تفاوت آهن، فولاد و چدن

سنگ آهن، مبنای ساخت و تولید آهن و فولاد می باشد. با گداختن سنگ آهن در کوره های آهن گدازی ، آهن خام تولید می گردد و با آهن خام نیز آهن معمولی ، چدن و فولاد را می سازند ، در واقع چدن و فولاد آلیاژهایی از آهن هستند .

در ادامه این مقاله به موارد زیر خواهیم پرداخت:

سنگ آهن

چدن

فولاد

تفاوت آهن ، فولاد و چدن

سنگ آهن

سنگ آهن را برای تولید آهن، فولاد و چدن ، در کوره های گداز حرارت داده و محصول خام را می سازند. سنگ آهن مخلوطی از اکسیدهای این عنصر، نمک های معدنی ، سنگ آهک ، سیلیس ، آلومین و ... می باشد . از چهار نوع سنگ می توان در کوره آهن گدازی استفاده نمود.

هیدروکسیدها

اکسیدها

کربنات

سولفور

سنگ آهن

چدن

چدن، از آهن خام خاکستری تولید می شود که با مقداری قراضه آهن در کوره های مخصوص، ذوب می گردند تا مقداری از کربن آن بسوزد و ناخالصی هایی نظیر گوگرد و فسفر که خصوصیات آن را تا حد زیادی تحت تاثیر قرار می دهند ، به صورت سرباره خارج گردد ، حال فلز مذاب باقی مانده که حاوی مقداری منگنز نیز می باشد ، چدن نام دارد .

فولاد

فولاد به علت قابلیت شکل پذیری و مقاومت زیاد خود ، یکی از مهمترین مصالح ساختمانی به حساب می آید ، خواص فولاد به درصد کربن موجود در آن ، عملیات حرارتی انجام شده بر روی آن و فلزهای آلیاژدهنده موجود در آن بستگی دارد.

فولاد

تفاوت آهن ، فولاد و چدن

در تمامی کارهای صنعتی همانند جوشکاری، ماشین کاری، مهندسی مواد و .... توانایی شناختن چدن از آهن از موضوعات پر اهمیت در صنعت ساخت و تولید می باشد.

آهن: آهن از فولاد کم کربن تولید می شود. کیفیت این نوع آلیاژ توسط درصد کربن و منگنز پایین مشخص می گردد. (کربن کمتر از ۰.۰۸ درصد و منگنز کمتر از ۰.۰۶ درصد)

فولاد : آهن مذاب تصفیه شده را با افزودن مقدار معین کربن و فلزهای آلیاژ دهنده مثل وانادیم ، کروم ، تیتانیم ، منگنز و نیکل به فولاد تبدیل می‌کنند. بیشترین حد کربن در فولاد، تقریباً ۲ درصد می باشد.

چدن: آلیاژی از آهن و کربن است که عموما ۳ تا ۵ درصد کربن و ۱ تا ۳ درصد سیلیسیم دارد. میزان کربن چدن، از فولاد بیشتر است. چدن ها گروه مهمی از آلیاژهای ریخته گری هستند.

فولاد را در گذشته به صورت آلیاژی از آهن و کربن توصیف می کردند اما امروزه با وجود برخی از مهم ترین انواع فولاد نظیر فولادهای (Interstitial- Free(IF و فولادهای زنگ نزن فریتی نوع ۴۰۹ که در آنها کربن یک ناخالصی است که مقدار آن در حد چند جزء در میلیون است، دیگر نمی توان از توصیف آلیاژ آهن و کربن برای فولاد استفاده کرد. طبق تعریف، فولاد باید شامل حداقل ۵۰ % آهن و یک یا چند عنصر آلیاژی دیگر باشد. این عناصر معمولا شامل کربن، منگنز، سیلیسیم، نیکل ، کرم ، وانادیم، مولیبدن، تیتانیوم، نیوبیم و آلومینیوم هستند.

نقطه ی ذوب چدن پایین تر از نقطه ذوب آهن است.

چدن نسبت به آهن در مقابل خوردگی آسیب پذیر تر می باشد.

چدن بسیار خشک تر و خمش ناپذیرتر از فولاد و آهن می باشد.

در اینجا چند نکته ساده برای فهمیدن تفاوت بین چدن و آهن قابل ذکر است:

نگاه کردن به سطح دو فلز : سطح فلز آهن به رنگ خاکستری تیره و براق می باشد. فلز چدن  سطحی مات و کدر و رنگی خاکستری دارد.

تست جرقه (Spark Test) : در صورت وجود دستگاه سنگ رو میزی تست جرقه (Spark Test) را انجام می دهیم. با قرار دادن لبه ای از دو فلز زیر سنگ رومیزی و نگاه کردن به جرقه آن می توان تا حدی به ماهیت آن دو فلز پی برد.

- اگر طول جرقه ها کم ، رنگ آن قرمز ، و نوک جرقه ها برفکی شکل باشد فلز چدن است.

- اگر طول جرقه ها زیاد، رنگ آن سفید، و نوک جرقه ها چنگالی و سوزنی شکل باشد فلز آهن (فولاد کم کربن) است.

تست براده : چدن فلزی ترد است. پس براده ی آن نیز ترد و شکننده است. در صورت وجود دستگاه تراش یا فرز می توانیم قسمتی از یک نمونه فلز را ماشینکاری کنیم. اگر براده ناپیوسته باشد فلز چدن و اگر براده پیوسته باشد فلز آهن است. برای انجام این تست حتما نیازی به دستگاه تراش یا فرز نیست. با یک قلم تیز نیز می توان این آزمایش را انجام داد. به طوری که سعی کنیم یک لایه ی نازک از روی فلز برداریم. اگر لایه مانند نوار برداشته شد فلز آهن و اگر براده ها بسیار ریز برداشته شدند. فلز چدن است.

رنگ فلز ذوب شده آنها : نمونه را زیر مشعل قرار داده و تا رسیدن به نقطه ذوب صبر می کنیم. در لحظه ذوب شدن رنگ فلز می تواند در تشخیص نوع آن به ما کمک کند.

- اگر رنگ فلز گداخته شده قرمز باشد، فلز چدن است.

- اگر رنگ فلز گداخته شده سفید باشد، فلز آهن است.

تهیه شده توسط گروه تامین محتوای فولاد ۲۴