همه چیز درمورد آهن آلات صنعتی:

آهن چهارمین عنصر رایج در پوسته زمین (پس از اکسیژن، سیلیکون و آلومینیوم ) و دومین فلز رایج (پس از آلومینیوم) است، اما از آنجایی که به راحتی با اکسیژن واکنش نشان می دهد، هرگز به شکل خالص آن استخراج نمی شود (اگرچه شهاب سنگ ها هستند). گاهی اوقات کشف می شود که حاوی نمونه هایی از آهن خالص است). مانند آلومینیوم، بیشتر آهن راکد شده در داخل زمین به شکل اکسیدها (ترکیبات آهن و اکسیژن) وجود دارد. اکسیدهای آهن در هفت معدن اصلی (مواد معدنی خام و سنگی استخراج شده از زمین) وجود دارد: – هماتیت (فراوان ترین) – لیمونیت (همچنین سنگ معدن قهوه ای یا آهن باتلاقی نیز نامیده می شود) – گوتیت – مگنتیت (سنگ سیاه؛ نوع مغناطیسی اکسید آهن که لودستون نیز نامیده می شود) – پیریت – سیدریت – تاکونیت (ترکیبی از هماتیت و مگنتیت). سنگ معدن های مختلف حاوی مقادیر متفاوتی آهن هستند. هماتیت و مگنتیت حدود 70 درصد آهن، لیمونیت حدود 60 درصد، پیریت و سیدریت 50 درصد و تاکونیت فقط 30 درصد دارند. با استفاده از ترکیبی از معادن عمیق (زیر زمین) و استخراج روباز (روی سطح)، جهان تقریباً **** میلیون تن سنگ آهن در سال تولید می کند که چین مسئول کمی بیش از نیمی از آن است. انواع آهن

آهن خالص آنقدر نرم و واکنش پذیر است که نمی تواند کاربرد واقعی داشته باشد، بنابراین بیشتر آهنی که ما تمایل داریم برای مصارف روزمره استفاده کنیم، در واقع به شکل آلیاژهای آهن است : آهن با عناصر دیگر (به ویژه کربن) مخلوط شده تا قوی تر شود. فرم های انعطاف پذیرتر فلز از جمله فولاد. به طور کلی، فولاد آلیاژی از آهن است که حاوی حدود 2 درصد کربن است، در حالی که سایر اشکال آهن حاوی حدود 2 تا 4 درصد کربن هستند. در واقع، هزاران نوع مختلف آهن و فولاد وجود دارد که همگی حاوی مقادیر کمی متفاوت از سایر عناصر آلیاژی هستند. آهن خام آهن خام اصلی را شمش آهن می نامند زیرا به شکل بلوک های قالبی درشت که به نام شمش تولید می شود. آهن خام با گرم کردن سنگ آهن (غنی از اکسید آهن) در کوره بلند ساخته می شود: یک شومینه صنعتی عظیم، به شکل یک استوانه، که در آن جریان های عظیمی از هوای گرم در "انفجار" های معمولی وارد آن می شود. کوره های بلند اغلب بسیار بزرگ هستند: برخی از آنها 30 تا 60 متر (100 تا 200 فوت) ارتفاع دارند، ده ها کامیون به ارزش مواد خام را در خود جای می دهند و اغلب به طور مداوم برای سال ها بدون خاموش شدن یا خنک شدن کار می کنند. در داخل کوره، سنگ آهن با زغال کک (شکل غنی از کربن زغال سنگ) و سنگ آهک واکنش شیمیایی می دهد. کک اکسیژن را از اکسید آهن (در یک فرآیند شیمیایی به نام احیا) می دزدد. آهن مایع نسبتاً خالصی را از خود به جای می گذارد، در حالی که سنگ آهک به حذف سایر قسمت های سنگ معدن سخت (از جمله خاک رس، ماسه و سنگ های کوچک) کمک می کند که دوغاب ضایعاتی به نام سرباره را تشکیل می دهند. آهن ساخته شده در کوره بلند، آلیاژی است که بسته به سنگ معدن مورد استفاده، حاوی حدود 90 تا 95 درصد آهن، 3 تا 4 درصد کربن و آثاری از عناصر دیگر مانند سیلیکون، منگنز و فسفر است. آهن خام بسیار سخت تر از آهن 100 درصد خالص است، اما همچنان برای بیشتر مصارف روزمره بسیار ضعیف است. چدن یکی از معروف ترین ساختمان های آهنی جهان، کاپیتول در واشنگتن دی سی، دارای گنبدی است که از ******* کیلوگرم (******* پوند) چدن ساخته شده است. چدن به سادگی چدن مایعی است که ریخته گری شده است: در قالب ریخته شده و اجازه داده می شود تا خنک و سخت شود تا شکل ساختاری تمام شده مانند لوله، چرخ دنده یا یک تیر بزرگ برای پل آهنی ایجاد شود. چدن خام در واقع یک شکل بسیار ابتدایی از چدن است، اما فقط بسیار خام قالب گیری می شود، زیرا معمولاً برای تولید فولاد ذوب می شود. محتوای کربن بالای چدن (تقریباً همان آهن خام یا شمش چدن - تقریباً 2 تا 4 درصد) آن را بسیار سخت و شکننده می کند: کریستال های بزرگ کربنی که در چدن جاسازی شده است، کریستال های آهن را از حرکت باز می دارند. چدن دو ایراد بزرگ دارد: اول اینکه چون سخت و شکننده است، شکل دادن به آن، حتی زمانی که گرم می شود، عملا غیرممکن است. دوم اینکه نسبتاً راحت زنگ می زند. شایان ذکر است که در واقع چندین نوع مختلف از چدن وجود دارد، از جمله چدن های سفید و خاکستری (که به دلیل رنگ آمیزی محصول نهایی ناشی از نحوه رفتار کربن داخل آن نامگذاری شده است).

انواع آهن آهن ساخته شده یا فرفورژه

چدن در لحظه ای که آلیاژ آهن مایع در قالب خنک می شود، شکل نهایی خود را به خود می گیرد. فرفورژه یک ماده بسیار متفاوت است که از مخلوط کردن آهن مایع با مقداری سرباره (ضایعات باقیمانده) ساخته می شود. نتیجه یک آلیاژ آهن با محتوای کربن بسیار کمتر است. آهن فرفورژه نرم تر از چدن است و سختی بسیار کمتری دارد، بنابراین می توانید آن را گرم کنید تا نسبتاً آسان به آن شکل دهید، و همچنین بسیار کمتر مستعد زنگ زدگی است. با این حال، آهن فرفورژه نسبتاً کمی در حال حاضر به صورت تجاری تولید می شود، زیرا بیشتر اشیاء تولید شده از آن در حال حاضر از فولاد ساخته می شوند که هم ارزان تر و هم به طور کلی کیفیت ثابت تری دارند. آهن فرفورژه همان چیزی است که مردم قبل از اینکه در اواسط قرن نوزدهم در تولید فولاد در مقادیر زیاد مهارت پیدا کنند، از آن استفاده می کردند.