تفاوت فولاد، آهن، چدن و مواد اولیه میلگرد ساده صنعتی

در وبسایت آیین صنعت، تولیدکننده انواع میلگرد ساده و انکر بولت و همچنین  ارائه دهنده قیمت میلگرد ساده ، بارها درباره فولاد، آهن و چدن به عنوان مواد اولیه میلگرد ساده صنعتی یا شمش‌ها و بیلت‌هایی که در کار استفاده می‌شوند، شنیده‌اید.

در صنعت مقاطع فولادی به طور کلی درباره این مواد بسیار گفته می‌شود. مقاطع فولادی اساساً با این مواد ساخته می‌شوند و اساس این مواد هم آهن است. چدن و فولاد هر دو آلیاژهایی ساخته شده از آهن هستند.

در این نوشته قصد داریم تعاریف و خواص هر یک از این مواد و تفاوت‌های آن‌ها را با هم برشماریم.

آهن چیست؟

برای تولید آهن، سنگ آهن در فرایندی در کوره حرارت می‌بیند و محصول آهن خام را به دست می‌دهد.

سنگ آهن از اکسیدهای آهن، نمک‌های معدنی، سنگ آهک، سیلیس، آلومین و… تشکیل شده است. سنگ‌هایی که برای تولید آهن به کار گرفته می‌شوند، هیدروکسید، اکسید، کربنات و سولفور نام دارند.

انواع آهن خام

کربن، عامل تفاوت انواع آهن و فلزات آهنی است. میزان کربن در آهن نیز، خاصیت و ویژگی آهن، فولاد و چدن را مشخص می‌سازد.

میزان کربن در آهن خام زیاد است بنابراین ترد بوده و قابلیت چکش‌خواری و نورد ندارد و اثر ضربه خرد می‌شود. کربن دمای ذوب فلزات را هم کاهش می‌دهد.

آهن معمولی

این آهن حدود ۲درصد کربن دارد و از طریق کربونیزاسیون آهن خام به همراه آهن قراضه در کوره به دست می‌آید. دمای ذوب آن پایین و حدود ۱۱۳۰ درجه سانتی‌گراد است.

آهن در هوای نمناک زنگ می‌زند بنابراین نیاز به ضدزنگ و پوشش‌های محافظ دارد. این فلز مصارف متعددی در صنایع مختلف، ساخت ماشین‌آلات صنعتی و ساختمان‌سازی دارد.

آهن خالص (آهن نرم یا آهن ورزیده)

این آهن فقط ۰.۰۲درصد کربن و حالت فیبری دارد. دمای ذوب آن نسبتاً بالا و حدود ۱۵۴۰ درجه سانتی‌گراد است. به همین علت، جوشکاری با آن امکان‌پذیر نیست. آهن خالص انعطاف‌پذیر است و مقاومت کششی بالایی دارد.

مقاومت آن در برابر خوردگی نیز زیاد است. آهن خالص مصرف ساختمانی ندارد و از آن در ساخت چدن و فولاد استفاده می‌شود.

آهن خام به دسته‌های زیر تقسیم می‌شود:

آهن خام سفید، آهن خام خاکستری، آهن خام نیمه خاکستری.

چدن چیست؟

چدن، از آهن خام خاکستری تولید می‌شود که با مقداری قراضه آهن در کوره‌های مخصوص، ذوب می‌شوند تا مقداری از کربن آن بسوزد و ناخالصی‌هایی نظیر گوگرد و فسفر که خصوصیات آن را تا حد زیادی تحت‌تأثیر قرار می‌دهند، خارج شود. فلز مذاب باقی مانده که حاوی مقداری منگنز است، چدن نام دارد.

آلیاژهای چدن، آهن، کربن، منگنز و سیلیسیم است. منگنز چدن را سخت می‌کند و سیلیسیم هم سبب می‌شود که کربن چدن به صورت گرافیت درآید.

میزان کربن در چدن حدود ۳درصد وزن آن است. جنس چدن بستگی به سرعت سرد شدن و جنس آهن خامی دارد که در ساخت آن مصرف می‌شود.

نقطه ذوب چدن بین k ۱۴۲۰ تا ۱۴۷۰ است که از نقطه ذوب هر دو ترکیب اصلی آن کمتر است و آن را به اولین محصول ذوب شده پس از گرم شدن هم‌زمان کربن و آهن تبدیل می‌کند.

چدن بسیار محکم، سخت و شکننده است. قیمت نسبتاً پایین و ویژگی‌های چدن سبب استفاده از آن در صنایع مختلف شده است. در صنعت ساختمان از چدن برای ساخت لوله‌های آب و فاضلاب، نرده، کف‌پوش، یراق‌آلات و… استفاده می‌شود.

چدن نیز به مانند آهن خام، بدون حالت خمیری از جامد به مایع تبدیل می‌شود. پس قابلیت چکش‌خواری ندارد.

چدن نیز انواع مختلفی با خواص اندک متفاوت دارد که هر یک کاربردهای ویژه خود را دارند و در صنایع متفاوت استفاده می‌شوند. این انوع، چدن سفید، خاکستری، نیمه‌خاکستری، نرم و سخت هستند.

چدن بسیار خشک‌تر و خمش‌ناپذیرتر از فولاد و آهن است. سطح فلز آهن به رنگ خاکستری تیره و براق و فلز چدن مات، کدر و خاکستری است. اگر رنگ فلز گداخته شده قرمز باشد، فلز چدن و اگر سفید باشد، فلز آهن است.

فولاد چیست؟

فولاد آلیاژی بسیار پرکاربرد است و بین ۰.۲ تا ۱.۵درصد کربن دارد. آهن خام سفید را با مقدار قراضه آهن ذوب می‌کنند تا کربن و برخی از ناخالصی‌های آن خارج شود تا فولاد به دست آید.

نیمی از تولید کنونی فولاد در دنیا از آهن قراضه است. فولاد از پرمصرف‌ترین فلزات آهنی است. عناصر موجود در فولاد، کربن، سیلیسیم، کروم ، گوگرد و فسفر هستند.

خواص فولاد

فولاد به علت قابلیت شکل‌پذیری و مقاومت زیاد، یکی از مهم‌ترین مصالح ساختمانی است. خواص فولاد به درصد کربن موجود در آن، عملیات حرارتی انجام شده روی آن و فلزهای آلیاژی موجود در آن بستگی دارد.

فولاد به هر شکل دلخواهی در‌می‌آید. با استفاده از اتصال خشک یعنی پیچ و مهره یا تا کردن و اتصال تر یعنی جوشکاری، قطعات مختلف فولادی به هم متصل می‌شوند.

فولاد در برابر رطوبت و نمک‌ها به سرعت زنگ می‌زند یا می‌پوسد. برای مقابله با زنگ‌زدگی فولاد می‌توان عناصری نظیر کروم، مس، وانادیم و نیکل را به آلیاژ آن اضافه کرد. راه‌های دیگری مثل به کار بردن پوشش‌های مختلف هم برای جلوگیری از پوسیدگی فولاد به کار می‌رود.

مقاومت کششی فولادهای مختلف، متفاوت است. امروزه مقاطع مختلف فولاد را براساس مقاومت کششی آن‌ها به نام ST33 ، ST37 ، ST45 ، ST50 ، ST52 نام‌گذاری می‌کنند. مقاومت فشاری، برشی، خمشی، ضربه‌ای و سختی فولادهای مختلف بر حسب آلیاژ آن‌ها متفاوت است.

خواص مکانیکی فولاد را می‌توان با عملیات مختلف گرمایی و سپس سرد کردن تحت شرایط مختلف، تغییر داد.

انواع فولاد

فولاد نرم

درصد کربن در این فولاد حدود ۰.۲درصد است. این فولاد برای ساخت پیچ و مهره، سیم خاردار، چرخ دنده، لوله، ورق فولادی و تیرهای فولادی سازه ساختمان‌ها استفاده می‌شود. این نوع فولاد بیشتر به عنوان مواد اولیه میلگرد ساده صنعتی استفاده می‌شود.

فولاد متوسط

درصد کربن در این فولاد تا ۰.۶درصد است. این فولاد در ساخت ریل، دیگ بخار و ماشین‌آلات به کار می‌رود.

فولاد سخت

درصد کربن در این فولاد زیاد و تا ۱.۵درصد است. از این فولاد برای ساختن ابزارآلات، مته، فنر، کارد و چنگال و… استفاده می‌شود.

برای آگاهی از قیمت میلگرد ساده ساخته شده از انواع فولاد آلیاژی و اطلاعات خرید میلگرد ساده صنعتی، مشاوره درباره نوع مناسب آن برای کاربرد شما و سؤالات مشابه با کارشناسان ما در آیین صنعت تماس بگیرید.