الحديد والصلب هما من المعادن الأكثر استخدامًا في العالم. تحتوي المادتان على خصائص خاصة تميزهما عن الآخرين ، وقد طورت التكنولوجيا والعمليات الحديثة مجموعات فرعية جديدة - الحديد الزهر والفولاذ المجلفن. هذه لها مجموعة واسعة من الاستخدامات في العديد من الصناعات والأسر وأنظمة الصرف الصحي. سوف تصف هذه المقالة الاختلافات بين الحديد الزهر مقابل الحديد المجلفن ، ومناقشة كيف تؤثر هذه الاختلافات على قابلية استخدامها في خطوط الأنابيب وأغراض مياه الصرف الصحي.
تعبير
المكون الرئيسي للحديد الزهر يأتي من الخامات الحديدية. ثم ، سبيكة مصنوعة من الحديد والكربون والسيليكون. عادة ما يتم صنعه من 2 إلى 4 ٪ من الكربون ، وأجزاء أصغر من السيليكون. الشوائب مثل المنغنيز والكبريت والفوسفات موجودة في بعض الأحيان في الحديد الزهر. هذه المكونات الإضافية عادة ما تكون صغيرة جدًا بحيث لا تؤثر على خصائص الحديد الزهر.
الصلب المجلفن مصنوع من الصلب الكربون أو الكربون العادي ، وهي سبائك معدنية. الصلب الكربوني مصنوع من عنصرين: الحديد والكربون. المعادن الأخرى التي يمكن أن تكون موجودة في هذه السبائك هي المنغنيز والسيليكون والنحاس. عادة ما تشكل أقل من 0.60 ٪ من السبائك ، مما يعني أن تأثيرها على خصائص السبائك ضئيلة.
تحضير
يتم تحضير الحديد الزهر باستخدام فرن الصهر ومصنوع من سبائك الحديد الكربون أو الحديد الخنزير. خلال هذه العملية ، يتكون الحديد الزهر مباشرة من المعدن المنصهر. قد يتم إحراق الشوائب المذكورة خلال هذه المرحلة. ومع ذلك ، يمكن أن يحترق الكربون بنفس الطريقة ، والتي يجب استبدالها قبل اكتمال شكل الحديد الزهر. سيكون معيب الحديد الزهر إذا كان يفتقر إلى عناصر الكربون والسيليكون. بعد الفرن ، لا يتطلب الحديد الزهر التكرير مع المطارق والأدوات الأخرى. والنتيجة هي عملية تكريس أقل كثافة ومنتج أرخص.
الصلب المجلفن مصنوع من الصلب الكربوني المغلفة بطبقة زنك واقية. يتم ذلك في عملية تسمى Gallvanization التي يوجد بها العديد من الأنواع المختلفة ، مثل الرش الحراري ، و dip الساخن ، والكهرباء ، وأكثر من ذلك. في غلفان الساخنة ، يتم غمر الصلب الكربوني في الزنك المنصهر الساخن مع درجات حرارة تصل إلى 460 درجة مئوية. بعد أن تكون مغلفة بالكامل ، يتم رفعها احتياطيًا وتعرضها للغلاف الجوي. هذا التعرض سيجعل الزنك يتفاعل مع الأكسجين ، مما يخلق أكسيد الزنك. علاوة على ذلك ، يتفاعل مع الكربون الموجود في الهواء لتشكيل كربونات الزنك ، والتي تشكل طبقة رمادية على سطح الفولاذ. على الرغم من أنه تم طلاءه في عنصر آخر ، إلا أن الصلب يبقى مرنًا ويمكن عمله بسهولة بواسطة آلات التصنيع المعدنية الأخرى.
مقاومة
الحديد الزهر يقاوم عمومًا للتآكل الجوي. لديهم مقاومة أعلى من بعض سبائك الصلب. الحديد الزهر هو أيضا مقاوم للارتداء ويمكن أن يثبط الاهتزازات. ومع ذلك ، فإن الحديد المصبوب عرضة للغاية لمياه البحر ويتم تآكله بسهولة وحرضه عند التعرض الطويل لبيئات الملح العالي. يمكن أن يكون الحديد الزهر أيضًا أكثر هشاشة من المعادن المصنعة الأخرى.
الصلب المجلفن مقاوم للغاية للتآكل بالمقارنة مع معظم المعادن الأخرى. لديها طريقتان لتقليل التآكل ، والتي تأتي من عملية الجلفنة. المعدة الزنك المنصهرة على سطح الفولاذ الكربوني مثل الألم ، ويشكل طبقة أكسيد ملتصقة للغاية. كما يوفر أنود الزنك لتلقي التآكل بدلاً من الصلب.
في حالة تلف طلاء الزنك أو خدشه ، لا يزال بإمكان أنود الزنك حماية الفولاذ المحيط. يمكن للزنك المتبقية أيضًا إعادة تشكيل طلاء واقية من أكسيد الزنك. على غرار الألومنيوم ، فإن الزنك يتفاعل للغاية مع الأكسجين ، وبالتالي يمتص معظم الأكسجين الذي يتلامس معه. هذا يمنع الفولاذ تحت الطلاء من مزيد من الأكسدة.
يستخدم
الحديد الزهر هو مادة معدنية متينة ومقاومة بشكل معتدل ، مما يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من الأغراض. يمكن استخدام الحديد الزهر لصنع تروس السيارات والمكونات والأنابيب للسيارات. يمكن استخدامه في موت أدوات المعادن وأجزاء الآلات للتصنيع. يوجد الحديد الزهر أيضًا في أدوات المطبخ لأنه جيد لأغراض التدفئة ، والشكل الأكثر شيوعًا لمعدات طهي الحديد الزهر هو المقلاة. ومع ذلك ، يمكنك أيضًا العثور على أواني الحديد الزهر ، قوالب الخبز ، ومقالي الطهي. تم العثور عليها أيضًا في السباكة ، على الرغم من أنها ليست مستخدمة على نطاق واسع ولا ينصح بها بشكل عام للمنازل الأحدث.
يتم تفضيل الصلب المجلفن لاستخدامه طويل الأمد وخصائصه المقاومة. أحد الأمثلة البارزة لاستخدامه هو أنابيب السباكة. تحميها طبقتها الواقية من الزنك بسهولة من الصدأ - شكل من أشكال التآكل. يستخدم الفولاذ المجلفن أيضًا في إطارات الصلب في بناء المنزل. يمكن أيضًا استخدامه لجعل معظم أجزاء أو أقفاص أو أقفاص السيارات. يمكن العثور على هذا المعدن أيضًا في معدات الحماية وعلامات الطرق السريعة على الطريق.
المزايا
كل من هذه المعادن لها أسطح أكثر سمكا مقارنة بأنواع المعادن الأخرى ، والتي تسهم في صلابة ومقاومة التآكل. تكمن ميزة الحديد المصبوب على الصلب في قدرتها على الاحتفاظ بالحرارة لفترات أطول من معظم أنواع الصلب. هذا يجعلها أكثر ملاءمة للتطبيقات التي تحتاج إلى درجات حرارة قوية ومتسقة ، مثل الطهي. ومع ذلك ، نظرًا لأنه أقل مقاومة للتآكل وهش ، فهو أقل ملاءمة للتطبيقات التي تعرضها للسوائل والضغط العالي ، مثل السباكة.
يتمتع الصلب المجلفن بجميع المزايا التي تجدها عادةً مع الصلب ، بالإضافة إلى تحسين المقاومة في معظم البيئات. يعد الصلب المجلفن أيضًا أكثر مرونة من الحديد الزهر ، مما يعني أن الأنابيب والأنابيب الفولاذية المجلفنة يتم تصنيعها بسهولة وتخصيصها لأغراضها المقصودة. يتمتع الصلب المجلفن بميزة إضافية تتمثل في مقاومة فترات الرطب والجفاف الدورية ، والتي من شأنها أن تصدأ معظم المعادن الأخرى. هذا يجعلها مثالية لصنع مكونات السباكة.
وقت النشر: مايو -11-2022