آهن فلزی از عناصر واسطه جدول مندلیف است که با نماد شیمیایی Fe در این جدول مشخص شده است. همچنین این فلز از لحاظ جرم، بزرگترین عنصر سازنده زمین است. از زمانی که تمدن های باستان توانایی کار با فلزات را یافتند از آهن برای ساخت سلاح و ابزار استفاده می کردند و این فلز از همان ابتدای تمدن بشر تا کنون مورد استفاده قرار گرفته و در بسیاری از صنایع کاربرد دارد. امروزه با ترکیب عناصر دیگر همچون کربن در درصدهای مختلف آلیاژهای فولاد و چدن را تولید می کنند که کاربردهای بسیاری در صنعت دارد. امروزه فولاد در اشکل مختلف همچون ورق استیل، لوله، پروفیل و… و گریدهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. گریدهای 304 و 316 از پرکاربردترین گریدهای فولاد هستند. اگر مایل به آشنایی با ورق استیل 304 هستید پیشنهاد می کنیم مقاله مربوط را مطالعه نمایید. در ادامه این مقاله به معرفی فلز اهن و آلیاژهای فولاد و چدن و تفاوت های این 3 خواهیم پرداخت.
تفاوت فلز آهن، فولاد و چدن در چیست؟
سنگ آهن یکی از سنگ های ارزشمند موجود در معادن سنگ می باشد. در کارخانه های تولید فولاد و آهن، این سنگ ذوب می شود و به محصولات متنوعی مانند انواع فلزات و آلیاژها تبدیل می شود.
آهن، فولاد و چدن از ذوب شدن سنگ آهن در کوره های ذوب به دست می آیند. کوره های ذوب سنگ آهن، فلز آهن را تولید می کنند و سپس از آهن تولید شده، فولاد و چدن به دست می آید.
از تفاوت های این سه فلز می توان به میزان مقاومت، قدرت چکش خوری، خاصیت ضد زنگ بودن، انعطاف پذیری و … آنها اشاره کرد.
به طور کلی فلز آهن (Iron) در برابر رطوبت دوام نمی آورد و زنگ می زند. همچنین آهن به دلیل داشتن درصد بالایی از کربن، در برابر ضربه های محکم دوام نمی آورد. این فلز به دلیل ترد بودن به راحتی در مقابل ضربه ها می شکند.
در این میان چدن و فولاد با عنصر روی پوشانده شده اند و در برابر رطوبت دوام می آورند. اما مقاومت آنها در برابر فشار و ضربه از فلز آهن کمتر می باشد.
در این میان فولاد و چدن به دلیل داشتن کربن کمتر، به خوبی چکش می خورند.
دیگر تفاوت فلز آهن، فولاد و چدن را می توان در قابلیت انعطاف پذیری آنها دانست. به طوری که فلز آهن از قدرت انعطاف پذیری بسیار کمتری نسبت به فولاد و چدن برخوردار می باشد و نمی توان به راحتی آن را به شکل های متفاوت تبدیل کرد.
تفاوت این فلز ها در میزان کربن استفاده شده در ترکیبات آنها نیز می باشد. به طوری که کربن موجود در فولاد از مقدار کربن موجود در چدن کمتر می باشد.
در این میان کربن موجود در آهن از کربن موجود در چدن و فولاد بیشتر می باشد.
آهن چیست؟
وقتی سنگ آهن در کوره های ذوب آهن، ذوب می شود، آهن خام تولید می شود. آهن خام در دو دسته آهن خالص و آهن معمولی قرار می گیرد. این دو نوع آهن نیز دارای مقدار متفاوتی از کربن می باشند.
فلز آهن از سطحی صاف، درخشان و رنگ خاکستری برخوردار است. این فلز از پرمصرف ترین فلزات در جهان می باشد.
آهن از مقاومت بالایی برخوردار می باشد و به دلیل ترکیبات موجود در خود در بسیاری از صنایع کاربرد دارد. از این فلز می توان در ساخت انواع میخ ها، مهره ها، نبشی ها و … استفاده کرد.
آهن خام به سه نوع آهن خاکستری، نیمه خاکستری و سفید تقسیم بندی می شود. هر کدام از این آهن ها دارای کاربردهای مختلفی هستند.
فولاد چیست؟
فولاد نوعی آلیاژ با درصد مشخصی از کربن می باشد. به دلیل وجود کربن کم در ترکیبات فولاد، این آلیاژ دارای خصوصیات مختلفی می باشد. ماده اولیه فولاد، آهن خام سفید می باشد.
انواع فولادها را می توان از نظر مقدار کربن به چند دسته پر کربن، کم کربن و کربن متوسط تقسیم بندی کرد.
گفتنی است که استحکام فولاد بسیار بالا است اما از خصوصیت جوشکاری خوبی برخوردار نمی باشد.
فولاد در هنگام تولید به دو شکل طولی و تخت فرآوری می شود. از نوع طولی فولاد برای ساخت میلگرد، ریل های راه آهن، تیر آهن، نبشی و … استفاده می شود.
اما از نوع تخت انواع فولاد برای ساخت ناودانی ها، مفتول ها و … استفاده می گردد.
شاید برایتان جالب باشد: ورق استیل 304
چدن چیست؟
به طور کلی ماده اولیه تولید چدن، آهن خام خاکستری می باشد. اما می توان گفت که چدن نیز نوعی آلیاژ است که از ترکیب آهن و کربن به دست می آید.
چدن یکی از مواد اولیه ساخت بسیاری از ظروف آشپزخانه می باشد، چون از ظروف آلومینیومی ارزان تر است.
یکی از ترکیبات موجود در چدن، عنصر سیلیکون می باشد که میزان استفاده از آن سبب می شود، آلیاژ چدن به دو دسته چدن سفید و چدن خاکستری تقسیم شود.
چدن خاکستری در تولید چرخ دنده ها، بلوک های سیلندر، جعبه دنده ها و … استفاده می شود. چون می تواند گرمای زیادی را تحمل و آن را هدایت کند و در برابر لرزش دوام بیاورد.
در این میان از چدن سفید نیز در تهیه آسیاب ها، لوله های آب و فاضلاب، میله های بالابر مورد نیاز در صنعت ساختمان سازی، پروانه های پمپ و … استفاده می شود.
این آلیاژ توانایی شکل پذیری خوبی دارد و در برابر فرورفتگی ها مقاوم می باشد. همچنین این آلیاژ می تواند از خاصیت انعطاف پذیری و کششی بالایی برخوردار باشد. قابل ذکر است که قیمت این فلز نسبت به دیگر فلزات کمتر می باشد.
