معرفی انواع فرآورده های آهن

تاریخچه‌ ی آهن

اولین اشخاصی که از این ماده استفاده کردند، سومریان و مصریان بودند. شاید برای شما هم جای سوال باشد اولین آهن مورد استفاده بشر از کجا آمده است. این گونه برداشت می‌شود که اولین شکل مورد استفاده از شهاب سنگ‌ها آمده است.

---

 

پس به این نتیجه می‌رسیم که قدمت استفاده‌ی بشر از این ماده به ماقبل تاریخ برمی‌گردد. بشرهای اولیه این ماده را به صورت خالص از سنگ آهن تولید می‌کردند.

اما از سوی دیگر میزان سنگ آهن محدود می‌باشد. با این حال هنوز مشخص نشده که بشر اولیه از چه تاریخی این فلز را از سنگ معدن تولید و استفاده نموده است. این ماده به عنوان سلطان فلزات در میان جوامعه شناخته شده است. باستان شناسان معتقدند که این ماده تاریخی ۶ هزار ساله دارد.

عده‌ای از پژوهشگران بر این باور هستند که کلمه‌ی آهن از کلمه‌ای به نام اوستا گرفته شده است که خود این کلمه نیز از اسمن می‌آید که معنی آن آسمان می‌باشد. امروزه هموطنان کردمان به آن، آسن می‌گویند. طبق تحقیقات به عمل آمده، اسلحه‌ی استفاده شده توسط سرداران و فرمانروایان از جنس آهن بوده است، حتی به این مورد دست یافته‌اند که کمربند پادشاه سیلک نیز از این ماده بوده است.

تولید این ماده در ایران، در سال‌های اولیه کم بوده است ولی قیمت آن بسیار زیاد. در دوره ی پارت‌ها تولید این ماده فلزی به قدری کاهش یافت که ، تنها از راه چین وارد کشور می‌شد. تا قبل از اسلام، روش خاصی برای تولید این ماده وجود نداشته است.

طبق تحقیقات به عمل آمده اولین نوع این ماده حدود ۵۵۰ سال پیش از میلاد در چین تولید شد این در حالی بوده است که در اروپا تا سال‌های قرون وسطا تولید نشده بود و در تمامی این سال‌ها تنها روش تولید آهن، از طریق ریخته‌گری زیور آلات بوده است.

سوخت مورد استفاده در طی این فرآیند ذغال چوب بوده است. در دوره‌ی انقلاب صنعتی، روش‌های جدیدی برای تولید این ماده فلزی بدون استفاده از ذغال چوب کشف شد. این روش‌ها بعد از مدت‌ها در تولید فولاد نیز مورد استفاده قرار گرفت.

مشخصات فیزیکی و شیمیایی

 تا این‌جا مروری از تاریخچه ی این محصول براساس فرضیات و باورهای مردم عام از گذشته تا کنون ارائه نمودیم. حال وقت آن رسیده نماد و عدد اتمی و چگالی آاین ماده فلزی را مورد بررسی قرار دهیم. نماد شیمیایی این فلز Fe و چگالی آن ۷٫۸۶ گرم بر سانتی متر مکعب می‌باشد.  در جدول تناوبی عناصر در گروه ۸ و دوره ۴ عناصر قرار گرفته است. عدد اتمی، وزن اتمی و دمای جوش آن به ترتیب برابر ۲۶، ۵۵٫۸۴۷ گرم بر مول و۲۷۵۰ درجه سانتیگراد است. این فلزسطحی صاف و رنگ نقره‌ای مایل به خاکستری دارد.

دگرگونی های آهن

بهترین نمونه از دگرگونی‌های حاصل از یک فلز، این محصول می‌باشد. این محصول به سه صورت فریت، استنیت و آلوتروپ موجود است. وقتی آهن ذوب شده کم کم سرد می‌شود در دمای ۱۵۳۸ به آلوتروپ تبدیل می‌شود که به آن دلتا می‌گویند. این نوع از دگرگونی در دمای ۱۴۰۱ تا ۱۵۳۹ به حالت پایدار می‌رسد. ثابت شبکه‌ای آن ۹۳/۲ آنگستروم است. خاصیت پارامغناطیس دارد و ساختمان بلوری آن به شکل مکعبی مرکزپر است.

به همین صورت که سرد شدن ادامه می‌یابد در دمای ۱۳۹۴ ساختمان کریستالی موجود به مکعبی وجه مرکزی تغییر حالت می‌یابد. به این نوع از آلوتروپ شکل گرفته شده استنیت یا گاما می‌گویند.

این نوع از دگرگونی در دمای ۱۳۹۴ تا ۹۱۲ به حالت پایدار می‌رسد و دارای ساختمان بلوری fcc می‌باشد. در دمای ۹۱۰ درجه سانتی‌گراد دگرگون دیگر این فلز یعنی فریت شکل می‌گیرد که به آن آلفا می‌گویند. این آلوتروپ از دمای ۹۱۰ تا ۲۷۳- درجه سانتی گراد به حالت پایدار می‌رسد  و از نظر ساختمان فیزیکی شباهت زیادی به دلتا دارد.

زنگ زدن آهن

خیلی از شماها شنیده اید که می‌گویند این محصول زنگ زده است اما معنی علمی این اصطلاح را نمی‌دانید. در این قسمت این مورد را برایتان توضیح داده‌ایم. این ماده فلزی در اثر ترکیب با اکسیژن، به رنگ قرمز و قهوه ای در می‌آید به این عمل در اصطلاح اکسیداسیون یا اکسید گفته می‌شود. اما ممکن است در اثر واکنش با کربن نیز ممکن است زنگ بزند که به آن در اصطلاح زنگ سبز می‌گویند. این ماده خیلی کم به صورت خالص در طبیعت یافت می‌شود زیرا به سرعت با اکسیژن واکنش نشان می‌دهد.

استخراج سنگ آهن

سنگ آهن در ۴۸ کشور تولید می‌شود‌. در میان این ۴۸ کشور، ۵ کشور هستند که ۷۰ درصد سنگ آهن مورد نیاز در جهان از جانب این کشورها تامین می گردد. این کشورها عبارتند از: چین، برزیل، استرالیا، روسیه و هند.

فرآورده‌های تولیدی از آهن

در انتهای این مطلب به بررسی فرآورده‌های تولید شده می‌پردازیم و توضیح مختصری درباره ی هر یک از آن ها را عنوان می‌نماییم.

    چدن: آهن خام ذوب شده و سپس آن را در قالب‌های فلزی یا ماسه‌ای می‌ریزیم و سرد می‌کنیم بدین شکل چدن تولید می‌شود.
    چدن چکش خوار: تفاوت‌هایی بین این نوع چدن و چدن معمولی وجود دارد که عبارتند از: مقاومت کششی بالایی، نرم‌تر هستند و بیشترین استفاده‌ی آن‌ها در صنعت می‌باشد. با افزودن سیلیکات و منیزیم به چدن و بلوری کردن کربن حاصل می‌شوند.
    آهن کار شده: آهن ذوب شده را به صورت اسفنج در می‌آورند. در این نوع تولید شده ناخالصی‌هایی مانند سیلیسیم، منگنز، کربن را تصفیه می‌کنند.
    فولاد: آلیاژی از آهن و کربن است. این محصول فلزی پایدارتر می‌باشد و از مقاومت بیشتری برخوردار است.
    قراضه: به باقی مانده و اضافه‌های فولاد، قراضه گفته می‌شود.


منبع: آهن آنلاین