ما الفرق بين الحديد و الصلب؟ ما هي العوامل التي تسببت في كثرة استخدام الفولاذ؟ ما هو أهم فرق بين الحديد والصلب من الإنتاج إلى التطبيق؟ كيف يمكن التمييز بين الحديد والصلب؟ يمكن غالبًا الخلط بين الحديد والصلب. ومع ذلك ، هناك اختلافات جوهرية بين هاتين المادتين. تعتبر عوامل القوة والمتانة والتآكل والتكلفة والقدرة على التكيف والاستقرار من أهم الاختلافات بين الحديد والصلب. تأتي هذه الاختلافات من التركيب الكيميائي والخصائص.
ما الفرق بين الحديد و الصلب؟
الصلب عبارة عن سبيكة تتكون من عناصر مثل الحديد والكربون. لكن الحديد عنصر نقي يوجد بكثرة في قشرة الأرض. الحديد هو في الواقع المعدن الأساسي المستخدم في صناعة الصلب ويساهم في القوة الإجمالية للفولاذ. في العصور القديمة ، كان يتم استخدام الحديد المدرفل أو الحديد الزهر عادة ، والذي تم استبداله بالفولاذ مع حدوث الثورة الصناعية. بدأت القوة والميزة الاقتصادية للصلب على الحديد حقبة جديدة من تشييد المباني.
ما هو الفرق الرئيسي بين الحديد والصلب؟
يعد الحديد والصلب من أكثر المواد المستخدمة على نطاق واسع في مختلف الصناعات ، وخاصة صناعة البناء. يتم تحويل خام الحديد إلى صلب تحت عمليات مختلفة ويتم استخدامه. في هذه المقالة ، بالإشارة إلى الفرق الرئيسي بين الحديد والصلب ، سيتم فحص تطبيق وخصائص كل منهما.
مقدمة عن خام الحديد
يعد خام الحديد أحد أهم الموارد الطبيعية وأكثرها استخدامًا. في الماضي ، كان خام الحديد يستخدم خامًا ، ولكن اليوم تستخدم هذه المادة القيمة مثل الحديد والصلب والحديد الزهر ، إلخ. في الواقع ، يعتبر الحديد والصلب والحديد الزهر مشتقات من خام الحديد. يعود عصر الحديد إلى سنوات عديدة مضت ، أي قبل المسيح بحوالي 1400 سنة. تؤكد بعض الأعمال المتبقية من ذلك الوقت في أرمينيا الحالية هذا جيدًا.
الحديد هو المعدن الأكثر استخدامًا في العالم والسبب الرئيسي هو سعره المعقول وقوته العالية. بحيث يتم بناء جميع الهياكل في العالم تقريبًا باستخدام أدوات وأقسام حديدية مصنوعة من مشتقات الحديد. تعتمد قوة وجودة الحديد على نقاوته. نظرًا لأن خام الحديد يحتوي على شوائب ، فمن المهم مدى نقاء المنتج النهائي وكيف يتم تنقيته وبأي عملية.
مقدمة عن خام الصلب
يتم تصنيع حديد التسليح والعارضة وأقسام البناء الأخرى من الفولاذ. يتم الحصول على هذا الفولاذ المذكور من خام الحديد ؛ يتم إنتاج الفولاذ بأنواع مختلفة تستخدم في صناعة المواد الفولاذية من الفولاذ اللين ، اضغط على الرابط لمعرفة المزيد عن الفولاذ اللين.
الصلب هو معدن يتكون من الحديد ، ويحتوي على اثنين من الألف إلى اثنين في المائة من الكربون. تؤدي هذه الكمية المتغيرة من الكربون في الفولاذ إلى اختلاف قوة المنتج النهائي ؛ أي أنه كلما زاد محتوى الكربون في الفولاذ ، زادت قوته. مع زيادة قوة الفولاذ ، تقل قابلية اللحام. تتسبب هذه الخصائص في استخدامات مختلفة للصلب في حالات مختلفة.
الفرق بين الحديد والصلب
يمكن رؤية الفرق الرئيسي بين الفولاذ والحديد من حيث البناء في محتوى الكربون. كمية الكربون في الحديد الخام أقل بكثير ، بينما يحتوي الفولاذ على كمية من الكربون أعلى بكثير من الحديد.
يمكن أن تكون أقصى كمية من الكربون في الفولاذ 2٪ من وزنه. تؤدي إضافة عناصر أخرى أثناء إنتاج الصلب إلى تغيير خصائص المنتج النهائي. على سبيل المثال ، يمكن أن تؤدي إضافة الكروم إلى الفولاذ إلى تحسين خاصية مقاومة الصدأ ، أو يزيد النيكل من قوة الفولاذ.
أهم فرق بين الحديد والصلب
على الرغم من أن الفولاذ عبارة عن سبائك من عائلة الحديد ، إلا أن وجود العديد من عناصر السبائك في التركيب الكيميائي للصلب يجعلها متفوقة على الحديد في العديد من الجوانب. أدى هذا التفوق إلى استخدام أنواع الصلب على نطاق أوسع من الحديد. أهم الفروق بين الحديد والصلب هي:
- قوة عالية
- الوزن والكثافة
- المتانة والاستدامة
- التآكل والصدأ
- فرق التكلفة
- التكيف
- إعادة التدوير
الفرق بين الفولاذ والحديد من حيث القوة والوزن
الصلب قوة لا مثيل لها. إنه أقوى من الحديد وله كثافة أقل. نظرًا لقوتها وتعدد استخداماتها ، فإن الفولاذ يحظى بشعبية كبيرة في مشاريع البناء. عندما دخل الفولاذ في الإنتاج الضخم في منتصف القرن التاسع عشر ، استبدل الحديد باعتباره مادة البناء الرئيسية.
نظرًا لقوته غير العادية ، فإن الفولاذ مفيد جدًا في مشاريع مثل تشييد المباني والسكك الحديدية. تتطلب هذه الأنواع من المشاريع المرونة التي يوفرها الفولاذ. يتمتع الفولاذ أيضًا بقدرة أعلى على تحمل أحمال الشد. تعني قوة ووزن الفولاذ أنه لا توجد إمكانية للالتواء أو التشوه أو الانحناء.
الفرق بين الحديد والصلب من حيث المتانة
عندما تتطلع إلى بناء هيكل يتحمل الوقت والعوامل الجوية ، فإن الفولاذ هو الخيار الأفضل. يمكن أن يتحمل الفولاذ الهيكلي القوة والحرارة الشديدة. هذا يعني أنه يمكن أن يكون شديد المقاومة للحريق والعناصر الأخرى مثل الرياح والأمطار. الصلب أقل عرضة للتآكل من الحديد. تؤثر هذه الميزة في النهاية على سلامة مشروع البناء.
نظرًا لطبيعة الفولاذ متعددة الأغراض ، تعتبر هذه المادة من أكثر المواد مقاومة المستخدمة في البناء. الصلب لا يتشقق أو يلف أو ينقسم أو يفسد. لا يمكن أن يتطابق الحديد مع هذه الخصائص. تعد متانة الفولاذ أحد الأسباب الرئيسية لاهتمامه في مشاريع البناء مقارنة بالحديد. كما أن الفولاذ مناسب أيضًا لإنتاج الأجزاء مثل الكمرات والأقسام البسيطة.
مقاومة التآكل من أهم الفروق بين الحديد والصلب
التآكل هو عملية طبيعية تغير تكوين المعدن من خلال الأكسدة الكيميائية. تتسبب الأكسدة في صدأ المعدن ويتحول لونه إلى البرتقالي أو البني. الفولاذ أكثر مقاومة للتآكل من الحديد ، وهذا فرق مهم آخر بين الحديد والصلب.
الحديد عرضة للأكسدة والصدأ نتيجة لذلك. في حين أن الماء وعوامل أخرى قد تؤثر على طبيعة الفولاذ ، هناك خطوات يمكن اتخاذها لتقليل هذا الخطر وزيادة قوة الفولاذ. يمكن حماية الفولاذ عن طريق طلاء سطحه مثل الطلاء والرش. تعرف على كيفية إزالة صدأ الحديد من هذا الرابط.
فرق التكلفة في الحديد والصلب
في معظم الحالات ، يكون الفولاذ الهيكلي أكثر فعالية من حيث التكلفة من الحديد لاستخدامه في المباني. أدى الإنتاج الضخم للصلب منذ الثورة الصناعية إلى تحويل هذه المادة إلى مادة فعالة من حيث التكلفة من وجهة نظر اقتصادية. ساهمت الزيادة في الإنتاج في صناعة الصلب على مدار الثلاثين عامًا الماضية أيضًا في فعاليتها من حيث التكلفة.
الصلب أخف من الناحية الهيكلية من الحديد. هذا له تأثير كبير على التكلفة الإجمالية للمبنى أثناء البناء. يعتبر إنتاج الصلب أيضًا عملية أرخص من الحديد. تؤثر درجة الفولاذ أيضًا على سعره. لذلك ، فإن الدرجات ذات الخصائص الأفضل لها أسعار أعلى. تتطلب سبائك الحديد الأخرى ، مثل الحديد الزهر ، مستويات إنتاج متزايدة ، مما يعني أن تكاليف إنتاجها أعلى.
الفرق في القدرة على التكيف في الحديد والصلب
عند استخدام الفولاذ في المبنى ، فإنه يوفر المرونة والإبداع. يمكن ثني الفولاذ وتشكيله وفقًا لاحتياجات كل مشروع. هذا هو سبب استخدام الفولاذ لإنتاج أشكال معقدة مثل الأجزاء المجوفة. يعتمد المهندسون المعماريون بشكل متزايد على الفولاذ لطابعه الفريد في التصميم.
غالبًا ما يكون الحديد طريًا جدًا لاستخدامه في شكله النقي. عندما يتم خلطها وخلطها مع الكربون ، تزداد تنوعها. خلال العصر الفيكتوري ، كان الحديد خيارًا شائعًا للمهندسين المعماريين لأنه يمكن أن يملأ الأشكال المعقدة. أدى ذلك إلى إنتاج العديد من العناصر الزخرفية الكلاسيكية التي ما زلنا نراها اليوم. بينما يصنع الحديد أشياء زخرفية رائعة في الهندسة المعمارية ، فهو ليس متعدد الاستخدامات عندما يتعلق الأمر بالبناء.
الفرق بين الحديد والصلب من حيث قابلية إعادة التدوير
يمكن إعادة تدوير كل من الحديد والصلب. في الواقع ، يمكن إعادة تدوير الفولاذ الإنشائي بنسبة 100٪ وهو أحد أكثر المواد استدامة المستخدمة في صناعة البناء. يمكن إعادة تدوير الفولاذ عدة مرات دون أن يفقد متانته واستقراره.
بسبب متانته الجيدة ، يعتبر الفولاذ بديلاً مناسبًا للحديد من وجهة نظر حماية البيئة. في حين أن الحديد قابل لإعادة التدوير بالكامل ، فإنه يعتمد على عملية تصنيع مكثفة. من ناحية أخرى ، انخفض استهلاك الطاقة في إنتاج الصلب بشكل كبير في الثلاثين عامًا الماضية. يستمر هذا الاتجاه مع تقليل الكربون في صناعة الصلب.
درجة حرارة انصهار الحديد والصلب
كلما زاد محتوى الكربون في الصلب، انخفضت درجة حرارة انصهاره وأصبح هشًا. بسبب نقص الكربون ، على عكس الصلب، فإن الحديد لديه درجة حرارة انصهار أعلى وليس هشًا.
كيف نميز الحديد عن الصب؟
أهم طريقة للتمييز بين الحديد والصلب هو الانتباه إلى لونها وخصائصها الميكانيكية أيضًا. الحديد لونه رمادي غامق ، لكن لون الفولاذ أخف ، والخصائص الميكانيكية للحديد ، بما في ذلك القوة والليونة ، أقل من الصب ، ولاستخدامه يجب إضافة مواد مختلفة إليه.
ما هو وجه الشبه بين الحديد والصلب؟
بقدر ما يختلف الحديد والصلب عن بعضهما البعض ، فإن لهما أيضًا أوجه تشابه لأن الجوهر الرئيسي لكليهما هو خام الحديد. في الواقع ، غالبية الفولاذ مصنوع من الحديد. لذلك ، من الطبيعي أن يكون لديهم خصائص متشابهة. أخيرًا ، يعد كلا هذين المعدنين من بين المعادن الأكثر استخدامًا في مختلف الصناعات مثل البناء وتصنيع السيارات وصناعة البناء.
ما هي ميزة الصب على الحديد؟
ليس للحديد النقي أي فائدة في أي صناعة ويجب تحويله إلى مادة قابلة للاستخدام مع إضافات مضافة إلى تركيبته. للصلب ، بما في ذلك مشتقات الحديد ، العديد من المزايا المهمة والعملية على الحديد. نظرًا لوجود الكربون في محتوى مركباته ، فإن الصب يتمتع بمقاومة عالية جدًا مقارنة بالحديد. كما أن مرونتها وقصها ولحامها أكثر من مجرد حديد.
