خصائص وتاريخ الصلب

هناك أنواع مختلفة من الفولاذ. يحتوي الفولاذ على عناصر إضافية ، إما على شكل شوائب أو يضاف إلى خصائص مرغوبة. يحتوي معظم الفولاذ على المنغنيز والفوسفور والكبريت والسيليكون وكميات ضئيلة من الألومنيوم والأكسجين والنيتروجين. إن إضافة النيكل والكروم والمنغنيز والتيتانيوم والموليبدينوم والبورون والنيوبيوم والمعادن الأخرى عن قصد تؤثر على الصلابة والليونة والقوة والخصائص الأخرى للصلب. إضافة 11٪ على الأقل من الكروم يضيف مقاومة للتآكل الفولاذ المقاوم للصدأ. طريقة أخرى لإضافة مقاومة التآكل هي جلفنة الفولاذ (عادة الكربون الصلب) عن طريق الطلاء الكهربائي أو الغمس الساخن للمعدن في الزنك.

أقدم قطعة من الفولاذ هي قطعة من الحديد تم استردادها من موقع أثري في الأناضول ، يعود تاريخها إلى حوالي 2000 قبل الميلاد. يعود الصلب من أفريقيا القديمة إلى عام 1400 قبل الميلاد.

يحتوي الفولاذ على الحديد والكربون ، ولكن عند صهر خام الحديد ، فإنه يحتوي على الكثير من الكربون لمنح الخصائص المرغوبة للصلب. تتم إعادة معالجة حبيبات خام الحديد ومعالجتها لتقليل كمية الكربون. بعد ذلك ، تتم إضافة عناصر إضافية ويتم صب الفولاذ باستمرار أو صنعه في سبائك.

instagram viewer

الفولاذ الحديث مصنوع من الحديد الخام باستخدام إحدى عمليتين. يتم تصنيع حوالي 40٪ من الفولاذ باستخدام عملية فرن الأكسجين الأساسي (BOF). في هذه العملية ، يتم نفخ الأكسجين النقي في الحديد المصهور ، مما يقلل من كميات الكربون والمنغنيز والسيليكون والفوسفور. المواد الكيميائية التي تسمى التدفقات تقلل أيضًا من مستويات الكبريت والفوسفور في المعدن. في الولايات المتحدة ، تقوم عملية BOF بإعادة تدوير الصلب الخردة بنسبة 25-35 ٪ لصنع صلب جديد. في الولايات المتحدة ، يتم استخدام عملية فرن القوس الكهربائي (EAF) لصنع حوالي 60 ٪ من الفولاذ ، والذي يتكون بالكامل تقريبًا من الفولاذ الخردة المعاد تدويره.