آهن و آلیاژهای آن مانند چدن و انواع فولاد جزو فلزات آهنی بشمار میروند
COLOROBALE METALS تمامی فلزات بهجز آهن و ترکیبات آن در گروه فلزات رنگین قرار دارند مانند مس – روی – برنز – برنج – آلومینیوم – سرب – نیکل و قلع که ازجمله فلزات رنگین میباشند و در صنایع مورداستفاده قرار میگیرند.
این آهن از ترکیب آهن خالص و مقدار کمی کربن به دست میآید و بهصورت ورق و تیرآهن و پروفیل و نظایر آن در بازار بفروش میرسند. رنگ آهن تجارتی به شرطی که زنگ روی آن پاک شود خاکستری خواهد بود. این آهن بهراحتی سوهانکاری و در هوای مرطوب زنگ میزند.
STEEL از ترکیب فلزات مختلف با آهن، انواع فولادها که بیش از هزار نوع است تهیه میشود و هرکدام آنها ازنظر خواص با دیگری فرق دارند. فلزات زیادی را میتوان با آهن ترکیب نمود ولی در ساختن فولادها بیشتر از کربن، کرم، نیکل، کبالت استفاده خواهد شد؛ مقدار کربن در فولادها کمتر از %2.06 است، فولادهایی که برای مصارف مختلف صنعتی بکار میروند به نام فولاد ابزار، فولاد تند بر، فولادهای زنگ نزن (استنلی استیل) و غیره نامیده میشوند.
فولاد را میتوان بر اساس ترکیبات شیمیایی به چهار دسته تقسیم کرد که در ذیل به آن مختصراً اشاره میکنیم:
از ترکیب آهن و کربن با سیلیسیم چدن حاصل میشود. مقدار کربن موجود در چدن از مقدار کربن موجود در فولاد خیلی زیادتر است. چدن در صنعت ماشینسازی بسیار کاربرد دارد زیرا بهسادگی و سهولت در قالب ریخته میشود. چدن در انواع مختلف مانند چدن خاکستری و چدن سفید تهیه میشود. چدنها بهطورکلی شکننده هستند و در اثر ضربه میشکنند اما با عملیات حرارتی چدنی به نام چدن چکشخوار به دست میآید که تا حدی قابلیت تحمل ضربات را داشته و شکنندگی آن کم است. چنانچه قطعهای از چدن را بشکنیم ذرات بلورهای چدن و ذرات کربن در مقطع شکسته بهخوبی دیده میشود و چنین به نظر میرسد که این ذرات به همپیوستگی ندارند. رنگ چدن تیره است و اگر چندین مرتبه روی سطح آن، دست بکشیم دست ما سیاه میشود.
ویژگیهای این نوع چدن متأثر از ابعاد، مقدار، توزیع پولکهای گرافیت و سختی نسبی فلز زمینه در پیرامون گرافیت است، که برخی از آنها عبارتاند از:
دلیل اصلی کاربرد آلیاژ چدن سفید در صنعت، میزان مقاومت بالا در مقابل ساییدگی و سایش چدنهای سفید است. .
چدنی که در حالتجامد از ساختمان مخلوط چدن سفید و چدن خاکستری برحسب سرعت سرد شدن تشکیل میشود.
چدنی که در وضعیت معمولی انجماد به شکل خاکستری ظاهر، اما با افزایش سرعت سرد کردن، بخشی از قطعه را چدن سفید تشکیل میدهد. این نوع چدنها در برابر فرسایش و فشار مقاومت بالایی دارند.
چدن چکشخوار یا مالی بل دارای انعطافپذیری زیاد بوده و توانایی چکشخواری مناسبی دارد که با عملیات حرارتی بسیار طولانی از چدن سفید تهیه میشود.
علت انتخاب چدنهای چکشخوار، قیمت مناسب و ماشینکاری راحت و ساده آنها است و در اتصالات لولهها،
قطعات اتومبیل قطعات کشاورزی، اتصالات الکتریکی و قطعات مورداستفاده در صنایع معدنی استفاده میشوند.
چدنی که در هنگام ذوب ریزی با انجام عملیاتی، گرافیت موجود در آن به گرافیت کروی تبدیل میشوند.
چدن با گرافیت فشرده مشابه با گرافیت در چدنهای خاکستری است اما درشتتر و با ابتدا و انتهای گرد شده است.
در صورتی که سدیم یا منیزیم به چدن کمتر اضافه شود، به جای به دست آمدن چدن داکتایل، چدن فشرده تولید میگردد.
چدن با گرافیت فشرده که قابلیت ریخته گری چدن خاکستری را حفظ مینماید، استحکام کششی بالایی داشته و تا حدودی نیز داکتایل است.
با افزودن عنصرهای آلیاژی، یا انجام عملیات گرمایی میتوان ساختار زمینه این چدن را تنظیم نمود.
رنگ مس قرمز با جلای ویژهای است. وزن مخصوص آن 8.9 است و در حرارت 1084 درجه سانتیگراد ذوب میشود. مقاومت مس در مقابل پوسیدگی زیاد است. زیرا سطح خارجی آن در مجاورت هوا اکسیده شده و این قشر بسیار نازک اکسید مس بقیه فلز را در برابر پوسیدگی محافظت مینماید. مس جریان برق را بسیار خوب هدایت میکند و بصورت ناخالص یا سنگ معدن در طبیعت یافت میشود. سنگ معدن را در کورههای مخصوص حرارت داده مس آنرا ذوب و از مواد اضافی جدا مینمایند که معمولاً 99 تا 99.9 درصد خالص است. چنانچه بخواهند مس با درصد خالص به دست آورند آنرا بوسیله جریان برق (عمل الکترولیز) تصفیه مینمایند
این فلز نیز جز فلزات رنگین با وزن مخصوص 2.7 بشمار میآید که در گرمای 658 درجه سانتیگراد ذوب میشود. آلومینیوم خواص هدایت الکتریسیته و گرما و مقاومت در برابر پوسیدگی را مانند مس را دارد و چون دارای وزن نسبتاً سبکی است در صنعت زیاد مورداستفاده قرار میگیرد. از ترکیب آلومینیوم با فلزات دیگر آلیاژهای مختلفی به دست میآید که به علت سبکی وزن و استحکام و مقاومت در مقابل پوسیدگی در هواپیماسازی مصرف فراوان دارد.
از قدیم انسان با فلز روی آشنا بوده و در ساختن زره جنگی از آن استفاده میکرد. رنگ روی مایل به آبی است، اما وقتی شکسته شود محل شکستگی آن براق خواهد بود. روی با وزن مخصوص 7.3 در حرارت 419 درجه سانتیگراد ذوب شده واین فلز بسیار ترد (منظور شکننده) بوده و به سختی زنگ می زند (اکسید میشود) روی از ذوب سنگ معدن به دست آمده و برای پوشش ورقههای فولادی (ورق کالوانیزه) بکار گرفته شده. در آلیاژهای مانند برنز و برنج و لحیمها از روی استفاده شده است.
رنگ قلع سفید نقرهای و کمی مایل به آبی است وزن مخصوص آن 7.3 است و در گرمای 232 درجه سانتیگراد ذوب میشود. از خواص این فلز میتوان از درجه انبساط بسیار زیاد، سهولت در خم کاری، مقاومت در مقابل پوسیدگی و اسیدها و نرم بودن آن نام برد. قلط را از سنگ معدن قلع تهیه میکنند. قلع در بازار نیز بصورت شمشهایی به وزن 25 تا 45 کیلوگرم بفروش میرسد. از قلع برای تهیه برنز و لحیمهای نرم و اندود کردن ظروف مسی در سفیدگری استفاده میشود.
این فلز با رنگ خاکستری و وزن مخصوص 11.34 در گرمای 337 درجه سانتیگراد ذوب میشود. سرب فلزی است بسیار نزم با درجه انبساط طولی زیاد که در هوا اکسیده شده زنگ می زند و پوسته نازک خاکستری رنگی سطح آن را میپوشاند
برنز آلیاژی است که از 90% مس و 10% قلع به دست میآید و رنگ آن از رنگ برنج تیرهتر و بیشتر به رنگ مس تمایل دارد. وزن مخصوص آن 8/5 است و 930 درجه سانتیگراد ذوب میشود. سایر خواص آن مانند خواص برنج است.
نیکل فلزی است به رنگ سفید نقرهای که جلال مخصوص دارد و نسبتاً سخت است. وزن مخصوص آن 8/9 است در گرمای 1453 درجه سانتیگراد ذوب شده در برابر اثرات جوی مقاوم است. نیکل خالص بندرت یافت میشود. معمولاً نیکل را از سیلیکات نیکل آهن و منیزیم به دست میآورند. از این فلز برای تهیه آلیاژهای مختلف فولاد و سیمهای کرُم – نیکل (برای مصارف در صنعت برق) استفاده میگردد.