آهن و آلیاژ های آن

 

در این مقاله آموزشی قصد داریم تا به برسی آهن و آلیاژ های آن بپردازیم، پس با ما همراه باشید.

اگر به اطراف خود دقت کنید درمیابید که آهن بیشتر از هر فلز دیگری در صنعت و ساخت تجهیزات به کار رفته است. جالب است بدانید ۹۵ درصد از فلزات تولید شده در جهان از آهن و آلیاژ های آن میباشند زیرا هزینه آهن کمتر و تولید آن راحت تر از فلزات دیگر میباشد. استحکام قابل توجه این این عنصر فلزی به صورت آلیاژی و امکان افزایش استحکام آلیاژهای آن با روش های گوناگون به وسیله روش های خاص از مهمترین عوامل استفاده از این عنصر فلزی به شمار میرود. نا گفته نماند که این فلز دارای نقطه ضعف هایی هم میباشد که میتوان به خوردگی یا همان زنگ زدگی در محیط های مرطوب اشاره کرد.

آهن فراوان ترین عنصر تشکیل دهنده هسته زمین و چهارمین عنصز تشکیل دهنده پوسته زمین میباشد. این عنصر از گذشته مورد توجه مردم بوده است و از عوامل اساسی و تعین کننده در در جنگ ها برای ساخت ابزارآلات جنگی و دفاعی محسوب میشده. آهن فلزی است به رنگ خاکستری که به ندرت به صورت خالص در طبیعت یافت میشود و در پوسته زمین بیشتر به صورت ترکیب با عناصر دیگر به ویژه اکسیژن موجود است.آهن و آلیاژ های آن

تولید آهن

برای تولید آهن از سنگ معدن آن که اکثرا به صورت اکسید آن میباشد در فرایندی خاص و در کوره بلند صورت میگیرد. سنگ آهن معمولا از طریق معادن سنگ آهن استخراج میشود و پس از آن توسط آسیاب های بسیار بزرگ و سنگ شکن ها خرد شده و سپس با آب شسته میشود تا ناخالصی های آن از بین رود. روش میدان مغناطیسی نیز یکی از روش های جدا کردن ناخالصی میباشد. بهترین نوع سنگ آهن دارای حداکثر ۶۰ درصد وزنی آهن میباشد.

پس از جداکردن ناخالصی ها سنگ آهن را به همراه سنگ آهک و کک درون برج های استوانه ای میریزند که این برج ها همان کوره های ذوب میباشند که ارتفاع آنها به بیش از ۳۰ متر میرسد. کک نیز همان زغال سنگ است که برای تبدیل شدن به کربن در غیاب اکسیژن و هوا گرما داده میشود. سنگ آهک به عنوان مواد گداز آور در کوره به جریان ذوب کمک و همچنین جداسازی ناخالصی از فلز مذاب را آسان میکند.

تولید آهن

تولید آهن خام به روش احیاء مستقیم

در سال های اخیر برای ذوب و تصفیه سنگ آهن از کوره های مخصوص استفاده میشود که عمل احیاء یه صورت مستقیم انجام میشود. سوخت های مورد استفاده در آنها ممکن است جامد و یا گاز باشد که در کشورهای مانند ایران که دارای منابع گاز طبیعی هستند میتوان با سرعت بیشتر و هزینه کمتر سنگ های آهن را به آهن خالص تبدیل کرد. در این روش اتوماتیک کردن و کنترل تاسیسات بسیار ساده تر از کوره های بلند میباشد. در این روش هیچ گونه ذوبی انجام نمیشود و آهن خامی که از این روش به دست می آید اهن اسفنجی نام دارد که حدود ۹۵ درصد آهن خالص دارد.

 

کوره القایی

یکی از روش های ذوب فلزات استفاده از کوره های القایی میباشد که در این کوره ها توسط یک سیم پیچ بزرگ با القای جریان مغناطیسی مواد داخل کوره ذوب میشود.

از مزیت های این روش میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

  • مذاب بدون ناخالصی ایجاد میشود
  • بهروزی بالا
  • کنترل دقیق مراحل تولید مذاب

 

کوره قوس الکتریکی

برای تولید فولادهای مقاوم در برابر حرارت و همچنین خوردگی از کوره های قوس الکتریکی استفاده میشود که این کوره ها با جریان برق سه فاز عمل میکنند و به کمک سه الکترود گرافیتی، جریان عبوری موجب ایجاد قوس الکتریکی میشود که درجه حرارتی تا ۳۵۰۰ درجه سانتی گراد را ایجاد میکند. با چنین درجه حرارتی میتوان فلزات دیر کداز مانند تنگستن را ذوب و با فولاد آلیاژ کرد. امروزه فولاد های ابزار سازی آلیاژی و فولاد فنر را توسط این روش ایجاد میکنند.

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *