الفرق بين الحديد والفولاذ

ما هي الفلزات؟

تُعرف الفلزات بأنها أي فئة من المواد التي تتميز بموصلية كهربائية وحرارية عالية بالإضافة الى خصائصها المتعددة التي تتضمن الليونة والانعكاسية العالية للضوء وقابليتها للطرق، وتصل نسبة الفلزات الى ثلاثة أرباع من المجموع الكلي للعناصر الكيميائية المعروفة وتعدّ عناصر الكالسيوم والصوديوم والبوتاسيوم والمغنيسيوم والحديد والألومنيوم هي الأكثر وفرة في قشرة الأرض.[١]

وعادة ما تكون الفلزات مواد صلبة بلورية في معظم الحالات ويكون لها بنية بلورية وتميل المعادن الى عدم انتاج مركبات بين بعضها البعض ورغم ذلك فإنها تتفاعل وتنمد بشكل أسهل مع اللافلزات كالأكسجين والكبريت والتي تحتوي بشكل عام على أكثر من نصف الحد الأقصى لعدد الكترونات التكافؤ، وتتباين الفلزات بشكل كبير في تفاعلها الكيميائي بحيث أن أكثر الفلزات تفاعلية هي الليثيوم والبوتاسيوم والراديوم في حين أن عناصر الذهب والفضة والبلاديوم والبلاتين هي ذات تفاعلية منخفضة، وستحدث هذا المقال عن الفرق بين الحديد والفولاذ.[١]

ما الفرق بين الحديد والفولاذ؟

يعود استخدام الحديد من قبل البشر الى نحو حوالي 5000 سنة وهو ثاني أكثر العناصر المعدنية وفرة في القشرة الأرضية ويستخدم بشكل أساسي لإنتاج الفولاذ ويعدّ أحد أهم المواد الإنشائية في العالم، كما يتم إنتاج الحديد من الخامات الموجودة على سطح القشرة الأرضية أو القريبة منها ويحتوي الحديد الخام على ما بين 3.5% الى 4.5% من الكربون وهو هش ويصعب التعامل معه، ويتم استخدام عمليات صهر وتعدين مختلفة لتصفية الشوائب الموجودة في الخامات وخفض نسبتها وتوجد شوائب مختلفة في الحديد الخام كالفوسفور والكبريت، ويمتاز نوع محدد من الحديد المُصنّع والذي يسمى بالحديد المطاوع بقدرته على التحمل والمرونة ووزنه الخفيف وانخفاض نسبة الكربون التي قد تصل الى 0.25% من الكربون.[٢]

وعلى هذا النحو، توجد نقاط عدة تحدد الفرق بين الحديد والفولاذ منها أن الفولاذ يستخدم لتعزيز خصائص الحديد، وعلى نحو ذلك يُعرف الفولاذ على أنه يمتاز بقدرته على تحمل الحرارة ومقاومته للتآكل ويعدّ أقوى من الحديد، وعلى عكس الحديد الذي قد يصدأ مع الزمن يقاوم الفولاذ الصدأ بشكل كبير وهذه الخاص ية هي الجوهر في الفرق بين الحديد والفولاذ.[٢]

استخدامات الحديد والفولاذ

يعدّ خام الحديد أساس نهضة العصر الحديد قبل والذي بدأ قبل حوالي 1000 عام قبل الميلاد، وقدم خام الحديد للحنس البشري العديد من الأدولات والمعدات المصنوعة من الحديد، ويأتي صهر الحديد بفرن الفحم كطريقة بدائية ومستمرة الى الوقت الحاضر في اختزال عناصر عناصر الحديد وفصل مكوناته وإعادة تشكليه،[٣] ومن أبرز استخدامات الحديد والفولاذ ما يأتي:

• استخدم الجنود اليونانيون أسلحة حديدية تم تجميدها عن طريق اخماد المعدن الساخن في الماء البارد[٣].
• يستخدم أكثر من نصف الحديد المنتج سنويًا في الوقت الحالي في تشييد المباني والبنية التحتية حيث أن نسبة الحديد في قضبان التسليح تبلغ 44%، وبالإضافة يتسخدم الحديد في أنظمة التكييف والتدفئة وفي عناصر مختلفة مثل السلالم والقضبان والرفوف[٤].
• يستخدم الفولاذ كطبقة حماية تحمي الحديد من الصدأ والتآكل ويأتي بعض أنواع الفولاذ ذات الخصائص المناسبة كالفولاذ الكربوني الذي يتميز بوزنه الخفيف وقى تحمله حيث تأتي هذه الخصائص مناسبة لصناعات محددة لإستخدامها كهياكل السيارات وهياكل السفن والسكاكين وجميع أنواع الدعامات الهيكلية[٥].
• يستخدم الحديد والفولاذ في الصناعت، حيث إن الخواص الميكانيكية للمعادن مثل الصلابة والقدرة على مقاومة الاجهاد المتكرروسهولة التشكل مع الحرارة تجعلها تستخدم في جميع الصناعات المختلفة.[٦]

المراجع[+]

1. ^ أ ب “Metal”, www.britannica.com, Retrieved 03/09/2020. Edited.
2. ^ أ ب “Metal Profile Iron”, thoughtco.com, 2020-03-24, Retrieved 2020-03-24. Edited.
3. ^ أ ب “Steel”, www.encyclopedia.com, 2020-03-24, Retrieved 2020-03-24. Edited.
4. ↑ “The Major Applications of Steel”, thoughtco.com, 2020-03-24, Retrieved 2020-03-24. Edited.
5. ↑ “Metal Profile Iron”, thoughtco.com, 2020-03-24, Retrieved 2020-03-24. Edited.
6. ↑ “Metal”, britannica.com, 2020-03-24, Retrieved 2020-03-24. Edited.