چرا آهن کاربرد بسیار گسترده ای در صنایع مختلف دارد

به اطراف خود بنگرید! چه تعداد ابزار یا وسیله در اطراف شما است که از آهن ساخته‌شده‌اند؟ آیا می‌توانید ردپای این فلز را در زندگی روزمره و حتی صنایع مختلف بیابید؟ پاسخ کوتاه و روشن است: بله! درواقع باید پرسید آیا صنعتی وجود دارد که در آن از آهن استفاده نشده است؟ همین چند جمله برای بیان اهمیت استفاده از آهن به‌عنوان مهم‌ترین فلز شناخته‌شده توسط بشر کافی است. اما این فلز چگونه به این شهرت و اهمیت رسیده است؟ آهن چیست و چگونه کشف شد؟ چه خواصی سبب برتری آهن نسبت به دیگر فلزات شده‌است؟

در وصف اهمیت آهن و کاربرد آهن می‌توان گفت که همچون آب که مایه حیات است، قلب صنایع مختلف نیز از وجود آهن به تپش درمی‌آید. این فلز که پس از آلومینیوم، فراوان‌ترین عنصر در پوسته زمین است، آن‌قدر در زندگی بشر دخیل بوده و هست که یک دوره را به نام آن نام نهاده‌اند یعنی عصر آهن. در ادامه این مقاله به بررسی سرنوشت این فلز می‌پردازیم، اینکه چگونه کشف شد، چگونه به کاربردهای مختلف آن پی بردند و چگونه در صنایع مختلف و حساس به کار برده شد. به منظور اطلاع از به این لینک مراجعه نمایید.

از جمله کاربرد ورقst52 می توان به ساخت شاسی ماشین آلات سنگین، ساخت ریل ها و پل ها و دیواره ی قطعات صنعتی اشاره کرد

آهن چیست ؟

احتمالا این پرسش که آهن چیست، دیگر منسوخ شده باشد و همه با شنیدن نام آن، به یاد یک فلز محکم و قهوه ای رنگ می‌افتند. با‌این‌حال، این واژه از کجا آمده است؟ آهن یا Iron که نام آنگلوساکسون (قبایلی از ژرمن‌ها که در محدوده انگلستان کنونی می‌زیستند) آن، Iren است، دارای نماد شیمیایی Fe است که از عبارت لاتین Ferrum گرفته‌شده است.

برخی نیز معتقدند که معنی واژه آهن به “فلز مقدس” اشاره دارد؛ چراکه در گذشته جزو اولین موادی بود که با آن انواع سلاح‌های مستحکم را ساختند. این فلز با عدد اتمی 26، در رده چهارم و گروه هشتم از جدول تناوبی قرار دارد. چگالی آهن 7.87 گرم بر سانتی‌متر مکعب است و بنابراین در دسته فلزات نسبتاً سنگین اما با استحکام بالا قرار می‌گیرد.

تاریخچه آهن

مورخان معتقدند که مصریان اولین مردمی بودند که در حدود پنج یا شش هزار سال پیش با مقادیر کمی از آهن کارکردند. فلزی که آن‌ها استفاده کردند، ظاهراً از شهاب‌سنگ‌ها استخراج شده است. شواهدی ازآنچه گمان می‌رود اولین نمونه از استخراج و ذوب آهن باشد، به فرهنگ باستانی هیتی ها در ترکیه کنونی اشاره دارد.

ازآنجاکه آهن ماده‌ای بسیار برتر برای ساخت سلاح و ابزار نسبت به سایر فلزات شناخته‌شده بود، از فرآیند تولید آن همچون یک راز کاملاً محافظت می‌شد. بااین‌حال، تکنیک اصلی ساخت آن ساده بود و استفاده از آهن به‌تدریج گسترش یافت. همان‌طور که آهن در مقایسه با مواد دیگر مفید بود، معایبی نیز داشت.

کیفیت ابزارهای ساخته‌شده از آن، بسته به منطقه‌ای که سنگ‌آهن از آن استخراج می‌شد و روش استخراج آهن، بسیار متغیر بود. ماهیت شیمیایی تغییراتی که در طول استخراج آهن اتفاق می‌افتد نیز تا آن زمان درک نشده بود. به‌ویژه اینکه، تا آن زمان هنوز به اهمیت کربن در قابلیت سخت شدن آهن به عنوان یک فاکتور کلیدی پی برده نشده بود. حال با شناخت این فلز، به نظر شما مهم ترین خواص آهن چیست که آن را تا این حد ارزشمند کرده است؟

خواص آهن

آهن به سبب خواص منحصربه‌فرد خود، کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف پیدا کرده است. این خواص به‌قدری مفید و کاربردی هستند که باوجود روی کار آمدن مواد پیشرفته‌ای چون کامپوزیت‌ها، نانو مواد، سوپرآلیاژها و غیره، هنوز هم آهن انتخاب اول صنایع مختلف برای ساخت قطعات فلزی است. البته امروزه شکل دیگری از آهن به‌جای آهن خالص کاربرد دارد و آن فولاد است که از افزودن کربن تا مقدار 2.1 درصد به آهن به دست می‌آید. را در این لینک بخوانید.

مهم ‌ترین خواص آهن عبارت‌اند از:

• قابلیت آلیاژسازی و تولید فولاد
• خاصیت مغناطیسی
• نرم و قابل‌انعطاف
• قابلیت چکش‌خواری
• کم‌هزینه و در دسترس
• رسانایی
• استحکام بالا

ساختار آهن

آلوتروپ آهن چیست؟ آیا آهن انواع مختلفی دارد؟ آهن در دماهای مختلف، ساختارهای کریستالی متفاوتی دارد. بدین معنی که در فشار 1 اتمسفر، با افزایش دما، شبکه بلوری آن تغییر می‌کند. این امر منجر به پیدایش آلوتروپ های (دگرشکل) آهن می‌شود. این ویژگی خاص، دلیل خاصیت مغناطیسی آهن و نیز قابلیت تبدیل‌شدن آن به فولاد است.

در بین این سه فاز از آهن، فاز گاما مهم‌ترین آن است که استفاده فراوانی نیز از آن می‌شود. به‌منظور عملیات حرارتی فولادها، آن‌ها را تا تبدیل‌شدن به ساختار FCC حرارت می‌دهند که اصطلاحاً آستنیته کردن نام دارد. سپس با سرعت‌های سرمایش مختلف، ریزساختارهای متفاوتی برای فولاد قابل‌دستیابی است. به‌منظور آشنایی با به این لینک مراجعه نمایید.

انواع سنگ آهن

سنگ‌آهن به‌صورت ترکیبات مختلفی وجود دارد. رایج‌ترین کانی‌های اکسیدی از آهن و کانی‌هایی که در پوسته زمین وجود دارند عبارت‌اند از:

• هماتیت قرمز (Fe₂O₃)
• هماتیت قهوه‌ای یا لیمونیت (2Fe₂O₃.3H₂O)
• مگنتیت (Fe₃O₄)
• سیدریت (FeCO₃)
• پیریت (FeS₂)

دراین‌بین، هماتیت حدود 40 تا 60 درصد آهن داشته و مقدار گوگرد و فسفر آن نیز از دیگر کانی‌های آهن کمتر است. مگنتیت نیز حدود 60 تا 70 درصد آهن دارد و این مقدار در سیدریت به 30 تا 40 درصد می‌رسد. از پیریت برای آهن سازی استفاده نمی‌شود و صرفه اقتصادی ندارد. پیریت به دلیل ظاهری طلایی، به طلای احمق‌ها معروف است!

فرآیند تولید آهن

هدف اصلی در تولید آهن، رهاسازی آهن از پیوند شیمیایی با اکسیژن است و ازآنجایی‌که کوره بلند کارآمدترین فرآیند است، در اینجا بیشترین توجه را به خود جلب می‌کند. روش‌های جایگزینی که به‌عنوان احیای مستقیم (Direct Reduction) شناخته می‌شوند در بسیاری از کشورها استفاده می‌شوند، اما کمتر از 5 درصد آهن از این طریق ساخته می‌شود. گروه سوم از تکنیک‌های آهن‌سازی که به‌عنوان احیای ذوبی (Smelting Reduction) طبقه‌بندی می‌شوند، هنوز در مراحل ابتدایی هستند. بهترین روش از بین روش های موجود برای تولید آهن چیست؟ کدام روش به‌صرفه‌تر است؟

تولید آهن به روش کوره بلند

گوگرد یک عنصر همراه نامطلوب است چراکه در سیستم‌های ترش حاوی گاز H₂S، سبب ایجاد ترک و نشت گاز می‌شود. بنابراین، عملیات سولفورزدایی توسط سودا یا کاربید کلسیم انجام می‌شود تا مقدار گوگرد کاهش یافته و در حد هزارم درصد برسد. از طریق فسفرزدایی نیز می‌توان درصد فسفر موجود در آهن خام را کاهش داد.

تولید آهن به روش احیای مستقیم

در این فرآیند، از دمایی پایین‌تر از دمای ذوب سنگ‌آهن و دیگر مواد همراه، به‌منظور تولید آهن استفاده می‌شود. گانگ (مواد باطله) در محصول اسفنج مانند که نام دارد به‌عنوان آهن احیاشده مستقیم (Direct Reduction Iron) یا DRI شناخته می‌شود، باقی می‌ماند و باید در فرآیند فولادسازی بعدی حذف شود. بنابراین، تنها سنگ‌های معدنی و گلوله‌های با عیار بالا ساخته‌شده از سوپرکنسانتره (حداقل 66 درصد آهن) برای ساخت آهن به روش DR مناسب هستند.

روش احیای مستقیم بیشتر در شرایط خاص استفاده می‌شود که اغلب به عرضه ارزان گاز طبیعی مرتبط است. این روش شامل چندین فرآیند مبتنی بر استفاده از یک کوره دوار با شیب کم است که در آن سنگ معدن، زغال‌سنگ و مواد بازیافتی در انتهای بالایی با حرارت تأمین‌شده توسط یک مشعل نفت یا گاز شارژ می‌شوند.

تولید آهن به روش احیای ذوبی

این روش مشابه با روش احیای مستقیم است اما فقط در دو مرحله انجام می‌شود. کمیاب بودن زغال‌سنگ کک سازی برای استفاده در کوره بلند و هزینه بالای کوره‌های کک دو دلیل برای ظهور این فرآیند و جایگزینی آن به‌جای دیگر روش‌های تولید آهن است. در این روش، به‌منظور احیای ذوب از دو واحد استفاده می‌شود.

در واحد اول، سنگ‌آهن توسط گازهای خروجی از واحد دوم، که یک ذوب-گازفایر با زغال‌سنگ و اکسیژن است، گرم شده و احیا می‌شود. سپس سنگ معدن نیمه احیاشده در واحد دوم ذوب می‌شود و آهن مذاب تولید می‌شود. فناوری احیای ذوبی، امکان استفاده از طیف وسیعی از سنگ‌آهن‌های ریزودرشت برای تولید آهن ممکن می‌سازد. همچنین، دیگر مزیت این روش این است که درجایی که امکان استفاده از گاز وجود ندارد، می‌توان مستقیماً از کک استفاده کرد.

کاربرد آهن چیست؟

آهن و فولاد عمدتاً در انواع مختلف واحدهای سازه‌ای در تمدن مدرن و مهندسی عمران استفاده می‌شوند. انواع مختلفی از فولاد با خواص و کاربردهای مختلف وجود دارند که توسط آهن و از طریق آلیاژ شدن با کربن و سایر عناصر شیمیایی ساخته می‌شوند. شاید امروزه از آهن به‌صورت خالص استفاده چندانی نشود و اکثر محصولاتی که آهن دارند، درواقع این عنصر را در قالب انواع فولادها به همراه دارند. استفاده اصلی از آهن در ساخت فولاد و چدن است.

فولاد کربن متوسط بیشترین کاربرد را در پل‌ها، دکل‌های برق، زنجیر دوچرخه، ابزارهای برش و لوله تفنگ دارد. همچنین به‌عنوان یک کاتالیزور شیمیایی در فرآیند هابر برای تولید آمونیاک استفاده می‌شود. در تولید هیدروژن در مقیاس کوچک نیز از آن به‌عنوان یک عامل کاهنده استفاده می‌شود.

فولاد ضدزنگ آلیاژ مهمی از آهن است که حاوی حداقل 12 تا 15 درصد کروم و سایر فلزات مانند نیکل، مولیبدن، تیتانیوم و مس است که در برابر خوردگی و اثر اسیدها مقاوم است. این نوع فولادها به‌طور گسترده‌ای در ساخت‌وساز، ساخت بلبرینگ، کارد و چنگال، ابزار جراحی پزشکی و جواهرات کاربرد دارند.

چدن آلیاژ دیگری از آهن است که حاوی 2 تا 5 درصد کربن است که به‌طور گسترده در لوله‌ها، شیرها، پمپ‌ها و تولید آهنربا استفاده می‌شود.

بازیافت آهن

آهن به‌عنوان یک جزء در وسایل نقلیه، به‌ویژه در آلیاژهای فولادی، از اتومبیل گرفته تا کشتی و هواپیما استفاده می‌شود. اما آیا آهن قابل بازیافت است؟ پاسخ بله است؛ بازیافت کلیه وسایل آهنی مزایای محیط زیستی زیادی دارد. قابلیت بازیافت آهن و فولاد ازآن‌جهت اهمیت دارد که بازیافت آن‌ها، هزینه به‌مراتب کمتری نسبت به تولید آهن از سنگ معدن دارد. با بازیافت آهن، خواص آن دچار افت نمی‌شود. ضمن اینکه، فرآیند بازیافت آهن تکرارپذیر است و پس از هر بار بازیافت و استفاده مجدد، دوباره قابلیت بازیافت دارد.

با انجام این کار، به‌طور فعال به کاهش استفاده از منابع طبیعی، انتشار کمتر گازهای کربنی و کاهش میزان انرژی موردنیاز برای تولید فلزات بیشتر از سنگ معدن کمک می‌شود. به‌طور دقیق‌تر، به ازای هر تن آهن و فولاد بازیافتی، می‌توان 1.5 تن سنگ‌آهن را ذخیره کرد، انتشار گازهای گلخانه‌ای را تا 86 درصد و آلودگی آب را نیز تا 76 درصد کاهش داد. در همین راستا، به منظور آشنایی بیشتر با فرآیند بازیافت آهن آلات، مقاله را مطالعه نمایید.

جمع بندی

اکنون می دانیم که آهن چیست و چرا و چگونه به این جایگاه ارزشمند در صنعت و زندگی بشر رسیده است. باوجود پیشرفت تکنولوژی و پیدایش مواد پیشرفته و جدید، استفاده از آهن به‌عنوان کاربردی‌ترین فلز برای بشر هیچ‌گاه متوقف نشد. خواص شگفت‌انگیز این فلز و مهم‌تر از همه، تولید فولاد از آهن، سبب شده تا آهن همواره مهم‌ترین فلز در صنایع مختلف محسوب شود. هزینه تولید کم، قابلیت بازیافت، استحکام بالا، خواص مغناطیسی و فراوانی، ازجمله دلایل محبوبیت و حیاتی بفلز آهن جز یکی از پرمصرف‌ترین فلزات جهان است و به طور تقریبی 40 درصد از فلزات کره زمین متشکل از آهن است. قیمت خرید و فروش این فلز در سراسر دنیا مقرون به صرفه و ارزان می‌باشد و این دلیلی برای پرمصرف بودن آن به حساب می‌آید. همچنین مقاومت زیادی که فلز آهن در شرایط مختلف از خود نشان داده باعث شده که در صنایع مختلف کاربردهای زیادی داشته باشد. ترکیبات مختلفی از این فلزات در صنعت یافت می‌شود که بخش اعظم این ترکیبات از آهن تشکیل می‌شود. با اشاره به این آمار و مزایای گفته شده، کاربرد آهن در صنایع مختلف روز به روز افزایش می‌یابد. ما نیز در این مطلب سعی داریم به کاربرد آهن در صنعت‎‌های گوناگون بپردازیم. در ابتدا به سراغ بررسی کاربرد آهن در صنعت می‌رویم و بخش‌های مختلف کاربرد آهن در صنعت‌های متفاوت را بررسی می‌کنیم. سپس به سراغ بررسی کاربرد آهن در ساختمان می‌رویم و بخش‌های مهم آن را در حوزه ساختمان‌سازی زیر ذره‌بین قرار می‌دهیم. پس اگر شما هم دوست دارید که کاربرد آهن در صنعت و کاربرد آهن در ساختمان را بدانید، ما در ادامه تا انتهای این مقاله جالب در سایت آهن آنلاین همراهی کنید.

کاربرد آهن در صنعت

یکی دیگر از دلایل کاربرد آهن در صنعت‌های مختلف، وجود منابع زیاد برای استخراج آن است. همچنین نحوه استخراج آهن نسبت به نحوه استخراج بقیه فلزات، راحت‌تر است. با وجود این که بیشتر مخازن آهن به صورت مذاب در هسته زمین وجود دارند و دسترسی به آن‌ها غیرممکن است، امّا باز هم بیشتر سطح خارجی پوسته زمین را این فلز در بر می‌گیرد. حال با توجه به این موضوع، بهتر است با کاربرد آهن در صنایع مختلف آشنا شویم و بفهمیم که چرا این فلز پرمصرف‌ترین فلز جهان شناخته شده است. در ادامه، چهار صنعت مهم در حوزه کاربرد آهن را برای شما به شکلی خلاصه و مفید بررسی می‌کنیم. این صنایع عبارتند از:

1) صنعت خودروسازی

بر اساس آمار جدید به دست آمده، تقریباً 16 درصد از آهن و مشتقات آن در صنعت خودروسازی استفاده می‌شود. آهن‌آلات در این صنعت، در قسمت‌های مختلف خودرو مثل بدنه خودروها، شاسی، چرخ، ترمز، صفحات بدنه، ستون، سقف ماشین، سیستم اگزوز و موتور خودرو استفاده می‌شود. آهن از نظر تحمل حرارت و ثبات ابعادی در ساخت موتور ماشین‌ها بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. ثبات ابعادی آهن بدین معنا است که تقریباً می‌توان آن را به هر شکلی درآورد و بعد از اتمام شکل‌دهی، در همان حالت باقی بماند. در حالی که اگر تولید‌کنندگان بخواهد این فرآیند را برای سایر فلزات انجام دهند، هزینه زیادی را متحمل می‌شوند.

2) صنعت کشاورزی

کشاورزی از قدیم الایام جز یکی از مهم‌ترین صنایع در کل جهان بود. اصولاً غذا برای ادامه حیات انسان بر روی زمین نقش اساسی را ایفا می‌کند، که طبق افزایش جمعیت جهان روز به روز تقاضای این نیاز افزایش می‌یابد. قطعاً صنعت کشاورزی به عوامل مختلفی بستگی دارد که یکی از آن‌ها وجود آهن است. دانشمندان برای بهبود کیفیت مواد غذایی، از آهن کلاته به عنوان یک ریز مغذی در تولید مواد افزودنی و… استفاده می‌کنند. آهن کلاته جز یکی از ترکیبات گوناگون آهن به حساب می‌آید و بیشتر در تقویت و بهبود خاک کشاورزی کاربرد دارد. می‌دانیم آهن منشا اصلی هموگلوبین جریان یافته در خون است که با کمبود آن، لطمه زیادی به سلامت جسمانی افراد وارد می‌شود؛ لذا با آگاه بودن بر مضرات کمبود آهن در بدن، محصولات غنی شده از آهن را در اختیار مردم قرار دادند.

3) صنعت پزشکی

فولاد از سری نوع‌های (آلیاژ) بدست آمده از آهن می‌باشد. محبوت‌ترین فلز برای استفاده در مصارف پزشکی، فولاد ضد زنگ است. فولاد ضد زنگ به سبب ویژگی‌های زیادی مثل مقاومت بالا در برابر خوردگی و زنگ، استحکام، کاهش خطر عفونت، قابل بازیافت، ماهیت ضدباکتری و تحمل حرارت زیاد در صنعت پزشکی استفاده می‌‌شود. این نوع از سری آلیاژهای آهن در تولید وسایل پزشکی، همچون تخت بیمارستان، ویلچر، ایمپلنت‌های ارتوپدی و ساخت دریچه‌های قلب مصنوعی کاربرد زیادی دارد. یکی از پارامترهای بیمارستان خوب، تمیز بودن سطوح و تجهیزات پزشکی آن است و بخاطر رعایت همین موضوع از فولاد ضد زنگ برای ساخت وسایل بهره می‌برند.

4) صنعت لوازم خانگی

چهارمین مورد کاربرد آهن در صنعت، صنعت لوازم خانگی است. فولاد ضد زنگ علاوه بر کاربرد در صنعت پزشکی در تولید لوازم خانگی نیز کاربرد زیادی دارد. فولاد ضد زنگ یا همان استنلس استیل از مهم‌ترین آلیاژهای فولاد شناخته‌شده است و همان‌طور که می‌دانیم فولاد هم یک نوع از آلیاژهای آهن می‌باشد. حدود 150 نوع فولاد ضد زنگ با ویژگی‌های مختلف در این صنعت و باقی صنایع دیگر استفاده می‌شود. برای مثال اگر بخواهیم ویژگی چند نوع از آن‌ها را نام ببریم، می‌توانیم بگوییم که استیل 430 که از درصد کمی نیکل تشکیل شده است، مانند فولادهای سری 300 مقاومت چندانی ندارند و بیشتر یک نوع فولاد مغناطیسی به حساب می‌آید. به طور کل در ساخت اکثر لوازم خانگی، آلیاژهای آهن با مقدار و درصد زیادیريال در ترکیبات آن‌ها وجود دارد.

کاربرد آهن در ساختمان

قطعا یکی از مهم‌ترین موارد این مقاله، کاربرد آهن در صنعت ساختمان است. قریب به یقین هفتاد درصد مواد تشکیل‌دهنده مصالح یک ساختمان را فلز آهن به خود اختصاص می‌دهد. آهن‌آلات در اندازه‌ها و جنس‌های مختلف برای استفاده در قسمت‌های گوناگون ساختمان تولید می‌شوند. ما با فهمیدن و درک کامل اهمیت کاربرد آهن در صنعت و ساختمان، می‌خواهیم انواع آهن به‌کار رفته در مصالح ساختمانی را نام ببریم و کمی در مورد ویژگی‌های هر کدام از آن‌ها توضیح دهیم. این موارد عبارتند از:

1) میلگرد

2) پروفیل

تا به حال، به شکل و جنس به کار رفته در پنجره‌های خانه‌ها دقت کرده‌اید،؟
پروفیل‌ها در هنگام ساخت آ‌ن‌ها نقش به‌سزایی دارند. آن‌ها کاربرد گسترده‌ای در صنعت‌های مختلف دارند، که از این رو به دو دسته صنعتی و ساختمانی تقسیم شده‌اند. با این حال امروزه، پروفیل‌های کامپوزیت و گالوانیزه در دوسته مجزا قرار می‌گیرند. در واقع اگر بخواهیم توضیحی مختصر درباره پروفیل بگوییم می‌توان گفت، پروفیل به مقاطعی تو خالی از جنس آهن گفته می‌شود و نوع ساختمانی آن نیز در سه دسته نورد سرد، نورد گرم و مرکب وجود دارد. نورد سرد پروفیل ساختمانی، از خم کردن و پرس شدن ورقه‌های آهنی تشکیل می‌شوند که در کارهای سبک ساختمانی مثل تیرهای تیکه‌گاه سقف کاذب، ناودانی و چارچوب درب‌های ساختمان استفاده می‌شوند. همچنین از نورد گرم پروفیل‌ها، شمش‌های فولادی قوطی شکل ساخته می‌شود و در آخردسته مرکب آن، از ترکیب دو نوع اول یعنی نورد سرد و نورد گرم به وجود می‌آید.

3) توری رابیتس

4) تیرآهن

هر فردی که در حیطه ساختمان‌سازی مشغول به کار است، می‌داند که تیرآهن جز مصالح مهم ساختمانی برای ایجاد اسکلت و چهارچوب اصلی یک ساختمان استفاده می‌شود. در ساخت تیرآهن آلیاژهای گوناگونی وجود دارند که باعث تمایز آن‌ها از یکدیگر شده و طبق آن می‌توان تیرآهن را به چهار دسته‌ی تیرآهن IPE، بال پهن، تیرآهن INP و لانه زنبوری تقسیم‌بندی کرد. اگر بخواهیم به طور کلی بیان کنیم، تیرآهن به عنوان یک تکیه‌گاه برای ساختمان است که فشار وارد بر ساختمان را کاهش می‌دهد و باعث جلوگیری از ریزش آن می‌شود.
همچنین هنگامی که از آن در ساخت اسکلت ساختمانی استفاده می‌شود، کارگران می‌توانند ساختمان‌های مرتفعی را در زمانی کمتر بسازند. تیرآهن با استاندار IPE در ایران پرکاربردتر است و این استاندارد، یک نوع استاندارد اروپایی بوده که ضخامت بال‌های ابتدا و انتهای آن یکسان می‌باشد، تیرآهن‌هایی با استاندارد INP بیشتر در روسیه و چین استفاده می‌شود و به ندرت در صنعت ساختمان‌سازی ایران به کار می‌روند.

جمع‌بندی

با توجه به تمامی موارد گفته شده در بالا، فهمیدیم که کاربرد آهن آن‌قدر گسترده است که فقط مختص به یک حیطه یا صنعت نمی‌شود. در نتیجه باید در حفظ و نگهداری آن‌ها بکوشیم و سعی کنیم از بازیافت این فلزات در صنعت بهره ببریم؛ به جای این‌که منابع جدیدی را از طبیعت استخراج کنیم! بسیار خرسندیم که ما را تا انتهای این مقاله در سایت آهن آنلاین همراهی نمودید و امیدواریم که از خواندن این مقاله لذت ببرید و در مواقع لزوم نیز از آن استفاده کنید.
نظر شما در مورد کاربرد آهن در صنعت و ساختمان چیست؟ به نظر شما، آهن چه کاربردهای دیگری دارد که ما آن‌ها را بیان نکردیم؟ خوشحال می‌شویم اگر نظرات و پیشنهادات امروزه کاربرد آهن و فولاد در صنایع مختلف به‌قدری زیاد شده که به هر سو نگاه کنید، انواع فولاد را خواهید دید. به جرأت می‌توان ادعا کرد که هیچ فردی در دنیا نیست که به‌صورت روزانه با آهن و فولاد سروکار نداشته باشد.

با وجود استحکام و دوام بالا، مقرون‌به‌صرفه است و به همین دلیل است که این ماده توانسته تا این حد در زندگی ما رسوخ کند.

شاید برایتان جالب باشد تا با هم مروری بر کاربرد آهن و فولاد در صنایع مختلف و در اطراف خودمان داشته باشیم. در این مقاله، به کاربرد آهن در صنایع زیر پرداخته شده و سپس به سراغ کاربرد انواع مختلف فولاد رفته‌ایم:

•  کاربرد آهن در صنایع غذایی
•  کاربرد آهن در پتروشیمی
• کاربرد آهن در صنایع فولاد

کاربرد آهن در صنایع غذایی چیست؟

بیشترین کاربرد آهن در صنایع غذایی، در قالب فولاد ضدزنگ و محصولات آن است. محصولاتی مثل ورق استیل که تبدیل به لوله استیل شده و از آن‌ها در صنایع لبنی و سایر محصولات خوراکی استفاده می‌شود. به این لوله‌ها اصطلاحاً لوله استیل صنایع غذایی می‌گویند که برای ساخت آن‌ها از استیل گرید 304 و 316 استفاده می‌شود. لوله استیل گرید 304 در صنایع غذایی و لوله استیل 316 نیز در صنایع لبنی و دارویی به کار می‌رود.

کاربرد آهن در پتروشیمی چیست؟

کاربرد آهن در پتروشیمی و صنایع وابسته، یکی از اصلی‌ترین کاربردهای این فلز است. از آنجایی که انتقال فراورده‌های نفتی و مواد پتروشیمی به لوله‌هایی با مقاومت بالا نیاز دارد، برای انتقال آن‌ها از لوله مانیسمان استفاده می‌شود که نوعی لوله فولادی بدون درز است. کاربرد سایر لوله‌های فولادی دارای درز جوش در خطوط انتقال سیال نیز در زمره کاربرد آهن در صنایع پتروشیمی قرار می‌گیرد؛ اما کاربرد آن‌ها در جاهایی است که فشار سیال و مواد داخل آن‌ها، چندان زیاد نیست یا مواد مذکور خاصیت خورندگی ندارند.

کاربرد آهن در صنایع فولاد چیست؟

آهن در خود صنایع فولادی نیز کاربرد دارد. مهم‌ترین کاربرد آهن در صنایع فولاد، ساخت کوره و تجهیزات خطوط تولید مقاطع فولادی مثل غلتک‌های نورد و دستگاه‌های رول فرمینگ، بسترهای خنک‌سازی و قیچی‌های برش است. از آهن دارای مقاومت بالا برای ساخت پاتیل‌های ذوب نیز استفاده می‌شود. یکی از کارخانه‌های معتبر فولادی که از آهن به‌صورت گسترده استفاده می‌کند، فولاد مبارکه اصفهان است.

کاربرد اهن در فولاد مبارکه اصفهان

اصلی‌ترین کاربرد آهن در فولاد مبارکه، استفاده از آن به عنوان ماده اولیه تولید ورق فولادی یا همان ورق سیاه است. ورق سیاه نیز خود ماده اولیه تولید سایر ورق‌های فولادی مثل ورق گالوانیزه، ورق اسید شویی است و به همین دلیل کاربرد اهن در فولاد مبارکه اصفهان، بسیار گسترده است. ورق سیاه در ساخت لوله، پروفیل و … نیز به کار می‌رود.

انواع آهن و فولاد که با آن‌ها سروکار دارید

در حال حاضر فولاد در گریدها و انواع مختلفی در جهان وجود دارد که کاربرد آهن و فولاد در صنایع مختلف بر اساس همین گریدها تعیین می‌شود. اگر به دنبال خرید آهن و فولاد هستید، بهتر است ابتدا مروری بر انواع آن داشته باشیم.

در کاربرد آهن و فولاد باید ابتدا به خواص آن‌ها دقت کرد. به‌طورکلی در مقایسه با آهن، فولادهای آلیاژی مقاومت و شکل‌پذیری بیشتری دارند؛ البته این نوع فولاد اغلب قابل تراشکاری و جوشکاری نیست.

فولاد آلیاژی می‌تواند از عناصر متنوعی تشکیل شود که هر یک از آن‌ها می‌توانند خواص متفاوتی مانند مقاومت در برابر ضربه، حرارت و خوردگی را به فولاد اولیه اضافه کنند. همین امر نیز سبب تفاوت کاربردهای انواع مختلف فولاد آلیاژی خواهد شد. عناصر اضافه شده در مقادیر کمتر از 5 درصد وزنی، تمایل به بهبود خواص مکانیکی مانند سختی‌پذیری داشته، درحالی‌که عناصر اضافه شده با مقدار 20 درصد وزنی باعث افزایش مقاومت در برابر خوردگی و پایداری در دمای بالا یا پایین می‌شوند.

در جدول زیر به‌طور خلاصه به اثرات حضور عناصر مختلف بر کاربرد آهن و فولاد در صنایع مختلف اشاره شده است:

فولاد ماشین‌کاری چیست؟

این گروه از فولاد برای تراشکاری بسیار مناسب بوده و معمولاً در ساخت پیچ و مهره استفاده می‌شود. فولاد ماشین‌کاری حاوی حداکثر 0.35 درصد گوگرد و 0.35 درصد سرب است. البته ممکن است مقادیر کمی از تروریم یا سلنیوم نیز به آن اضافه شود.

آیا میدانید فولاد مقاوم در برابر سایش چه کاربردهایی دارد؟

گروه دیگر از انواع فولاد، نوع مقاوم در برابر سایش است که به‌صورت صفحات سایشی برای ساخت ماشین‌آلات پردازش سنگ، سنگ‌شکن‌ها و بیل‌های برقی تولید می‌شود. این نوع فولاد از فولادهای آستنیتی محسوب شده که حدود 1.2 درصد کربن و 12 درصد منگنز دارد. مقاومت در برابر سایش به دلیل سختی بالای این فولاد ایجاد می‌شود. از دیگر کاربردهای فولاد ضد سایش می‌توان به ساخت سیم‌های پیانو اشاره کرد. کاربردهای این نوع فولاد در دسته کاربرد آهن در صنایع فولاد قرار می‌گیرد.

فولاد بلبرینگ چه کاربردهایی دارد؟

گروه مهم دیگری که تأثیر بسیار زیادی در صنعت دارد، فولاد بلبرینگ است. یاتاقان‌های غلتکی و توپی از این نوع فولاد ساخته می‌شوند. این فولاد اغلب حاوی یک درصد کربن، 1.2 درصد کروم، 0.25 درصد نیکل و 0.25 درصد مولیبدن بوده که پس از عملیات حرارتی، سختی بالایی پیدا می‌کند.

فولاد ابزار به چه منظوری به کار می‌رود؟

فولاد ابزار در مقادیر کم تولید شده و حاوی آلیاژهای گران‌قیمت هستند. اغلب این نوع فولاد را کیلویی و با نام تجاری جداگانه تولید می‌کنند. فولاد ابزار بسیار سخت، در برابر سایش مقاوم و بدون تغییر در برابر دمای بالاست. همان‌طور که از نام آن‌ها مشخص است، از این نوع فولاد در ساخت برخی ابزار مهندسی خاص استفاده می‌شود. فولاد ابزار حاوی عناصری مانند تنگستن، مولیبدن، وانادیوم و کروم هستند. کاربرد فولاد ابزار در دسته کاربرد آهن در صنایع مختلف قرار می‌گیرد.

کاربردهای فولاد برقی یا سیلیکاتی

یک گروه مهم از فولاد که حضور آن برای تولید و انتقال نیروی الکتریکی لازم بوده، فولاد الکتریکی با سیلیکون بالا است. در ساخت آهنرباها و ترانسفورماتورهای الکتریکی از این نوع فولاد استفاده می‌شود.

 کاربردهای فولاد ضدزنگ چیست؟

اولین بار فولاد ضدزنگ برای ساخت کارد و چنگال مورد استفاده قرار گرفت و به دلیل ویژگی‌های مقاوم در برابر خوردگی، خیلی زود به صنایع شیمیایی راه یافت. اگر به این مبحث علاقه‌مند هستید مقاله را بخوانید.

امروزه مقاومت در برابر خوردگی از اهمیت بالایی برخوردار است و هر روز کاربردهای جدیدی برای فولاد ضدزنگ پیدا می‌شود. تعدادی از کاربردهای فولاد ضدزنگ را اینجا مشاهده می‌کنید:

• > ساخت کارد، چنگال و وسایل آشپزخانه
• > کاربرد آهن در صنایع پتروشیمی، نفت و گاز
• > کاربرد آهن در صنایع انرژی و تولید برق
• > کاربرد آهن در صنایع غذایی
• > معماری، ساختمان و ساخت‌وساز
• > تجهیزات پزشکی
• > کاربرد آهن در صنایع خودروسازی

همان‌طور که گفته شد کاربرد انواع آهن در صنایع مختلف با یکدیگر متفاوت است. مثلا کاربرد آهن در صنایع غذایی با کاربرد آهن در پتروشیمی و کاربرد آهن در صنایع فولاد  تفاوت دارد. برای خرید بهتر است به مراجعه کنید. امیدواریم شما به‌عنوان یک صنعتگر بعد از خواندن این مطلب بدانید برای هر یک از نیازهای خود به چه نوع فولادی احتیاج دارید.

مجموعه مرکزآهن یکی از معتبر ترین سایت های ارائه دهنده قیمت آهن آنلاین می باشد.

خود را با ما  و دیگر همراهان در بخش نظرات در میان بگذارید.

ودن این فلز به شمار می‌روند.