسة للقطع وتعمل بشكل جيد في ظروف درجات الحرارة المنخفضة. في مثل هذا الحديد الزهر، لا يزيد الجزء الكتلي من الكربون عن 3.5٪. يتم تقديمه في السبيكة على شكل فريت أو بيرليت حبيبي يحتوي على شوائب من الجرافيت أو بيرليت الفريت. يستخدم الحديد الزهر القابل للطرق، مثل الحديد النصف مصبوب، بشكل رئيسي في إنتاج الأجزاء التي تعمل تحت ظروف الاحتكاك المستمر. لتحسين خصائص أداء المادة، يتم إضافة المغنيسيوم والتيلوريوم والبورون إلى السبيكة.

قوة عالية

يتم الحصول على هذا النوع من الحديد الزهر من خلال تكوين شوائب جرافيت كروية في الشبكة المعدنية. ولهذا السبب، تضعف القاعدة المعدنية للشبكة البلورية، وتكتسب السبيكة خصائص ميكانيكية محسنة. يحدث تكوين الجرافيت الكروي بسبب إدخال المغنيسيوم والإيتريوم والكالسيوم والسيريوم في المادة. الحديد الزهر عالي القوة قريب في معالمه من الفولاذ عالي الكربون. إنها مناسبة بشكل جيد للصب ويمكن أن تحل محل الأجزاء الفولاذية من الآليات بالكامل. نظرًا للتوصيل الحراري العالي، يمكن استخدام هذه المادة في تصنيع خطوط الأنابيب وأجهزة التدفئة.

تحديات الصناعة

اليوم، صب الحديد الزهر له آفاق مشكوك فيها. والحقيقة هي أنه بسبب ارتفاع التكاليف وكميات كبيرة من النفايات، يتخلى الصناعيون بشكل متزايد عن الحديد الزهر لصالح البدائل الرخيصة. بفضل التطور السريع للعلوم، أصبح من الممكن منذ فترة طويلة الحصول على مواد ذات جودة أعلى وبتكاليف أقل. تلعب حماية البيئة دورًا رئيسيًا في هذه المشكلة ولا تقبل استخدام الأفران العالية. سوف يستغرق الأمر سنوات، إن لم يكن عقودًا، لتحويل صهر الحديد بالكامل إلى أفران كهربائية. لماذا وقتا طويلا؟ لأنها مكلفة للغاية، ولا تستطيع كل دولة تحملها. لذلك، كل ما تبقى هو الانتظار حتى يتم إنشاء الإنتاج الضخم للسبائك الجديدة. وبطبيعة الحال، لن يكون من الممكن في المستقبل القريب وقف الاستخدام الصناعي للحديد الزهر بشكل كامل. لكن من الواضح أن حجم إنتاجها سينخفض ​​كل عام. بدأ هذا الاتجاه منذ 5-7 سنوات.

خاتمة

بعد أن تعاملنا مع السؤال: "ما هو الحديد الزهر؟"، يمكننا استخلاص عدة استنتاجات. أولا، الحديد الزهر عبارة عن سبيكة من الحديد والكربون والمواد المضافة. ثانيا: له ستة أنواع. ثالثًا، يعد الحديد الزهر مادة مفيدة جدًا ومتعددة الاستخدامات، لذلك كان إنتاجه باهظ الثمن ممكنًا لفترة طويلة. رابعا، يعتبر الحديد الزهر اليوم من بقايا الماضي، ويفقد مكانته بشكل منهجي أمام مواد أكثر موثوقية وأرخص.

الحداثة حديد. ومن يفهمها يعرف أن كلمة "حديد" تعني سبائك الحديد والكربون - الفولاذ والحديد الزهر. يبدو أن هاتين المادتين مختلفتان تمامًا ومن السهل جدًا التمييز بينهما. ومع ذلك، ونظرًا للنطاق الواسع من أنواعها وعلاماتها التجارية، فمن الصعب تحديد الفرق الدقيق في التركيب الكيميائي لبعضها. من المهم أن تكون لديك مهارات إضافية لمعرفة إجابة السؤال: ما الفرق بين الحديد الزهر والفولاذ؟

الحديد الزهر

صفات:

1. لون رمادي خشن وغير لامع.
2. يذوب عند 1000-1600 درجة مئوية اعتمادًا على التركيبة (للصناعية في المتوسط ​​- 1000-1200 درجة مئوية، يذوب الحديد الأبيض والحديد الخام عند درجات حرارة أعلى).
3. الكثافة: 7200-7600 كجم/م3.
4. 540 جول/(كجم˚س).
5. صلابة عالية: 400-650HB.
6. ليونة منخفضة، تنهار للغاية عند تعرضها للضغط؛ أعلى قيم الاستطالة النسبية لها حديد الزهر عالي القوة المرن δ = 6-12٪.
7. قوة منخفضة: 100-200 ميجا باسكال، بالنسبة للطرق تصل قيمتها إلى 300-370 ميجا باسكال، بالنسبة لبعض العلامات التجارية ذات القوة العالية - 600-800 ميجا باسكال.
8. يتم تصميمه باستخدام المعالجة الحرارية، ولكن نادرًا وبعناية كبيرة، لأنه يتميز بعملية التكسير.
9. يتم تصنيعه باستخدام عناصر كيميائية مساعدة، ولكن وجود درجة كبيرة من صناعة السبائك يزيد من تعقيد عمليات المعالجة.
10. إنها تتميز بقابلية لحام مرضية، وقابلية تصنيع جيدة، وخصائص صب ممتازة. لا يمكن تزويرها أو ختمها.
11. مقاومة التآكل جيدة ومقاومة التآكل.

الحديد الزهر هو مادة لأجزاء الجسم والكتل ومكونات الآلة التي يتم تصنيعها عن طريق الصب. هو عنصر الشحن الرئيسي ل

فُولاَذ

تسمى سبائك الحديد والكربون التي تحتوي على الكربون بنسبة لا تزيد عن 2.14٪ والحديد - بما لا يقل عن 45٪ بالصلب. خصائصه الرئيسية:

1. أملس، له لون فضي مع انعكاس مميز.
2. ذوبان في 1450 درجة مئوية.
3. تتراوح كثافتها من 7700 إلى 7900 كجم/م3.
4. السعة الحرارية في درجة حرارة الغرفة: 462 جول/(كجم˚م).
5. صلابة منخفضة، في المتوسط ​​120-250 HB.
6. ليونة ممتازة: يتراوح معامل الاستطالة النسبي δ لمختلف العلامات التجارية من 5-35%، وبالنسبة لمعظمها - δ≥20-40%.
7. متوسط ​​قيم قوة الشد للمواد الإنشائية هي 300-450 ميجا باسكال. للسبائك القوية بشكل خاص - 600-800 ميجا باسكال.
8. يفسح المجال جيدًا لتصحيح الخصائص باستخدام المعالجة الحرارية والكيميائية الحرارية.
9. يتم تطعيمه بعناصر كيميائية مختلفة من أجل تغيير خصائصه والغرض منه.
10. مؤشرات عالية نوعياً لقابلية اللحام وقابلية التشغيل الآلي والقطع.
11. تتميز بمقاومة منخفضة للتآكل.

الصلب هو السبيكة الهيكلية الرئيسية في علم المعادن الحديث والهندسة الميكانيكية وصناعة الأدوات والتكنولوجيا.

تحديد الأصل حسب نوع الجزء

بعد فحص الخصائص التفصيلية لهذه السبائك، يمكنك بثقة استخدام المعرفة حول كيفية اختلاف الحديد الزهر عن الفولاذ. وجود جسم معدني أمامك، شكك في أصله، فمن المنطقي أن تتذكر على الفور الخصائص التكنولوجية المميزة الرئيسية. لذلك، الحديد الزهر هو مادة الصب. يتم استخدامه لإنتاج أطباق بسيطة وأنابيب ضخمة وأغطية للأدوات الآلية والمحركات والأشياء الكبيرة ذات التكوين البسيط. تصنع الأجزاء بجميع أحجامها وتعقيدها من الفولاذ، حيث يتم استخدام الحدادة والختم والسحب والدرفلة وغيرها من الطرق لذلك، وبالتالي إذا كان هناك سؤال حول أصل التسليح فلا شك أنه من الفولاذ . إذا كنت مهتمًا بأصل المرجل الضخم، فهو من الحديد الزهر. إذا كنت بحاجة إلى معرفة ما يتكون منه جسم المحرك أو العمود المرفقي، فيجب عليك اللجوء إلى خيارات التعرف الأخرى، حيث أن كلا الخيارين ممكنان.

ميزات اللون وتحليل الهشاشة

من أجل معرفة كيفية التمييز بين الحديد الزهر والفولاذ بالعين، عليك أن تتذكر الاختلافات البصرية الرئيسية. يتميز الحديد الزهر بلون رمادي غير لامع وملمس خارجي أكثر خشونة. يتميز الفولاذ بلونه الفضي اللامع الخاص وبحد أدنى من الخشونة.

من المعلومات المهمة أيضًا حول كيفية التمييز بين الحديد الزهر والفولاذ بصريًا المعلومات حول ليونة هذه المواد. إذا لم تكن قطع العمل أو الأجسام المعدنية التي يتم فحصها ذات قيمة جدية، فيمكنك اختبار قوتها وليونتها من خلال تطبيق قوة التأثير. سوف ينهار الحديد الزهر الهش إلى قطع، في حين أن الفولاذ سوف يتشوه فقط. مع أحمال التكسير الأكثر خطورة، ستكون فتات الحديد الزهر ذات أشكال صغيرة ومتنوعة، وستكون قطع الفولاذ كبيرة الحجم، مع التكوين الصحيح.

قطع وحفر

كيفية التمييز بين الحديد الزهر والصلب في المنزل؟ من الضروري الحصول على غبار ناعم أو نشارة منه. وبما أن الفولاذ لديه ليونة عالية، فإن رقائقه لها أيضًا طابع متعرج. ينهار الحديد الزهر، وعند الحفر تتشكل رقائق صغيرة مع الغبار.

للحصول على الغبار، يمكنك استخدام ملف أو عرموش وشحذ حافة الجزء المعني قليلاً. افحص النشارة الناعمة الناتجة على يدك أو على ورقة بيضاء. يحتوي الحديد الزهر على كميات كبيرة من الكربون على شكل شوائب من الجرافيت. لذلك، عند فرك غبارها، يبقى "أثر" من الجرافيت الأسود. في الفولاذ، يكون الكربون في حالة ربط، لذا فإن التأثير الميكانيكي على الغبار لا يعطي أي نتائج مرئية.

الحرارة والتألق

كيفية التمييز بين الحديد الزهر والصلب؟ تحتاج إلى العمل بالمعدات اللازمة وقليل من الصبر.

في الحالة الأولى، يمكنك اللجوء إلى التدفئة، على سبيل المثال، باستخدام موقد اللحام، وارتداء ملابس واقية خاصة في البداية واتباع قواعد السلامة في العمل. يجب زيادة درجة الحرارة قبل أن يبدأ المعدن في الذوبان. لقد قيل بالفعل أن درجة انصهار الحديد الزهر أعلى من درجة انصهار الفولاذ. ومع ذلك، ينطبق هذا بشكل أساسي على اللون الأبيض وعلى جميع الدرجات الصناعية - فهي تحتوي على الكربون بنسبة لا تزيد عن 4.3٪ وتذوب عند درجة حرارة 1000-1200 درجة مئوية. وبالتالي، يمكن ذوبانه بشكل أسرع بكثير.

إحدى الطرق التعليمية للحصول على معلومات حول كيفية اختلاف الحديد الزهر عن الفولاذ هي استخدام عينة تجريبية على آلة طحن أو تحت عجلة حادة لآلة طحن. ويتم التحليل وفقا لخصائص الشرر. يتميز الحديد الزهر بشرارات حمراء خافتة، بينما يتميز الفولاذ بأشعة قصيرة لامعة ومبهرة ذات صبغة بيضاء صفراء.

صوتها مثل ماذا

ميزة مثيرة للاهتمام هي كيفية التمييز بين الحديد الزهر والفولاذ عن طريق الصوت. يبدو السبائك مختلفين. ليس من الضروري على الإطلاق إنتاج مرافقة موسيقية باستخدام المرافق التجريبية الموجودة. ولكن من الضروري أن يكون لديك كلتا العينتين أو أن يكون لديك أذن ذات خبرة في هذا الأمر. يتميز الفولاذ بكثافة أعلى مما ينعكس على صوته. عندما تضربه بجسم معدني، يكون الصوت أعلى بكثير مما هو عليه في نفس الوضع مع الحديد الزهر.

لكي تعرف كيف يختلف الحديد الزهر عن الفولاذ، يجب أن يكون لديك القليل من المعرفة حول هذه المواد وبعض الخبرة. بعد كل شيء، يمكن للمحترف ذو الخبرة في مجال الحدادة أو الطحن أو الطحن أو الحفر أو الخراطة أو المعالجة الحرارية أو اللحام أو عالم المعادن أو الفني تمييزها بسهولة عن بعضها البعض، وتقييمها فقط بصريًا أو عن طريق اللمس.

تستخدم منتجات المعادن الحديدية على نطاق واسع في العديد من قطاعات الاقتصاد الوطني، والمعادن الحديدية مطلوبة دائمًا في البناء والهندسة الميكانيكية. لقد تطور علم المعادن بنجاح منذ فترة طويلة بفضل إمكاناته التقنية العالية. غالبًا ما تستخدم منتجات الحديد الزهر والصلب في الإنتاج وفي الحياة اليومية.

ينتمي كل من الحديد الزهر والصلب إلى مجموعة المعادن الحديدية، وهذه المواد عبارة عن سبائك من الحديد والكربون لها خصائص فريدة. ما هي الاختلافات بين الفولاذ والحديد الزهر وخصائصها وخصائصها الرئيسية؟

الصلب وخصائصه الرئيسية

يمثل الصلب سبيكة مشوهة من الحديد والكربونوالتي تصل دائمًا إلى حد أقصى قدره 2٪ بالإضافة إلى عناصر أخرى. يعتبر الكربون عنصرا هاما لأنه يعطي القوة لسبائك الحديد، فضلا عن الصلابة، وبالتالي يقلل من الليونة والليونة. غالبًا ما تتم إضافة عناصر صناعة السبائك إلى السبيكة، مما يؤدي في النهاية إلى فولاذ مخلوط وسبائك عالية، عندما تحتوي التركيبة على ما لا يقل عن 45٪ حديد ولا يزيد عن 2٪ كربون، والنسبة المتبقية 53٪ عبارة عن مواد مضافة.

يعتبر الفولاذ المادة الأكثر أهمية في العديد من الصناعات، فهو يستخدم في البناء، ومع نمو المستوى الفني والاقتصادي للبلاد، يزداد حجم إنتاج الصلب أيضًا. في العصور القديمة، استخدم الحرفيون صهر البوتقة لإنتاج الفولاذ المصبوب، وكانت هذه العملية منخفضة الإنتاجية وتتطلب عمالة كثيفة، لكن الفولاذ كان عالي الجودة.

بمرور الوقت، تغيرت عمليات إنتاج الفولاذ، وتم استبدال عملية البوتقة بعملية بسمر و طريقة الموقد المفتوحالحصول على الفولاذ، مما جعل من الممكن إنشاء إنتاج ضخم من الفولاذ المصبوب. ثم بدأوا في صهر الفولاذ في الأفران الكهربائية، وبعد ذلك تم إدخال عملية تحويل الأكسجين، مما جعل من الممكن الحصول على معدن نقي بشكل خاص. اعتمادًا على عدد وأنواع مكونات التوصيل، يمكن أن يكون الفولاذ:

• سبيكة منخفضة
• سبائك متوسطة
• سبائك عالية

اعتمادا على محتوى الكربونيحدث:

• منخفض الكربون
• الكربون المتوسط
• نسبة عالية من الكربون.

غالبًا ما يشتمل تكوين المعدن على مركبات غير معدنية - الأكاسيد والفوسفيدات والكبريتيدات؛ ويختلف محتواها اعتمادًا على جودة الفولاذ؛ وهناك تصنيف معين للجودة.

كثافة الفولاذ 7700-7900 كجم/م3، وتتكون الخصائص العامة للصلب من مؤشرات مثل القوة والصلابة ومقاومة التآكل والملاءمة لأنواع مختلفة من المعالجة. بالمقارنة مع الحديد الزهر، يتمتع الفولاذ بقدر أكبر من الليونة والقوة والصلابة. نظرًا للليونة، فهي سهلة المعالجة، حيث يتمتع الفولاذ بموصلية حرارية أعلى، ويتم تحسين جودته عن طريق التصلب.

عناصر مثل النيكل والكروم والموليبدينوم هي مكونات صناعة السبائك، كل منها يعطي الفولاذ خصائصه الخاصة. بفضل الكروم، يصبح الفولاذ أقوى وأصعب، وتزداد مقاومة التآكل. يضفي النيكل أيضًا القوة، فضلاً عن المتانة والصلابة، ويزيد من خصائصه المضادة للتآكل وقابلية الصلابة. يقلل السيليكون من اللزوجة، ويحسن المنغنيز قابلية اللحام وخصائص التصلب.

جميع أنواع الفولاذ الموجودة لديها درجة حرارة الانصهار من 1450 إلى 1520 درجة مئويةوهي سبائك معدنية قوية ومقاومة للاهتراء ومقاومة للتشوه.

الحديد الزهر وخصائصه الرئيسية

أساس إنتاج الحديد الزهر هو أيضًا الحديد والكربون، ولكن على عكس الفولاذ، فهو يحتوي على المزيد من الكربون، بالإضافة إلى شوائب أخرى على شكل معادن سبائكية. إنها هشة وتتكسر دون تشوه واضح. يعمل الكربون هنا كالجرافيت أو السمنتيت وذلك بسبب محتواه من عناصر أخرى ينقسم الحديد الزهر إلى الأنواع التالية:

تعتمد درجة انصهار الحديد الزهر على محتوى الكربون الموجود فيه، فكلما زاد وجوده في السبيكة، انخفضت درجة الحرارة، وكذلك زادت سيولته عند تسخينه. وهذا يجعل المعدن غير بلاستيكي وسائلًا وهشًا وصعب المعالجة. نقطة انصهارها هي من 1160 إلى 1250 درجة مئوية.

يتمتع الحديد الزهر بخصائص مقاومة للتآكل أعلى لأنه يتعرض للصدأ الجاف أثناء الاستخدام، وهذا ما يسمى بالتآكل الكيميائي. كما يهاجم التآكل الرطب الحديد الزهر بشكل أبطأ من الفولاذ. أدت هذه الصفات إلى اكتشاف المعادن - بدأ صهر الفولاذ الذي يحتوي على نسبة عالية من الكروم. ومن هنا جاء الفولاذ المقاوم للصدأ.

نحن نستنتج

بناءً على خصائصها العديدة، يمكن قول ما يلي عن الحديد الزهر والصلب، ما هو الفرق بينهما:

يمكن أن نستنتج أن الفولاذ والحديد الزهر متحدان بمحتوى الكربون والحديد، لكنهما الخصائص مختلفةولكل من السبائك خصائصها الخاصة.

تستخدم منتجات المعادن الحديدية على نطاق واسع في العديد من قطاعات الاقتصاد الوطني، والمعادن الحديدية مطلوبة دائمًا في البناء والهندسة الميكانيكية. لقد تطور علم المعادن بنجاح منذ فترة طويلة بفضل إمكاناته التقنية العالية. غالبًا ما تستخدم منتجات الحديد الزهر والصلب في الإنتاج وفي الحياة اليومية.

ينتمي كل من الحديد الزهر والصلب إلى مجموعة المعادن الحديدية، وهذه المواد عبارة عن سبائك من الحديد والكربون لها خصائص فريدة. ما هي الاختلافات بين الفولاذ والحديد الزهر وخصائصها وخصائصها الرئيسية؟

الصلب وخصائصه الرئيسية

يمثل الصلب سبيكة مشوهة من الحديد والكربونوالتي تصل دائمًا إلى حد أقصى قدره 2٪ بالإضافة إلى عناصر أخرى. يعتبر الكربون عنصرا هاما لأنه يعطي القوة لسبائك الحديد، فضلا عن الصلابة، وبالتالي يقلل من الليونة والليونة. غالبًا ما تتم إضافة عناصر صناعة السبائك إلى السبيكة، مما يؤدي في النهاية إلى فولاذ مخلوط وسبائك عالية، عندما تحتوي التركيبة على ما لا يقل عن 45٪ حديد ولا يزيد عن 2٪ كربون، والنسبة المتبقية 53٪ عبارة عن مواد مضافة.

يعتبر الفولاذ المادة الأكثر أهمية في العديد من الصناعات، فهو يستخدم في البناء، ومع نمو المستوى الفني والاقتصادي للبلاد، يزداد حجم إنتاج الصلب أيضًا. في العصور القديمة، استخدم الحرفيون صهر البوتقة لإنتاج الفولاذ المصبوب، وكانت هذه العملية منخفضة الإنتاجية وتتطلب عمالة كثيفة، لكن الفولاذ كان عالي الجودة.

بمرور الوقت، تغيرت عمليات إنتاج الفولاذ، وتم استبدال عملية البوتقة بعملية بسمر و طريقة الموقد المفتوحالحصول على الفولاذ، مما جعل من الممكن إنشاء إنتاج ضخم من الفولاذ المصبوب. ثم بدأوا في صهر الفولاذ في الأفران الكهربائية، وبعد ذلك تم إدخال عملية تحويل الأكسجين، مما جعل من الممكن الحصول على معدن نقي بشكل خاص. اعتمادًا على عدد وأنواع مكونات التوصيل، يمكن أن يكون الفولاذ:

• سبيكة منخفضة
• سبائك متوسطة
• سبائك عالية

اعتمادا على محتوى الكربونيحدث:

• منخفض الكربون
• الكربون المتوسط
• نسبة عالية من الكربون.

غالبًا ما يشتمل تكوين المعدن على مركبات غير معدنية - الأكاسيد والفوسفيدات والكبريتيدات؛ ويختلف محتواها اعتمادًا على جودة الفولاذ؛ وهناك تصنيف معين للجودة.

كثافة الفولاذ 7700-7900 كجم/م3، وتتكون الخصائص العامة للصلب من مؤشرات مثل القوة والصلابة ومقاومة التآكل والملاءمة لأنواع مختلفة من المعالجة. بالمقارنة مع الحديد الزهر، يتمتع الفولاذ بقدر أكبر من الليونة والقوة والصلابة. نظرًا للليونة، فهي سهلة المعالجة، حيث يتمتع الفولاذ بموصلية حرارية أعلى، ويتم تحسين جودته عن طريق التصلب.

عناصر مثل النيكل والكروم والموليبدينوم هي مكونات صناعة السبائك، كل منها يعطي الفولاذ خصائصه الخاصة. بفضل الكروم، يصبح الفولاذ أقوى وأصعب، وتزداد مقاومة التآكل. يضفي النيكل أيضًا القوة، فضلاً عن المتانة والصلابة، ويزيد من خصائصه المضادة للتآكل وقابلية الصلابة. يقلل السيليكون من اللزوجة، ويحسن المنغنيز قابلية اللحام وخصائص التصلب.

جميع أنواع الفولاذ الموجودة لديها درجة حرارة الانصهار من 1450 إلى 1520 درجة مئويةوهي سبائك معدنية قوية ومقاومة للاهتراء ومقاومة للتشوه.

الحديد الزهر وخصائصه الرئيسية

أساس إنتاج الحديد الزهر هو أيضًا الحديد والكربون، ولكن على عكس الفولاذ، فهو يحتوي على المزيد من الكربون، بالإضافة إلى شوائب أخرى على شكل معادن سبائكية. إنها هشة وتتكسر دون تشوه واضح. يعمل الكربون هنا كالجرافيت أو السمنتيت وذلك بسبب محتواه من عناصر أخرى ينقسم الحديد الزهر إلى الأنواع التالية:

تعتمد درجة انصهار الحديد الزهر على محتوى الكربون الموجود فيه، فكلما زاد وجوده في السبيكة، انخفضت درجة الحرارة، وكذلك زادت سيولته عند تسخينه. وهذا يجعل المعدن غير بلاستيكي وسائلًا وهشًا وصعب المعالجة. نقطة انصهارها هي من 1160 إلى 1250 درجة مئوية.