حديد صلب ستيل:

• ان المنشأت الخرسانية تعتمد على عنصرين اساسيين وهما: الحديد و الخرسانة. فالحديد يساعد المنشأ على الاستقامة والحفاظ على توازنه مما يعطيك امكانية لعمل عدد ادوار اكثر الخرسانة هى عبارة عن خليط من الرمل والزلط والأسمنت والماء يجتمعان معا ويحدث بينهم تفاعلات كيميائية بفعل الاسمنت مما يجعله عنصر صلب بعد جفافه.

• الحديد تحمل اجهاد الشد وجعل الخرسانة اكثر تماسكا.. وحيث ان الحديد هو العنصر الوحيد فى الكون الذى يتحمل اجهادات الشد والضغط معا. فهذا يجعله العنصر المناسب والملائم لهذه العملية. فيمكنك وضع الحديد مع الخرسانة فى مناطق اجهادات الضغط العالية فيزيد من قدرة الخرسانة على تحملها. بوضعه في مناطق اجهادات الشد في تحملها بالكامل ليحمي الخرسانة.

• يعرف الحديد الصلب بأنّه مزيجٌ من الحديد والكربون، حيث قد تصل نسبة الكربون فيه إلى 2%، يُستعمل في أعمال بناء البنية التحتية وكثير من الصناعات حول العالم، كما يستخدم في صنع المعدات والآلات الثقيلة كناقلات النفط، كما اشتملت صناعات أخرى على استعماله مثل صناعة الإبر المستخدمة في الخياطة، وشاع استعمال الحديد الصلب نظرا لوفرة مكوّناته من الحديد، كما تعتبر تكلفة معالجتها وتشكيلة منخفضةً نسبياً، بالإضافة لامتلاكه خواص مميزة.يمكن إعادة استعماله وتشكيله مراتٍ عديدة دون فقدانه لخصائصه، هذا الأمر الذي أدى إلى جعله مادة متنوعة الاستعمال في الحياة العصرية المتطوّرة.

 

مكونات حديد الصلب ستيل :

يصنع الحديد الصلب من عملية خلط الحديد مع عنصر الكربون لكن بكميات قليلة لاتتعدى النسبة المسموح بها والتي تساوي (2%)، مما ينتج مادة ذات قوةٍ هائلة، وتتمتع بمرونة أكثر تسمى أيضاً بالفولاذ. وبالإمكان إضافة عناصر أخرى لإعطاء خصائص إضافية، وله عدة أنواع تصنف ضمن مجموعات منها

 

• صلب مُنخفض الكربون: 

وهو صلب تصل نسبة الكربون فيه إلى 0.25% ويتم إضافة بعض العناصر لتحسين الخواص الميكانيكية مثل النحاس والفاناديوم والنيكل ويتم استخدام هذا الصلب في صناعة الكباري وأعمدة الدُعامات وأوعية الضغط.

 

• صلب متوسط الكربون:

ويحتوي هذا الصلب على كربون بنسبة من 0.25% إلى 0.6% وتتم مُعالجة هذا النوع من الصلب بعمل تبريد سريع له حيث يؤدي ذلك إلى تحسين خواصه الميكانيكية، كما تتم إضافة بعض العناصر إليه لتكوين سبائك مختلفة ذات خواص ميكانيكية جيدة، ومن هذه العناصر الكروم و المولبيدنيوم.

ويُستخدم هذا الصلب في صناعة التروس وفي صناعة أعمدة نقل الحركة و عجلات قطار السكك الحديدية.

 

 

• صلب عالي الكربون:

وتتراوح فيه نسبة الكربون ما بين 0.6% إلى 1.4% وقد يُضاف إليه بعض العناصر مثل الكروم والفاناديوم لزيادة مقاومته للبري والتآكل. ويُستعمل هذا النوع في صناعة أدوات القطع المُختلفة وصناعة الأدوات التي المستخدمة في آلات التشغيل.

 

 

• صلب درجات الحرارة العالية:

ويُستخدم في صناعة الغلايات لأنه يحتفظ بصلابته ومتانته في درجات الحرارة العالية من 500 إلى 600درجة مئوية.

  

• الصلب الذي لا يصدأ: 

ويحتوي على نسبة كربون من 0.1% إلى 0.4% كما يحتوي على 11% كروم و 8% نيكل بالإضافة إلى بعض العناصر مثل النيكل و الموليبدينوم.

 

• صلب العدة: ويحتوى على نسبة من الكربون أعلى من الإنشاءات، ويُستخدم هذا الصلب في آلات الورش لقطع جميع المواد في الصناعات الهندسية بالخراطة والثقب والكشط والصك وينتج ذلك عن طريق إضافات من الكروم و المولبيدنيوم والكوبالت والفاناديوم.

 

انواع الحديد صلب ستيل:

 

• الفولاذ الكربوني: 

وهو الحديد الصلب المصنوع من خلط الحديد مع نسبة كربون ويتميز بمرونته وسهولة تشكيله مثل الحديد الزهر نوعًا ما، ويعد الأكثر صنعًا حيث يشكل 80 – 90% من الصناعة اليومية، ويتم استخدامه في صناعة هياكل السيارات والسفن الحربية بأنواعها.

 

• سبائك الفولاذ: 

وهنا تتم إضافة عنصر أو أكثر لمزيج الحديد والكربون مثل عنصر النيكل، النحاس، المنجنيز أو الكروم، مما يعمل على إكساب الحديد الصلب خصائص ومزايا إضافية حيث تجعله أكثر قوةً ومتانة.

 

• الفولاذ المقاوم للصدأ الاستانليس ستيل (Stainless steel): 

هو أكثر أنواع الحديد الصلب تعامل في الحياة اليومية، حيث تصنع منه الأدوات الطبية، أدوات المائدة والمقصات ويتم صنعه بإضافة كميات وفيرة من كلا العنصرين النيكل أو الكروم لخليط الحديد والكربون، والذي يضيف إليه ميزة يمتاز مقاومة التآكل والتفاعل مع الأكسجين، مما يجعله سهل التنظيف والتلميع.

 

طرق صنع الحديد الصلب 

يتم صنع الحديد الصلب بعدة طرق منها: 

 

• الفرن والموقد المفتوح، حيث يتم إدخال الحديد الخام لداخل الفرن ذو درجة حرارة 817 درجةً مئوية مما يعمل على أكسدة الشوائب التي منها الكربون وإبقائه بكميات قليلة جداً مكوناً الحديد الصلب. 

• عملية Bessemer، ويتم فيها نفخ الهواء على الحديد المنصهر الموجود بداخل محوّل Bessemer، مما يعمل على أكسدة الشوائب باتحادها مع عنصر الأكسجين.

•  فرن الأكسجين الأساسي، وتعتبر هذه الطريقة الأكثر شيوعاً واستخداماً، والأكثر سرعةً، حيث يتم نفث كميات كبيرة من الأكسجين النقي على الحديد الخامل المنصهر، بحيث يعمل على تنقيته من الشوائب التي من ضمنها الكربون، وبالإمكان إضافة عناصر أخرى للحديد لإكسابه ميزات إضافية.