تفاوت‌ فولاد و چدن

نویسنده: آهنکده
۱۱ مهر ۱۳۹۹

تمامی محصولات ساخته شده که جزوی از آهن‌آلات به حساب می‌آیند از سنگ آهن تشکیل شده‌اند. آهن (Iron) با نماد شیمیایی Fe، به عنوان یک عنصرِ تنها قابل استفاده نیست. از حرارت دادن سنگ آهن در کوره‌هایی با دمای نزدیک به ۲۰۰۰ درجه سانتی‌گراد آهن خام تولید می‌شود و با افزودن مواد فلزی و غیر فلزیِ دیگر آلیاژهای متفاوت تهیه می‌شوند. فلزات اهنی پر مصرف‌ترین فلزات کره زمین محسوب می‌شوند و ۹۰ درصد از این حجم مصرف را در صنایع متفاوت به خود اختصاص داده‌اند. مهم‌ترین صنایعی که از مشتقات فلز آهن بهره می‌گیرند، صنایع خودرو سازی، کشتی سازی، راه‌ آهن و ریل سازی، جاده سازی، سد سازی، ساختمان ‌سازی و… هستند.

فولاد و چدن نیز از سنگ آهن یا آهن خام تولید می‌شوند و به دلیل مقاومت بسیار بالای آن در مقابل قیمت پایین‌اش، مصرف بسیار در صنایع مختلف دارد. تفاوت ویژه فولاد، چدن و آهن در مقدار کربن مصرف شده در طرزِ ساختشان است.

آهن خام و انواع آهن

در بالا اشاره داشتیم که از ذوبِ سنگ آهن، آهنِ خام تولید می‌شود، که فلزی با درصد کربن بالا است. این به معنی آن است که آهن خام قابلیت چکش خواری ندارد، به دلیل مقدار کربنِ بالا در ترکیباتش بسیار ترد و شکننده است. آهنِ خام ۴٪ تا ۵٪ کربن در ترکیباتش دارد و از آن می‌توان فولاد، چدن و دیگر آلیاژهای فلزی را به دست آورد.

چدن چیست و انواع چدن

اگر آهنِ خام به صورت بسیار کند سرد شود، آهن خاکستری به وجود می‌آید. مقدار کربن موجود در چدن بین ۲٪ الی ۶.۲٪، وسیلیسیمِ آن بین ۱٪ تا ۳٪ است و قابلیت چکش خوار بودنِ آن‌ها بستگی به میزان کربن در ترکیباتش دارد. انواع چدن را به طور خلاصه با هم مرور می‌کنیم.

  • چدن خاکستری : همان چدن معمولی است که بر اثر تبدیل کربن‌ها به صورتِ رسوب گرافیتی، دارای سطح خاکستری، و با سرعت پایین خنک شده است. چدنِ خاکستری در تولید کفپوش فاضلاب خیابان‌ها، یراق آلاتِ چدنی، پروفیل‌های ساختمانی، لوله چدنی و.. کاربرد دارد.
  • چدن سفید : در اثر سرد آهنِ خام با سرعت بالا، چدن سفید تولید می‌شود (برعکسِ چدن خاکستری). کربنِ اضافه در ترکیب با آهن به صورت کاربید آهن ی روشن به خود می‌گیرد.در ساخت وسایل کوچک چدنی از چدن سفید استفاده می‌شود.
  • چدن نشکن یا چدن داکتایل (Ducktile Iron) : هنگامی که کربن در ترکیب با آهن به صورت کروی بر سطح آهن رسوب کند، چدن نشکن تولید می‌شود. از خواص چدن داکتایل می‌توان به نقطه ذوب پایین، قابلیت استفاده ماشین‌کاری، ریخته‌گری مناسب، مقاومت سایشی و شکل‌پذیری مناسب و.. اشاره داشت.
  • چدن چکش‌خور مال‌ اِیبِل (Malleable Iron) : هنگامی که با حرارت مناسب کاربید چدن سفید تجزیه شود و به صورت توده‌های متراکم برفکی تبدیل شود، چدن با کربنِ تِمپر یا چدن چکش‌خوار تهیه می‌شود.

فولاد چیست و انواع فولاد

یکی از مهم‌ترین آلیاژهایی که با عنصر اصلی آهن تولید می‌شود فولاد است. از فولاد در ساخت سازه‌ و زیرساخت‌های هر پروژه عمرانی استفاده می‌شود. هنگامی که به آهن خام کربنِ بین ۰.۰۰۲٪ تا ۲.۱٪ اضافه شود، فولاد ساخته می‌شود. به دلیل قابلیت بازیافت پذیری فلزات آهنی حدود نیمی از فولاد در حال استفاده در دنیا از آهن آلات قراضه بازتولید شده است. فولاد دارای مقاومت بسیار بالا و شکل پذیری مناسب است، به همین جهت مورد توجه بسیاری از صنایع جهان قرار دارد.

چند مدل فولاد وجود دارد؟

به طور کلی فولاد از نظر درصد کربن به سه دسته تقسیم می‌شود.

  • فولادِ کربن پایین یا فولاد نرم : کم‌ترین میزان کربن در این محصولات فولادی استفاده می‌شود (حدود ۰.۰۰۲٪ تا ۰.۳٪). قابلیت جوشکاری دارند و در صنعت ساختمان سازی و دیگر صنایع کاربرد دارند. به این مدل فولاد، فولاد سبک نیز گفته می‌شود.
  • فولاد با کربن متوسط : مورد استفاده در ریل آهن، چرخ دنده و قطعات ماشین‌آلات و دارای ۰.۳٪ تا ۰.۶٪، کربن است.
  • فولاد با کربن بالا : این مدل فولاد را فولاد ابزار کربنی نیز می‌گویند و کربن بین ۰.۶، تا ۲.۱٪ را دارا هستند. ساخت اره، فنر، چاقو و دیگر وسایل و ابزار نیازمند به مقاومت بالا از این دسته فولاد ساخته می‌شوند.

آهنکده تولید کننده‌ی محتوا‍