كيفية التمييز بين الحديد الزهر والصلب. كيفية تمييز الحديد الزهر عن الفولاذ في المنزل بدون معدات خاصة

منتجات الصناعة المعدنية المستخدمة غالبًا في الحياة اليومية هي الحديد الزهر والصلب. كلتا المادتين عبارة عن سبيكة فريدة من الحديد والكربون. لكن استخدام مكونات متطابقة في الإنتاج لا يمنح المواد خصائص مماثلة. الحديد الزهر والصلب هما مادتان مختلفتان. ما هي اختلافاتهم؟

فُولاَذ

لصنع الفولاذ، تحتاج إلى دمج الحديد والكربون والشوائب. وفي هذه الحالة يجب ألا يزيد محتوى الكربون في الخليط عن 2%، كما يجب ألا يقل محتوى الحديد عن 45%. يمكن أن تكون النسبة المتبقية في الخليط عناصر صناعة السبائك (المواد التي تربط الخليط، على سبيل المثال، الموليبدينوم والنيكل والكروم وغيرها). بفضل الكربون، يكتسب الحديد القوة والصلابة الشديدة. وبدون مشاركته سيتم الحصول على مادة لزجة وبلاستيكية.

الحديد الزهر

يتم أيضًا دمج الحديد والكربون معًا لإنتاج الحديد الزهر. فقط محتوى الأخير في الخليط يزيد عن 2٪. بالإضافة إلى المكونات المذكورة، يحتوي الخليط على شوائب دائمة: السيليكون والمنغنيز والفوسفور والكبريت ومضافات السبائك.

اختلافات

في علم المعادن هناك عدد كبير إلى حد ما من أنواع الفولاذ. يعتمد تصنيفها على كمية هذا المكون أو ذاك في الخليط. على سبيل المثال، ينتج المحتوى العالي من عناصر الربط فولاذًا عالي السبائك (أكثر من 11٪). بالإضافة إلى ذلك هناك:

• سبائك منخفضة - ما يصل إلى 4% مكونات ملزمة؛
• سبائك متوسطة - ما يصل إلى 11٪ من عناصر التوصيل.

• معدن منخفض الكربون – ما يصل إلى 0.25% درجة مئوية؛
• معدن كربوني متوسط ​​- ما يصل إلى 0.55% درجة مئوية؛
• نسبة عالية من الكربون – تصل إلى 2% ج.

وأخيرًا، اعتمادًا على محتوى الشوائب غير المعدنية التي تتشكل نتيجة التفاعلات (على سبيل المثال، الأكاسيد والفوسفيدات والكبريتيدات)، يتم التصنيف وفقًا للخصائص الفيزيائية:

• جودة عالية بشكل خاص؛
• جودة عالية؛
• جودة؛
• الصلب العادي.

هذا أبعد ما يكون عن التصنيف الكامل للصلب. وتتميز الأنواع أيضًا ببنية المادة وطريقة الإنتاج وما إلى ذلك. ولكن بغض النظر عن كيفية دمج المكونات الرئيسية، فإن النتيجة هي مادة صلبة ومتينة ومقاومة للتآكل والتشوه بثقل نوعي يبلغ 7.75 (حتى 7.9) جم/سم 3 . تتراوح درجة انصهار الفولاذ من 1450 إلى 1520 درجة مئوية.

على عكس الفولاذ، يعتبر الحديد الزهر أكثر هشاشة، ويتميز بقدرته على الانهيار دون تشوهات متبقية ملحوظة. في هذه الحالة، يتم تقديم الكربون نفسه في السبيكة على شكل جرافيت و/أو سمنتيت، وبالتالي تحدد الكمية أنواع الحديد الزهر:

• الأبيض - كل الكربون اللازم موجود في شكل سمنتيت. المادة بيضاء عند الكسر. من الصعب جدا، ولكن هشة. يمكن معالجته ويستخدم بشكل أساسي لإنتاج الصنف القابل للطرق؛
• الرمادي – الكربون على شكل جرافيت (شكل بلاستيكي). أنها لينة، ومعالجتها بسهولة (يمكن قطعها) ولها نقطة انصهار منخفضة؛
• طيع - يتم الحصول عليه بعد تلدين طويل لمظهر أبيض، مما يؤدي إلى تكوين الجرافيت. يؤثر التسخين (أكثر من 900 درجة مئوية) ومعدل تبريد الجرافيت سلبًا على خصائص المادة. وهذا يجعل عملية اللحام والمعالجة صعبة؛
• عالي القوة - يحتوي على جرافيت كروي يتكون نتيجة التبلور.

موقع الاستنتاجات

1. الصلب أقوى وأصلب من الحديد الزهر.
2. الحديد الزهر أخف من الفولاذ وله نقطة انصهار أقل.
3. نظرًا لانخفاض محتواه من الكربون، فإن معالجة الفولاذ (اللحام والقطع والدرفلة والتزوير) أسهل من الحديد الزهر.
4. لنفس السبب، يتم تصنيع منتجات الحديد الزهر فقط عن طريق الصب.
5. المنتجات المصنوعة من الحديد الزهر أكثر مسامية (بسبب الصب) من تلك المصنوعة من الفولاذ، وبالتالي فإن موصليتها الحرارية أقل بكثير.
6. عادةً ما تكون المنتجات الفنية المصنوعة من الحديد الزهر سوداء اللون وغير لامعة، في حين أن المنتجات المصنوعة من الفولاذ خفيفة ولامعة.
7. يتميز الحديد الزهر بموصلية حرارية منخفضة، بينما يتمتع الفولاذ بموصلية حرارية أعلى.
8. الحديد الزهر هو المنتج الرئيسي للمعادن الحديدية، والصلب هو المنتج النهائي.
9. لا يتم تصلب الحديد الزهر، لكن بعض أنواع الفولاذ يجب أن تخضع لإجراءات تصلب.
10. المنتجات المصنوعة من الحديد الزهر يتم صبها فقط، والمنتجات المصنوعة من الفولاذ يتم تزويرها ولحامها.

إن تطور الصناعة وإنشاء المواد الاصطناعية لا يمكن أن ينتقص من مزايا وفوائد المواد التقليدية. وتشمل هذه الحديد الزهر والصلب. هذه بعض من أقدم السبائك المألوفة للحضارة الإنسانية.

غالبًا ما تشتمل تقنية أعمال الإصلاح والتصميم على أنواع مختلفة من المعالجة. يمكن ان تكون:

• ميكانيكي
• المواد الكيميائية
• الحرارية
• كهربائيا
• البلازما وأنواع أخرى من المعالجة.

على الرغم من أن الحديد الزهر والصلب يختلفان عن بعضهما البعض باختلاف بسيط في محتوى الكربون، إلا أن طرق وطرق التأثير على العوامل على هذه السبائك تختلف وتتطلب طرقًا مختلفة لنفس الطريقة للتأثير على شكل المعدن وبنيته.

العوامل المؤثرة على معالجة الفولاذ والحديد الزهر

لكي لا تهدر الأموال والموارد، من المهم جدًا معرفة كيفية التعرف على الحديد الزهر أو الفولاذ.

• اختيار قطب اللحام
• زاوية شحذ الحفر
• وضع الحفر والطحن

هذه ليست كل العوامل التي يمكن أن تعقد حياة وعمل الشخص الذي يحدد نوع المعدن بشكل غير صحيح. يعد تقليل الميكانيكية والقوة وانتهاك فترات الإصلاح المضمونة شرًا أكبر بكثير يمكن أن يؤدي إلى الإضرار بالإنتاج والميزانية في حالة حدوث خطأ.

التعريف البصري

كيف يمكنك تمييز الحديد الزهر عن الفولاذ بصريًا دون اللجوء إلى طرق الاختبار المدمرة؟ إذا كان هناك سؤال حول لحام جزء متصدع من جزء أو حتى قطعة سقطت، فمن الممكن فحص انهيار أو هيكل الكراك. من المرجح أن يكون المعدن الموجود على الجزء المصنوع من الحديد الزهر باللون الرمادي الداكن مع سطح غير لامع. في ظل نفس الظروف، سيكون للكسر الفولاذي لون رمادي فاتح، أبيض تقريبًا، مع لمعان لامع.

إن طبيعة الشقوق الموجودة على سطح السبائك عالية الكربون تشبه الشقوق الموجودة على الفخار؛ فالسبائك منخفضة الكربون تكون عرضة للتشوه البلاستيكي ولهذا السبب يكون للتشقق شكل تمزق المادة البلاستيكية.

بناءً على عيوب السطح، يمكن تحديد الحديد الزهر فقط، الذي تم سكبه في القالب عند درجة حرارة منخفضة، ولم تتم معالجته لاحقًا، ولم يتم تطبيق طبقة طلاء زخرفية. في مثل هذا المنتج، تكون الحبوب الصغيرة نصف الكروية مرئية، والتي تتشكل بسبب عدم التساقط بسبب انخفاض درجة الحرارة.

لا تنس الطريقة البصرية الصحيحة لتحديد المادة. تتطلب معايير GOST السوفيتية والحديثة والأجنبية وجود علامات مادية على جميع المنتجات المصبوبة. في الصب المحلي، الرموز MF، HF، KCH - وهذا يعني الحديد الزهر. L45، 45HL، 110G2S - يشير إلى استخدام صب الفولاذ لهذا العنصر.

التحديد الميكانيكي عن طريق الحفر

الحديد الزهر عالي القوة مع الجرافيت العقدي يشبه إلى حد كبير منتجات الصلب من حيث الجودة والشكل البصري. إن اختبار المنتج عن طريق تمزيقه باستخدام آلة اختبار الشد ليس مبررًا أو معقولًا تمامًا. للقيام بذلك، يمكنك تحديد منطقة غير عاملة وغير واضحة على المنتج وحفرها ليس إلى العمق الكامل باستخدام مثقاب ذو قطر أدنى. هيكل الحديد الزهر يجعل الرقائق غير قادرة على التشكيل في لوش ملتوي. شوائب الجرافيت، حتى لو لم تكن مرئية، تفتت الرقائق في مرحلة تكوينها. تطحن هذه النشارة في يديك وتتحول إلى غبار وتترك علامة سوداء على يديك، مثل قلم رصاص بسيط.

نشارة الفولاذ قادرة على تشكيل لوش أطول من طول المثقاب نفسه، ولا تنهار في يديك. عند السرعات العالية، يصبح لونه مشوهًا على السطح.

التحديد الميكانيكي عن طريق الطحن

يمكنك التعامل مع مسألة تحديد المادة باستخدام طاحونة (طاحونة الزاوية). كما في الطريقة السابقة، نختار قسمًا لا يمثل مستوى احتكاك أو لوحة تلامس أو أي عنصر تصميم مهم آخر. عند تشغيل الآلة، نتلامس مع السطح قيد الدراسة ونراقب شكل الشرر ولونه.

في منتجات الحديد الزهر، ستكون هذه شرارة قصيرة ذات لون محمر على العجلة المسننة في نهاية المسار.

في المنتجات المعدنية، ستكون حزمة الشرر أكبر نسبيًا، وستكون المسارات أطول، وسيكون الشرر أبيض أو أصفر مبهر.

إذا كان هناك عدم يقين وعدم يقين في الطريقة وتقييمك، فيمكنك أن تأخذ مادة معروفة، على سبيل المثال، مرجل من الحديد الزهر في زاوية المرآب وتحقق من الشرر المتطاير عند معالجته بمطحنة. وفي الوقت نفسه، لا ينبغي لنا أن ننسى أن عددًا من أنواع الفولاذ ذات الأغراض الخاصة، وخاصة المقاومة للحرارة، تنتج شرارة صغيرة الحجم، ذات مسار قصير ولون أحمر كرزي.

لا تغطي هذه المادة الطرق الغريبة للاستخدام المنزلي:

• التحليل الطيفي
• التحليل المجهري
• الوزن وتحديد الحجم.

ولكن بالنسبة لاحتياجات المنزل، فإن الأساليب المذكورة أعلاه أكثر من كافية. بغض النظر عن طريقة وطريقة تحديد المادة، حاول استخدام المخططات والرسومات وغيرها من المعلومات الخاصة بوحدتك أو منتجك. إن كمية المعلومات الموجودة على شبكة الويب العالمية تفوق المخططات ويمكن أن تصل إلى أبعد زاوية في ورشة العمل أو المرآب.

يستخدم الحديد الزهر والصلب - نوعان من مركبات الحديد والكربون - على نطاق واسع في مجموعة واسعة من الصناعات. لكن في بعض الأحيان يصبح من الضروري التمييز بين الحديد الزهر والفولاذ، على سبيل المثال، أثناء الإصلاحات، لأن هذه السبائك لها خصائص مختلفة، وبالتالي تتطلب معالجة مختلفة.

طرق تحديد الحديد الزهر

يمكنك التعرف على الحديد الزهر من خلال كثافة المنتج. قم بوزن الجسم ثم حدد كمية الماء التي يزيحها. بهذه الطريقة سوف تحسب كثافته وتستنتج حول المادة. والحقيقة هي أن كثافة درجات الفولاذ الرئيسية تقع في حدود 7.7 - 7.9 جرام/سم^3، في حين أن كثافة الحديد الزهر الرمادي الأكثر شيوعًا لا تتجاوز 7.2 جرام/سم^3. لكن هذه الطريقة غير موثوقة، إذ يوجد أيضًا حديد زهر أبيض تتراوح كثافته بين 7.6 و7.8 جرام/سم^3. لذلك، لا يمكن استخدامه إلا إذا كنت مقتنعًا تمامًا بأن المنتج مصنوع من الفولاذ أو الحديد الزهر الرمادي.

يمكنك استخدام المغناطيس. يلتصق بالحديد الزهر بشكل أسوأ من الفولاذ. ولكن لا يمكن وصف هذه الطريقة بأنها دقيقة، لأن بعض أنواع سبائك الفولاذ التي تحتوي على نسبة عالية من النيكل لا تجذب المغناطيس تقريبًا.

لذلك، فمن الأكثر موثوقية استخدام إحدى الطرق التالية: تحديد الحديد الزهر باستخدام نوع نشارة الخشب أو الرقائق المشكلة، وكذلك باستخدام آلة الطحن. خذ ملفًا مقطوعًا جيدًا وقم بتشغيله على سطح المنتج عدة مرات. حاول جمع نشارة الخشب الصغيرة التي تتشكل على قطعة من الورق. اطوِ الورقة إلى نصفين وافركها بقوة. إذا كان من الحديد الزهر، فسيكون الورق ملطخًا بشكل ملحوظ؛ وإذا كان من الفولاذ، فلن يكون هناك أي أثر عمليًا.

يمكنك أيضًا حفر المنتج قليلاً باستخدام مثقاب رفيع (بالطبع ليس من الجانب الأمامي، ولكن في مكان غير واضح). وهذا ينتج كمية صغيرة من الرقائق. من خلال مظهره وخصائصه، يمكنك تحديد المادة التي يتكون منها الجزء بدقة. إذا كان من الحديد الزهر، فسوف تنهار النشارة حرفيًا في أصابعك، وتتحول إلى غبار. إذا كانت من الفولاذ، فستبدو النشارة وكأنها زنبرك ملفوف وقد تخدش أصابعك إذا حاولت كسرها.

أخيرًا، يمكنك الحكم على المادة من خلال حجم وشكل ولون الشرر الناتج عند تمرير أداة الصنفرة على طول حافة المنتج. كلما زاد محتوى الكربون، كلما كانت حزمة الشرر الصفراء الفاتحة أكثر إشراقًا وقوة. ومحتوى الكربون في الحديد الزهر أعلى بكثير منه في الفولاذ.

إذا كان هناك شك، فمن الأفضل استخدام قطع من الحديد الزهر والصلب كمعايير ومقارنة شكل وخصائص نشارة الخشب (النشارة)، وكذلك نوع الشرر الناتج، مع ما يتم الحصول عليه عند معالجة هذه العينات.

ما هو الفرق النوعي بين الفولاذ والحديد الزهر؟

• تدرج الصلب والحديد الزهر
  • فُولاَذ
  • الحديد الزهر
• المقاومة للتآكل

يتم استخدام منتجات الحديد الزهر والصلب من الصناعة المعدنية في الحياة اليومية وفي الإنتاج. كلتا المادتين عبارة عن سبائك فريدة من الحديد والكربون. يعلم الجميع أن الحديد يُستخرج من أعماق الأرض بكميات هائلة. ولكن من المستحيل استخدامه في شكله النقي؛ هذا العنصر ناعم جدًا وبالتالي غير مناسب لتصنيع منتجات عالية القوة. لذلك، للأغراض الصناعية والإنشائية والمنزلية، لا يتم استخدام الحديد في شكله النقي، ولكن مشتقاته - الحديد الزهر والصلب. ما هو الفرق بين الصلب والحديد الزهر؟

الحديد الزهر والصلب عبارة عن سبائك من الحديد والكربون.

ويتجلى اختلافهم في العديد من الصفات، كما أن اشتراك العناصر أثناء الإنتاج لا يعطي المادة خصائص متطابقة.

تدرج الصلب والحديد الزهر

العودة إلى المحتويات

مخطط إنتاج الصلب.

لإنتاج الفولاذ، يتم خلط الحديد مع الكربون والشوائب المختلفة. والشرط الأساسي هو أن لا يزيد محتوى الكربون عن 2% (يزيد من القوة)، وأن لا يقل محتوى الحديد عن 45%. ويتكون الباقي من مكونات ربط السبائك (الكروم والموليبدينوم والنيكل، وما إلى ذلك). يزيد الكروم من قوة الفولاذ وصلابته ومقاومته للتآكل. يزيد النيكل من القوة والصلابة والصلابة. يزيد من صفاته المضادة للتآكل والصلابة. يضيف السيليكون القوة والصلابة والمرونة إلى الفولاذ ويقلل من صلابته. يعمل المنغنيز على تحسين قابلية اللحام والصلابة ويميز علماء المعادن بين أنواع مختلفة من الفولاذ. يتم تصنيفها اعتمادا على حجم العناصر المتبقية. على سبيل المثال، يؤدي محتوى أكثر من 11% من معادن السبائك إلى إنتاج فولاذ عالي السبائك. يوجد ايضا:

1. سبائك الصلب منخفضة - ما يصل إلى 4٪.
2. سبائك الصلب المتوسطة - ما يصل إلى 11٪.

الخواص الميكانيكية للصلب.

بناءً على كمية الكربون، يُصنف الفولاذ إلى:

• معدن منخفض الكربون – ما يصل إلى 0.25% درجة مئوية؛
• معدن كربوني متوسط ​​- ما يصل إلى 0.55% درجة مئوية؛
• معدن عالي الكربون - ما يصل إلى 2٪ C.

تكوين العناصر غير المعدنية (الفوسفيدات والكبريتيدات) يصنف المعدن إلى:

• عادي؛
• جودة؛
• جودة عالية؛
• وخاصة الفولاذ عالي الجودة.

ونتيجة لذلك، فإن جميع أنواع الفولاذ عبارة عن سبيكة قوية ومقاومة للتآكل ومقاومة للتشوه مع نقطة انصهار من 1450 إلى 1520 درجة مئوية.

العودة إلى المحتويات

يتضمن إنتاج الحديد أيضًا اندماج الحديد والكربون. الفرق الرئيسي بين الحديد الزهر والصلب هو محتوى الأخير في الخليط. وينبغي أن يكون أكثر من 2٪. بالإضافة إلى ذلك، يحتوي الخليط على شوائب: السيليكون والمنغنيز والفوسفور والكبريت ومعادن السبائك. الحديد الزهر أكثر هشاشة من الفولاذ وينكسر دون تشوه واضح. يتم تمثيل الكربون الموجود في المعدن بالجرافيت أو السمنتيت، بينما يحدد حجم العنصر وشكله أنواع السبائك:

1. الحديد الزهر الأبيض، حيث يتم تمثيل كل الكربون بواسطة السمنتيت. عند كسرها، تكون هذه المادة بيضاء اللون، صلبة جدًا، ولكنها في نفس الوقت هشة. إنه سهل المعالجة ويستخدم لإنتاج مجموعة متنوعة قابلة للطرق.
2. الرمادي - يتم تمثيل الكربون بالجرافيت، مما يعطي المادة اللدونة. ناعمة، سهلة القطع، ذات نقطة انصهار منخفضة.
3. طيع، والذي يتم الحصول عليه من الحديد الزهر الأبيض عن طريق التلدين الخاص (الغليان) في أفران تسخين خاصة عند درجة حرارة 950-1000 درجة مئوية. في الوقت نفسه، يتم تقليل الهشاشة والصلابة المفرطة المميزة للحديد الزهر الأبيض بشكل كبير. لا يمكن تشكيل الحديد الزهر القابل للطرق، ويشير الاسم فقط إلى ليونته.
4. الحديد المرن الذي يحتوي على الجرافيت العقدي يتكون أثناء عملية التبلور.

تحدد كمية الكربون في السبيكة نقطة انصهارها (كلما زاد محتوى العنصر، انخفضت درجة الحرارة وارتفعت السيولة عند تسخينها). ولذلك، فإن الحديد الزهر عبارة عن مادة سائلة وغير بلاستيكية وهشة ويصعب معالجتها مع نقطة انصهار تتراوح من 1150 إلى 1250 درجة مئوية.

العودة إلى المحتويات

المقاومة للتآكل

كلا السبائك عرضة للتآكل، والاستخدام غير السليم سوف يسرع هذه العملية.

تحضير الحديد الزهر من الخام .

يصبح الحديد الزهر مغطى بالصدأ الجاف أثناء الاستخدام. وهذا ما يسمى بالتآكل الكيميائي. يؤثر التآكل الرطب (الكهروكيميائي) على الحديد الزهر بشكل أبطأ من الفولاذ. في البداية، يشير الاستنتاج إلى أن الخصائص المضادة للتآكل للحديد الزهر أعلى بكثير. في الواقع، كلتا السبائكتين معرضتان للتآكل بنفس الدرجة، ولكن بالنسبة لمنتجات الحديد الزهر، تستغرق العملية وقتًا أطول بسبب الجدران السميكة. وهذا، على سبيل المثال، يمكن أن يفسر الفرق في عمر خدمة الغلايات: الفولاذ - من 5 إلى 15 سنة، الحديد الزهر - من 30 سنة.

في عام 1913، قام هاري برييرلي باكتشاف في مجال علم المعادن. اكتشف أن الفولاذ الذي يحتوي على نسبة عالية من الكروم يتمتع بمقاومة جيدة للتآكل الحمضي. هذه هي الطريقة التي ولد بها الفولاذ المقاوم للصدأ. كما أن لها تدرجًا خاصًا بها:

1. الفولاذ المقاوم للتآكل مقاوم للتآكل في الظروف الصناعية والمنزلية الأساسية (النفط والغاز والصناعات الخفيفة والصناعات الهندسية والأدوات الجراحية والأواني المنزلية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ).
2. الفولاذ المقاوم للحرارة مقاوم لدرجات الحرارة المرتفعة والبيئات العدوانية (الصناعة الكيميائية).
3. لقد زاد الفولاذ المقاوم للحرارة من القوة الميكانيكية في درجات الحرارة المرتفعة.

العودة إلى المحتويات

الصدمة الحرارية ومقاومة الصدمات

المؤشرات المقارنة للحديد الزهر والصلب.

غالبًا ما يستخدم الحديد الزهر والصلب في صناعة مراجل التدفئة. في هذه الحالة، تصبح مسألة مقاومة الصدمات الحرارية ذات أهمية خاصة. إذا دخل الماء البارد إلى غلاية من الحديد الزهر ولم يتم تبريدها، فقد تتشقق. الصدمة الحرارية ليست خطرة على منتجات الصلب. الفولاذ أكثر مرونة ويتحمل الاختلافات في درجات الحرارة بشكل جيد. لكن التغيرات الكبيرة والمتكررة في درجات الحرارة في الفولاذ تساهم في ظهور مناطق "متعبة"، ونتيجة لذلك، تشققات في الأماكن التي يضعفها اللحام.

ليونة جيدة تجعل المنتجات الفولاذية مقاومة للأضرار الميكانيكية. إن هشاشة الحديد الزهر تؤدي حتما إلى تكوين الشقوق بسبب الصدمات أو التشوهات.

يتمتع الحديد الزهر الرمادي ببنية أكثر تجانسًا، وزيادة ليونة وخصائص مقاومة للتآكل، كما أنه قادر على تحمل التغيرات الكبيرة في درجات الحرارة.

1. الحديد الزهر أقل متانة وصلابة من الفولاذ.
2. الصلب أثقل وله نقطة انصهار أعلى.
3. إن المحتوى المنخفض من الكربون في الفولاذ، على عكس الحديد الزهر، يجعل من السهل معالجته (الطهي، والقطع، والتشكيل).
4. ولسبب مماثل، يتم إنتاج منتجات الحديد الزهر فقط عن طريق الصب، في حين يمكن تشكيل المنتجات الفولاذية ولحامها.
5. المنتجات المصنوعة من الفولاذ أقل مسامية من تلك المصنوعة من الحديد الزهر، وبالتالي فإن موصليتها الحرارية أعلى بكثير.
6. عادة ما تكون المنتجات المصنوعة من الحديد الزهر سوداء اللون ولها سطح غير لامع، بينما تكون المنتجات المصنوعة من الفولاذ ذات لون فاتح مع سطح لامع.

العودة إلى المحتويات

1. وفقا لكثافة المنتج. من الضروري وزن الجسم وتحديد كمية الماء التي سيزاحها. كثافة الفولاذ تتراوح بين 7.7-7.9 جم/سم3، الحديد الزهر الرمادي - لا يتجاوز 7.2 جم/سم3. هذه الطريقة ليست موثوقة بشكل خاص لأن كثافة الحديد الزهر الأبيض تتراوح بين 7.6 و7.8 جم/سم3.
2. باستخدام المغناطيس. الحديد الزهر أقل مغناطيسية من الفولاذ. عيب هذه الطريقة هو أن الفولاذ الذي يحتوي على نسبة عالية من النيكل لا يجذب المغناطيس عمليًا.
3. الطريقة الأكثر دقة هي تحديد الحديد الزهر باستخدام آلة الطحن ونوع الرقائق المنتجة. يجب أن تأخذ ملفًا ذو حز جيد وتديره على سطح الجسم عدة مرات. يجب جمع نشارة الخشب الناتجة على الورق، مطوية في النصف وفرك بقوة. سوف يصبغ الحديد الزهر الورق بشكل ملحوظ، ولن يترك الفولاذ أي علامات تقريبًا.

يمكنك استخلاص استنتاجات حول المادة من خلال حجم وشكل ولون الشرر الذي يظهر أثناء الطحن. كلما زاد الكربون، كلما كانت حزمة الشرر الصفراء الفاتحة أكثر إشراقًا وأقوى. كما نعلم بالفعل، الحديد الزهر يحتوي على الكربون أكثر من الفولاذ. أيضًا، عند حفر منتج باستخدام مثقاب رفيع، يمكنك تحديد المادة حسب نوع الرقائق. سوف تتحول نشارة الحديد الزهر حرفيًا إلى غبار أمام عينيك، وستتخذ نشارة الفولاذ شكل زنبرك ملفوف.

ما هو الفرق البصري بين الحديد الزهر والصلب؟

21 أكتوبر 2016

يعتقد شخص غير مطلع أن المادة الهيكلية الرئيسية في العصر الحديث هي الحديد. ومن يفهم يعرف أنه تحت كلمة “حديد9raquo؛ يشير هذا إلى سبائك الحديد والكربون - الفولاذ والحديد الزهر. يبدو أن مادتين مختلفتين تمامًا ومن السهل جدًا التمييز بينهما. ومع ذلك، ونظرًا للنطاق الواسع من أنواعها وعلاماتها التجارية، فمن الصعب تحديد الفرق الدقيق في التركيب الكيميائي لبعضها. من المهم أن تكون لديك مهارات إضافية لمعرفة إجابة السؤال: ما الفرق بين الحديد الزهر والفولاذ؟

1. لون رمادي خشن وغير لامع.
2. يذوب عند 1000-1600 درجة مئوية اعتمادًا على التركيبة (للصناعية في المتوسط ​​- 1000-1200 درجة مئوية، يذوب الحديد الأبيض والحديد الخام عند درجات حرارة أعلى).
3. الكثافة: 7200-7600 كجم/م3.
4. السعة الحرارية النوعية: 540 جول/(كجم˚مئوية).
5. صلابة عالية: 400-650HB.
6. ليونة منخفضة، تنهار للغاية عند تعرضها للضغط؛ أعلى قيم الاستطالة النسبية لها حديد الزهر عالي القوة المرن δ = 6-12٪.
7. قوة منخفضة: 100-200 ميجا باسكال، بالنسبة للطرق تصل قيمتها إلى 300-370 ميجا باسكال، بالنسبة لبعض العلامات التجارية ذات القوة العالية - 600-800 ميجا باسكال.
8. يتم تصميمه باستخدام المعالجة الحرارية، ولكن نادرًا وبعناية كبيرة، لأنه يتميز بعملية التكسير.
9. يتم تصنيعه باستخدام عناصر كيميائية مساعدة، ولكن وجود درجة كبيرة من صناعة السبائك يزيد من تعقيد عمليات المعالجة.
10. إنها تتميز بقابلية لحام مرضية، وقابلية تصنيع جيدة، وخصائص صب ممتازة. لا يمكن تزويرها أو ختمها.
11. مقاومة التآكل جيدة ومقاومة التآكل.

الحديد الزهر هو مادة لأجزاء الجسم والكتل ومكونات الآلة التي يتم تصنيعها عن طريق الصب. وهو مكون الشحن الرئيسي لصهر الفولاذ.

تسمى سبائك الحديد والكربون التي تحتوي على الكربون بنسبة لا تزيد عن 2.14٪ والحديد - بما لا يقل عن 45٪ بالصلب. خصائصه الرئيسية:

1. أملس، له لون فضي مع انعكاس مميز.
2. ذوبان في حدود 1450 درجة مئوية.
3. تتراوح كثافتها من 7700 إلى 7900 كجم/م3.
4. السعة الحرارية في درجة حرارة الغرفة: 462 جول/(كجم˚م).
5. صلابة منخفضة، في المتوسط ​​120-250 HB.
6. ليونة ممتازة: يتراوح معامل الاستطالة النسبي δ لمختلف العلامات التجارية من 5 إلى 35٪، وبالنسبة لمعظمها - δ9ge؛
7. متوسط ​​قيم قوة الشد للمواد الإنشائية هي 300-450 ميجا باسكال. للسبائك القوية بشكل خاص - 600-800 ميجا باسكال.
8. يفسح المجال جيدًا لتصحيح الخصائص باستخدام المعالجة الحرارية والكيميائية الحرارية.
9. يتم تطعيمه بعناصر كيميائية مختلفة من أجل تغيير خصائصه والغرض منه.
10. مؤشرات عالية نوعياً لقابلية اللحام وقابلية التشغيل الآلي والقطع.
11. تتميز بمقاومة منخفضة للتآكل.

الصلب هو السبيكة الهيكلية الرئيسية في علم المعادن الحديث والهندسة الميكانيكية وصناعة الأدوات والتكنولوجيا.

تحديد الأصل حسب نوع الجزء

بعد فحص الخصائص التفصيلية لهذه السبائك، يمكنك بثقة استخدام المعرفة حول كيفية اختلاف الحديد الزهر عن الفولاذ. وجود جسم معدني أمامك، شكك في أصله، فمن المنطقي أن تتذكر على الفور الخصائص التكنولوجية المميزة الرئيسية. لذلك، الحديد الزهر هو مادة الصب. يتم استخدامه لإنتاج أطباق بسيطة وأنابيب ضخمة وأغطية للأدوات الآلية والمحركات والأشياء الكبيرة ذات التكوين البسيط. تصنع الأجزاء بجميع أحجامها وتعقيداتها من الفولاذ، حيث تستخدم لهذا الغرض الحدادة والختم والسحب والدرفلة وغيرها من طرق تشكيل المعادن. وبالتالي، إذا كان هناك سؤال حول أصل التعزيز، فلا شك أنه من الفولاذ. إذا كنت مهتمًا بأصل المرجل الضخم، فهو من الحديد الزهر. إذا كنت بحاجة إلى معرفة ما يتكون منه جسم المحرك أو العمود المرفقي، فيجب عليك اللجوء إلى خيارات التعرف الأخرى، حيث أن كلا الخيارين ممكنان.

ميزات اللون وتحليل الهشاشة

من أجل معرفة كيفية التمييز بين الحديد الزهر والفولاذ بالعين، عليك أن تتذكر الاختلافات البصرية الرئيسية. يتميز الحديد الزهر بلون رمادي غير لامع وملمس خارجي أكثر خشونة. يتميز الفولاذ بلونه الفضي اللامع الخاص وبحد أدنى من الخشونة.

من المعلومات المهمة أيضًا حول كيفية التمييز بين الحديد الزهر والفولاذ بصريًا المعلومات حول ليونة هذه المواد. إذا لم تكن قطع العمل أو الأجسام المعدنية التي يتم فحصها ذات قيمة جدية، فيمكنك اختبار قوتها وليونتها من خلال تطبيق قوة التأثير. سوف ينهار الحديد الزهر الهش إلى قطع، في حين أن الفولاذ سوف يتشوه فقط. مع أحمال التكسير الأكثر خطورة، ستكون فتات الحديد الزهر ذات أشكال صغيرة ومتنوعة، وستكون قطع الفولاذ كبيرة الحجم، مع التكوين الصحيح.

قطع وحفر

كيفية التمييز بين الحديد الزهر والصلب في المنزل؟ من الضروري الحصول على غبار ناعم أو نشارة منه. وبما أن الفولاذ لديه ليونة عالية، فإن رقائقه لها أيضًا طابع متعرج. ينهار الحديد الزهر، وعند الحفر تتشكل رقائق صغيرة مع الغبار.

للحصول على الغبار، يمكنك استخدام ملف أو عرموش وشحذ حافة الجزء المعني قليلاً. افحص النشارة الناعمة الناتجة على يدك أو على ورقة بيضاء. يحتوي الحديد الزهر على كميات كبيرة من الكربون على شكل شوائب من الجرافيت. لذلك، عند فرك غبارها، يبقى "أثر" من الجرافيت الأسود. في الفولاذ، يكون الكربون في حالة ربط، لذا فإن التأثير الميكانيكي على الغبار لا يعطي أي نتائج واضحة.

الحرارة والتألق

كيفية التمييز بين الحديد الزهر والصلب؟ تحتاج إلى العمل بالمعدات اللازمة وقليل من الصبر.

في الحالة الأولى، يمكنك اللجوء إلى التدفئة، على سبيل المثال، باستخدام موقد اللحام، وارتداء ملابس واقية خاصة في البداية واتباع قواعد السلامة في العمل. يجب زيادة درجة الحرارة قبل أن يبدأ المعدن في الذوبان. لقد قيل بالفعل أن درجة انصهار الحديد الزهر أعلى من درجة انصهار الفولاذ. ومع ذلك، فإن هذا ينطبق بشكل رئيسي على الحديد الأبيض والحديد الخام. أما بالنسبة لجميع الدرجات الصناعية فهي تحتوي على الكربون بنسبة لا تزيد عن 4.3% وتذوب عند درجة حرارة 1000-1200 درجة مئوية. وبالتالي، يمكن ذوبانه بشكل أسرع بكثير.

إحدى الطرق التعليمية للحصول على معلومات حول كيفية اختلاف الحديد الزهر عن الفولاذ هي استخدام عينة تجريبية على آلة طحن أو تحت عجلة حادة لآلة طحن. ويتم التحليل وفقا لخصائص الشرر. يتميز الحديد الزهر بشرارات حمراء خافتة، بينما يتميز الفولاذ بأشعة قصيرة لامعة ومبهرة ذات صبغة بيضاء صفراء.

صوتها مثل ماذا

ميزة مثيرة للاهتمام هي كيفية التمييز بين الحديد الزهر والفولاذ عن طريق الصوت. يبدو السبائك مختلفين. ليس من الضروري على الإطلاق إنتاج مرافقة موسيقية باستخدام المرافق التجريبية الموجودة. ولكن من الضروري أن يكون لديك كلتا العينتين أو أن يكون لديك أذن ذات خبرة في هذا الأمر. يتميز الفولاذ بكثافة أعلى مما ينعكس على صوته. عندما تضربه بجسم معدني، يكون الصوت أعلى بكثير مما هو عليه في نفس الوضع مع الحديد الزهر.

لكي تعرف كيف يختلف الحديد الزهر عن الفولاذ، يجب أن يكون لديك القليل من المعرفة حول هذه المواد وبعض الخبرة. بعد كل شيء، يمكن للمحترف ذو الخبرة في مجال الحدادة أو الطحن أو الطحن أو الحفر أو الخراطة أو المعالجة الحرارية أو اللحام أو عالم المعادن أو الفني تمييزها بسهولة عن بعضها البعض، وتقييمها فقط بصريًا أو عن طريق اللمس.

11 علامة غريبة تدل على أنك جيد في السرير هل تريد أيضًا أن تصدق أنك ترضي شريكك الرومانسي في السرير؟ على الأقل لا تريد أن تحمر خجلاً وتعتذر.

9 نساء مشهورات وقعن في حب النساء: إن إظهار الاهتمام بأشخاص آخرين من الجنس الآخر ليس بالأمر غير المعتاد. من غير المرجح أن تتمكن من مفاجأة أو صدمة أي شخص إذا اعترفت بذلك.

ماذا يقول شكل أنفك عن شخصيتك؟ يعتقد العديد من الخبراء أنه يمكنك معرفة الكثير عن شخصية الشخص من خلال النظر إلى أنفه. لذلك، عندما تقابلين لأول مرة، انتبهي إلى أنف الشخص الغريب.

على عكس كل الصور النمطية: فتاة مصابة باضطراب وراثي نادر تغزو عالم الموضة، اسم هذه الفتاة ميلاني جايدوس، وقد اقتحمت عالم الموضة بسرعة، صادمة وملهمة ومدمرة للصور النمطية الغبية.

لا تفعل هذا أبدًا في الكنيسة! إذا لم تكن متأكدًا مما إذا كنت تتصرف بشكل صحيح في الكنيسة أم لا، فمن المحتمل أنك لا تتصرف كما ينبغي. وهنا قائمة من تلك الرهيبة.

لماذا تحتاج إلى جيب صغير على الجينز؟ يعلم الجميع أن هناك جيبًا صغيرًا على الجينز، لكن القليل منهم فكروا في سبب الحاجة إليه. ومن المثير للاهتمام أنه كان في الأصل مكانًا للتخزين.

كيفية التمييز بين الحديد الزهر والصلب المصبوب

لا يكمن الفرق بين خردة الحديد الزهر وخردة الفولاذ في التركيب الكيميائي فحسب، بل في المظهر أيضًا. لاختبار الفرق، ستحتاج إلى عجلة طحن، وقطعة معدنية، وموقد لحام، وقناع للوجه وقفازات

الخصائص الفيزيائية للحديد الزهر والصلب المصبوب

يمكنك تمييز المعادن من خلال مظهرها. الحديد الزهر خشن ورمادي اللون غير لامع، في حين أن الفولاذ المصبوب أملس ورمادي فضي اللون.

اختبار الشرارة

سوف تحتاج إلى قطعتين صغيرتين من كل معدن. اضغط على عجلة الصنفرة على حافة كل معدن ولاحظ لون الشرر الذي يتشكل. سيخلق الفولاذ شرارات بيضاء لامعة، بينما سيولد الحديد الزهر شرارات حمراء باهتة.

اختبار سحق

خذ قطعة صغيرة من كل معدن وحاول سحقها. ستجد أن الحديد الزهر سوف ينكسر بشكل عشوائي، في حين أن الفولاذ المصبوب سوف ينكسر إلى قطع طويلة وناعمة ورقيقة بجهد قليل أو بدون جهد.

اختبار ذوبان

ستحتاج في هذا الاختبار إلى قطعة صغيرة من كل معدن حتى تذوب. ارتدِ معدات السلامة الخاصة بك واستخدم شعلة النفخ لإذابة المعدن. كلما زاد عدد الكربون في المعدن، كلما أصبح المعدن أكثر صلابة. سترى أن الحديد الزهر يذوب بشكل أسرع ويتحول إلى اللون الأحمر. يستغرق الفولاذ المصبوب وقتًا أطول في الذوبان ويتحول إلى اللون الأبيض عند صهره.

اختبار الهشاشة

أسقط لوحًا رفيعًا من كل معدن وأسقطه على الأرض ببعض القوة. سوف ينكسر الحديد الزهر إلى عدة قطع، في حين أن الفولاذ لن ينكسر، أو سوف ينكسر إلى قطعتين. وذلك لأن الحديد الزهر أكثر هشاشة من الفولاذ.

ابحث عن مكان غير واضح من الجزء وقم بتمريره فوق المعدن عدة مرات باستخدام مبرد إبرة أو مبرد صغير. فرك نشارة الخشب الناتجة بين أصابعك. سوف يترك الحديد الزهر العادي لونًا أسودًا جرافيتيًا مميزًا على الجلد.
سيكون الأمر أكثر وضوحًا إذا قمت بفرك نشارة الخشب بين أوراق الورق الأبيض. برادة الصلب لن تلوث الورق.

يمكنك تحديد ما إذا كانت المادة التي أمامك من الحديد الزهر أو الفولاذ بشكل تجريبي: من خلال لون الشرارة وشكلها.
قم بتشغيل المطحنة وخذ جزأين أو فراغات تعرفها: الفولاذ والحديد الزهر. أطلق الشرر منهم واحدًا تلو الآخر وقارن. بعد ذلك، راجع نفس التفاصيل المتعلقة بالجزء الذي تشك فيه. استخلص استنتاجًا بناءً على أكبر تشبيه مع العينات.
الشرر الذي يحدث عند طحن الفولاذ هو عبارة عن جزيئات صغيرة من المعدن المنصهر تتطاير بشكل عرضي على محيط العجلة عند نقطة التلامس مع قطعة العمل.
إذا كان هناك كربون في المعدن، فإن الجزيئات الساخنة، عند ملامستها للهواء، تتأكسد، ويتحول الكربون إلى ثاني أكسيد الكربون. في هذه الحالة، يتم تشكيل العديد من الشرارات ذات الأشعة القصيرة.
سوف يشعل الحديد الزهر لونًا مشرقًا من القش.

خذ مثقابًا وأدخل مثقابًا صغير القطر فيه. تحديد مكان منعزل على الجزء وحفر قليلا.
أولاً، تختلف عملية حفر جزء من الحديد الزهر عن الحفر في الفولاذ. لكي تشعر بالفرق بشكل أفضل، قم بإجراء حفر مماثل على عينات من الحديد الزهر والصلب التي تعرفها.
ثانيا، عند حفر الحديد الزهر، لا يتم تشكيل أي رقائق تقريبا. وإذا تشكلت، فهي قصيرة جدًا ويمكن طحنها بسهولة إلى غبار بأصابعك. نشارة الفولاذ ملتوية كالأسلاك، ولا يمكنك كسرها بأصابعك.
يمكنك أيضًا التحقق من نوع المعدن عن طريق معالجته على مخرطة - بالنسبة للحديد الزهر، ستكون الرقائق عبارة عن غبار خشن.

تستخدم منتجات المعادن الحديدية على نطاق واسع في العديد من قطاعات الاقتصاد الوطني، والمعادن الحديدية مطلوبة دائمًا في البناء والهندسة الميكانيكية. لقد تطور علم المعادن بنجاح لفترة طويلة بفضل إمكاناته التقنية العالية. غالبًا ما تستخدم منتجات الحديد الزهر والصلب في الإنتاج وفي الحياة اليومية.

ينتمي كل من الحديد الزهر والصلب إلى مجموعة المعادن الحديدية، وهذه المواد عبارة عن سبائك من الحديد والكربون فريدة من نوعها في خصائصها. ما هي الاختلافات بين الفولاذ والحديد الزهر وخصائصها وخصائصها الرئيسية؟

الصلب وخصائصه الرئيسية

يمثل الصلب سبيكة مشوهة من الحديد والكربونوالتي تصل دائمًا إلى حد أقصى قدره 2٪ بالإضافة إلى عناصر أخرى. يعتبر الكربون عنصرا هاما لأنه يعطي القوة لسبائك الحديد، فضلا عن الصلابة، وبالتالي يقلل من الليونة والليونة. غالبًا ما تتم إضافة عناصر صناعة السبائك إلى السبيكة، مما يؤدي في النهاية إلى فولاذ مخلوط وسبائك عالية، عندما تحتوي التركيبة على ما لا يقل عن 45٪ حديد ولا يزيد عن 2٪ كربون، والنسبة المتبقية 53٪ عبارة عن مواد مضافة.

يعتبر الفولاذ المادة الأكثر أهمية في العديد من الصناعات، إذ يُستخدم في البناء، ومع نمو المستوى الفني والاقتصادي للبلاد، يزداد حجم إنتاج الصلب أيضاً. في العصور القديمة، استخدم الحرفيون صهر البوتقة لإنتاج الفولاذ المصبوب، وكانت هذه العملية منخفضة الإنتاجية وتتطلب عمالة كثيفة، لكن الفولاذ كان عالي الجودة.

بمرور الوقت، تغيرت عمليات إنتاج الفولاذ، وتم استبدال عملية البوتقة بعملية بسمر و طريقة الموقد المفتوحالحصول على الفولاذ، مما جعل من الممكن إنشاء إنتاج ضخم من الفولاذ المصبوب. ثم بدأوا في صهر الفولاذ في الأفران الكهربائية، وبعد ذلك تم إدخال عملية تحويل الأكسجين، مما جعل من الممكن الحصول على معدن نقي بشكل خاص. اعتمادًا على عدد وأنواع مكونات التوصيل، يمكن أن يكون الفولاذ:

• سبيكة منخفضة
• سبائك متوسطة
• سبائك عالية

اعتمادا على محتوى الكربونيحدث:

• منخفض الكربون
• الكربون المتوسط
• نسبة عالية من الكربون.

غالبًا ما يشتمل تكوين المعدن على مركبات غير معدنية - الأكاسيد والفوسفيدات والكبريتيدات؛ ويختلف محتواها اعتمادًا على جودة الفولاذ، ويوجد تصنيف معين للجودة.

كثافة الفولاذ 7700-7900 كجم/م3، وتتكون الخصائص العامة للصلب من مؤشرات مثل القوة والصلابة ومقاومة التآكل والملاءمة لأنواع مختلفة من المعالجة. بالمقارنة مع الحديد الزهر، يتمتع الفولاذ بقدر أكبر من الليونة والقوة والصلابة. بسبب ليونته، من السهل معالجته، يتمتع الفولاذ بموصلية حرارية أعلى، ويتم تحسين جودته عن طريق التصلب.

عناصر مثل النيكل والكروم والموليبدينوم هي مكونات صناعة السبائك، كل منها يعطي الفولاذ خصائصه الخاصة. بفضل الكروم، يصبح الفولاذ أقوى وأصعب، وتزداد مقاومة التآكل. يضفي النيكل أيضًا القوة، فضلاً عن المتانة والصلابة، ويزيد من خصائصه المضادة للتآكل وقابلية الصلابة. يقلل السيليكون من اللزوجة، ويحسن المنغنيز قابلية اللحام وخصائص التصلب.

جميع أنواع الفولاذ الموجودة لديها درجة حرارة الانصهار من 1450 إلى 1520 درجة مئويةوهي سبائك معدنية قوية ومقاومة للاهتراء ومقاومة للتشوه.

الحديد الزهر وخصائصه الرئيسية

أساس إنتاج الحديد الزهر هو أيضًا الحديد والكربون، ولكن على عكس الفولاذ، فهو يحتوي على المزيد من الكربون، بالإضافة إلى شوائب أخرى على شكل معادن سبائكية. إنها هشة وتتكسر دون تشوه واضح. يعمل الكربون هنا كالجرافيت أو السمنتيت وذلك بسبب محتواه من عناصر أخرى ينقسم الحديد الزهر إلى الأنواع التالية:

تعتمد نقطة انصهار الحديد الزهر على محتوى الكربون الموجود فيه؛ فكلما زاد وجوده في السبيكة، انخفضت درجة الحرارة، وكذلك زادت سيولته عند تسخينه. وهذا يجعل المعدن غير بلاستيكي وسائلًا وهشًا وصعب المعالجة. نقطة انصهارها هي من 1160 إلى 1250 درجة مئوية.

يتمتع الحديد الزهر بخصائص مقاومة للتآكل أعلى لأنه يتعرض للصدأ الجاف أثناء الاستخدام، وهذا ما يسمى بالتآكل الكيميائي. كما يهاجم التآكل الرطب الحديد الزهر بشكل أبطأ من الفولاذ. أدت هذه الصفات إلى اكتشاف المعادن - بدأ صهر الفولاذ الذي يحتوي على نسبة عالية من الكروم. ومن هنا جاء الفولاذ المقاوم للصدأ.

نحن نستنتج

بناءً على خصائصها العديدة، يمكن قول ما يلي عن الحديد الزهر والصلب، ما هو الفرق بينهما:

يمكن أن نستنتج أن الفولاذ والحديد الزهر متحدان بمحتوى الكربون والحديد، لكنهما الخصائص مختلفةولكل من السبائك خصائصها الخاصة.

الحديد الزهر عبارة عن مزيج من الكربون (C) والحديد (Fe)، والذي يتميز بعدد من السمات المميزة وبعض أوجه التشابه مع الفولاذ. يحتوي الفولاذ أيضًا على الكربون والحديد. عند تحليل خصائص المعدن كعنصر كيميائي، يجدر الانتباه إلى ما إذا كان الحديد الزهر مغناطيسيا أم لا؟ ما الذي يؤثر على خصائصه وعلى ماذا تعتمد؟

معلومات عامة

وهي عبارة عن سبيكة من الحديد والكربون، والتي يجب أن تحتوي على 2٪ على الأقل في السبيكة. له عدة أصناف:

1. طيع.
2. أبيض.
3. رمادي.

الحديد بطبيعته مادة ناعمة جدًا ولكنها قوية، ومن أجل التغلب على نعومتها وإضفاء القوة عليها، يتم إضافة الكربون إلى السبيكة. طيع الحديد الزهر - الاسموهذا لا يعني أن المعدن يمكن تزويره، ولكنه يشير إلى ليونته.

الحديد الزهر الأبيض يصبح أبيض اللون عند كسره. إنها ثقيلة ومتينة وليست عرضة للتآكل الرطب. وله عدة أصناف ويستخدم في صناعة المواد القابلة للطرق.

يحتوي الحديد الزهر الرمادي على شوائب؛ ويشير هذا اللقب إلى سبيكة من الحديد والكربون والسيليكون. معظم الكربون الموجود في السبيكة الرئيسية يكون على شكل جرافيت. عند الاستراحة يكون لونه رمادي.

يجدر الانتباه إلى الحديد الزهر عالي القوة الذي يحتوي على الجرافيت الكروي. لا يضعف الشبكة المعدنية كثيرًا ولا يعتبر من عوامل الضغط.

من حيث حجم الإنتاج، تعد روسيا واحدة من المراكز الثلاثة الأولى، في المرتبة الثانية بعد الصين واليابان.

يتم احتواء الكربون الموجود في السبيكة على الشكل التالي:

• الجرافيت؛
• سمنتيت.

الجرافيت هو معدن على شكل شذرات، ويعتبر تعديلاً للكربون. يمكنك رؤية هذا العنصر إذا كان لديك قلم رصاص في المنزل، حيث يكون الجرافيت على شكل قضيب. يُعرف الجرافيت منذ زمن طويل، ويعتمد استخدامه على الصناعة: فهو ناعم نسبيًا، وكان يستخدم في العصور القديمة في صناعة الأطباق الفخارية. وفي السبيكة التي تحتوي على الحديد، يكون مصدرًا للكربون، ويتغير مع زيادة درجة الحرارة، ويصبح أكثر صلابة ولكنه أكثر هشاشة.

في الكيمياء، ذرة الكربون التي ترتبط بثلاث ذرات أخرى. عند إضافته إلى الحديد فإنه يؤثر على خصائصه، مما يزيد من صلابة السبيكة.

مقالي من الحديد الزهر

الأسمنت، أو الكارديت الحديدي، هش ومرن وضعيف المغناطيسي. يتكون من مادة تحتوي على الحديد ولو بكمية قليلة من الكربون. ويعتبر مرحلة والمكون الهيكلي للسبائك.

كنسبة مئوية لا تتجاوز 2.14%. تتراوح نقطة الانصهار من 1150 إلى 1200 درجة مئوية، أي أقل بـ 300 درجة مئوية من درجة انصهار الحديد.

ومن الجدير بالذكر أن الحديد الزهر عرضة للتآكل الجاف. بالمقارنة مع الفولاذ، قد يبدو أن لديه ميزة معينة في خصائص مقاومة التآكل، ولكن هذا ليس هو الحال. الصلب والحديد الزهر معرضان بنفس القدر للتآكل.

الخصائص الرئيسية

يمكن تصنيف خصائص حديد الزهر حسب النقاط التالية:

1. المواد الكيميائية.
2. الحرارية.
3. التكنولوجية.
4. هيدرودينامي.

الخصائص الكيميائية للمعدن هي ميله للتآكل. يعتمد ذلك على تركيبة السبيكة والعناصر المتضمنة فيها، وكذلك على العوامل البيئية. يمكن للعناصر الموجودة في السبيكة إما أن تقلل من قابلية المعدن للتآكل أو تزيده، كل هذا يتوقف على تأثيرها على بنية المعدن.

تنخفض الموصلية الحرارية للحديد بسبب زيادة الشوائب في تركيبته. تتغير الموصلية الحرارية للسبائك بسبب درجة جرافيتها.

يتم تصنيف السيولة كخاصية تكنولوجية ويتم تحديد درجتها بطرق مختلفة. تزداد هذه الخاصية مع انخفاض اللزوجة.

تنخفض لزوجة المعدن مع زيادة محتوى المنغنيز في التركيبة، وكذلك مع انخفاض كمية الكبريت وغيرها من الشوائب غير المعدنية في السبيكة. تعتمد اللزوجة أيضًا على درجة الحرارة. ويتناسب مع درجة الحرارة المطلقة وتجربة الاتصال بها.

هناك أيضًا خصائص مغناطيسية للحديد الزهر، والتي تعتمد بشكل أساسي على بنية المعدن. وهي مقسمة إلى الابتدائي والثانوي.

تشمل الخصائص الأساسية ما يلي:

• درجة حرارة التحول المغناطيسي.
• التشبع؛
• تعريفي؛
• النفاذية في المجالات القوية.

ولا تعتمد هذه الخصائص على الشكل والتوزيع، بل تعتمد على عدد وخصائص أطوار الظاهرة.

الخصائص الثانوية تشمل:

• النفاذية في المجالات الضعيفة والمتوسطة.
• القوة القسرية؛
• تعريفي؛
• التشبع؛
• المغناطيسية المتبقية

يتم تحديد الخصائص الثانوية بشكل أساسي من خلال شكل وتوزيع المكونات الهيكلية.

يوجد حديد زهر مماغنطيسي أو غير مغناطيسي. هذه مادة تستخدم عندما يكون من الضروري تقليل الخواص المغناطيسية للمعدن، ولا يمكن استبدالها بسبيكة من المعادن غير الحديدية.

في كثير من الأحيان يتم تخفيف الكربون والحديد:

1. النيكل.
2. المنغنيز.
3. النحاس والألومنيوم.

المواد المغناطيسية الناعمة لها خصائص مغناطيسية. الفريت والسمنتيت مسؤولون عنهم. تعتمد الخصائص المغناطيسية للمعدن ودرجة تعبيرها على كمية السمنتيت. يمكن لنفس الكمية من الجرافيت الموجودة في السبيكة تحديد خصائصها المعدنية المختلفة. وبالتالي، ليست كل أنواع الحديد الزهر لها خصائص مغناطيسية، ولكن فقط تلك القابلة للطرق وعالية القوة.

لكن الحديد الزهر الرمادي الذي له نفس المصفوفة ليس له خصائص مماثلة. لذلك، يتم تصنيفها على أنها مادة ممغنطة.

إن انخفاض كمية البيرلايت، والذي يستخدم غالبًا في صناعة المعادن في تصنيع الأجزاء، يؤثر أيضًا على المادة بطريقة مماثلة. يمكن للتلطيف بعد التصلب تحسين المكونات المغناطيسية للمعدن.

قد يكون للمعدن خصائص مغناطيسية وقد لا يكون لها، والسبب ليس الكربون. الحديد عنصر مغناطيسي، وجميع السبائك التي تحتوي على هذا العنصر لها خصائص مماثلة. ولكن لا ينبغي لنا أن ننسى أن السبيكة لا تتأثر بالحديد فحسب، بل تتأثر أيضًا بالكربون، بالإضافة إلى عناصر أخرى: النيكل والنحاس والمنغنيز وما إلى ذلك. نظرًا لخصائصها، فإن المادة لها تطبيقات مختلفة.

وبالتالي، فإن الحديد الزهر إما مغناطيسي أم لا، كل هذا يتوقف على السبيكة، وكذلك على وجود سمنتيت في تركيبته.