فوائد معدن الفولاذ واستخداماته

الفولاذ عبارة عن سبيكة مكونة من مواد كثيرة، العنصر الأساسي في تكوينه هو الحديد، مع إضافة نسبة تترواح من 0.2 % إلى 2 % من الكربون، ولا ينبغي أن تزيد نسبة الكربون عن هذا حيث أنها إذا زادت عن 2.1 %، يصبح الحديد هشا ويسمى حديد زهر، ويحتوي الفولاذ كذلك على نسب مختلفة من المواد الأخرى منها المواد المعدنية كالكروم، و

النيكل

، والمواد الغير معدنية مثل السيليكون والفسفور والكبريت .

طريقة تصنيع الفولاذ


يتم تصنيع الفولاذ من خلال جمع الحديد واستخراجه، ثم صهره، وبما أنه يكون فيه نسبة عالية من الكربون، والتي تكون نسبتها أكبر بكثير من النسبة التي يجب وجودها، فإنه يضاف له بعض المواد الأخرى، ويعاد صهره مرة بعد مرة، ويقاس فيه نسبة الكربون، إلى أن تصل النسبة فيه إلى النسبة المطلوبة، ومن ثم يتم صبه في قوالب، يختلف شكلها بحسب الغرض المصنوع لأجله، ويعتبر الفولاذ صديق للبيئة، حيث أن الحديد المستخدم أو ما يطلق عليه ( الحديد الخردة)، يمكن استخدامه مرة أخرى، وإعادة تدويره لكي يتم الحصول على الفولاذ الصلب، دون أن يتم خسارة أي خاصية من خصائصه .

أكثر الدول التي تصنع الفولاذ


إنتاج الفولاذ يحتاج إلى طاقة كبيرة جدا، حيث يحتاج إلى درجة حرارة تبلغ 1500 درجة مئوية، ولكنه آمن تماما على البيئة، وغير مضر على الإنسان أو

الحيوان

، ولا يحتاج التصنيع إلى أخذ أي احتياطات للسلامة، وتعد أكبر الدول التي تقوم بإنتاج وتصنيع الفولاذ هي : الصين، اليابان، كوريا الجنوبية، الهند، روسيا،

الولايات المتحدة الأمريكية

، البرازيل، أوكرانيا، ألمانيا، إيطاليا، تايوان، تركيا، المكسيك، أسبانيا، فرنسا، كندا، المملكة المتحدة، وإيران .

تاريخ الفولاذ وأهميته


1- يرجع استخدام الفولاذ والحديد إلى ألف سنة قبل الميلاد، واشتهرت به في ذلك الوقت سوريا .

2- في القرن الثاني عشر تم توفير الحرارة التي يحتاجها الحديد لكي ينصهر عن طريق إنتاج أفران معينة في أوروبا، ولكن الحديد الذي أنتجوه وقتها كان غير قابل للطرق، وذلك بسبب أن نسبة الكربون فيه كانت كبيرة، لذا كان لابد من تنقيته من الكربون عن طريق حرقه لخفض النسبة .

3- وفي انجلترا في عام 1740 م، قام بنيامين هنتسمان بصهر الحديد باستخدام طريقة البوتقة .

4- وقام الألماني فريدريك كروب عام 1811 م بإقامة أول مصنع للحديد، والذي استخدم في صناعة السكك الحديدية، والآلات البخارية، والسفن، وغيرها .

5- وفي عام 1889 م حينما افتتح برج إيفل، والذي تم تصنيعه من الحديد، فكان قمة التقدم التكنولوجي، وأصبح له أهمية اقتصادية وسياسية كبرى لكل بلدان العالم .

6- وأصبح الحديد محل طمع لكثير من البلدان، وتسبب في احتلال بلاد لبعضها وإقامة الحروب من أجل الحصول عليه، ففي عام 1935 م حينما تم الهجوم على

النرويج

والسويد، كان ذلك بغرض الحصول على الفولاذ، حيث كانت السويد تصنع أحسن وأفضل أنواع الفولاذ .

7- واهتز إنتاج الفولاذ بعد الحرب العالمية الثانية، إلا أنه عاد إلى كميته الأصلية قبل الحرب وذلك في عام 1957 م .

8- وتتسبب صناعة الحديد والصلب في العالم، ووجود تلك المصانع الكبيرة والكثيرة، إلى توفير عمالة لفئة كبيرة جدا من المواطنين، وبالتالي تساعدهم في الحصول على مصدر رزقهم .

أنواع معدن الفولاذ واستخداماته



1- الفولاذ البنائي


هو فولاذ منخفض السعر، يتميز بأنه سهل الصب والصهر، ويتم استخدامه في صناعة الآلات .

2- الفولاذ الآلي


الفولاذ الآلي يشبه الفولاذ البنائي في خصائصه، وكذلك في استخدامه في صناعة الآلات، ولكنه يختلف عنه في نسبة الكربون، حيث أن نسبة الكربون به أعلى من الفولاذ البنائي .

3- فولاذ الأدوات


يستخدم فولاذ الأدوات في تصنيع الأدوات البسيطة مثل أدوات البناء وأدوات الزراعة، والأجزاء المتحركة من الآلات، وهو يستخدم في صنعها لأنه صلب ومقاوم

للصدأ

.

4- الفولاذ الدمشقي


يستخدم هذا الفولاذ بعد تلميعه في صناعة السيوف والخناجر، وهذا لأنه يتميز بالمرونة والصلابة الشديدة، ويتم تحضيره عن طريق اللحام الحراري والطرق .

5- الفولاذ النيتروجيني


يحتوي هذا النوع من الفولاذ على النيتروجين، ويستخدم في صناعة الأذرع والمكابس التي تلزم تحريكها كثيرا .

6- فولاذ التقوية


يتميز هذا النوع من الفولاذ بأنه يتحمل الأحمال الثقيل، والضغط والشد، لذا فإنه يستخدم في

الخرسانة

أثناء البناء .

7- الفولاذ الغير قابل للصدأ


يستخدم هذا النوع في تصنيع الأدوات المنزلية، كعلب المشروبات، وشفرة الحلاقة، ويحتوي على حديد لا يقل عن 50 % .

8- الفولاذ اللولبي


يستخدم هذا النوع المرن الذي يحتوي على نسبة كبيرة من السيليكون في تصنيع المواسير والبراغي وغيرها .

9- الفولاذ المقاوم للأحماض


يستخدم هذا النوع في تصنيع العبوات الحديدية التي تحفظ في داخلها المواد الكيماوية، مثل المنظفات، أو مواد الطلاء .

مميزات الفولاذ


يتميز الفولاذ بأنه متين وقوي، يواجه العوامل المختلفة من برودة أو ارتفاع في الحرارة، وهو متماسك ومقاوم للصدأ والتآكل، كما أنه قابل للشد، ويتميز بالمرونة والقدرة على تشكيله بسهولة .