خصائص الفولاذ
ما يساء فهمه غالبًا حول الفولاذ الكربوني هو أنه ليس معدنًا فريدًا.يصف مصطلح الفولاذ الكربوني في الواقع مجموعة من الفولاذ بمستويات متفاوتة من الكربون والمواد الأخرى التي تزود الهيكل البلوري للفولاذ بخصائص معينة.العنصر الأكثر وفرة في أي فولاذ هو الحديد.يتم إضافة نسب الكربون والمنغنيز والألمنيوم وما شابه ذلك لإعطاء الفولاذ أفضل الخصائص والخصائص للاستخدام المقصود.عادة ما يتم تقسيم هذه المجموعة من المعادن إلى ثلاث فئات:منخفض الكربون الصلبومعدن الكربون المتوسط، وارتفاع الكربون الصلب.
منخفض الكربون الصلب- يحتوي على 0.04 و 0.3 في المائة من الكربون وهو شديد التنوع.يسهل لحامها وقصها وتشكيلها ، مما يجعلها الخيار الأمثل للمهام التي تتطلب القوة والتشكيل.يحتوي على ما يكفي من الكربون لجعله صلبًا ومتينًا ، ولكنه ليس هشًا.
معدن الكربون المتوسط- يحتوي على 0.31 إلى 0.6٪ كربون.ينتج عن ذلك فولاذ أكثر صلابة وأكثر مقاومة للقطع واللحام.غالبًا ما يتم تشكيل وتشكيل هذا النوع من الفولاذ قبل معالجته بالحرارة أو تلطيفه أو معالجته بالتبريد لزيادة صلابة المعدن أو صقله.
ارتفاع الكربون الصلب- بصرف النظر عن نسبة الكربون التي يمكن أن تصل إلى 1.5 في المائة ، فإن السبائك المضافة إلى هذا الفولاذ تهدف عادةً إلى زيادة الصلابة.يُطلق على الفولاذ بهذه الجودة اسم "فولاذ الأداة" وهو صلب بشكل لا يصدق وهش.مزيد من المعالجة الحرارية تجعل الأمر أكثر من ذلك ، لكن الأدوات المصنوعة من هذا المعدن متينة وثابتة.
عملية الإنتاج
كان البشر يصنعون الفولاذ منذ قرون.الطريقة الحالية لإنتاج الصلبالعملية تصنيع الصلب بالأكسجين الأساسية (BOS).
تبدأ عملية BOS بالفولاذ المعاد تدويره أو الخردة في فرن BOS.يسكب الحديد المنصهر فوق الخردة.هذا يصبح الذوبان.يتم إنزال أنبوب الأكسجين إلى سطح المعدن السائل بقليل ، ويتم نفخ الأكسجين النقي تقريبًا بضعف سرعة الصوت بينما تتم إضافة مركبات مثل التدفق والجير.يؤدي هذا إلى أكسدة الشوائب الموجودة في المصهور ، مكونة خبثًا رغويًا فوق المعدن السائل.ستستمر هذه العملية لمدة عشرين دقيقة تقريبًا.أثناء التواجد في الفرن ، تسمح البيانات بإجراء تعديلات صغيرة على الصيغة بناءً على درجة الحرارة وسلوك المادة.
بمجرد اكتماله ، يتم أخذ عينات من المعدن للتأكد من استيفائه للمواصفات المطلوبة قبل سكبه في وعاء آخر يسمى مغرفة.ستحتفظ المغرفة بالفولاذ أثناء تسخينه في فرن البوتقة وتضاف السبائك لإنشاء التركيبة الفولاذية النهائية.بمجرد الانتهاء ، يُسكب المعدن في أجهزة تشكيل مختلفة لإنشاء الشكل الأساسي - لوح أو قضيب أو أنبوب - المطلوب.من خلال هذه العملية ، تم تقليل متطلبات العمالة ألف مرة ، وهو ما ساعد في جعل الفولاذ أحد أكثر المعادن المتاحة اقتصاديًا.