ما هي الصيغة الكيميائية للصلب؟

عندما يفكر بعض الناس في الفولاذ ، قد يتصورون ناطحة سحاب يتم تجميعها باستخدام عوارض ضخمة مثبتة ، بينما قد يتخيل أشخاص آخرون جسم ومحرك سيارة كلاسيكية في معرض سيارات. في الواقع ، يوجد الفولاذ في العديد من الأشياء التي يستخدمها الناس كل يوم. يعد فهم التركيب الكيميائي للصلب مفيدًا عند تحديد نوع الفولاذ الذي يجب استخدامه ، وكذلك في أي تطبيق لاستخدامه. نظرًا لأن الفولاذ عبارة عن خليط وليس مركبًا كيميائيًا ، فإنه لا يحتوي على صيغة مركبة كيميائية محددة. عندما تبحث عن النوع المناسب من الفولاذ لاستخدامه ، تحدد المواد المضافة أي الفولاذ هو الخيار الأفضل لغرضك.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

الصلب هو خليط من الحديد والكربون منصهر مع واحد أو أكثر من المعادن أو اللافلزات الأخرى. نظرًا لأن الفولاذ عبارة عن خليط وليس مركبًا كيميائيًا ، لا يحتوي الفولاذ على صيغة مركبة كيميائية محددة. تعتمد تسمية الفولاذ على تركيبة الفولاذ - ما يخلط مع الحديد - مثل الفولاذ الكربوني أو فولاذ التنجستن.

الحديد معدن معتدل التفاعل عرضة للاندماج كيميائيًا مع اللافلزات مثل الأكسجين والكربون. عندما يتم استخراج الحديد أو العثور عليه في الطبيعة ، فإنه عادة ما يوجد كمعدن طبيعي. عندما يتم تسخين خام الحديد في وجود عامل اختزال مثل أول أكسيد الكربون ، فإنه ينتج الحديد المعدني. من هناك ، يتم تكرير الحديد بشكل أكبر لإنشاء سبيكة من الحديد والكربون يمكن استخدامها لصنع المادة التي نعرفها باسم الفولاذ.

سبائك الحديد والكربون هي المادة الأساسية للصلب. عادة ما تكون نسبة الكربون في السبيكة حوالي 0.15 إلى 0.30 في المائة ، وهي تحدد القوة والمرونة الأولية - القدرة على السحب في السلك أو العمل - للسبيكة. عندما تحتوي السبيكة على نسبة أكبر من الكربون ، يكون الفولاذ أقوى. ومع ذلك ، فهي أقل مرونة من سبيكة منخفضة الكربون.

بعد تنقية سبائك الحديد والكربون إلى النسبة المرغوبة من الكربون إلى الحديد ، يمكن إضافة مواد إضافية لتعزيز خصائص سبيكة الفولاذ النهائية. على سبيل المثال ، إذا كانت السبيكة النهائية من الفولاذ المقاوم للصدأ ، يضاف الكروم والمنغنيز إلى الخليط.

في حين أن بعض أشكال الفولاذ ، مثل الفولاذ الطري ، قد لا تتكون إلا من الحديد والكربون ، يتم استخدام العديد من العناصر الكيميائية المهمة لإنشاء الفولاذ الهيكلي. على سبيل المثال ، يتم استخدام المنجنيز والنيوبيوم لتوفير قوة إضافية للصلب ، بينما يتم إضافة الكروم والنيكل والنحاس لتقليل تعرض الفولاذ للصدأ والصدأ. وبالمثل ، يمكن إضافة الموليبدينوم أو الفاناديوم أو التنجستن أو التيتانيوم لتعزيز جوانب أخرى من الفولاذ لتحسين الأداء. يمكن معالجة الفولاذ بشكل إضافي عن طريق مقاومة الصدأ باستخدام الجلفنة (الطلاء بالزنك ، غالبًا عن طريق الغمر إلى زنك مصهور) أو طلاء كهربائي (ترسيب مادة طلاء على السطح باستخدام كهربائي تيار).