الفرق بين الفولاذ والحديد

الفرق بين الفولاذ والحديد، لا يمكن تلخيص الفرق بين الحديد والصلب في جملة واحدة، فلكل منهما خصائصه ومميزاته التي تجعله فريدًا، ولكن نظرًا لبعض أوجه التشابه الواسعة، قد يعتقد بعض الأشخاص أنهم شيء يحمل أسماء مختلفة، لكن هذا ليس كذلك القضية وهناك العديد من الاختلافات التي نبرزها.

الفرق بين الفولاذ والحديد

هل الحديد صلب أم العكس؟ كثيرا ما يتكرر هذا السؤال لأن البعض يظن أن الحديد والصلب متماثلان، كأن لهما اسم آخر لصلابتهما، لكنه ليس كذلك، لأن الحديد شيء والصلب شيء آخر.

•  الصلابة: الصلب أقوى وأكثف من الحديد. هذه هي خصائص الفولاذ التي، بالإضافة إلى خفة وزنه، جعلت من الممكن منذ أن استخدم في مواد البناء بكميات كبيرة منذ بداية القرن التاسع عشر.
•  التآكل: هنا أيضًا يتمتع الفولاذ بميزة كبيرة، فهو أكثر مقاومة للصدأ من الحديد، نظرًا لكون مادته غير مسامية، مما يجعله منيعًا للماء، ووجود طرق حديثة مثل: الطلاء بمواد مقاومة للحرارة وبخاخات واقية، أصبح الفولاذ أكثر مقاومة للتآكل.
•  الاستخدام: يُعتبر كلاهما سهل العمل لأن الفولاذ متروك للمهندس المعماري ؛ لأنه قابل للطي وشكل ليناسب التصميم، نفس الشيء الحديدي، وبالتحديد عند مزجه مع عناصر أخرى، لذلك في العمارة الفيكتورية يتم استخدامه بشكل أساسي في.
•  طبيعة المادة: الحديد عنصر واحد، بينما الفولاذ عبارة عن سبيكة تتكون من الحديد والكربون، لذا من خصائصه أنه يمكن مزجه مع معادن أخرى مثل: الكروم لجعله أقل عرضة للصدأ.
•  المتانة: يتفوق الفولاذ على الحديد في هذه المرحلة حيث أنه من أكثر المواد استخدامًا في البناء حيث أنه مقاوم لجميع عناصر الرياح والأمطار ومقاوم جدًا للصدأ والعفن، بالإضافة إلى قدرته على تحمل درجات الحرارة المرتفعة والعفن. الضغوط، ولن تنكسر.
•  الاستمرارية: يمكن أن يكون الحديد مساويًا للصلب في هذه المرحلة، حيث يدوم كلاهما أطول مدة، لذا يمكن تدويرهما بشكل متناسب دون فقدان المتانة.
•  القوة المغناطيسية: الفولاذ أكثر ثباتًا من الناحية المغناطيسية من الحديد لأن الحديد هش وسبائك الفولاذ ليس كذلك.
•  السعر: على الرغم من الاختلاف الكبير لصالح الفولاذ في النهاية، إلا أنه كان يعتبر أقل تكلفة ولهذا كان الطلب عليه أكثر من غيره خلال الثورة الصناعية، لذلك زاد معدل إنتاجه بشكل كبير، على عكس الحديد الذي تطلب العديد من المعدات باهظة الثمن لإنتاجه.

 استخدامات الفولاذ والحديد

تستخدم هذه المواد في العديد من المجالات، بعضها شائع والبعض الآخر ليس كذلك، مما يفسر الفرق بين الحديد والصلب.

 أولًا: استخدامات الحديد

للحديد استخدامات عديدة لصلابته وقوته مما يساعد على الاعتماد عليه بشكل كبير.

• يستخدم الحديد في البناء لقوته وقدرته على تحمل التكاليف مقارنة بمواد البناء الأخرى غير الصلب، حيث يستخدم في تشييد المباني وتصنع خطوط السكك الحديدية منه.
• يستخدم الحديد في صناعة الأجهزة المنزلية مثل: الأطباق والسكاكين والغسالات والمقاعد، بالإضافة إلى العديد من الأدوات الكهربائية، وذلك لمقاومته للصدأ.
• من الحديد، يتم إنتاج الأمونيا من خلال عملية هابر، حيث يتفاعل الأكسجين والنيتروجين مع الحديد المضاف كمحفز لإنتاج الأمونيا في النهاية، والتي تستخدم في صناعة الأسمدة الزراعية.
• الحديد مادة وفيرة وقوية، لذلك تم استخدامه في صناعة السكاكين منذ اختراعه من قبل الإنسان في القرن الأول. من خلاله، تم تصنيع السيوف، والأزاميل، والمطارق، والسكاكين، وما إلى ذلك عن طريق تسخينها حتى تصل إلى نقطة الانصهار، مما ساعد على تشكيلها بالشكل المطلوب.
• تم استخدام الحديد في صناعة الأبراج الكهربائية لأنه كان بإمكانه توصيل الكهرباء بسهولة عبر مسافات طويلة، وبينما كان هناك الكثير من المواد للمهمة، كانت وفرته وتكلفته المنخفضة سبب استخدامه في جميع الأبراج الكهربائية في بريطانيا.
• يعد الحديد أحد العناصر الأساسية في بناء الجسور، وقد تم استخدامه لبناء العديد من الجسور الشهيرة في العالم، مثل جسر بروكلين. هذا لأنه يمنح الجسر القوة والصلابة التي يحتاجها ليكون قادرًا على تحمل وزن هائل دون أن يتأثر.
• كانت الأنابيب المستخدمة في نقل المياه من الخزانات المحلية إلى المنازل أو من الآبار إلى المزارع تتطلب قوة وصلابة هائلة لنقل كميات كبيرة من المياه، لذلك كانت مصنوعة من الحديد.
• يمكن للحديد أن يقاوم درجات حرارة تصل إلى 1000 درجة مئوية، لذا فهو يستخدم في صناعة الأفران لأنه لا يذوب مثل المواد الأخرى عند تعرضه لمثل هذه الحرارة.

الثاني: استخدام سبائك الصلب

من المحتمل أن تعبر هذه الاستخدامات عن الاختلاف بين الحديد والصلب، حيث أن جميع أنواع الصلب مرجحة من نواح كثيرة، لذلك يتم استخدامها في العديد من المجالات.

• •  الفولاذ اللولبي: يستخدم هذا النوع عمومًا في صناعة المسامير والبراغي (البراغي)، لأن هذا النوع يحتوي على نسبة جيدة من السيليكون، مما يجعله أكثر مرونة، وتزداد هذه النسبة مع نسبة السيليكون، مع العلم بإمكانية إضافة الكروم.
  •  الفولاذ المقاوم للأحماض: يستخدم هذا النوع في صناعة عبوات وزجاجات مواد التنظيف وكيماويات البناء والدهانات حيث أن هذا النوع مقاوم للأحماض الموجودة في المادة حيث يحتوي على 17٪ سيليكون للمساعدة في مقاومة الأحماض.
  •  الفولاذ النيتروجيني: يستخدم هذا النوع في صنع الأشياء التي تتطلب حركة مستمرة، حتى أجزاء منها، مثل المكابس وأذرعها، لأن هذا النوع يحتوي على الكثير من النيتروجين، مما يجعله عنصرًا رئيسيًا في الصناعة.
  •  فولاذ الأدوات: تستخدم العديد من الأدوات في البيئات الرطبة وبالتالي تصدأ، لذا فهي كلها مصنوعة من هذا الفولاذ لأنه مقاوم جدًا للصدأ، ويستخدم هذا النوع أيضًا في صنع أجزاء من بعض الآلات.
  •  الفولاذ البنائي: يتميز هذا الفولاذ بسهولة التشكيل واللحام والتشكيل، وقوة وصلابة عالية، وأهم ما يميزه هو السعر المنخفض، مما يجعله عنصرًا أساسيًا في صناعة الآلات.
  •  الفولاذ المقاوم للصدأ: يستخدم هذا النوع على نطاق واسع في صناعة العديد من الأجهزة المنزلية وشفرات الحلاقة وعلب المشروبات، وذلك لمقاومته القوية للصدأ، وذلك لاحتوائه على ما لا يقل عن 50٪ من الحديد، والعديد من العناصر الأخرى مثل النيكل والكربون و الكروم.
  •  الفولاذ الدمشقي: هذا النوع مرن وصلب في نفس الوقت، حيث يتكون من عدة سبائك مترابطة ومتماسكة، ويتم تحضيره بالطرق واللحام، مما يجعله أفضل حل لصنع السيوف والخناجر.
  •  الفولاذ المقوى: تتميز بخصائص القوة العالية والصلابة العالية وقدرة التحمل العالية، وتستخدم جنبًا إلى جنب مع بناء الخرسانة.
  •  الفولاذ الآلي: هذا النوع قريب من الفولاذ الإنشائي وبالتالي يستخدم أيضًا في الآلات، ولكنه يحتوي على محتوى كربون مختلف لأنه يحتوي على نسبة مئوية أعلى من الأنواع الأخرى.

هل يمكن أن يصبح الحديد صلبًا؟

الفرق بين الحديد والصلب واضح لأن الحديد عنصر والفولاذ سبيكة، لذلك يمكن تحويل الحديد إلى صلب ببضع خطوات بسيطة.

1. • يُصهر الحديد عند درجة حرارة لزيادة نسبة الكربون التي تجعله أقوى.
   • قام بصهر الحديد مرة أخرى للحصول على الكمية المطلوبة من الكربون، لكنه أضاف هذه المرة بعض العناصر الكيميائية.
   • درفلة المخزون (تشكيل) تحت أي ظرف من الظروف، سواء كانت ساخنة أو باردة، للحصول على السلك واللوح والقضيب المطلوب.
   • شكل مكعب فولاذي يتشكل حسب الشكل المطلوب.

ملاحظة: تم استخدام هذه الطريقة في الماضي، ولكن مع تطور التكنولوجيا، أصبح الأمر أسهل مع ظهور الآلات الصناعية.

يوجد فرق كبير بين الحديد والصلب، ولكن يمكن أن يكونا متشابهين في العديد من الاستخدامات، مثل البناء، بسبب قوتهما وصلابتهما ومقاومتهما للصدأ والتآكل.