.png)
آهنو فلزات آهنی، اساس مقاطع فولادی ، آهن ، چدن وفولادهستند. سنگ آهن، مبنای ساخت و تولید آهن و فولاد می باشد. با گداختن سنگ آهن در کوره های آهن گدازی ، آهن خام تولید می گردد و با آهن خام نیز آهن معمولی ، چدن و فولاد را می سازند ، در واقع چدن و فولاد آلیاژهایی از آهن هستند . پرکاربردترین این محصولات ، فلزات آهنی هستند و ۹۵ درصد فلزات تولید شده در سراسر جهان را تشکیل می دهند. آهن فلزی سنگین ، درخشان و خاکستری رنگ است که از سنگ معدن آهن استخراج می گردد . چدن و فولاد نیز از آهن خام یا همان سنگ آهن تولید می گردد و با توجه به قیمت پایین و مقاومت بالای ترکیبات آهن، استفاده از آنها در صنایع مختلف اعم از ساختمانها ، اتومبیلها ، بدنه کشتی‌های بزرگ مقرون به صرفه بوده و توجیه اقتصادی دارد. آهن در صنعت ساختمان به صورت مقاطع فولادی دیگر مانندمیلگرد،تیرآهن،ورق سیاه گالوانیزه رنگی روغنی،نبشی،ناودانی، میخ، پیچ و مهره و ... به کار می رود . جهت آشنایی با تفاوت آهن، فولاد و چدن نیاز است ابتدا آشنایی اجمالی با هریک از این فلزات و ساختار تولید شده آنها داشته باشیم.
سنگ آهن را برای تولید آهن، فولاد و چدن ، در کوره های گداز حرارت داده و محصول خام را می سازند. سنگ آهن مخلوطی از اکسیدهای این عنصر، نمک های معدنی ، سنگ آهک ، سیلیس ، آلومین و ... می باشد . از چهار نوع سنگ می توان در کوره آهن گدازی استفاده نمود.
۱- هیدروکسیدها
۲- اکسیدها
۳- کربنات
۴- سولفور
سنگ آهن مغناطیسی با مگنتیت که ۶۸ درصد وزنش آهن دارد و سنگ آهن سرخ یا هماتیت که ۶۰ درصد وزنش این عنصر را دارد، در دسته هیدروکسیدها قرار می گیرند و در تولید فلزات مورد استفاده قرار می گیرند.سنگ آهنی لیمویی تا قهوه ای که ۵۰ درصد وزنش این عنصر را دارد و در دسته اکسیدها قرار میگیرند.
سنگ آهن مغناطیسی با مگنتیت که ۶۸ درصد وزنش آهن دارد و سنگ آهن سرخ یا هماتیت که ۶۰ درصد وزنش این عنصر را دارد، در دسته هیدروکسیدها قرار می گیرند و در تولید فلزات مورد استفاده قرار می گیرند.
سنگ آهن را پس از استخراج از معدن در سنگ شکن خرد کرده و با انجام عملیاتی خاص آن را برای ورود به کوره آماده می کنند . در ادامه شما را با انواع آهن خام آشنا خواهیم کرد .
کربن ، عامل تفاوت انواع آهن و فلزات آهنی است. میزان کربن در آهن نیز، خاصیت و ویژگی آهن، فولاد و چدن را مشخص می سازد. میزان کربن در آهن خام زیاد است بنابراین ترد بوده و قابلیت چکش خواری و نورد شدن نخواهد داشت زیرا در اثر ضربه خرد می شود ، کربن همچنین دمای ذوب فلزات را نیز کاهش می دهد .
از انواع آهن خام، آهن خالص و آهن معمولی می باشد که میزان کربن آنها از آهن خام کمتر است.
آهن معمولی ( آهن ) :
این آهن حدود ۲ درصد کربن دارد و از طریق کربونیزاسیون آهن خام به همراه مقداری آهن قراضه در کوره به دست خواهد آمده ، دمای ذوب آن پایین و حدود ۱۱۳۰ درجه سانتی گراد بوده ، آهن در هوای نمناک زنگ می زند بنابراین نیاز به ضد زنگ و پوشش های محافظ دارد ، این فلز مصارف متعددی در صنایع مختلف ، ساخت ماشین آلات صنعتی و نیز ساختمان سازی دارد .
آهن خالص ( آهن نرم – آهن ورزیده ) :
این آهن فقط ۰.۰۲ درصد کربن دارد و به دلیل مخلوط شدن مقداری سرباره با آن حالت فیبری به خود دارد ، دمای ذوب آن نسبتا بالا و حدود ۱۵۴۰ درجه سانتی گراد می باشد به همین علت جوشکاری با آن امکان پذیر نیست ، آهن خالص انعطاف پذیر است و مقاومت کششی بالایی دارا می باشد ، مقاومت آن در برابر خوردگی نیز زیاد است و همچنین آهن خالص مصرف ساختمانی ندارد بلکه از آن در ساخت چدن و فولاد استفاده می شود .
چدن، از آهن خام خاکستری تولید می شود که با مقداری قراضه آهن در کوره های مخصوص، ذوب می گردند تا مقداری از کربن آن بسوزد و ناخالصی هایی نظیر گوگرد و فسفر که خصوصیات آن را تا حد زیادی تحت تاثیر قرار می دهند ، به صورت سرباره خارج گردد ، حال فلز مذاب باقی مانده که حاوی مقداری منگنز نیز می باشد ، چدن نام دارد . آلیاژهای چدن، آهن ، کربن ، منگنز و سیلیسیم است. منگنز چدن را سخت می کند و سیلیسیم هم سبب می شود که کربن چدن به صورت گرافیت در آید. میزان کربن در چدن ۳.۵-۲ درصد وزن آن بوده و جنس چدن بستگی به سرعت سرد شدن و نیز جنس آهن خامی دارد که در ساخت آن مصرف می شود. نقطه ذوب چدن بین k ۱۴۷۰-۱۴۲۰ می‌باشد که از هر دو ترکیب اصلی آن کمتر است و آنرا به اولین محصول ذوب شده پس از گرم شدن همزمان کربن و آهن تبدیل می‌کند ، چدن بسیار محکم ، سخت و شکننده می‌باشد ، چدن حتی چدن گرمای سفید موجب شکستن اجسام می‌شود قیمت نسبتا پایین و نیز ویژگی های چدن سبب استفاده از آن در صنایع مختلف شده است ، در صنعت ساختمان از چدن برای ساخت لوله های آب و فاضلاب ، نرده ، کف پوش ، یراق آلات و ... استفاده می شود .