آهن است که به رنگ نقره ای_ سفید و یا خاکستری می باشد که از استحکام خیلی زیادی برخوردار است و همچنین دارای قابلیت برشکاری، خمکاری، نورد شدن و شکل پذیری و تبدیل آن به فرم و ضخامت دلخواه است. خواص مکانیکی آهن به عنوان یکی از مهمترین و اصلی ترین خاصیت های آن به شمار می آید.
تولید و ساخت آهن خام در سایزهای گوناگونی به شکل شمش فولادی و کالاهای دیگر پیش ساخته انجام می گیرد. برای اینکه کالاها و آلیاژهای دیگری همچون فولاد و چدن تولید گردد آهن به صورت مستقیم مورد استفاده قرار می گیرد. به طور کلی موادی که برای مصارف گوناگون به کار گرفته می شوند دارای خاصیت های مکانیکی متنوع هستند. لازم به ذکر است که کلیه خواص موجود در آهن پرکاربرد می باشند و موارد مصرفی آهن در صنایع گوناگون بسیار گسترده است. در ادامه به بررسی خواص مکانیکی آهن می پردازیم.
استحکام آهن خام و خواص حرارتی آهن
در بررسی خواص مکانیکی آهن باید گفت که در مکانیک مواد، مقاومت یا استحکام یک ماده به شکل نیرو مقاومت در مقابل بار وارد شده معرفی می گردد بدون اینکه پلاستیک خراب شود یا فرم ان تغییر کند. استقامت مواد را به طور اساسی ارتباط میان بارهایی که به آن وارد شده است و دگرگونی فرم یا دگرگونی در اندازه های قطعه مورد توجه قرار می دهند.
منظور از خاصیت های حرارتی مواد عکس العمل مواد در مقابل دگرگونی دما و اعمال گرما می باشد. زمانی که ماده جامد انرژی را به شکل گرما به خود می گیرد میزان درجه حرارت آن بالا می رود و اندازه آن بیشتر می گردد.
البته در بررسی خواص مکانیکی آهن باید ذکر کرد که مواد گوناگون در برابر گرما به صورت متنوع رفتار می نمایند. خواصی مانند ظرفیت گرمایی، انتقال حرارتی و انبساط حرارتی در کار بردن مواد جامد به شکل عملی اهمیت دارند.
استحکام تسلیم
در موضوع بررسی خواص مکانیکی آهن باید ذکر کرد که میزان استحکام تسلیم هم به فرم کربن در آلیاژ وابسته است. این استحکام در نمودار تنش کرنش یک نقطه می باشد که اندازه برخورد لاستیک و آغاز نقطه پلاستیک را به نمایش می گذارد. در حقیقت منظور از استحکام تسلیم یک تنش می باشد که در آن ماده برای تغییر دادن فرم پلاستیک اقدام می نماید.
لازم به ذکر است که تا پیش از نقطه تسلیم ماده به شکل الاستیک از نظر فرم تغییر می کند و به محض اینکه تنش وارد شده از بین رفت به فرم قبلی خود باز خواهد گشت. پس از نقطه تسلیم زمانی که تنش به ماده انجام گردد قسمتی از تغییر شکل همیشگی و برگشت ناپذیر می شود.
نکته دیگری که باید در بررسی خواص مکانیکی آهن ذکر کنیم این است که استحکام تسلیم برای فولادهای با مقاومت خیلی بالا به اندازه 1400 مگاپاسکال هم خواهد بود.
نقطه ذوب و نقطه جوش آهن خام
یکی دیگر از مواردی که باید آن را در بررسی خواص مکانیکی آهن مورد ارزیابی قرار دهیم نقطه ذوب و نقطه جوش آهن خام می باشد. نقطه ذوب این ماده نقطه ای در حدود 1420 تا 1470 درجه کلوین است و ذوب دما در دمایی رخ می دهد که ماده از حالت جامد به حالت مایع تبدیل می گردد و این دو حالت در اعتدال با یکدیگر قرار خواهند گرفت.
در مورد خواص الکتریکی آهن در مورد نقطه جوش این ماده باید بگوییم از آنجایی که آهن ماده ای چند عنصری می باشد که دربردارنده کمی ناخالصی هم است به همین جهت اندازه دقیق نقطه جوش با توجه به کاربیدهای ناخالصی دگرگون می شود. قابل ذکر است که 2860 درجه سانتی گراد به عنوان نقطه جوش آهن به شمار می آید.
مهمترین کاربردهای آهن
در موضوع بررسی خواص مکانیکی آهن بد نیست که کمی با کاربردهای این محصول نیز آشنا شوید. آهن در مقایسه با فلزات دیگر کاربردهای بسیار بیشتری دارد و حدود 95 درصد فلزاتی که در سراسر دنیا ساخته شده اند را آهن تشکیل می دهد. از آنجایی که آهن دارای قیمت مناسب و مقاومت بالایی می باشد به همین جهت به طور فراوان مورد استفاده قرار می گیرد.
یکی از مهمترین کاربردهای آهن این است که در اسکلت ساختمان ها به کار گرفته می شود. یکی دیگر از کاربردهایی این محصول که می توان در مبحث بررسی خواص مکانیکی آهن به آن اشاره کرد شامل ساخت کشتی های بزرگ، بدنه اتوموبیل ها، ریل آهن و همچنین چهارچوب تجهیزات می شود. لازم به ذکر است که برای تولید و ساخت ذخیره مغناطیسی در کامپیوتر نیز اکسیدهای آهن را به کار می برند.
سخن پایانی
در این مطلب به بررسی خواص مکانیکی آهن پرداختیم. پس از آلومینیوم، می توان گفت که آهن بیشترین فلزی می باشد که در پوسته زمین وجود دارد. به طور معمول سنگ معدن آن به شکل اکسید موجود می باشد که از طریق پروسه های کششی و به وسیله کربن در بالاترین دما و کوره بلند به آهن تبدیل خواهد شد.
به طور کلی باید گفت تولید آهن خام که به آن پیگ آیرون نیز گفته می شود به وسیله کوره بلند انجام می گیرد و شامل 4 تا 5 درصد کربن و مقدار کمی ناخالصی های دیگر از جمله گوگرد، منیزیم و فسفر می شود.
موادی که برای مصارف گوناگون انتخاب می گردند دربردارنده یک ترکیب از خاصیت های مکانیکی موردنظر می باشند و بررسی خواص مکانیکی آهن مهم است. علاوه براین در مصارف زیرساختی خاصیت مواد از اهمیت بالایی برخوردار است و مهندسین حتما می بایست آنها را مورد توجه قرار دهند.
مجموعه تخصصی آهن هایپر از مراکز معتبر عرضه و فروش مقاطع فولادی در سطح کشور به شمار می رود. ارائه انواع مقاطع فولادی، آهن آلات صنعتی و ساختمانی اعم از تیرآهن ۱۲، تیراهن ۱۴، آهن ۱۶، اهن 18، تیر اهن ۲۰ الی تیرآهن 30 و مصالح فلزی و انواع میلگرد ها بدون واسطه و به صورت مستقیم از کارخانه، از ویژگی های شاخص شرکتahanhyper.com به شمار می رود.
برای مشاوره رایگان با کارشناسان خبره ما در آهن هایپر و راهنمایی برای خرید با مناسب ترین قیمت با شماره زیر تماس بگیرید
۰۲۱-۷۲۰۲۵
مقالات مرتبط:
