الحديد الزهر هو مصطلح يستخدم لوصف مجموعة متنوعة من السبائك المعدنية. عنصر السبائك في عملية تصنيع الحديد الزهر هو الحديد.
هناك العديد من المصانع حول العالم تعمل في إنتاج هذا المنتج.
بسبب اسمه ، يعتقد بعض الناس أن الحديد الزهر يتكون أساسًا من الحديد بنسبة 100٪. ان لم! في الواقع ، يحتوي الفولاذ الكربوني على نسبة حديد أعلى من الحديد الزهر.
لكي تعتبر من الحديد الزهر ، يجب أن تحتوي سبائك الحديد الأولية على أكثر من 2 ٪ كربون ليتم اعتبارها سبائك الحديد الزهر النهائية.
يحتوي الحديد الزهر على كميات صغيرة من السبائك الأخرى ، ومن أشهرها المنغنيز والسيليكون.
تُستخدم عناصر السبائك الإضافية هذه لتعديل خصائص الحديد الزهر وبالتالي تحديد التخصيص المحدد لسبائك الحديد الزهر.
هناك أنواع مختلفة من الحديد الزهر ، منها:
الحديد المطاوع: يحتوي على عقيدات من الجرافيت ، مما يجعله أكثر مرونة من الحديد الزهر الآخر مع خصائص قوة ممتازة.
الحديد الزهر الرمادي: بالمقارنة مع الحديد المصبوب الأخرى ، فإنه يحتوي على غلاف من الجرافيت مما يحسن من قدرته على الماكينة.
الحديد الزهر الأبيض: يحتوي هذا النوع من الحديد على كمية عالية من كربيد الحديد ، مما يجعله شديد الهشاشة ، ولكنه مقاوم جدًا للتآكل.
الحديد الزهر القابل للطرق: هذا الحديد الزهر هو أساسًا من الحديد الزهر الأبيض الذي خضع لمعالجة حرارية خاصة لتحويل كربيد الحديد إلى عقيدات من الجرافيت. هذا الحديد الزهر مطيل.
لصنع الحديد الزهر ، يتم تسخين خام الحديد في فرن لصهره. ثم يُسكب المعدن المنصهر ويتصلب أخيرًا في سبيكة. يتم إعادة صهر سبيكة الحديد الزهر إلى الشكل النهائي.
خلال عملية إعادة الصهر هذه ، يمكن أن يخضع الحديد الزهر لتغييرات معدنية مختلفة من خلال إدخال عناصر صناعة السبائك أو عمليات المعالجة الحرارية.
عادة ، هذا هو المكان الذي يقع فيه الحديد الزهر ضمن مواصفات إحدى المجموعات الأربع المذكورة أعلاه.
يحتوي الحديد الزهر على سيولة أفضل من الفولاذ عند ذوبانه. يحتوي الحديد الزهر أيضًا على نقطة انصهار منخفضة.
هاتان الخاصيتان تجعل الحديد الزهر مثاليًا لعملية الصب ، وهذا جزء من سبب شهرة الحديد الزهر.
ومع ذلك ، فقد انخفض استخدام الحديد الزهر خلال القرون القليلة الماضية حيث تحسنت تقنيات إنتاج وتشكيل الصلب.
ينمو إنتاج حديد الدكتايل في العالم بسرعة كبيرة. من بين المعادن المصبوبة ، تأتي في المرتبة الثانية بعد الحديد الزهر الرمادي ولديها أكبر إنتاج (تقريبًا.
10 مليون طن / سنة). ادعى موهان حوالي عام 1920 القدرة على إنتاج حديد الدكتايل عن طريق إضافة المغنيسيوم إلى مصهور الحديد الزهر (سبيكة من المغنيسيوم والنيكل والكالسيوم والسيليكون).
في الأربعينيات من القرن الماضي ، اخترع باحثون في الولايات المتحدة وبريطانيا العظمى وألمانيا الطريقة الصناعية لإنتاج هذا الحديد الزهر.
لقد فعلوا. في طريقة إنتاج هذا النوع من الحديد الزهر ، يكون الاختلاف الرئيسي هو طريقة إضافة المغنيسيوم إلى مصهور الحديد الزهر ، ويمكن أن تكون عملية إضافة المغنيسيوم في النفق بعد اختراع حديد الزهر الجرافيت الكروي.
بالنسبة لأولئك الذين هم على دراية بهذا النوع من إنتاج الحديد الزهر ، قد لا يكون المفهوم الأساسي لإنتاج حديد الزهر غير الهش باستخدام غرفة لتفاعل المغنيسيوم مع مصهور في قالب جديدًا.
حل مشكلة التخميد مع المغنيسيوم في الذوبان في الوعاء وإدراك بنية الجرافيت الكروية الدقيقة للغاية كانت دائمًا العجلات.
لتحقيق ذلك يتطلب الاختراع والابتكار من خلال التعلم والخبرة.
في عام 1968 أكملت Dunes of Great Britain المهمة وتم نقل نتائج الأبحاث والاختراعات التي أجريت في 1974-7 إلى صناعة المسبك.
تعتمد الطريقة على إذابة المغنيسيوم في المصهور في غرفة تسمى غرفة التفاعل ، وهي جزء من نظام القناة.
يستخدم الحديد الزهر على نطاق واسع حيث تكون الصلابة العالية ومقاومة التآكل مطلوبة. هذا لأنه يمكن في كثير من الأحيان تعديل الفولاذ للحصول على خصائص هيكلية مرغوبة أكثر من الحديد الزهر في العديد من المشاريع.
ولكن قبل أن يصبح الفولاذ شائعًا ، كان الحديد الزهر شائعًا إلى حد ما في البناء.
يعتبر الحديد الزهر اقتصاديًا أيضًا بسبب المتطلبات الأساسية لعناصر صناعة السبائك وأساليب الإنتاج الرخيصة.
لذلك ، فإن استخدام الحديد الزهر يستخدم على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم اليوم. تشمل بعض الاستخدامات الأكثر شيوعًا لحديد الزهر ما يلي:
يتم تحديد المكواة أعلاه:
قرص الفرامل
التروس وأقراص التروس
أدوات المطبخ
أجزاء البناء الزخرفية
أنواع مختلفة من الأعمدة والقضبان
بناء معدات التعدين
أهم خصائص الحديد الزهر
فيما يلي أحد أهم خصائص الحديد الزهر:
قصف
صعب وهش
صدأ في وقت لاحق
مقاوم للحرارة
مقاومة عالية جدا
لها أنواع مختلفة
سعر معقول
وزن ثقيل
ما هو الحديد الزهر الأبيض؟
هذا الحديد الزهر أبيض اللون ويحتوي على نسبة أقل من الكربون. لذلك ، فهي أقل مرونة. من ناحية أخرى ، فإن قوتها الانضغاطية ومقاومة التآكل ممتازة.
يبرد الحديد الزهر الأبيض بشكل أسرع من مكاوي الزهر الأخرى. لذلك ، يتم ترسيب معظم الكربون على شكل Fe3C.
هذه المرحلة ، التي تسمى سمنتيت ، تزيد من الصلابة وتقلل من المرونة. الحديد الزهر الأبيض ليس مرنًا مثل الحديد الزهر الآخر.
لأن نقطة التجمد أعلى. غالبًا ما يستخدم الحديد الزهر الأبيض في صنع الأشياء الصغيرة. يحتوي قسم الحديد الزهر الأبيض على حبيبات دقيقة وحبيبات خشنة.
ما هو الحديد المرن؟
الشكل الناعم ، القابلية للطرق والخصائص الميكانيكية الجيدة هي الخصائص البارزة لهذا النوع من الحديد الزهر.
يتم إنتاج هذا الحديد الزهر عن طريق المعالجة الحرارية للحديد الزهر الأبيض. وبهذه الطريقة ، يتفكك كربيد الحديد ويترسب الكربون الحر على شكل مسحوق.
ما يميز هذا الحديد الزهر هو أن معظم الكربون الموجود فيه يكون على شكل كرات غير منتظمة.
ما هو الحديد الزهر الجرافيت المضغوط؟
الجرافيت في هذا الحديد الزهر على شكل رقائق سميكة. هذا الهيكل يجعله من الحديد الزهر بين الحديد الزهر الرمادي وحديد الدكتايل.
يُعرف شكل الجرافيت لهذا الحديد الزهر أيضًا باسم تقشر ، تقشر زائف ، تقشر كثيف ، تقشر زائف وشبيه بالديدان.
تشبه عملية إنتاج الحديد الزهر الجرافيت المضغوط تلك الخاصة بحديد الدكتايل ، ويلزم وجود تحكم صارم في المعادن.
على سبيل المثال إضافة عناصر صناعة السبائك ، يجب إضافة التيتانيوم بحيث يتم تشكيل أقل من الجرافيت الكروي.
ما هو سبائك الحديد الزهر؟ نظرًا لأن الحديد الزهر القابل للطرق وحديد الزهر الجرافيت المضغوط ليست سبائك عالية ، يتم استخدام سبائك الحديد الزهر.
لتقليل تكوين الجرافيت الكروي. يحتفظ الحديد الزهر الجرافيت المضغوط بقابلية صب الحديد الرمادي ، ولديه قوة شد عالية ولديه ليونة معينة.
يمكن تعديل هيكل الخلفية لهذا الحديد الزهر عن طريق إضافة عناصر صناعة السبائك أو عن طريق المعالجة الحرارية.
سبائك الحديد الزهر عالية
تُستخدم سبائك الحديد الزهر في البيئات التي يجب فيها الحفاظ على مقاومة الأكسدة والتآكل والتآكل. في هذا النوع من الحديد الزهر ، يمكن أن يكون الجرافيت في شكل تقشر أو كرة.
حديد الدكتايل أو حديد الدكتايل
في عملية الصهر ، يُطلق على الحديد الزهر الذي يتحول فيه الجرافيت إلى جرافيت كروي من خلال سلسلة من العمليات اسم حديد الدكتايل.
الحديد الزهر الجرافيت هو حديد الزهر الهش (الدكتايل) ، كروي الشكل ، وهو معروف بأنه سبب مقاومته الكهربائية العالية.
لون خردة حديد الدكتايل مشابه جدًا للون الفولاذ. في هذا النوع من الحديد الزهر ، لا نصل دائمًا إلى المستوى المثالي ، فهم فقط يحددون النسبة المئوية بناءً على كمية التكوير.
تم تقديم حديد الدكتايل في مؤتمر Foundry Society في فيلادلفيا بالولايات المتحدة الأمريكية في عام 1948 وتم تطويره في الخمسينيات من القرن الماضي.
أخيرًا ، في الستينيات ، تم الترحيب بها على نطاق واسع من قبل الشركات المصنعة. يتكون هذا الحديد الزهر من 3.7٪ كربون ، 2.5٪ سيليكون ، 0.3٪ منجنيز ، 0.01٪ كبريت ، 0.01٪ فوسفور و 0.04٪ مغنيسيوم ، مما يميزه عن الحديد الزهر الرمادي ووجود المغنيسيوم.
يستخدم المغنيسيوم والصوديوم لصنع حديد الدكتايل ، وهو اقتصادي من وجهة نظر المغنيسيوم.
من أجل تحسين المغنيسيوم واستعادته بشكل أفضل ، يتم الجمع بين بعض الإضافات من العناصر الأخرى لتقليل استهلاك المغنيسيوم وتعديل قيمته الاسمية.
