انواع آهن و کاربردهای آنها را توضیح دهید؟
انواع آهن و کاربردهای آنها
فولاد را میتوان به آهنی که حاوی کربن کمتر از ۲ درصد است، تعریف کرد. فولاد را می توان به صورت زیر تقسیم کرد:
۱- فولاد کربنی
الف- فولاد کم کربن: فولادی است با محتوای کربن ۰.۲۵ درصد و عناصری برای بهبود خواص مکانیکی مانند مس، وانادیوم و نیکل به آن اضافه می شود.
موارد استفاده: از این فولاد در ساخت پل، ستون و مخازن تحت فشار استفاده می شود.
ب- فولاد با کربن متوسط: حاوی کربن ۰.۲۵% تا ۰.۶% است.این نوع فولاد با خنک سازی سریع عمل می کند که منجر به بهبود خواص مکانیکی آن می شود.همچنین عناصری به آن اضافه می شود تا آلیاژهای مختلف با مکانیکی خوب تشکیل شود. برخی از این عناصر کروم و مولیبدن هستند.
موارد استفاده: در ساخت چرخ دنده ها و در ساخت شفت های انتقال و چرخ های قطارهای راه آهن استفاده می شود.
ج – فولاد پرکربن: درصد کربن موجود در آن از ۰.۶% تا ۱.۴% کربن متغیر است و ممکن است عناصری مانند کروم، تنگستن و وانادیوم به آن اضافه شود تا مقاومت آن در برابر سایش و خوردگی افزایش یابد. دارای سختی بالا و ازدیاد طول کم است.
موارد استفاده آن: در ساخت انواع ابزارهای برش و ساخت ابزارهایی که در ماشین آلات به کار می روند استفاده می شود.
د – فولاد ضد زنگ حاوی درصد کربن از ۰.۱% تا ۰.۴% کربن و حاوی ۱۱% کروم و ۸% نیکل علاوه بر برخی عناصر مانند نیکل و مولیبدن است.
موارد مصرف: این نوع فولاد در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می گیرد، اما عمدتاً برای صنایعی که به مقاومت بسیار بالایی در برابر زنگ زدگی نیاز دارند استفاده می شود.
۲- فولاد دمای بالا:
که از آن دیگ های بخار ساخته می شود، زیرا دوام خود را در دمای پیوسته از ۵۰۰ تا ۶۰۰ درجه سانتیگراد حفظ می کند و مولیبدن عنصر اصلی آلیاژی در این فولاد است.
۳- فولاد ابزار:
درصد کربن بیشتری نسبت به ساختمان دارد و در ماشین آلات کارگاهی برای برش کلیه مواد در صنایع مهندسی با تراشکاری، حفاری، تراشیدن و ابزار دقیق استفاده می شود و با افزودن کروم، مولیبدن، کبالت و وانادیم تولید می شود. .
هدف از کار فولاد آلیاژی
۱- بهبود خواص مکانیکی مانند انعطاف پذیری
۲- بهبود مقاومت در برابر زنگ زدگی و مقاومت در برابر دمای بالا.
۳- بهبود خواص برش در ماشین های در حال کار.
اهمیت صنعت آهن و فولاد
اهمیت صنعت آهن و فولاد به عنوان بخشی که نقش مؤثری در توسعه دارد به دلیل ارتباط نزدیک آن با بسیاری از صنایع دیگر است که عبارتند از:
۱) صنایع تغذیه کننده صنعت فولاد مانند معدن. ، دیرگدازها و فروآلیاژها.
۲) صنایعی که محصولات خود را مصرف می کنند که مهمترین آنها صنعت خودرو، کشتی، لوازم خانگی، کنسرو، صنعت تجهیزات و بسیاری از صنایع مهندسی دیگر می باشد، همچنین ارتباط نزدیکی بین صنعت فولاد و پروژه های تاسیساتی و خدماتی وجود دارد. به عنوان پروژه آب و فاضلاب که از لوله های فولادی استفاده می کند، علاوه بر بخش نفت و گاز طبیعی که معمولاً مقادیر زیادی لوله فولادی در خطوط حفاری، اکتشاف و انتقال مصرف می کند، مصرف صنایع مهندسی، بخش نفت و … تاسیسات آب و فاضلاب معمولا در محصولات مسطح فولادی مانند صفحات و نوارها متمرکز می شود.بخش ساخت و ساز و مسکن یکی از مهم ترین بخش های مصرف کننده محصولات فولادی در قالب محصولات طولی مانند میلگرد و بخش های ساختمانی است.
موارد فوق اهمیت این صنعت و نقش آن در رشد سایر بخش ها و صنایع را به ما نشان می دهد و صنعت آهن و فولاد یکی از صنایعی است که فرصت های شغلی جدیدی را فراهم می کند، زیرا نقش آن در این راستا محدود به تحقق نیست. تنها نیازهای خود را دارد، اما به ایجاد فرصت‌های شغلی در صنایع خوراک دام گسترش می‌یابد. از نظر آماری مشخص شده است که هر فرصت شغلی در صنعت آهن و فولاد حدود ۹ فرصت شغلی را در سایر صنایع فراهم می‌کند و هر واحد سرمایه‌گذاری در صنعت فولاد باز می‌شود. ده برابر فرصت های سرمایه گذاری در بخش های تغذیه و مصرف این صنعت.
فواید قتصادی آهن
اگر بخواهیم کارهایی را که آهن و مشتقات آن در راس ضروریات خود قرار دارند محدود کنیم، به زمان و فکر بیشتری نیاز خواهیم داشت زیرا عملاً وارد ساخت هر نیاز اساسی و لوکس روزانه ما می شود و حتی ما دریابید که هر لحظه و بدون اینکه متوجه باشیم با آن سروکار داریم… شروع از مسکن با آهنی که استفاده می کنیم تا واگن ها و ماشین هایی که با آن ها حرکت می کنیم به کارخانه هایی که در آن کار می کنیم، به ابزار و ماشین آلات. برای ساختن وسایل مکانیکی و الکتریکی که در خانه‌هایمان استفاده می‌کنیم، تا ابزارهایی که در آشپزی، خوردن و آشامیدن استفاده می‌کنیم، و بسیاری از موارد دیگر که نمی‌توان در مقاله‌ای مانند این خلاصه کرد..!
آهن پرمصرف ترین فلز در جهان است به طوری که تولید آهن ۹۵ درصد از تولید جهانی فلزات را به خود اختصاص می دهد و به دلایل زیادی که مهم ترین آن هزینه پایین تولید و ویژگی های عالی آن مانند چقرمگی، دوام و سختی آن میباشد. علاوه بر مزایای بسیار دیگری که آهن را به ماده ای ضروری تبدیل کرده است، به ویژه در ساخت بدنه خودروها، کشتی ها و سازه های عظیم هواپیما، علاوه بر تجهیزات ساختمانی و قطعات مکانیکی مختلف میباشد.
از این رو آهن یکی از مهمترین مواد اولیه مورد نیاز صنعت و یکی از مهمترین خواسته های کشورهای صنعتی و یا کشورهایی است که به سمت صنعت و توسعه فنی به ویژه آلیاژها و آلیاژهای مدرن پیش می روند. که بهترین ویژگی های فلزی را برای رفع نیازهای مدرن و تکنولوژیکی ترکیب می کند.
تا اواسط قرن هجدهم پس از میلاد، میزان فولاد تولید شده در سراسر جهان بسیار ناچیز بود. در اواخر قرن هجدهم، چدن در ساخت و ساز در مقیاس محدود مورد استفاده قرار گرفت، زیرا بیشتر ساختمان ها از نظر اندازه نسبتا کوچک بودند و با استفاده از سنگ، آجر یا چوب ساخته می شدند.
از اوایل قرن نوزدهم میلادی، آهن مصارف صنعتی زیادی دارد. شاید مهم ترین آنها ساخت ریل های راه آهن و چرخ های واگن های راه آهن باشد. در دهه آخر قرن نوزدهم به پایان رسید، زمانی که فولاد به ماده اصلی مورد استفاده در ساختمان های بزرگ تبدیل شد.
آهن مصارف مهم دیگری نیز داشت، مانند میخ، لوله، تجهیزات نظامی، ابزار فلزی، قطعات کوچک ماشین آلات و صفحات قلع که به عنوان ظروف غذا استفاده می شد.
و با رسیدن به فولاد، آهن تولیدی به ماده اولیه اصلی در صنعت فولاد تبدیل شد و حتی امروزه به یکی از مهمترین کاربردهای عملی آن تبدیل شد. آهن کوره بلند غیر فولادی ممکن است در ریخته گری برای تولید اقلام ریخته گری مانند لوله های آب، لوله های تخلیه، اجزای تجهیزات سنگین و بسیاری از قطعات کوچک مورد استفاده در صنایع ریلی و خودرو استفاده شود.
منبع : آموزش ساخت و ساز
