همه چیز درباره فلز آهن
حضور فلز آهن در زندگی انسان ها از حدود 3200 ال پیش آغاز شد و کاربرد آهن طیف وسیعی از مصارف کشاورزی و اسلحه جنگی را در ابتدا شامل میشد . آهنگری به یک حرفه مهم تبدیل شد و با آهن کار می کردند تا خواص آن را تغییر داده و آن را مواد را به ابزار تبدیل کنند و برای دفاع یا استفاده ابزاری از آن استفاده کنند . هر روستا و شهرک یک مغازه آهنگری را در خود جای می داد ، که در آن میخ ها ، گاوآهن ، شمشیرها ، سرنیزه ها ، نرده های حفاظتی ، نعل ها و…… چندین کاربرد دیگر را از فلز آهن شدنی میکردند و در زندگی روزمره و حفاظت از خود و قبیله ها در برابر حیوانات وحشی و دشمنان استفاده میکردند . ارزش کشف آهن به دلیل تسلط این ماده در کاربردهای اجتماعی و نظامی منجر به آنچه که به عصر آهن معروف شده است ، انجامید. اکنون نیز صنایع فلزی گلنرده سعید نمونه تکامل یافته فعال در زمینه تولید محصولات در عصر نوین درشاخه تولید قطعات گل نرده ، انواع درب های فرفورژه و دهها محصول دیگر است که کلیه دانش خود را از همان ریشه کنجکاوی بشر نسبت به فلز آهن دنبال کرده است . پس همراه ما باشید با کلیاتی از آهن
انواع آهن کدامند ؟
دو نوع عمده آهن تا کنون تولید شده است : آهن فرفورژه و فلز چدن.
آهن فرفورژه
- اولین نوع آهن که توسط آهنگران تولید و کار می کرد ، آهن فرفورژه بود.
- این فلز آهن تقریباً عنصری خالص (Fe) است
- که قبل از اینکه با چکش فرم داده شود ، در یک کوره گرم می شود.
- سپس ضربه چکش بیشتر سرباره ها را از مواد بیرون می کشد و ذرات آهن را با هم جوش می دهد.
- پس از فرم دهی های مد نظر آهن فرفورژه به قطعات گلنرده تبدیل میشود که از آن محصولات زیادی تولید میشود
چند نوع آهن وجود دارد ؟
آهن گرافیتی ، آهن خاکستری ، آهن سفید ، آهن انعطاف پذیر و آهن ندولار رایج ترین نوع فلز آهن بشمار میروند
کاربرد آهن فرفورژه در انقلاب صنعتی
در طول انقلاب صنعتی و تسریع در فعالیت های ساختمانی ، ویژگی جدیدی از آهن فرفورژه کشف شد. استحکام کششی بالا (مقاومت در برابر شکست در هنگام تنش) استفاده از تیرها را در پروژه های بزرگ ساختمانی مانند پل ها و ساختمان های بلند مرتفع فراه میکرد . با این حال ، استفاده از آهن فرفورژه برای این منظور در اوایل قرن بیستم تا زمانی که محصولات فولادی با عملکرد برتر به آهن برای مصارف ساختمانی تولید شدند ، تا حد زیادی کنار گذاشته شد.
استفاده از آهن فرفورژه در دنیای مدرن
آهن فرفورژه به قطعات تزئینی مشهور شده است. کلیساهای قرن پانزدهم و شانزدهم حاوی قطعاتگل نرده ساخته شده توسط صنعتگران ماهر از آهن فرفورژه هستند. در دنیای مدرن نیز محصولاتی از فرفورژه تولید میشود که در سرتاسر دنیا کاربرد داد . صنایع فلزی گلنرده سعید برخی از این محصولات را که خود در تولید آن بیش از 15 سال سابقه دارد به شما عزیازن معرفی میکند :
- انواع نرده های راه پله و اطراف باغات و زمینه های کشاورزی
- انواع نرده های حفاظ پیاده رو
- انواع حفاظ های درب و پنجره
- استفاده از فلز آهن فرفورژه در کلیه حفاظ های روی دیوار
- ( حفاظ شاخ گوزنی ، حفاظ لیلیوم ، حفاظ بوته ای ، حفاظ نخلی ، حفاظ سرنیزه و آبشاری )
- تولید انواع درب های فرفورژه ، درب های سی ان سی ، درب آکاردئونی درب پارکینگ و …
- تولید انواع نیمکت های پارک ، مدرسه و…
فلز چدن
فلز چدن با ذوب آلیاژهای آهن و کربن که میزان کربن آنها بیش از 2٪ است تولید می شود. پس از ذوب شدن ، این فلز درون قالب ریخته می شود.
تفاوت آهن و چدن در چیست ؟
تفاوت اصلی تولید بین چدن و چدن در این است که چدن با چکش و ابزار کار نمی شود.
همچنین تفاوت هایی در ترکیب وجود دارد:
- چدن حاوی 2-4٪ کربن و آلیاژهای دیگر ، و 1-3٪ سیلیکون است
- این ترکیبات موجب میشود تا عملکرد ریخته گری فلز مذاب بهبود بخشیده شود
- مقادیر کمی منگنز و برخی ناخالصی ها مانند گوگرد و فسفر نیز ممکن است وجود داشته باشد.
- تفاوت بین فلز آهن فرفورژه و چدن را می توان در جزئیات ساختار شیمیایی و خصوصیات بدنی نیز مشاهده کرد.
تفاوت چدن و فولاد چیست ؟
اگرچه هر دو فولاد و چدن حاوی اثری از کربن هستند و از نظر ظاهری مشابه هستند ، اما بین این دو فلز تفاوت های چشمگیری وجود دارد
- فولاد حاوی کمتر از 2٪ کربن است
- که محصول نهایی را قادر می سازد در یک ساختار میکروکریستالی تک جامد کند.
- کربن بالاتر چدن به این معنی است که به عنوان یک آلیاژ ناهمگن جامد می شود
- و بنابراین بیش از یک ساختار میکرو کریستالی موجود در ماده را دارد.
- این ترکیبی از مقدار کربن بالا و وجود سیلیکون است که به چدن چسبندگی عالی می دهد.
- انواع مختلف آهنین با استفاده از روشهای مختلف عملیات حرارتی و فرآوری گرما ، از جمله چدن خاکستری ، چدن سفید ، چدن قابل انعطاف و چدن گرافیتی فشرده تولید می شود
فلز آهن خاکستری
آهن خاکستری با شکل پوسته پوسته شدن مولکولهای گرافیتی موجود در فلز مشخص می شود. هنگامی که فلز شکسته می شود ، شکستگی در امتداد پوسته های گرافیتی رخ می دهد ، که به آن خاکستری رنگی روی سطح فلز شکسته شده می دهد. نام آهن خاکستری از این ویژگی به دست می آید.
با تنظیم میزان سرمایش و ترکیب ، می توان اندازه و ساختار ماتریس پوسته های گرافیتی را در طول تولید کنترل کرد. آهن خاکستری به اندازه سایر اشکال چدن قابل انعطاف نیست و استحکام کششی آن نیز کمتر است. با این وجود ، این هدایت گرمائی بهتری است و از سطح میرایی ارتعاش نیز بالاتر است. این استحکام میرایی از 20 تا 25 برابر بیشتر از فولاد و نسبت به سایر آهن آلات ریخته گری بالاتر است. همچنین چدن خاکستری نسبت به سایر آهنین چدنی آسانتر است و خاصیت مقاومت در برابر سایش آن را به یکی از بالاترین حجم چدن محصولات تبدیل کرده است.
محصولات حصارکشی ما از آهن خاکستری ساخته شده است. میرایی لرزش و مقاومت در برابر سایش ، خواصی هستند که باعث می شوند این ماده در بسیاری از برنامه های خیابانی مناسب باشد. آهن خاکستری خام همچنین یک پتینه تولید می کند که آن را از خوردگی مخرب حتی در بیرون از منزل نیز مصون می کند.
فلز آهن سفید
با داشتن کربن مناسب و سرعت خنک کننده بالا ، اتم های کربن با آهن ترکیب می شوند تا کاربید آهن را تشکیل دهند . این بدان معناست که در مواد جامد کمی مولکول های گرافیتی آزاد میشوند .
اصطلاح آهن سفید چیست ؟
هنگامی که آهن سفید برش خورده است ، صورت شکسته به دلیل عدم وجود گرافیت ، سفید به نظر می رسد. ساختار میکرو کریستالی سیمانی با مقاومت فشاری بالا و مقاومت در برابر سایش بسیار سخت و شکننده است. در برخی از کاربردهای تخصصی ، مطلوب است که آهن سفید روی سطح محصول باشد. این امر می تواند با استفاده از رسانای گرما مناسب برای ساختن بخشی از قالب بدست آید. این باعث می شود تا حرارت از فلز مذاب به سرعت از آن ناحیه مشخص خارج شود ، در حالی که بقیه ریخته گری با سرعت کمتری خنک می شود.
بهترین آهن سفید چیست ؟
محبوب ترین درجه های آهن سفید ، آهن Ni-Hard است.
افزودن آلیاژهای کروم و نیکل به این محصول برای کاربردهای سایشی با کشش کم ، خاصیت عالی می دهد.
آهنهای سفید و آهنی های سخت تحت طبقه بندی آلیاژهای تحت عنوان ASTM A532 قرار می گیرند.
فلز آهن قابل انعطاف
- آهن سفید از طریق فرآیند عملیات حرارتی می تواند به آهن قابل انعطاف تبدیل شود.
- یک برنامه طولانی گرم کردن و سرمایش منجر به تجزیه مولکول های کاربید آهن می شود
- و مولکول های گرافیتی آزاد را به داخل آهن منتقل می کند.
- سرعت خنک کننده های مختلف و افزودن آلیاژها ، آهن قابل انعطاف پذیری را با ساختار میکروکریستالی ایجاد می کند.
آهن ندولار چیست
- چدنی انعطاف پذیر یا آهن گره ای ، با افزودن منیزیم به آلیاژ ، خواص ویژه ای را کسب میکند که به آن آهن ندولار میگویند
- وجود منیزیم باعث می شود که گرافیت بر خلاف پوسته های چدن خاکستری به شکل کروی شکل یابد.
- مقادیر کمی ناخالصی ها مانند گوگرد و اکسیژن با منیزیم واکنش نشان می دهند
- و بر شکل مولکول های گرافیت تأثیر می گذارند.
- مقادیر مختلفی از آهن قابل انعطاف با دستکاری در ساختار میکروکریستالی در اطراف کروی گرافیتی تشکیل می شود.
- این امر از طریق فرآیند ریخته گری یا عملیات حرارتی به عنوان مرحله پردازش پایین دست حاصل می شود.
آهن گرافیتی فشرده
آهن گرافیتی فشرده دارای ساختار گرافیتی و خواص مرتبط با آن است که ترکیبی از آهن خاکستری و سفید است.
- ساختار میکروكریستالی در اطراف پوسته های شفاف گرافیت كه به هم پیوسته اند ، تشکیل شده است.
- آهن گرافیتی جمع و جور از استحکام کششی بالاتر و قابلیت ارتجاعی بهتر نسبت به آهن خاکستری برخوردار است.
- ساختار و خصوصیات میکروکریستالی را می توان از طریق عملیات حرارتی یا اضافه کردن آلیاژهای دیگر تنظیم کرد
