حديدية, والمعادن غير الحديدية متميزة? حسنًا, الجواب هو لا. الحديد يحتوي على الحديد. عكسيا, غير الحديدية لا. المعادن الحديدية أكثر صلابة نسبيا من المعادن غير الحديدية. عمومًا, يعملون في البناء والآلات الثقيلة. على العكس من ذلك, المعادن غير الحديدية عديمة الوزن, وتتآكل بسهولة. فضلاً عن ذلك, هذه غير مغناطيسية, لذلك أقل ملاءمة للاستخدام الصناعي. دعونا نتعرف على بعض الجوانب الأساسية التي تميز هذه المعادن.
ما هو المعدن الحديدي?
تحتوي المعادن الحديدية في المقام الأول على الحديد. يتم التعرف عليها عادة لقوة الشد العالية. بسبب صلابة استثنائية, هؤلاء يعملون في البناء, أعمال الأنابيب الضخمة, والسفن الصناعية. تشير الخصائص المقصودة إلى أن المعادن الحديدية مصممة لمتوسط عمر طويل نسبيًا.
الاسم حديدي مشتق من الكلمة اللاتينية Ferrum. تحظى هذه المواد بتقدير كبير لمقاومتها للتآكل وقوتها. فهي مقاومة لدرجات الحرارة العالية أو المنخفضة. لذا, مفيدة للغاية للاستغلال في الإلكترونية, ومباني البناء. لكن, يمكن أن تكون عرضة للتآكل بسهولة. لذا, تكوين الأكسيد(طبقة سلبية) على السطح يكون عرضة للخطر إذا تعرض للرطوبة أو الأكسجين.
ما هو المعدن غير الحديدي?
المعادن غير الحديدية(لا الحديد), المساعدة في إنتاج منتجات أخف وأكثر ليونة. يمكن التوصية باستخدامها عندما تكون الخفة أحد الاعتبارات الحاسمة والقوة مطلوبة. على سبيل المثال, تستخدم صناعة الطيران هذه المعادن في البناء من أجل الكفاءة والبناء الخفيف.
نظرا لخصائصها الفريدة, يتم استخدامها على نطاق واسع في التطبيقات التي تتطلب كثافة منخفضة, الكهربائية والحرارية العالية, ومقاومة التآكل.
المعادن الحديدية مقابل المعادن غير الحديدية: الخصائص الأساسية
يوضح الجدول أدناه الفروق بين المعادن الحديدية وغير الحديدية. ويشمل مقاومة التآكل, صلابة, ليونة, واستخداماتها في مختلف قطاعات الاقتصاد.
| ملكية | الحديدية | غير الحديدية |
| متانة | قوية وطويلة الأمد; مثالية للبناء والأدوات. | مقاومة عالية للارتداء; عظيم لمختلف التطبيقات. |
| قوة | قوي للغاية; مثالية للآلات الثقيلة ومسارات السكك الحديدية. | قوي ولكنه خفيف الوزن; ممتاز للمكونات الدقيقة. |
| المرونة | تتشكل بسهولة; يجمع الفولاذ بين الحديد والكربون من أجل تعدد الاستخدامات. | خفيفة الوزن وقابلة للتشكيل; تستخدم عادة في الفضاء الجوي. |
| المغناطيسية | بشكل عام مغناطيسي, والتي يمكن أن تحد من بعض التطبيقات. | في الغالب غير مغناطيسية; يفضل في الإلكترونيات والأسلاك. |
| المقاومة للتآكل | عرضة للصدأ دون طبقات واقية; يتطلب الصيانة. | مقاومة للتآكل بشكل طبيعي; رائعة للاستخدام في الهواء الطلق والسباكة. |
| أمثلة شائعة | - الصلب الطري
– الصلب الكربوني – ستانلس ستيل – الحديد الزهر – الحديد المطاوع |
- نحاس
– الألومنيوم - يقود – الفضة - نحاس - ذهب |
| التكلفة والتوافر | متاحة على نطاق واسع وبأسعار معقولة بشكل عام. | أقل شيوعا وأكثر تكلفة عادة; غالبا ما تصنف على أنها ثمينة. |
المعادن الحديدية: الأمثلة الرئيسية وميزاتها
المعادن الحديدية لديها مجموعة واسعة من المواصفات. هنا معادن حديدية شائعة مع الاستخدام المقصود:
الفولاذ غير السبائكي
أكبر فئة من الفولاذ هي الفولاذ غير السبائكي أو الفولاذ الكربوني. يتم تربيتها على مكونات الحديد والكربون. لكن, يحتوي الفولاذ غير المخلوط على مركبات مثل الكبريت, الفوسفور, سيليكون, والمنغنيز ولكن تركيزاتها منخفضة نسبيا. أنها لا تؤثر على خصائص المواد. وتشمل هذه الفولاذ الهيكلي S235 وS355. بعض الأمثلة الشائعة هي الفولاذ منخفض الكربون, فولاذ متوسط الكربون, والفولاذ عالي الكربون.
فولاذ منخفض الكربون
الفولاذ منخفض الكربون لديه 0.05% - 0.25% محتوى الكربون. فهي رخيصة الثمن نسبيًا ويمكن تشكيلها بسهولة. إنها مناسبة تمامًا للاستخدام في بيئة التصنيع. يتم تطبيق هذه الفولاذ في البراغي, المكسرات, وأجزاء مختلفة متوسطة التحميل. تتضمن بعض الأمثلة C10E (1.1121) و C15E (1.1141).
فولاذ كربوني متوسط
تحتوي هذه الفولاذ على الكربون % بين 0.25 - 0.6%. يعمل الكربون الإضافي على تحسين مزيج القوة والصلابة في الفولاذ. هذه الفولاذ مثالية لقطع غيار السيارات مثل التروس, المحاور, و مهاوي. ومن أمثلة هذه المركبات C40E (1.1186) وC60E (1.1221).
فولاذ عالي الكربون
يحتوي الفولاذ عالي الكربون على نسبة كربون تتراوح بين 0.6 % ل 1.0%. هذه هي أقوى المواد الحديدية. إنها مثالية حيث يكون التآكل مصدر قلق نموذجي, مثل; في الأدوات والينابيع. قابليتها للحام والليونة أقل من الفولاذ منخفض الكربون. بعض الأمثلة تشمل C70U (1.1520) وC105U (1.1545).
الفولاذ وعناصر صناعة السبائك
مبسط, تحتوي سبائك الفولاذ على مكونات أخرى مثل الكروم, النيكل, السيليكون, والتيتانيوم من بين أمور أخرى لتحسين بعض الخصائص. هذه العناصر لها تأثير كبير على الخواص الميكانيكية.
- الكروم: يعمل الكروم على تحسين خصائص التآكل SS. بالإضافة إلى ذلك, فهو يرفع من صلابته وقوة شدّه.
- المنغنيز: يعمل المنغنيز على تحسين قدرة SS على التشكيل في صفائح رقيقة. علاوة على ذلك, فهو يضفي قوة وتبريد الفولاذ المقاوم للصدأ.
- النيكل: يزيد النيكل من صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ ومقاومته للتآكل
- السيليكون: زيادة المواد مع مرونة معززة, خاصة في حالة الينابيع.
- التيتانيوم: يقوي ويقيد حجم الحبوب لزيادة أداء التآكل.
- الموليبدينوم: يحسن الخصائص الميكانيكية ومقاومة التآكل عند درجات الحرارة العالية.
الحديد الزهر
سبائك الحديد الزهر, عموما لديه 1.5-4% من محتوى الكربون. أيضًا, أنه يحتوي على سي, ملغ, الكبريت, والفوسفور. بسبب تركيبته المميزة, استخدامه شائع في إنتاج كتل المحرك وأدوات الطهي.
نظرة عامة على الأمثلة غير الحديدية
دعونا نلخص بعض المعادن غير الحديدية الشائعة وخصائصها.
نحاس
نحاس يستخدم في تصنيع السقوف, الأسلاك الكهربائية, وأنابيب المياه. إنها تمتلك قدرة توصيل حراري تصل إلى 400 واط/م.ك وموصلية كهربائية تقريبًا 59.6 مللي ثانية/م. النحاس قابل للتشوه بسهولة. علاوة على ذلك, يمكن أن تمتد 40% للحصول على الشكل المطلوب. وتتراوح قوة الشد بين 210 و 600 MPa.
الألومنيوم
الألومنيوم هو معدن عديم الوزن. تبلغ كثافتها حوالي 2.7 جم/سم3. يعمل في الغالب في الطائرات, مكونات السيارات, والتعبئة والتغليف. الألومنيوم لديه نقطة انصهار تبلغ 660 درجة مئوية. يتمتع Ai بقوة شد مختلفة اعتمادًا على نوع السبيكة. عادة, يتراوح من 90 ل 700 MPa مما يجعلها مرنة, ودائم للاستخدام.
يقود (الرصاص)
إنها ناعمة, معدن قابل للتشوه بسهولة. تم اعتماده بشكل أساسي لصنع البطاريات والحماية ضد الإشعاع والأنابيب. يتمتع الرصاص بنقطة انصهار منخفضة تبلغ 327.5 درجة مئوية وهو محصن جدًا ضد العديد من الأحماض. تتراوح قيم قوة الشد للرصاص من 12 إلى 17 ميجا باسكال.
الزنك
لقد تم استخدامه في عملية الطلاء بالغمس وعملية الصب بالفولاذ. لديها نقطة انصهار تبلغ 419.5 درجة مئوية. فضلاً عن ذلك, يوفر الزنك طلاءات كافية مضادة للتآكل. قوة الشد الزنك حوالي 100 - 150 MPa يجعلها مثالية وأكثر ملاءمة للاستخدام في الطلاءات الواقية.
القصدير
وهو مرن وعادة ما يستخدم لتراكب الفولاذ وفي صناعة البرونز. من السهل نسبيًا التعامل مع القصدير. نقطة انصهاره هي 231.9 درجة مئوية. القصدير لديه قوة شد منخفضة تتراوح بين 10-40 MPa. من الناحية المثالية, يتم استخدام القصدير في التطبيقات التي تتطلب المرونة.
تطبيقات المعادن الحديدية والمعادن غير الحديدية
على الرغم من أنه لا يمكن صقل المعادن الحديدية. فهي حيوية في إنتاج المكسرات, البراغي, وحاويات الشحن. إضافي, وتستخدم هذه المعادن على نطاق واسع في صناعة مسارات السكك الحديدية وأجزاء القطارات إلى جانب ذلك, المستخدمة في إنتاج قطع غيار السيارات.
تعد مقاومة التآكل السبب الرئيسي وراء تفضيل المعادن غير الحديدية بشكل عام. يتم استخدامها في الغالب في المشاريع المعمارية والتصميم, حيث تكون جماليات المنتج مهمة. بعض الأمثلة الشائعة تشمل المصاعد, الصناعات الفضائية, والإلكترونيات لأنها خفيفة الوزن وقوية. من خلال مثل هذه الاستخدامات, يمكن للصناعات تحديد المعدن المناسب لاستخدامه في التطبيق الصحيح لجعل المعدن فعالاً وعالي الأداء.
الأفكار النهائية
يتم استخدام الحديد/الحديدوز وغير الحديدي/غير الحديدي بسعات مختلفة في البيئات الصناعية. تتضمن فئة المعدن في Ferro ميزات الحديد, قوة عالية, وارتداء المقاومة. لذا, يجد بشكل رئيسي استخدامًا واسع النطاق في البناء, السيارات, والصناعات التحويلية. ومع ذلك, فهي عرضة للصدأ والتآكل. من ناحية أخرى، تحتوي المواد غير الحديدية على حد أدنى من الحديد أو لا تحتوي على أي حديد على الإطلاق. فهي مقاومة للغاية للتآكل وانعدام الوزن. وتستخدم هذه المعادن على نطاق واسع في صناعة الطيران, إلكترونيات, والهندسة المعمارية. لأن هذه القطاعات تتطلب القوة والجمال. هكذا, من الضروري فهم الاختلافات, الموجودة بين أنواع المعادن المختلفة للوصول إلى الحل الأمثل لمهمة معينة.
الأسئلة الشائعة
س1. أذكر بعض الأمثلة على المعادن غير الحديدية.
الأمثلة الأساسية هي الألومنيوم, نحاس, يقود, والزنك. هم موضع تقدير بسبب وزنهم الخفيف, قدرة عالية على مقاومة التآكل, وطبيعة موصلة للغاية.
Q2. كيف الحديدية, وتختلف المعادن غير الحديدية?
الفرق الأساسي يكمن في محتواها من الحديد. غير الحديدية يعني عدم وجود الحديد, بينما الحديد لديه حديد ثابت. يؤثر هذا على ميزات أخرى مثل القدرة على التآكل والتي تحدد استخدامها في مجالات معينة من التطبيق.
س3. كيف تؤثر هذه المعادن على عمليات إعادة التدوير؟?
المعادن الحديدية مغناطيسية بشكل عام. هذه الخاصية تجعل من السهل فرزها أثناء إعادة التدوير. المعادن غير الحديدية, لكن, لا تملك هذه الجودة المغناطيسية. نتيجة ل, أنها تتطلب تقنيات مختلفة للتجميع والمعالجة.
س 4. هل الفولاذ المقاوم للصدأ حديدي أو غير حديدي?
نعم, الفولاذ المقاوم للصدأ هو معدن حديدي. عادة, وهي مصنوعة من 50% ل 70% حديد, اعتمادا على الصف المحدد. أما الباقي فيشمل عناصر النيكل والكروم.
