همه ما می‌دانیم که عناصر زیادی در طبیعت وجود دارد. برخی از این عناصر، با وجود داشتن مزایای منحصربه فرد، نمی‌توانند سوددهی مستقیمی برای انسان داشته باشند. بعضی دیگر نیز علی رغم دارابودن فایده مستقیم، به دلیل اینکه اثرگذاری غیرمستقیم آنها بیشتر است، با ترکیب و یا تغییر آنها مورد استفاده افراد، صنایع و سازمان‌ها قرار می‌گیرند. در واقع منظور از استفاده غیر مستقیم این است که عنصر خامی که در طبیعت موجود است را با عناصر و یا مواد دیگر ترکیب کنند تا بشود از آنها استفاده بیشتری نمود. به این مواد ترکیب شده آلیاژ می‌گویند. یکی از این عناصر طبیعی که آنها را با مواد دیگر ترکیب می‌کنند، آهن می‌باشد. از ترکیب آهن، آلیاژهای گوناگونی تولید می‌شود که یکی از معروف‌ترین آنها فولاد است. در این مقاله از آهن نجومی قصد داریم که درباره تفاوت آهن و فولاد به عنوان یکی از آلیاژهای آن بیشتر حرف بزنیم. همچنین شما می‌توانید برای دریافت مشاوره و راهنمایی جهت خرید محصولات مورد نیاز خود با کارشناسان حاضر در مجموعه آهن نجومی در ارتباط باشید.
سنگ آهن چیست؟
سنگ آهن در ابتدا باید از معدن آهن استخراج شود. پس از استخراج آهن آنها را به قطعات کوچکتر تقسیم کرده و به سوی کوره‌هایی برای حرارت دادن می‌برند. پس از ذوب شدن ماده اولیه و خام آهن به دست می‌آید. سپس از این مواد خام، آلیاژهای گوناگون آهن را تولید می‌کنند. این آهن‌های خام به چند دسته تقسیم می‌شوند که در زیر انواع آنها را نام می‌بریم:
- آهن خام خاکستری
گاهی اوقات آهن را به طور ملایم سرد می‌کنند که نتیجه این سرد شدن آهسته، ماندگاری کربن گرافیت شده در آن‌هاست. این کربن‌های گرافیت شده، موجب تیره شدن بافت آهن می‌شوند که به آنها آهن خاک خاکستری می‌گویند.
- آهن خام نیمه خاکستری
این آهن برای ساخت آلیاژ آهن مانند چدن و فولاد استفاده می‌شود. آهنگ نیمه خاکستری ما بین آهن سفید و خاکستری است.
- آهن سفی
اگر آهن را به طریقی سرد کنند که به سرعت انجام شود، کربن آن حالت گرافیکی به خود خواهد گرفت و در نهایت این عمل، آهنی تولید می‌شود که سفید به نظر می‌رسد. این نوع از آهن همان آهنی است که در ساخت آلیاژهایی مثل فولاد به کار می‌رود. در این آهن خام، سیلیسیم به مقدار کمی وجود دارد. پس جنس آن محکم اما ترد است.( کاملا برعکس آهن خاکستری)
تفاوت آهن معمولی و خالص
آهن‌ها را معمولا بر اساس موارد مختلفی دسته‌بندی می‌کنند که تقسیم‌بندی بر حسب گرافیک و میزان کربن به کار رفته در آنها یکی از آن است. در این میان، برخی آهن را با آهن خالص یکی می‌دانند، در صورتی که آهن‌ها از لحاظ خلوص در دو گروه معمولی و خالص قرار می‌گیرند. در ادامه هریک از آنها را تعریف می‌کنیم:
- آهن معمولی
عمده آهن‌هایی که در روزمره دیده می‌شوند و با آن سروکار داریم، آهن‌های معمولی و یا همان آهن هستند. این آهن‌ها خاصیت چکش‌خواری متوسطی دارند. منظور از چکش‌خواری حالتی از ماده است که در اثر ضربه به آن، به جای شکستن یا خرد شدن، تغییر شکل بدهد. آهن خالص و فلزاتی مانند طلا و نقره و مس دارای خاصیت چکش‌خواری هستند. اما عناصری مانند کربن از این ویژگی برخوردار نیستند.
در فلزات چکش‌خواری مانند آهن، هرچه ناخالصی‌های غیر چکش‌خوار مانند کربن، در آنها بیشتر باشد، آن فلز شکننده‌تر یا به اصلاح تردتر است. آهن معمولی نیز چون به میزان معقولی کربن در آن به کار رفته، پس در نتیجه خاصیت چکش‌خواری متوسطی دارند. (البته این میزان ترد بودن به مراتب از آهن خام بسیار کمتر است.) از آهن عادی مصارف زیادی می‌شود اما عمده کارکرد آنها در ماشین‌آلات صنعتی و همچنین ساختمانی است.
- آهن خالص
در این آهن به مراتب از نوع قبلی، کربن کمتری به کار رفته است. اما در عوض کربن، در آن سرباره وجود دارد که موجب شده این آهن شکل فیبری به خود بگیرد. از آهن خالص برای ساخت آلیاژ فولاد استفاده می‌شود.
اصلی ترین تفاوت فولاد و آهن
اکنون پس از بررسی مختصر سنگ آهن و نحوه تولید آن می‌خواهیم تفاوت آهن را با یکی از آلیاژهای پرکاربرد ساخته شده‌اش، یعنی فولاد بیان کنیم. بدین منظور در ادامه به تعریف فولاد و عناصر به کار رفته در آن می‌پردازیم.
فولاد معروف‌ترین آلیاژ آهن است. فولاد از آهن سفید و خام تهیه می‌شود. برای شروع تهیه این آلیاژ، آهن سفید را با با مقداری آهن قراضه ترکیب می‌کنند و سپس آنها را حرارت می‌دهند. در طی این حرارت‌دهی، مواد زائد جهت ساخت فولاد از آن خارج می‌شود. لازم به ذکر است که در ساخت فولاد، عناصر دیگری نیز به کار می‌رود که در زیر به شرح آنها خواهیم پرداخت:
کربن (Carbon)
به اندازه‌ای که میزان کربن در فولاد را تغییر دهند، خواص فیزیکی آن نیز تغییر می‌کند. کربن، باعث ترد شدن فولاد، افزایش مقاومت کششی و سختی فولاد و کاهش دمای ذوب آن می‌شود. با کمتر کردن میزان کربن موجود در فولاد، آن نرم‌تر شده و خاصیت چکش‌خواری آن افزایش می‌یابد. بنابراین با این فولاد نرم نمی‌توان ابزار ساخت.
سیلیسیم(Silicon)
سیلیسیم باعث افزایش مقاومت و سختی فولاد می‌شود و آن را ترد و رنگش را تیره می‌نماید. همچنین سیلیسیم باعث کاهش قابلیت چکش‌خواری فولاد می‌شود.
مگنز(Magnesium)
وجود عنصر منگنز در فولاد نیز همانند سیلیسیم، باعث کاهش خاصیت چکش‌خواری فولاد شده و مقاومت آن را افزایش می‌دهد. درصد منگنز موجود در فولاد بین 1-0.5 درصد وزن آن می‌باشد. این نوع فولاد برای ساخت ساچمه به کار می‌رود.
کروم(Chromium)
کروم باعث افزایش استقامت فولاد شده و نیز دارای خاصیت ضد زنگ است که از آن برای ساخت کارد و قاشق و چنگال استفاده می‌کنند.
مس(Copper)
عنصر مس موجود در فولاد مهمترین عامل برای جلوگیری از زنگ زدگی فولاد در برابر رطوبت است.
در انتها لازم به ذکر است که فولاد به علت ویژگی شکل‌پذیری و استقامت بالایی که دارد، در صنعت ساختمان‌سازی و مصالح ساختمانی بسیار موثر بوده و از مهمترین اجزای آن به شمار می‌رود. اما همانطور که گفته شد خواص آن بسته به میزان کربنی که در فولاد به کار رفته، متفاوت می‌باشد.
سخن آخر
در این مقاله سعی شد در ابتدا با کلیات عنصر آهن و نحوه تولید و استخراج آن به طور مختصر توضیحاتی را ارائه دهیم. چرا که این آشنایی برای درک تفاوت آهن و فولاد با یکدیگر یک نیاز اساسی بوده است. همچنین در این مقاله متوجه شدیم که فولاد یک نوع آلیاژ است که از ترکیب آهن با چند عنصر دیگر به دست می‌آید. در نتیجه کاربردهای آن نیز متفاوت است. حال چنانچه خواندن این مطلب برای شما مفید و مورد استفاده واقع شد، می‌توانید برای دریافت مشاوره و یا خرید انواع آهن و فولاد با ما در شرکت آهن نجومی در ارتباط باشید و یا نظرات، انتقادات و پیشنهادات خود را با ما از طریق وب سایت این مجموعه به اشتراک بگذارید. از همراهی شما سپاسگزاریم.
