خصائص واستخدامات الصلب الكربوني العالي

سيكون العالم الذي لا يحتوي على هياكل فولاذية فيه من الممكن التعرف عليه على أنه عالم حديث بأي طريقة ذات معنى. الصلب هو المادة السائدة المستخدمة في جميع أنحاء الكوكب لبناء أي شيء يحتاج إلى أن يكون قويًا ودائمًا: ناطحات السحاب ومسارات السكك الحديدية والجسور وإطارات السيارات وعدد لا يحصى من الأدوات المنزلية التي يجب أن تتحمل الكثير من الإجهاد والتآكل دمعة.

الكربون الصلب هو نوع من الفولاذ يحتوي على كميات من عنصر الكربون ، والتي ربما تتعرف عليها من مجالات الدراسة الأخرى على أنها ذرة شائعة جدًا ومتعددة الاستخدامات.

يمكن أن يؤدي تغيير كميات الكربون في الفولاذ الكربوني ، والذي لا يزيد أبدًا عن 2.0٪ تقريبًا ، إلى تغيير خصائص الفولاذ بشكل جذري ؛ ارتفاع الكربون الصلب هو متغير ، على الرغم من هشاشته وفقًا لمعايير الصناعة ، فقد أصبح لا غنى عنه في مناحي لا حصر لها من الحياة البشرية اليومية.

الصلب ليس معدنًا بل هو سبيكة أو خليط من المعادن. يتكون بشكل كبير من عنصر الحديد المعدني (Fe) ، وهو ليس ضروريًا فقط للبناء ولكنه ضروري لتكوين خلايا الدم الحمراء الحاملة للأكسجين في جسمك.

عند تسخين الحديد إلى درجات حرارة عالية جدًا ، مثل 1300 درجة مئوية ، يتشكل الهيكل الشبكي من الذرات المجاورة له يغير الشكل ويسمح لعناصر أخرى ، مثل الكربون ، بالانزلاق من خلال الشقوق والتسلل إلى بنية. عندما تبرد الشبكة ، يتم تحميص العناصر الأخرى بشكل ما في الشبكة على فترات منتظمة ، لتصبح جزءًا من الشبكة وتغير خصائص المادة.

• إلى جانب عنصر الحديد الأساسي وبالطبع بعض كمية الكربون في كثير من الحالات ، تشمل العناصر الأخرى الموجودة في الفولاذ المنغنيز والكوبالت والسيليكون و الكروم.

يأتي الفولاذ الكربوني ، كما يمكنك أن تجمع على الأرجح من عنوان هذه المقالة ، بأشكال مصنفة حسب محتواها الكربوني المحدد. الصلب منخفض الكربون هو الذي يحتوي على أقل من 0.25 في المائة من الكربون ؛ يحتوي الصلب متوسط ​​الكربون على 0.25 في المائة إلى 0.55 في المائة كربون ؛ والفولاذ عالي الكربون هو كل نوع آخر من الفولاذ الكربوني.

الصلب منخفض الكربون ليس بنفس صلابة الأنواع عالية الكربون ، ولكنه أيضًا أقل هشاشة. على الرغم من أنه ربما يكون من الصعب عليك التفكير في أي نوع من الفولاذ على أنه "ناعم" ، إلا أنه يمكنك على الأرجح التفكير في الاختلافات في كيفية القيام بذلك تشعر الأجسام الفولاذية المختلفة حتى وأنت تقرأ هذا ، دون أن تعرف أبدًا أن هذا من المحتمل أن يكون بسبب الكربون المختلف المحتوى.

يعتبر أي فولاذ يحتوي على نسبة كربون 0.55 في المائة أو أعلى ، أو حوالي جزء واحد في 180 ، صلبًا عالي الكربون. دفع هذا المحتوى إلى ما يزيد عن 2 في المائة يجعل النتيجة هشة للغاية ومحدودة الاستخدام ، على الرغم من أن هذه هي الطريقة التي يتم بها صنع منتجات الحديد الزهر (مثل المواقد الخشبية وأدوات الطهي). كما ترون ، "نسبة عالية من الكربون"مصطلح نسبي.

تشمل خصائص الفولاذ الكربوني العالية القوة العالية جدًا والصلابة الشديدة ومقاومة التآكل و ليونة معتدلة ، وهي مقياس لقدرة المادة على تحمل التشوه بدونها فعليًا كسر.

يتم استخدامه في أدوات القطع ، نظرًا لقدرته على الحفاظ على حافة حادة جدًا تحت الإكراه ؛ كما أنها تستخدم في وضع مسامير البناء ، والتي يمكن سحقها بسهولة في الصخور (وإن لم يكن ذلك بيديك).

يُعرف الفولاذ المحتوي على نسبة كربون أعلى من 0.8 بالمائة باسم أدوات من الفولاذ الكربوني. يُقصد بالاسم شيئًا من دليل ؛ نظرًا لصلابتها الشديدة ، يتم استخدام هذا الفولاذ في الخرام ، وشفرات القص ، وأنواع مختلفة من الينابيع وجميع أنواع أدوات القطع والسكاكين وشفرات الحلاقة.

الحديد في الفولاذ الكربوني ، على عكس الفولاذ المقاوم للصدأ ، ليس مقاومًا للأكسدة (يُعرف في معظم الحالات الملحوظة باسم الصدأ) بغض النظر عن محتواها من الكربون. ومع ذلك ، فكلما زاد محتوى الكربون في الفولاذ ، زادت مقاومته للتآكل بسبب قوته الإجمالية الأكبر.