آهن و کاربرد های متنوع صنعتی آن

می خواهیم در مورد آهن و کاربرد آن در صنعت مطالبی را بیان کنیم. همانطور که می دانیم این عنصر یکی از پرکاربرد ترین عناصر در صنعت می باشد و اگر اطراف خود را نگاه کنیم تقریبا در همه وسایلی که در اطراف ما وجود دارد، به کار برده شده است. برای این که با کاربردهای این عنصر آشنا شویم ابتدا باید خواص این عنصر را بشناسیم تا به دلیل استفاده زیادی که از آهن شده است، پی ببریم.

عنصر آهن

نماد آهن Fe می باشد. آهن %5 از پوسته زمین را تشکیل می دهد و یکی از فراوان ترین فلزات موجود است. آهن به طور طبیعی از سنگ معدن، تاکونیت (سنگ چخماق دارای آهن کم)، لیمونیت (ترکیب شیمیایی که حدود 5 تا 20 درصد آهن دارد)، سیدریت(یک نوع کانی آهن دار) به دست می آید.

رنگ فلز آهن، خاکستری براق می باشد. از ویژگی های آن می توان به خاصیت شکل پذیری و چکشخواری آن اشاره کرد. آهن در هوای مرطوب و درجه حرارت بالا زنگ می زند (البته برای زنگ زدگی در درجه حرارت بالا نباید هوا خشک باشد). آهن به راحتی در اسید رقیق حل می شود و به دلیل همین خواص شیمیایی و فیزیکی که دارد، در صنایع مختلف کاربرد های فراوانی دارد. بیشترین معادن آهن جهان در کشورهای چین، استرالیا، برزیل، روسیه و اکراین می باشد.

قطعات آهنی تجاری

مهمترین و بیشترین کاربرد آهن در صنعت ساختمان سازی است. تنوع زیادی در قطعات آهن مورد استفاده در ساختمان وجود دارد و از هر کدام از آن ها بسته به نیاز و شرایطی که باید در آن قرار بگیرند، در جای مخصوص به خود استفاده می کنند. هر کدام از این قطعات ویژگی های ظاهری و مکانیکی خاص خود را دارند و برای مقاومت در برابر بار و کششی خاص طراحی شده اند. اما همه ی آن ها به طور مشترک برای افزایش استحکام در ساختمان و سازه به کار برده می شوند.

قطعات آهن مورد استفاده در ساختمان عبارت اند از:

• تیرآهن
  
• پروفیل ها
  
• میلگرد
  
• نبشی
  
• ناودانی
  
• ورق ها
  

تیرآهن
تیرآهن عموماً برای مقاومت در برابر بار های جانبی استفاده می شوند. از تیرآهن در ستون ها و بار های خمشی استفاده می شود. مقطع تیرآهن ها در کاربرد و مقدار بار مجاز آن ها یک پارامتر مهم تأثیرگزار است. به عنوان مثال تیر آهن های با سطح مقطع I در برابر خمش بسیار کارآمد هستند در صورتی که این مورد درباره تیر آهن های با سطح مقطع H یا تیر آهن های هاش صدق نمی کند. قیمت تیرآهن بسته به شماره و نوع آن متفاوت است.

کاربردهای تیرآهن:

• ستون های ساختمان ها
  
• سازه های بتنی
  
• ساخت پل
  
• خرپا
  

نبشی
نبشی ها از مهم ترین آهن آلات فرم گرفته هستند که با خم کردن زاویه دار در یک قسمت قطعه، به وجود آمده اند و معمولاً به صورت L شکل هستند. نوع رایج نبشی ها، نبشی های با زاویه ی 90 درجه هستند که طول دو قسمت آن می تواند برابر یا نا برابر باشد. قابل ذکر است که هر چه زاویه نبشی بزرگتر باشد، قابلیت تحمل وزن بیشتری دارد.

کاربرد های نبشی عبارت اند از:

• قاب بندی
  
• سگدست
  
• مرتب ساز
  
• تقویت کننده
  

پروفیل
به قطعاتی با سطح مقطع ثابت و طول معین پروفیل می گویند. پروفیل ها دارای دو نوع باز و بسته می باشند. از انواع پروفیل های باز، پروفیل Z، نبشی و تسمه را می توان نام برد و از پروفیل های بسته نیز می توان به لوله، قوطی و پروفیل های PVC اشاره کنیم. کاربرد ها و جنس پروفیل ها تعیین کننده قیمت آن هستند.

کاربرد های پروفیل:

• گارد ریل های جاده
  
• در و پنجره سازی
  
• ساختمان سازی
  

میلگرد
میلگرد ها معمولاً نورد کاری گرم شده اند. بیشتر میله گرد ها از شمش های آهن نو ساخته می شوند، البته تعداد کمی از میلگردها از آهن های بازیافتی ساخته می شوند. میلگرد ها دارای استاندارد ATSM می باشند.

تقسیم بندی میلگرد ها از نظر ظاهری:

• میلگرد ساده
  
• میلگرد آجدار
  

تقسیم بندی میلگرد ها از نظر کاربرد:

• میلگرد کربنی
  
• میلگرد های مشبک
  
• میلگرد های روکش دار
  
• میلگرد های اروپایی
  
• میلگرد های ضد زنگ
  
• میلگرد های گالوانیزه
  
• میلگرد های فایبرگلاس
  

قیمت میلگرد تا حد زیادی به نوع آن بستگی دارد و هر نوع میلگرد قیمت خاصی دارد.

ورق ها

انواع ورق ها:
اولین نوع آن ورق گالوانیزه یا سینوسی می باشد. از قدیم از این ورق ها برای هدایت آب باران در سقف های شیب دار استفاده می کردند. با پیشرفت تکنولوژی بر اساس نیاز افراد و صنایع این نوع ورق به شکل گالوانیزه در آمدند. قیمت ورق گالوانیزه به ضخامت و کیفیت آن وابسته است.
نوع بعدی این ورق ها، ورق سیاه می باشد که در استاندار های مختف تولید می شود. از این ورق ها در ساختمان سازی و از برخی انواع صنعتی آن در سد سازی، پروژه های پتروشیمی، مخزن سازی استفاده می شود. این دسته از ورق ها به دو صورت رولی و صفحه ای در بازار عرضه می شوند. قیمت ورق سیاه هم تا حد زیادی به کیفیت مواد و ضخامت ان بستگی دارد.

ناودانی

کاربرد های ناودانی در صنایع:

• قطعات فلزی پیش ساخته
  
• قفسه بندی
  
• تقویت کننده
  

پودر آهن
در صنعت از پودر آهن و براده آهن نسبت به سایر پودر های فلزی دیگر بیشتر استفاده می کنند. کاربرد وسیع این پودر آن را به یکی از بهترین محصولات متالوژی تبدیل کده است.

کاربرد های پود آهن:

• قطعات برش سنگ
  
• جاذب های اکسیژن برای جلوگیری از فساد مواد غذایی
  
• واکنش گرهای شیمیای یا کاتالیزورها
  
• گوه های مغناطیسی
  
• پلیمر پروپلین
  
• مایع مغناطیسی
  
• هسته های مغناطیسی نرم
  
• صنعت چاپ
  
• پوشش سطح
  

چدن
دن یکی از آلیاژهای آهن است که حاوی 2-4 درصد کربن، 1-3 درصد سیلیکون و مقدار کمی عناصر دیگر می باشد. فولاد در مقایسه با چدن دارای کربن و سیلیکون کمتری است. برای قوی تر کردن چدن، مقادیر کمی منگنز، مولیبدن، سریم، نیکل، مس، وانادیوم و تیتانیوم اضافه می کنند.

تقسیم بندی چدن بر اساس مقدار سیلیکون آن ها:

• چدن سفید
  
• چدن خاکستری
  

کاربرد های چدن:

• قسمت های داخلی محفظه سیلندر موتور
  
• چرخ های دوار
  
• محفظه نگه دارنده گیربکس
  
• لوله چند راهه(Manifold)
  
• ترمز های دیسکی
  
• وسایل آشپزی
  
• Slurry pump
  
• آسیاب ساچمه ای(سنگ شکن)
  
• نازل های خروجی
  
• میکسر سیمان
  
• لوله و اتصالات
  
• فلنج
  
• پروانه های پمپ
  
• تجهیزات الکتریکی
  
• ابزارها(انبر دست و...)
  
• واشرها
  
• تجهیزات کشاورزی
  
• سخت افزار معدن
  
• قطعات ماشین
  
• ساخت و ساز زیرآب
  
• چرخنده های متحرک
  
• اجزای سیستم تعلیق
  
• ترمز ها و دریچه ها
  
• پمپ ها و قطعات هیدرولیک
  
• استاتور ای توربین بادی
  

منبع: https://ahanfurush.ir