آهن وخاصیت فلزات وخواص آنها/گروه صنعتی تبریز استپ

آهن وخاصیت فلزات وانواع آنها

گروه صنعتی تبریز استپ بزرگترین ومجهزترین تولید کننده درب های زینتی وپله های دکوراتیو دوبلکسی در شمالغرب کشور

این مقالات صرفا جهت آگاهی واطلاع رسانی شما عزیزان در این وب سایت قرار داده شده.

تعریف ساده ای برای فلز وجود ندارد.

ولی هر عنصر شیمیایی خواص فلزی داشته باشد در کلاس فلزات طبقه بندی می شود.

خواص معمول فلزات شامل جلای فلزی، انتقال حرارت بالا، هدایت الکتریکی و قابلیت شکل پذیری دائم در دمای اتاق است.

عناصر شیمیایی که خواص عمومی فلزات را ندارند در کلاس غیر فلزات طبقه بندی می شوند.

عناصر محدودی هستند که به عنوان شبه فلزات دسته بندی می شوند گاهی خواصی مانند فلزات و گاهی خواصی مانند غیر فلزات از خود نشان می دهند.

برخی از این شبه فلزات کربن، فسفر، سیلیس و گوگرد هستند.

خواص متفاوت فلزات می تواند با ترکیب کردن دو یا چند از این فلزات گسترده تر شوند.

این ترکیب ها آلیاژ خوانده می شوند. عناصر خالص عموماً برای استفاده صنعتی بیش از حد نرم هستند.

به همین دلیل است که تمرکز مطالعات متالورژیکی روی ایجاد آلیاژهای مفید است.

ایجاد آلیاژ جدید با ترکیب شیمیایی خاص می تواند به ایجاد خواص فلزی ویژه برای استفاده های خاص کمک کند.

فولاد برای مثال، ترکیبی از آهن، میزان اندکی کربن و عناصر دیگر است.

آلیاژهای دیگر مانند برنج ( مس و روی) و برنز (مس و قلع) به آسانی شکل داده می شوند و ظاهر زیبایی دارد.

برنز همچنین به دلیل مقاومت به خوردگی در آب دریا به طور گسترده ای در صنایع کشتی سازی استفاده می شود.

تیتانیوم از فولاد سبک تر است و چگالی کمتری دارد ولی استحکام بالایی دارد.

گرچه از آلومینیوم سنگین تر است ولی به لحاظ استحکام با آلومینیوم برابری می کند.

تیتانیوم مقاومت به خوردگی بالایی دارد این خاصیت در ترکیب با سایر خواص فلزی تیتانیوم را برای استفادهT

در صنایع هوافضا و کشتی سازی مناسب کرده است.

این فلز همچنین در ساخت لپ تاپ و دوچرخه سازی نیز کاربرد دارد.

مس فلزی است شکل پذیر که قابلیت هدایت الکتریکی بالایی دارد.

به همین دلیل مس در ساخت کابل های الکتریکی کاربرد گسترده ای دارد

طلا و نقره به لحاظ خواص فلزی چکش خوار، شکل پذیر و به لحاظ شیمیایی غیر فعالند.

طلا و نقره در ساخت جواهرات کاربرد گسترده ای دارند.

طلا همچنین برای مواردی که نباید به مرور زمان کدر و لکه دار شوند و ارتباطات الکتریکی بدون اکسیداسیون کاربرد دارد.

چدن و فولاد هردو سخت و با استحکام هستند. به همین دلیل از آنها در ساخت پل ها و ساختمان ها استفاده می شود.

مشکل بزرگ استفاده از چدن و فولاد عدم مقاومت به خوردگی و امکان زنگ زدگی آنها است

که می توان با تغییر در ترکیب شیمیایی این نقیصه را جبران نمود.

آلومینیوم هادی خوب گرما و شکل پذیر است.

همچنین از آنها در ساخت وسایل آشپزخانه و فویل نیز استفاده می شود.

به دلیل سبکی و استحکام به وزن بالا، بدنه بیشتر هواپیماها آلومینیومی هستند.

فولاد ضدزنگ یا فولاد گالوانیزه برای مواردی که مقاومت به خوردگی مهم است، کاربرد دارد.

آلیاژهای آلومینیوم و منیزیوم برای مواردی که استحکام و وزن پایین همزمان نیاز باشد اسفاده می شوند.

آلیاژهای مس-نیکل از قبیل مونل در محیط های به شدت خورنده و جاهایی که نیاز به وجود مواد غیر مغناطیسی است، کاربرد دارند.

سوپر آلیاژهای پایه نیکل از قبیل اینکونل در مواردی که به مقاومت در دمای بالا نیاز است مانند توربوشارژرها، مخازن تحت فشار، مبدل های حرارتی و.. استفاده می شود.

برای استفاده در دمای بسیار بالا، از آلیاژهای تک بلور استفاده می شود تا خزش را به حداقل برسانند.

آهن عنصری است با حرف اتمی Fe ، وزن اتمی ۵۶ ، چهارمین عنصر موجود در پوسته زمین

از نظر فراوانی و میزان آن در پوسته زمین در حدود ۵ درصد می‌باشد

و سنگهائیکه بیشتر از ۲۰ درصد آهن داشته باشند سنگ معدنی آهن اصطلاح می‌شوند.

استخراج فلز آهن از سنگ آهن با یک عمل شیمیایی انجام می‌گیرد، باین معنی که سنگهای اکسیدی آهن بوسیله کربن ،

احیا و عنصر آهن آزاد می‌شود.

قرن ها زغال چوب بعنوان احیا کننده بکار می‌رفته، ولی از سال ۱۹۰۷، که نقطه عطفی در کار ذوب آهن پدید آمده،

کک جای آنرا گرفت که بعنوان مهمترین سوخت کوره بلند نیز بکار می‌رود.

برای تحصیل یک تن آهن خام ، حدود ۳- ۵/۱ تن سنگ آهن ، ۱۰۰۰-۹۰۰ کیلوگرم کک و ۶-۵ تن هوا لازم است

و سنگ آهک نیز بعنوان ماده گداز آور در کوره بلند بکار می‌رود.

در ابتدا ذوب آهن در کوره‌های ابتدائی که از سنگ یا آجر ساخته می‌شد و از هوای دم برای جریان هوا استفاده می‌شد،

انجام می‌گرفت و ارتفاع کوره نیز ، حداکثر به ۱۰ متر می‌رسید.

ولی امروزه با اختراع ماشین و وارد کردن هوای تحت فشار به کوره ،

ارتفاع و قطر کوره افزایش یافته و کوره های بلند جدید از ورقه های آهنی که روی ستونهایی استوار گردیده

و ارتفاع بدنه کوره به حدود ۳۰ متر می‌رسد، ساخته شده است.

بدین ترتیب ، پیشرفت صنعت و احتیاج روز افزون بشر به نوع بهتر آهن ، کوره‌های بلند جدید را بوجود آورده است.

سنگهای معدنی آهن

سنگهای معدنی آهن ، که می‌توان از آنها با صرفه اقتصادی استخراج کرد، باید بیش از ۲۰ درصد آهن داشته باشد.

با ارزش ترین سنگهای معدنی ، سنگ آهن مغناطیسی یا مگنتیت (Fe3O4) و هماتیت (Fe2O3) می‌باشند که مقدار آهن در آنها تا ۷۰% می‌باشد و بقیه عبارتند از:

لیمونیت (Fe2O3,3H2O) و اسپانیک (FeCO3) ، پیریت (Fe2S) ، ایلمینت (FeTiO3) و غیره.

مقادیر عمده‌ای از سنگهای معدنی بهمان شکلی که از معدن استخراج شده‌اند، در کوره ها بکار برده میشوند،

ولی بسیاری از سنگهای معدنی را ، برای اینکه آسانتر در کوره‌ها ذوب شوند، قبلا آرایش کرده و آماده می‌سازند.

مراحل مختلف آرایش سنگهای معدنی عبارتند از:

خرد کردن سنگهای معدنی ، دانه‌بندی سنگهای معدنی ، پر عیار کردن سنگهای معدنی ، گرفتن آب مواد معدنی ، تکلیس ، اگلومراسیون ، مخلوط کردن مواد معدنی.

گرد آوری داود مفاخری

منبع فولاد مهر