المعادن الشخصي: كل شيء عن الصلب

والصلب ، الذي يعد أهم مواد البناء في العالم ، عبارة عن سبيكة حديدية تحتوي على ما بين 0.2 و 2 في المائة من الكربون بالوزن.

التاريخ

كان ظهور إنتاج الصلب التجاري في أواخر القرن التاسع عشر نتيجة لإيجاد السير هنري بسمر طريقة فعالة لخفض محتوى الكربون في الحديد الزهر. عن طريق خفض كمية الكربون في الحديد إلى حوالي 2 في المائة ، يتم إنتاج المعدن المعدني الأصعب والأكثر صلابة من الفولاذ.

ومع ذلك ، للحصول على عرض 360 من تاريخ الصلب ، سيكون عليك العودة إلى 4000 سنة إلى بداية العصر الحديدي. لقد كان الصلب معنا منذ فترة طويلة.

إنتاج

اليوم ، يتم إنتاج معظم الفولاذ بواسطة طرق الأكسجين الأساسية (المعروفة أيضًا باسم صناعة الصلب الأساسية للأكسجين أو BOS). تستمد BOS اسمها من العملية التي تتطلب أن يتم نفخ الأكسجين في الأوعية الكبيرة التي تحتوي على الحديد المنصهر والصلب الخردة.

على الرغم من أن BOS تمثل أكبر حصة من إنتاج الصلب العالمي ، إلا أن استخدام أفران القوس الكهربائي (EAF) آخذ في النمو منذ أوائل القرن العشرين ويمثل الآن حوالي ثلث إنتاج الصلب.

درجات

وفقا لرابطة الصلب العالمية ، هناك أكثر من 3500 درجة مختلفة من الفولاذ ، والتي تشمل الخصائص الفيزيائية والكيميائية والبيئية الفريدة. قد تتساءل كيف يمكن أن يكون هناك العديد من درجات الفولاذ المختلفة عندما يتكون الفولاذ فقط من الحديد والكربون.

ويرجع ذلك إلى أن كمية الكربون ، وكذلك مستوى الشوائب وعناصر السبائك الإضافية ، تحدد خصائص كل درجة من الفولاذ ، وتصل هذه التركيبات إلى أعداد كبيرة جدًا. يصنف الصلب التجاري عموما إلى أربع مجموعات اعتمادا على محتوى سبائك المعادن وتطبيقات الاستخدام النهائي:

1. فولاذ الكربون (الذي يحتوي على فولاذ منخفض الكربون ، وكربون متوسط ​​، وكربوني عالي)
2. سبائك الفولاذ (والتي تشمل هذه السبائك المعدنية الشائعة مثل المنغنيز والسيليكون والنيكل والكروم )
3. الفولاذ المقاوم للصدأ (الذي يحتوي على حوالي 10 في المئة من الكروم وتصنف على أنها الأوستنيتي ، من الحديد ، و martensitic)
4. فولاذ الأدوات (وهو فولاذ مصقول مع درجة حرارة عالية ومعادن صلبة ، مثل الموليبدينوم والتنجستين )

يحتوي الفولاذ على مجموعة واسعة من تركيبات سبيكة ، والتي تسمح لها أن تكون لها خواص ميكانيكية متنوعة.

الخصائص

يتم إنتاج أنواع مختلفة من الفولاذ وفقًا للخصائص المطلوبة لتطبيقاتها ، وتستخدم أنظمة تصنيف مختلفة لتمييز الفولاذ بناءً على هذه الخصائص ، والتي تشمل الكثافة ، والمرونة ، ونقطة الانصهار ، والتوصيل الحراري ، والقوة ، والصلابة (وغيرها). ولصنع أنواع مختلفة من الفولاذ ، يغير المصنعون نوع وكمية المعادن السبائكية ، وعملية الإنتاج ، والطريقة التي يعمل بها الفولاذ لإنتاج منتجات معينة.

وفقًا للمعهد الأمريكي للحديد والصلب (AISI) ، يمكن تصنيف الفولاذ بشكل عام إلى أربع مجموعات وفقًا لتركيباتها الكيميائية:

1. فولاذ الكربون
2. سبائك الفولاذ
3. الفولاذ المقاوم للصدأ
4. أداة فولاذ

تطبيقات

إنها خصائص الفولاذ التي جعلتها أكثر المواد المعدنية استخدامًا والأكثر إستخدامًا على الأرض. من الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ عالي الحرارة إلى منتجات الكربون المسطحة ، تقدم أشكال الصلب المختلفة والسبائك خصائص مختلفة لتلبية مجموعة واسعة من التطبيقات. لهذه الأسباب ، بالإضافة إلى مزيج المعدن من قوة عالية وتكلفة إنتاج منخفضة نسبيًا ، تجعل تطبيقات الفولاذ من الفولاذ معدنًا دائمًا وجماليًا يستخدم اليوم في عدد لا يحصى من المنتجات.