تفاوت آهن و چدن چیست؟
یکی از مهم ترین ماده ها در دنیای صنعت از گذشته تا به امروز، آهن به عنوان فلزی سنگین، درخشان و خاکستری شناخته می شود که از طریق استخراج سنگ آهن تولید می شود. حال این ماده دارای آلیاژهای مختلف و ترکیبات شیمیایی متفاوتی است که یکی از این آلیاژها چدن نامیده می شود. در واقع می توان گفت یکی از اصلی ترین تفاوت آهن و چدن در قرارگیری آن ها در چرخه آلیاژها نهفته است.
با این تفاسیر می توان
گفت آهن یک محصول ابتدایی است که از طریق انجام عملیات بر روی سنگ آهن تولید می
شود؛ در صورتی که چدن یک ماده ثانویه و آلیاژ آهنی به شمار می آید. امروزه
آلیاژهای آهنی و غیر آهنی نقش مهمی را در صنایع ایفا می کنند و به عنوان عضوهایی
جدا نشدنی شناخته می شوند. با گداختن آهن در کوره های آهن گدازی، آهن خام تولید می
شود و با استفاده از این ماده آهن معمولی، فولاد و چدن تولید می شوند.
یکی دیگر از اصلی ترین
تفاوت های آهن و چدن، در کاربرد آن ها می باشد. همان طور که ذکر شد، چدن یکی از
آلیاژهای آهن به شمار می اید؛ از این رو به علت داشتن مقاومت بالای ترکیبات آهن و
قیمت مقرون به صرفه در صنایعی مانند ساختمان سازی، خودروسازی، وسایل آشپزخانه و
ساخت بدنه کشتی های بزرگ به کار برده می شود.
در مقابل کاربرد آهن،
برای ساخت آلیاژها و ورق های فولادی از جمله ورق سیاه، روغنی، گالوانیزه،
اسیدشویی، رنگی، قلع اندود، استیل، نبشی، میلگرد، ناودانی، پروفیل و ... است. به
سبب ساخت این آلیاژها، صنایع مختلف کوچک و بزرگ کشور به این محصولات نیاز دارند.
از دیگر تفاوت های آهن و
چدن می توان به پایین تر بودن نقطه ذوب چدن در مقایسه با آهن، مقاومت بالاتر آهن
در برابر خوردگی نسبت به چدن، انعطاف پذیری بیشتر آهن و خشک بودن چدن، سطح ظاهری
تیره و براق آهن و در مقابل سطح ظاهری مات و خاکستری چدن اشاره کرد.
سنگ آهن چیست؟
سنگ آهن به عنوان اولین
ماده تولید آهن، فولاد و چدن به شمار می آید و انواع مختلفی دارد. این ماده از
معادن استخراج شده و سپس در کوره های گداز حرارت داده می شود. عناصر تشکیل دهنده
این محصول شامل نمک های معدنی، سیلیس، سنگ آهک و آلومین می باشد. 4 نوع سنگ آهن
قابلیت استفاده در کوره های آهن گدازی را دارند که شامل موارد زیر هستند:
- هیدروکسیدها
- اکسیدها
- کربنات
- سولفور
انواع آهن خام بر اساس درصد کربن
آهن یکی از فلزات مقرون
به صرفه است که بیشترین کاربرد را در صنایع مختلف به خود اختصاص می دهد. فولاد و
چدن نیز از جمله آلیاژهای این ماده به شمار می آیند؛ از این رو قیمت آهن بر روی
این مواد و محصولات تولید شده از آن ها تأثیر به سزایی دارد. بهتر است در نظر
داشته باشید، آهن بر اساس عنصر کربن در ترکیبات خود، تقسیم بندی می شود. کربن سبب
به وجود آمدن سختی بیشتر در این ماده خواهد شد.
بسته به میزان وجود کربن
در این ماده است که خواص فولاد و چدن مشخص می شوند. این میزان در آهن خام بسیار
بالا می باشد؛ به همین علت کاملاً ترد بوده و قابلیت نورد و چکش خواری را ندارد.
علاوه بر این موضوع، کربن سبب کاهش دمای ذوب فلزات خواهد شد. آهن خام، به دو دسته
بندی اصلی آهن خالص و معمولی تقسیم بندی می شود که میزان کربن آن ها کمتر است.
آهن معمولی
این ماده با استفاده از
قرار دادن آهن خام و کمی قراضه آهن در کوره تولید می شود. آهن معمولی حدود 2 درصد
کربن داشته و دمای ذوب آن پایین و در حدود 1130 درجه سانتی گراد است. این ماده
مقاومتی در برابر زنگ زدگی نداشته و نیاز به پوشش های حفاظت کننده دارد. بیشترین
کاربرد آهن معمولی در ساخت ماشین آلات صنعتی و ساخت و ساز می باشد.
آهن خالص ( آهن نرم – آهن ورزیده)
درصد کربن آهن خالص
بسیار کم و در حدود 02/0 درصد می باشد و با استفاده از مخلوط شدن مقداری سرباره با
آن، حالت فیبری دارد؛ به همین علت به عنوان آهن نرم یا ورزیده نیز شناخته می شود.
با کم بودن کربن، طبیعی است که دمای ذوب آن پایین و در حدود 1540 درجه سانتی گراد
باشد. جوش کاری بر روی این آهن امکان پذیر نیست و قابلیت انعطاف پذیری بالایی
دارد. همچنین مقاومت آن در برابر خوردگی بالا است؛ به همین دلیل برای ساخت چدن و
فولاد از آن استفاده می شود.
انواع آهن خام بر اساس ساختارهای کریستالی
آهن خام بر اساس
ساختارهای کریستالی خود، به دسته های زیر تقسیم بندی می شود.
- آهن خام سفید
- آهن خام خاکستری
- آهن خام نیمه خاکستری
حتما بخوانید:آهن اسفنجی چیست
چدن چیست؟
چدن یکی از آلیاژهای آهن
است که از طریق آهن خام خاکستری یا آهن خالص تولید می شود. این محصول با قراضه آهن
در کوره های مخصوص ذوب می شود تا کربن آن و سایر ناخالصی هایی مانند فسفر و گوگرد،
به صورت سرباره از آن خارج شوند. محصول نهایی یک فلز مذاب حاوی منگنز است که چدن
نامیده می شود.
از عناصر آلیاژی چدن می
توان به آهن، کربن، منگنز و سیلیسیم اشاره کرد. هر کدام از آن ها سبب به وجود آمدن
یک سری خواص در این ماده می شود. به طور مثال منگنز سبب سخت شدن چدن و سیلیسیم سبب
گرافیت شدن کربن چدن خواهد شد. میزان کربن این محصول نیز در حدود 2 تا 5/3 درصد
وزن آن می باشد و جنس آن بسته به سرعت سرد شدن و جنس آهن خام مورد استفاده برای آن
متغیر است.
نقطه ذوب این محصول بین
1420 تا 1470 است که از دو ترکیب اصلی کمتر است. کاربرد نهایی آن نیز در ساخت لوله
های آب و فاضلاب ، نرده ، کف پوش ، یراق آلات و ... می باشد. از خواص این محصول می
توان به قابلیت چکش خواری مناسب، مقاومت در برابر آتش و زنگ زدگی دیر تر اشاره
کرد.
انواع چدن
انواع مختلف چدن که همگی
آن ها مقاومت فشاری بسیار بالایی دارند، شامل موارد زیر هستند:
- چدن سفید
- چدن خاکستری
- چدن نیمه خاکستری
- چدن سخت
- چدن نرم
تفاوت آهن ، فولاد و چدن
یکی از موارد مهم در به
کارگیری آلیاژهای آهنی و غیر آهنی، استفاده از این فلزات در موارد صنعتی مانند
جوشکاری، مهندسی مواد و ماشین کاری می باشد. برای بررسی تفاوت های آهن، فولاد و
چدن به تعریف آن ها پرداخته شده است:
آهن از فولاد کم کربن
تولید شده و کیفیت آن توسط عناصری مانند کربن و منگنز مشخص می شود. میزان کربن در
آهن کمتر 08/0 درصد و منگنز در آن کمتر 06/0 درصد است.
چدن نیز آلیاژی از آهن و
کربن بوده که دارای 3 تا 5 درصد کربن، و 1 تا 3 درصد سیلیسیم بوده و میزان کربن
این محصول از فولاد نیز بیشتر است. چدن یکی از اصلی ترین گروه های آلیاژهای ریخته
گری است.
در مقابل فولاد از آهن مذاب تصفیه شده با مقداری کربن و عناصر آلیاژی دیگر مانند وانادیم ، کروم ، تیتانیم ، منگنز و نیکل تولید می شود و بیشترین میزان کربن در آن حدود 2 درصد است. از جمله محصولاتی که از فولاد تولید می شوند می توان به انواع ورق های فولادی مانند سیاه، روغنی، اسیدشویی، گالوانیزه و پوشش دار اشاره کرد. یکی از مهم ترین مواردی که در نرخ تجهیزات و تولیدات صنایع کوچک و بزرگ تأثیر دارد، قیمت ورق فولادی است. هر کدام از این محصولات با داشتن ویژگی هایی مانند مقاومت در برابر خوردگی، زنگ زدگی، استحکام کششی و تنش تسلیم، کاربردهای بسیاری را در صنعت به خود اختصاص می دهند. برای خرید و کسب اطلاعات بیشتر در مورد این فلزات می توانید با کارشناسان مجموعه آهن اینفو تماس حاصل فرمایید.
جمع بندی
در پایان باید گفت آهن
یکی از ابتدایی ترین فلزات می باشد که از ابتدای کشف تا به حال کاربرد های بسیار
زیادی را به خود اختصاص داده است. این فلز از فراوری سنگ آهن و احیا آن به دست می
آید و آلیاژهای مختلفی دارد. به طور کلی آلیاژ از ترکیب یک ماده با یک ماده یا
عناصر دیگر تولید می شود و با توجه به عناصر یا مواد ثانویه خواص و ویژگی های
مختلفی را به خود اختصاص می دهد. دو نوع از مهم ترین آلیاژهای آهنی، فولاد و چدن
می باشند که هر کدام با داشتن درصد عناصر مختلف، تفاوت های بسیاری با یک دیگر
دارند، اما در این مطلب به بررسی تفاوت های چدن و آهن پرداختیم.
بهتر است بدانید یکی از
اصلی ترین تفاوت های آهن و چدن در میزان درصد کربن موجود در آن ها می باشد. چدن
حدود 3 تا 5 درصد کربن دارد. کربن نیز یک
عنصر آلیاژی بوده و سبب ایجاد سختی در فلزات می شود، اما از سوی دیگر مقدار بیشتر
آن منجر به ایجاد خاصیت شکنندگی در فلزات خواهد شد. با این وجود می توان گفت آهن
در مقایسه با چدن از میزان انعطاف پذیری بیشتر و سختی کمتری برخوردار می باشد.
سایر عناصر آلیاژی که
سبب ایجاد چدن در انواع مختلف سفید، خاکستری و ... می شوند، شامل منگنز و سیلیسیم
هستند. آهن نیز انواع مختلفی داشته و بیشترین خواص این ماده در ترکیب با سایر
عناصر و تولید آلیاژهایی مانند چدن و فولاد پدیدار می شوند. به طور مثال می توان
آلیاژهای فولادی را نام برد که سبب تولید مقاطعی مانند میلگرد، تیرآهن، ناودانی و
.. و محصولات تخت مانند ورق سیاه، روغنی، گالوانیزه و ... شده اند. هر کدام از این
مقاطع و شیت ها از ترکیبات مختلف عناصر تولید شده و خواص متفاوتی دارند.