الفرق بين الحديد والفولاذ

تُعرف الفلزات بأنها أي فئة من المواد التي تتميز بموصلية كهربائية وحرارية عالية بالإضافة الى خصائصها المتعددة التي تتضمن الليونة والانعكاسية العالية للضوء وقابليتها للطرق، وتصل نسبة الفلزات الى ثلاثة أرباع من المجموع الكلي للعناصر الكيميائية المعروفة، ويعد كلًا من عنصر الكالسيوم والصوديوم والبوتاسيوم والمغنيسيوم والحديد والألومنيوم هي الأكثر وفرة في قشرة الأرض>

وعادةً ما تكون الفلزات في معظم الحالات مواد صلبة بلورية، كما تميل الفلزات إلى عدم إنتاج مركبات بين بعضها البعض، وعلى الرغم من ذلك فإنها تتفاعل وتندمج بشكل أسهل مع اللافلزات كالأكسجين والكبريت، والتي تحتوي بشكل عام على أكثر من نصف الحد الأقصى لعدد إلكترونات التكافؤ.

وتتباين الفلزات بشكل كبير في تفاعلها الكيميائي، بحيث أن أكثر الفلزات تفاعلية هي الليثيوم والبوتاسيوم والراديوم، في حين أن عناصر الذهب والفضة والبلاديوم والبلاتين هي ذات تفاعلية منخفضة، وفي هذا المقال سيتم التعرف على الفرق بين الحديد والفولاذ.

الفرق بين الحديد والفولاذ

يعود استخدام الحديد من قبل البشر إلى نحو 5000 سنة، وهو ثاني أكثر العناصر المعدنية وفرة في القشرة الأرضية، ويستخدم بشكل أساسي لإنتاج الفولاذ، ويعدّ الحديد أحد أهم المواد الإنشائية في العالم، ويتم إنتاج الحديد من الخامات الموجودة على سطح القشرة الأرضية أو القريبة منها، كما يحتوي الحديد الخام على ما بين 3.5% إلى 4.5% من الكربون، وهو هش ويصعب التعامل معه.

ويتم استخدام عمليات صهر وتعدين مختلفة لتصفية الشوائب الموجودة في الخامات وخفض نسبتها، إذ توجد شوائب مختلفة في الحديد الخام كالفوسفور والكبريت، وعلى نحو ذلك توجد نقاط عدة تحدد الفرق بين الحديد والفولاذ، منها أن الفولاذ يستخدم لتعزيز خصائص الحديد وعلى نحو ذلك يُعرف الفولاذ على أنه يمتاز بقدرته على تحمل الحرارة ومقاومته للتآكل، كما يعدّ أقوى من الحديد، وعلى عكس الحديد الذي قد يصدأ مع الزمن فإن الفولاذ يقاوم الصدأ بشكل كبير.

استخدامات الحديد والفولاذ

يعدّ خام الحديد أساس نهضة العصر الحديدي والذي بدأ قبل حوالي 1000 عام قبل الميلاد، وقدم خام الحديد للجنس البشري العديد من الأدوات والمعدات المصنوعة من الحديد، ولقد تم صهر الحديد بفرن الفحم كطريقة أولية.

كما استخدم الجنود اليونانيون أسلحة حديدية تم تجميدها عن طريق إخماد المعدن الساخن في الماء البارد، ويتم استخدام أكثر من نصف الحديد المنتج سنويًا في الوقت الحالي في تشييد المباني والبنية التحتية، حيث أن نسبة الحديد في قضبان التسليح تبلغ 44%، ويأتي من استخدامات الفولاذ كطبقة حماية تحمي الحديد من الصدأ والتآكل.

وتتميز بعض أنواع الفولاذ بالعديد من الخصائص، حيث تجعلها هذه الخصائص مناسبة لصناعات محددة كاستخدامها كهياكل السيارات وهياكل السفن والسكاكين وجميع أنواع الدعامات الهيكلية، وتتناسب الخواص الميكانيكية للمعادن مثل الصلابة والقدرة على مقاومة الإجهاد المتكرر وقدرتها على إعادة التشكل مع الحرارة في جميع الصناعات المختلفة.