الصلب: الخصائص والتاريخ والإنتاج والتطبيقات

تعد الصلب، وهي أهم مواد البناء في العالم، سبيكة حديدية تحتوي على ما بين صفر و 2 في المائة من الكربون بالوزن.

• التاريخ
• الإنتاج
• الدرجات
• خصائص
• التطبيقات

التاريخ

كان ظهور إنتاج الصلب التجاري في أواخر القرن التاسع عشر نتيجة لإنشاء السير هنري بيسيمر بطريقة فعالة لخفض محتوى الكربون في الحديد الزهر. عن طريق خفض كمية الكربون في الحديد إلى حوالي 2٪، يتم إنتاج الصلب أكثر صلابة وأكثر مرونة.

الإنتاج

اليوم، يتم إنتاج معظم الصلب بواسطة طرق الأكسجين الأساسية (المعروف أيضا باسم صناعة الأكسجين الأساسية أو بوس). وقد سميت بوس لأنها تتطلب أن يتم نفخ الأكسجين في الأوعية الكبيرة التي تحتوي على الحديد المنصهر والخردة الصلب.

على الرغم من أن شركة بوس تمثل أكبر حصة من إنتاج الصلب العالمي، إلا أن استخدام أفران القوس الكهربائي (إيف) آخذ في النمو منذ أوائل القرن العشرين ويمثل الآن حوالي ثلث إنتاج الصلب.

الدرجات

أكثر من 3 500 درجة مختلفة من الفولاذ موجودة. يتم تصنيف الصلب التجاري عموما إلى أربع مجموعات اعتمادا على محتوى سبائك المعادن وتطبيقات الاستخدام النهائي:

1. الكربون الصلب (بما في ذلك الكربون منخفض الكربون المتوسط، وارتفاع الكربون الصلب)
2. سبائك الصلب (سبائك معدنية مشتركة؛ المنغنيز، السيليكون والنيكل والكروم)
3. الفولاذ المقاوم للصدأ (تحتوي على حوالي 10٪ الكروم وتصنف على أنها الأوستنيتي والحديد و مارتنسيتيك)
4. أداة الفولاذ (سبائك مع ارتفاع في درجة الحرارة والمعادن الصلبة، مثل الموليبدينوم والتنغستن)

الصلب لديها مجموعة واسعة من تركيبات سبيكة، والتي تسمح لها أن يكون لها خصائص ميكانيكية متنوعة.

خصائص

يتم إنتاج أنواع مختلفة من الصلب وفقا للخصائص المطلوبة لتطبيقها، وتستخدم أنظمة تصنيف مختلفة لتمييز الفولاذ على أساس هذه الخصائص. يسرد الجدول التالي خصائص الفولاذ عند درجة حرارة الغرفة (25 درجة مئوية).

التطبيقات

من الفولاذ المقاوم للصدأ وارتفاع درجة الحرارة إلى منتجات الكربون المسطحة، أشكال الصلب والسبائك المختلفة توفر خصائص مختلفة لتلبية مجموعة واسعة من التطبيقات. لهذه الأسباب، فضلا عن مزيج المعدن من قوة عالية وتكلفة إنتاج منخفضة نسبيا، ويستخدم الصلب الآن في عدد لا يحصى من المنتجات.

يمكن تقسيم تطبيقات الصلب إلى خمسة قطاعات.