آهن چیست؟

تاریخچه آهن:قدمت استفاده بشر از آهن به ماقبل تاریخ برمی گردد. کشف ابزارهای فلزی، سلاح های جنگی و لوازم زینتی- که به وسیله انسانهای ماقبل تاریخ مورد استفاده بوده است دلیل این مدعاست.

تصور بر این است که اولین نوع آهنی را که انسان استفاده کرده است منبع شهاب سنگی داشته است زیرا بابلیان و آشوریان آهن را پارزیلو، سومریان و کلدانیان آن را بارسا، عبریان آن را بارزل و مصریان آن را با- ان- پت می نامیدند که همه این لغات به معنی فلز بهشتی به کار رفته است که بیانگر ریشه شهاب سنگی این فلز است. بشر اولیه علاوه بر منبع شهاب سنگی، آهن را به صورت خالص و نیز بعدها از احیای سنگ آهن تولید و استفاده نموده است از آن جایی که دو منبع اولی کمبود و نایاب بودند، روش سوم یعنی: احیای سنگ آهن توسعه و گسترش یافت، ولی دقیقاً مشخص نیست که در چه تاریخی انسان، آهن را از سنگ معدن به دست آورده است. همچنین اشیایی از جنس طلا، نقره، مس و برخی فلزات دیگر کشف شده اند که در حد بسیار اعلا و خالص بوده اند. طلا و نقره به دلیل نرمی برای ساخت ابزار جنگی و وسایل معمولی نامناسب بوده اند، از این رو از آنها برای ساخت ظروف و لوازم زینتی استفاده می شده است. باستان شناسان معتقدند که انسان قبل از کشف آهن به استخراج مس کاملاً آشنا بوده است و از مخلوط (آلیاژ) مس و قلع (برنز) و مس و روی (برنج) آلیاژهایی با کاربردهای وسیع به دست می‌آورده، آنها را در کوره های موجود ذوب و لوازم مختلف می ساخته است.

آهن:نام یک عنصر شیمیایی با نماد Fe با عدد اتمی ۲۶و چگالی ۷۸۷۴ kg/m3 می باشد، آهن یک فلز است،آهن دارای سطوح صاف و نقره ای براق مایل به رنگ خاکستری است اما وقتی در هوا با اکسیژن ترکیب شود رنگ آن قرمز یا قهوه ای می شود که به آن اکسید و یا رنگ گفته می شود.

:کاربرد آهن

رایج ترین و پرکاربردترین فلز در جهان است چرا که ۹۵% فلزات تولید شده در جهان را آهن تشکیل می دهد و در بین فلزات جزء ارزان ترین می باشد و همواره در اسکلت ساختمان ها ،بدنه اتومیبیل ها و بدنه کشتی های بزرگ مورد استفاده می باشد.

دسته بندی آهن :

• چدن
• چدن چکش خوار
• چدن سفید
• آهن کار شده
• فولاد
• آهن قراضه

استخراج و تصفیه آهن:

بخش اعظم میلیونها تن آهن و فولادی که روزانه در جهان تولید می شود به مصرف ساختمانی می رسد که به شکلهای مختلف از قبیل تیرآهن، نبش، ناودانی، سپری، تسمه، ورق، لوله میلگرد، ریل و دیگر پروفیلهای ساختمانی عرضه می شود. فولاد آهن را از احیای اکسید آهن به دست می آورند.

شمش ریزی آهن:

مقدار عمده فولادهای تولیدی به روش های متعدد عمدتاً به روش ریخته گری مداوم به شمش تبدیل، که متعاقباً به روش نورد به مقاطع تجارتی تبدیل می شود. اندازه و شکل شمشهای فولادی به محصولاتی که باید تولید شود بستگی دارد. برای تولید تیرآهن، میلگرد و امثال آن، مقطع شمش مربع است. اما برای تولید ورق یا تسمه مقطع شمش مستطیلی است. در فرآیند نورد طول شمش افزایش و ضخامت آن کاهش می یابد، اما عرض آن به دلیل محدودیت حاصل از غلتکهای نورد چندان تفاوتی نمی کند؛ مگر این که در جهت عرض نورد شود.

 

تولید محصولات نیمه ساخته:

شمشها در مراحل متعدد نورد به محصولات نیمه ساخته (مقاطع ساختمانی) از قبیل تیرآهن استاندارد، تیرآهن بال پهن ریل و غیره تبدیل می شوند.

مقاطع فولادهای ساختمانی چقدر است:مقاطع فولادهای ساختمانی معمولاً با یک حرف که بیانگر مقطع و دو عدد (برای نبش سه عدد) است، مشخص می شوند. عدد اول، عمق مقطع بر حسب اینچ یا میلیمتر و عدد دوم وزن مقطع در واحد طول برحسب پوند در هر فوت یا کیلوگرم در هر متر است؛ برای مثال  ۸۷*۱۴w مقطعی بال پهن، با عمق ۱۴ اینچ و وزن ۸۷ پوند در هر فوت است. مقطع  نیز نبش با دو ساق مساوی با طول ۸ اینچ و ضخامت یک دوم اینچ است که آن را به صورت نیز مشخص می کنند. در شکل برخی مقاطع نوردی نشان داده شده است.

 

مقاطع W :

این مقطع تقارن دوطرفه دارد و بال پهن است که از آن برای ستون یا تیر حمال استفاده می شود و سطح مقطع آن مربع است؛ یعنی عرض و طول آن مساوی است و سطح داخلی بالها شیب بسیار کمی دارد.

 

مقاطع HP :

مقاطع بال پهنی است که ضخامت بال و جان مساوی است و نیز مقطع آن مانند مقطع W مربع است.

 

مقاطع S :

این مقطع تقارن دوطرفه دارد و سطوح داخلی بال ها (براساس استاندارد آمریکایی) دارای شیب تقریبی  درصد است.

 

مقاطع M :

این مقطع تقارن دوطرفه دارد که در دسته بندیهای S , W یا HP قرار نمی گیرد.

 

مقاطع C :

مقطع ناودانی است که مطابق استاندارد شیب سطحی داخلی بال های آن  درصد است.

 

مقاطع MC :

مقطع ناودانی است که نمی توان آن را در گروه C دسته بندی کرد.

 

مقاطع L :

مقطع نبشی است که دارای دو ساق مساوی یا نامساوی است. بزرگترین مقطع نوردی فولادی ۳۰۰*۳۶W است حمالها و ستونهای بزرگتر را با جوشکاری ورق به یکدیگر تولید می کنند که مقاطع WW معروفند.

 

سیم، میلگرد و مفتول:

سیم دارای مقطعی برابر حداکثر  اینچ است و میلگرد نیز دارای مقطع دایره ای است. مقاطع دیگری از قبیل مفتول چهار گوش یا مفتول ش گوش نیز تولید می شود. میلگردهایی را که در بتن مصرف می شوند با عددی مشخص می کنند که برابر تعداد  اینچ های موجود در قطر است؛ برای مثال قطر میلگرد شماره ۵(#۵) برابر   اینچ است میلگردها در شماره های ۳ تا ۱۱ به صورت ساده یا آجدار تولید و عرضه می شوند میلگردهای آجدار معمولاً دارای آجهای طولی و عرضی می باشند و در سه گروه psi (kg/cm² ۳۸۷۰) ، psi ۷۰۰۰۰ (kg/cm²4926) و psi ۸۰۰۰۰ (kg/cm² ۵۹۳۰) تولید می شوند. مقدار کربن تعیین کننده این مقاومت است.

در جدول خواص مکانیکی میلگردهای ساده و آجدار گرم نورد کارخانه ذوب آهن اصفهان که برای بتن مسلح به کار می روند، داده شده است.

طبقه بندی	علامت مشخصه
میلگرد ساده	س ۲۴-۳۷
میلگرد آجدار	آج ۳۰-۵۰
	آج ۴۰-۶۰
	آج ۴۷-۷۰

 

 

ورق:

یکی دیگر از محصولات آهن و فولاد، ورقهای فولادی ضخیم و ورق های فولادی نازک است که به صورت ورقهای تخت یا موجدار و به حالتهای ساده، روغنی یا گالوانیزه به بازار عرضه می شوند. اگر ضخامت این محصولات بالاتر از ۲۵/۰ میلیمتر و کمتر از ۳۵/۶ میلیمتر باشد (شیت) و اگر ضخیم تر از ۳۵/۶ میلیمتر باشد (پلت) نامیده می شود.

 

منبع: سایت علمی و پژوهشی آسمان