الصلب وأنواعه، وهذا الاسم يطلق على نوع من الفولاذ المقاوم للصدأ، وذلك لأن الفولاذ الصلب لا يصدأ بسرعة مثل الفولاذ الكربوني العادي، ويصدأ الفولاذ في ظل عدد من الظروف الخاصة.
يتفاوت هذا في قدرته على مقاومة الصدأ، حسب نسبة الكروم فيه. لذلك، من الضروري اختيار النوع المناسب والمناسب من الفولاذ والفولاذ المتين وفقًا للعمل المراد تطبيقه.
ما هو الفولاذ؟
وهكذا، فإن الفولاذ عبارة عن سبيكة من الحديد تحتوي على أقل من 2٪ من عنصر الكربون و 1٪ من عنصر المنجنيز.
وتتراوح نسبة الكروم بين 5٪ و 30٪، والنيكل والموليبدينوم حوالي 8.5٪، وتحتوي أيضًا على نسب صغيرة من كل منهما ؛
- عنصر السيليكون.
- وهكذا فإن عنصر الفوسفور.
- عنصر الكبريت.
- الأكسجين.
والصلب المسمى الفولاذ المقاوم للصدأ هو أحد العناصر التي لا تصدأ ولا تتآكل، ويرجع ذلك إلى تكوين طبقات مركبة رقيقة غير مرئية من عنصر أكسيد الكروم.
وبذلك يتم إلصاقها بسطح المعدن مما يعمل على مقاومة الصدأ والتآكل، فكلما زادت نسبة الكروم في الفولاذ، زادت فعاليته كطبقة واقية.
أنظر أيضا: أنواع المعادن واستخداماتها
أنواع الصلب
أول فولاذ كربوني
يتم تصنيف الفولاذ الكربوني إلى ثلاث فئات.
- يحتوي الفولاذ على أقل من 0.3٪ كربون.
- يحتوي هذا الفولاذ على متوسط 0.3٪ إلى 0.6٪ كربون.
- فولاذ يحتوي على أكثر من 0.6٪ كربون.
يحتوي الفولاذ السبائكي على العديد من العناصر مثل:
- عنصر المنغنيز.
- عنصر السيليكون.
- وكذلك النيكل.
- عنصر التيتانيوم.
- هكذا هو عنصر النحاس.
- والكروم.
- هذا هو عنصر الألومنيوم
كل هذه العناصر بنسب مختلفة.
أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ
وبالتالي، يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ على 10٪ إلى 20٪ عنصر كروم كمكون رئيسي، وله نسبة عالية من مقاومة الصدأ.
هناك ثلاثة أنواع من الفولاذ المقاوم للصدأ.
- يحتوي الفولاذ الأوستنيتي على 18٪ كروم و 8٪ نيكل وأقل من 0.8٪ كربون.
- وهكذا، يحتوي الفولاذ الفريتي على 12٪ إلى 17٪ كروم، وأقل من 0.1٪ كربون وكمية صغيرة جدًا من النيكل.
- يحتوي الفولاذ المارتنسيتي على 11٪ إلى 17٪ كروم، وأقل من 0.4٪ نيكل، و 1.2٪ كربون.
تحتوي الأجهزة الفولاذية على التنجستن والموليبدينوم والكوبالت والفاناديوم وكل هذا بكميات مختلفة، مما يزيد من مقاومة الحرارة، قوة الفولاذ أكبر بكثير من الحديد ألف مرة.
يعد الحديد أحد العناصر الرئيسية للإنتاج، ويعد الفولاذ أحد أكثر العناصر وفرة في قشرة الأرض بعد الأكسجين والألمنيوم والسيليكون، مما يجعله عنصرًا مثاليًا لإنتاج معدات القطع والحفر.
أكثر المعادن شيوعًا لعنصر الصلب
وبالتالي، من بين المعادن المتوفرة بكثرة في عنصر الفولاذ:
- معدن الكربون. يدخل كعنصر تقوية في العناصر المتبقية، ويتم الاحتفاظ بمعدن الكربون وفقًا لمرونة وقابلية اللحام للسبيكة.
- المانجا. يزيد القوة والصلابة والمتانة.
- وهكذا، الفوسفور ومعدن النحاس. كلاهما يعزز القوة ويعمل على مقاومة الصدأ والتآكل بسبب العوامل الجوية.
- معدن الكبريت. تؤثر المستويات العالية من عنصر الكبريت على ليونة ونقص الصلابة وتؤثر على قابلية اللحام.
- حتى معدن السيليكون. إنه أحد المؤكسدات القوية المستخدمة في إنتاج المعدن الصلب، يؤثر السيليكون على القوة والصلابة ودرجة المتانة.
يحتوي معدن الصلب على كميات صغيرة من الألومنيوم والأكسجين والنيتروجين وكميات أخرى مضافة عن قصد ؛
- نيكل.
- كروم
- تيتان.
- بور.
- الموليبدينوم.
- النيوبيوم.
كل هذه العناصر والمعادن تؤثر على خصائص الصلابة والقوة والليونة.
عملية إنتاج الصلب
- وعليه نجد بعد تعدين خام الحديد أنه يحتوي على نسب عالية من الكربون وهذا يجعل من الصعب تحقيق النتائج المرجوة.
- يتم صهر خام الحديد ومعالجته لتقليل كمية الكربون فيه. تتم إضافة العديد من العناصر المختلفة إلى الآلية بنسب مختلفة، ثم يتم صب الفولاذ وإنتاجه على شكل سبائك.
- وبالتالي، فإن الفولاذ الحديث مصنوع من الحديد الزهر، حيث يتم إنتاج 40٪ من الفولاذ الحديث باستخدام عملية فرن الأكسجين الأساسي (BOF).
- يتم إنتاج ربع الفولاذ في العالم بطريقة القوس الكهربائي، ويتم إنتاج سدس الفولاذ في العالم بطريقة فرن المجمرة المفتوحة.
- وبالتالي، من خلال الدول الصناعية المتقدمة، يتم استبدال هذه الطريقة بطريقة فرن الأكسجين الأساسي والقوس الكهربائي.
راجع أيضًا عيوب ومزايا سخان غاز تورنادو
حقائق الصلب
هناك العديد من الحقائق عن الفولاذ مثل:
- يبلغ متوسط عمر المعدن الصلب حوالي أربعين عامًا.
- يحتوي منتج الصلب الحديث على ما معدله 37٪ من الفولاذ المعاد تدويره.
- في عام 2017 بلغت كمية الفولاذ المستخدم في العالم حوالي 1587 مليون طن.
تم توسيع استخدامه للصلب بشكل كبير في:
- 51٪ في المباني والبنية التحتية.
- 12٪ في صناعة السيارات والنقل.
- في صناعة المعادن: 11٪.
- 15٪ في إنتاج المعدات والأجهزة الميكانيكية.
يستخدم الفولاذ في العديد من الصناعات. يعتبر الفولاذ المقاوم للصدأ من المواد المثالية للاستخدام حيث يستخدم في إنتاج المعدات الطبية لما يتمتع به من سهولة في التنظيف والتعقيم وقدرته على مقاومة التآكل والصدأ والخدوش.
أهم استخدامات للصلب
استخدام الفولاذ منخفض الكربون
يعتبر الفولاذ الكربوني من أكثر أنواع الفولاذ شيوعًا لأنه يستخدم:
- يتم استخدامه في إنتاج هياكل السيارات ومكوناتها.
- يتم استخدامه في جميع أنواع البناء.
- يتم استخدامه في إنتاج خطوط السكك الحديدية.
- يتم استخدامه في إنتاج أنابيب الغاز والنفط والسفن.
- يتم استخدامه في إنتاج الأدوات للمنشآت البحرية.
- يتم استخدامه في إنتاج صهاريج التخزين.
- يتم استخدامه في إنتاج المسامير والبراغي والصواميل.
- يتم استخدامه في إنتاج محركات الطائرات.
- يتم استخدامه في إنتاج التوربينات الغازية.
- يتم استخدامه في صناعة السكاكين والأدوات المنزلية.
- يتم استخدامه في إنتاج الكهرباء.
الخواص الفولاذية والكيميائية
يحتوي الفولاذ على أكثر من 3500 نوع، وفقًا لتقرير صادر عن جمعية الصلب العالمية، ويحتوي على العديد من الخصائص البيئية.
تؤثر الخصائص الفيزيائية والكيميائية على كمية الكربون والشوائب على مستوى السبيكة، حيث يقع تصنيف الفولاذ التجاري وفقًا لمحتوى سبيكة المعدن في أربعة أنواع تجارية رئيسية، وهي:
فولاذ كربوني
يمثل هذا النوع من الصلب 90٪ من الإنتاج العالمي للصلب، حيث تقل نسبة المنجنيز عن 1.65٪، والسيليكون – 0.6٪، والنحاس – 0.6٪، ويجب ألا تتجاوز الكمية الإجمالية للعناصر المضافة 2٪ .ح. و
منخفض الكربون الصلب
نسبة الكربون فيه 0.05-0.19٪.
معدن الكربون المتوسط
محتوى الكربون هو 0.2-0.49٪.
ارتفاع الكربون الصلب
يحتوي على 0.5٪ كربون.
خليط معدني
يحتوي على العديد من المعادن مثل المنجنيز والنيكل والسيليكون والكروم.
سبائك الصلب عالية القوة منخفضة (HSLA)
يمثل أقل من 0.05٪ كربون.
ستانلس ستيل
يمثل 10٪ من الكروم.
أدوات الصلب
الفولاذ ممزوج بعدد من المعادن الصلبة.
انظر أيضًا الكيمياء الحرارية في معالجة المواد
هنا نحن أصدقائنا ومتابعينا الأعزاء قدمنا لكم بالتفصيل مقالتنا عن الفولاذ وأنواعه.