آهن آلات یکی از اجزا جدا نشدنی در ساخت و ساز و همچنین تولید محصولات فلزی در صنایع  هستند.  آهن آلات کاربرد بسیار زیادی به عنوان فوندانسیون ساختمان و یا تولید محصولات فلزی دارند و به انواع مختلفی تقسیم بندی می شوند. اهمیت آهن آلات به حدی است که از این رو مقاله ای را تحت عنوان فروش آهن آلات و کاربرد آنها برای شما آماده کردیم پس در ادامه با ما همراه باشید.

آهن آلات چیست و چگونه به وجود می آید؟

آهن چهارمین عنصر مهم در پوسته زمین شناخته شده ویکی از عوامل و عناصر سازنده هسته بیرونی و درونی زمین می باشد که آن را با نماد شیمیایی Fe و با عدد اتمی ۲۶ در جدول تناوبی نشان می دهند. آهن و آلیاژ های آن جزو دسته پر کاربرد ترین و رایج ترین فلزات نام برده می شود که دارای سطوحی صاف و نقره ای براق به رنگ خاکستری می باشد اما وقتی که در هوا با اکسیژن ترکیب شود به رنگ قرمز یا قهوه ای  نمایان می شود. آهن خالص از جنس فلز می باشد اما با وجود اکسیژن و رطوبت که در آن ترکیب می شود اکسیده شده و کمتر می توان به شکل فلز یا آهن خالص بر روی کره زمین آن را مشاهده کرد به همین دلیل برای دست یافتن به فلز آهن توسط روشی به نام کاهش شیمیایی، اکسیژن نهفته در سنگ معدن را از بین می برند و به این صورت فلز آهن پدید می آید.

تاریخچه آهن

اولین نشانه های استفاده از آهن به زمان سومریان و مصریان بر می گردد که تقریبا 4000 سال قبل از میلاد با آهن کشف شده از شهاب سنگها اقلام کوچکی مثل سر نیزه و زیور آلات می ساختند. از 2000 تا 3000 سال قبل از میلاد , تعداد فزاینده ای از اشیاء ساخته شده با آهن مذاب ( فقدان نیکل , این محصولات را از آهن شهاب سنگی متمایز می کند ) در بین النهرین , آسیای صغیر و مصر به چشم می خورد اما ظاهرا تنها در تشریفات از آهن استفاده می شد و آهن فلزی گرانبها حتی باارزش تر از طلا به حساب می آمد.
بر اساس تعدادی از منابع آهن , بعنوان یک محصول جانبی از تصفیه مس تولید می شد – مثل آهن اسفنجی – و بوسیله متالوژی آن زمان قابل تولید مجدد نبوده است. از 1600 تا 1200 قبل از میلاد در خاورمیانه بطور روز افزون از آین فلز استفاده می شد, اما جایگزین کابرد برنز در آن زمان نشد.
تبر آهنی متعلق به عصر آهن سوئد در گاتلند سوئد یافت شده است. از قرن 10 تا 12 در خاورمیانه یک جابجایی سریع در تبدیل ابزار و سلاح های برنزی به آهنی صورت گرفت. عامل مهم در این جابجایی , آغاز ناگهانی تکنولوژی های پیشرفته کار با آهن نبود, بلکه عامل اصلی , مختل شدن تامین قلع بود. این دوره جابجایی که در زمانهای مختلف و در نقاط مختلفی از جهان رخ داد, دوره ای از تمدن به نام عصر آهن را بوجود آورد.
همزمان با جایگزینی آهن به جای برنز , فرآیند کربوریزاسیون کشف شد که بوسیله آن به آهن موجود در آن زمان , کربن اضافه می کردند. آهن را بصورت اسفنجی که مخلوطی از آهن و سرباره به همراه مقداری کربن یا کاربید است, بازیافت کردند. سپس سرباره آنرا با چکش کاری جدا نموده وم حتوی کربن را اکسیده می کردند تا بدین طریق آهن نرم تولید کنند.
مردم خاور میانه دریافتند که با حرارت دادن طولانی مدت آهن نرم در لایه ای از ذغال و آب دادن آن در آب یا روغن می توان محصولی بسیار محکم تر بدست آورد. محصول حاصله که دارای سطح فولادی است, از برنزی که قبلا کاربرد داشت محکمتر و مقاوم تر بود. در چین نیز اولین بار از آهن شهاب سنگی استفاده شد و اولین شواهد باستان شناسی برای اقلام ساخته شده با آهن نرم در شمال شرقی نزدیک Xinjiang مربوط به قرن 8 قبل از میلاد بدست آمده است. این وسایل از آهن نرم و با همان روش خاورمیانه و اروپا ساخته شده بودند و گمان می رفت که برای مردم غیر چینی هم ارسال می کردند.
در سالهای آخر پادشاهی سلسله ژو ( حدود 550 قبل از میلاد) به سبب پیشرفت زیاد تکنولوژی کوره , قابلیت تولید آهن جدیدی بوجود آمد. ساخت کوره های بلندی که توانایی حرارتهای بالای k 1300 را داشت, موجب تولید آهن خام یا چدن توسط چینِی ها شد. اگر سنگ معدن آهن را با کربن k 1470-1420 حرارت دهیم, مایع مذابی بدست می آید که آلیاژی با 5/96% آهن و 5/53% کربن است. این محصول محکم را می توان به شکلهای ریز و ظریفی در آورد. اما برای استفاده , بسیار شکننده می باشند, مگر آنکه بیشتر کربن آنرا از بین ببرند.
از زمان سلسله ژو به بعد اکثر تولیدات آهن در چین به شکل چدن است. با این همه آهن بعنوان یک محصول عادی که برای صدها سال مورد استفاده کشاورزان قرار گرفته است, باقی ماند و تا زمان سلسله شین ( حدود 221 قبل از میلاد ) عظمت چین را واقعا تحت تاثیر قرار نداد.
توسعه چدن در اروپا عقب افتاد, چون کوره های ذوب در اروپا فقط توانایی k 1000 را داشت. در بخش زیادی از قرون وسطی در اروپای غربی آهن را همچنان با روش تبدیل آهن اسفنجی به آهن نرم بدست می آوردند. تعدادی از قالب گیریهای آهن در اروپا بین سالهای 1150 و 1350 بعد از میلاد در دو منطقه در سوئد به نامهای Lapphyttan و Vinarhyttan انجام شد.
دانشمندان می پندارند شاید این روش بعد از این دو مکان تا مغولستان آن سوی روسیه ادامه یافته باشد, اما دلیل محکمی برای اثبات این فرضیه وجود ندارد. تا اواخر قرن نوزدهم در هر رویدادی یک بازار برای کالاهای چدنی بوجود آمد, مانند درخواست برای گلوله های توپ چدنی.
در آغاز برای ذوب آهن از زغال چوب هم بعنوان منبع حرارتی و هم عامل کاهنده استفاده می شد. در قرن 18 در انگلستان تامین کنندگان چوب کم شدند و از زغال سنگ که یک سوخت فسیلی است, بعنوان منبع جانشین استفاده شد. این نوآوری بوسیلـــه Abraham Darby انرژی لازم برای انقلاب صنعتی را تامین نمود.

 

 فراورده های تولید شده در آهن خام چیست؟

چدن: وقتی آهن خام را ذوب می کنند در قاب هایی ماسه ای یا فلزی ریخته و آن را سرد می کنند که از این طریق چدن بدست می آید.

چدن چکش خوار: تفاوت زیادی با چدن دارد که می توان گفت نرم تر بوده ، مقاومت کششی بالاتری داشته و به نسبت به چدن استفاده بیشتری در صنعت دارد طریقه به دست آمدن آن به این طور است که وقتی بر روی چدن عملیاتی از قبیل اضافه کردن منیزیم و سیلیکات آهن و بلوری شدن کربن انجام می شود و چدن چکش خوار بدست می آید.

چدن سفید: از سرد شدن مذاب به دست می آید کربن این چدن به صورت کربن سمانتیک می باشد در صد شکنندگی آن را نیز می توان با نرم کردن آن کاهش داد.

آهن کارشده: در این حالت آهن را ذوب کرده و به صورت اسفنجی شکل در می آورند برای بدست آورد این نمونه آهن ها ناخالصی های موجود در آن همچون سیلیسیم ، منگنز ، کربن  در آن تصفیه می شود.

فولاد: آلیاژی است از آهن و کربن  که توسط خواص آهن و دیگر عناصر بدست می آید وقتی که فولاد تولید می شود پایداری و مقاومت آن صد برابر بیشتر از قبل می شود.

آهن قراضه: به اضافات و قراضه های فولاد گفته می شود.

ترکیبات آهن آلات

معمول ترین حالات اکسیداسیون آهن عبارتند از:
• حالت فروس 2+Fe
• حالت فریک 3+Fe
• حالت فریل 4+Fe که با تعدادی آنزیم ( مثلا پیروکسیدازها ) پایدار شده است.
• آهن ( VI) هم معروف است (اگرچه کمیاب می باشد). در صورتی که به شکل فرات پتاسیم باشد, ( K2FeO ) یک اکسید کننده انتخابی برای الکلهای نوع اول می باشد. این ماده جامد فقط در شرائط خلاء و ارغوانی تیره پایدار است, هم به صورت محلول سوزآور و هم بصورت یک ماده جامد.
• کاربید آهن Fe3C به نام سمنتیت معروف است.

انواع آهن از لحاظ تولید

آهن گاما: آهن گاما یکی از آلوتروپ های آهن است که در محدودهٔ دمایی ۹۱۲ تا ۱۳۹۴ درجه سانتیگراد پایدار بوده و ساختمان بلوری(fcc مکعبی مرکزپر) دارد.

آهن دلتا: آهن دلتا یکی از آلوتروپ های آهن است که از دمای ۱۴۰۱ درجه سانتیگراد تا ۱۵۳۹ درجه سانتیگراد (نقطهٔ ذوب آهن) پایدار است.
آهن دلتا دارای ساختمان بلوری مکعبی مرکز پر است. آهن دلتا دارای خاصیت پارامغناطیس بوده و ثابت شبکه ی آن بزرگ تر از آهن آلفا است. ثابت شبکهٔ آهن دلتا, ‎۲/۹۳ آنگستروم است.

آهن آلفا: آهن آلفا یکی از آلوتروپ های آهن است. این آلوتروپ از دمای ۲۷۳- درجه سانتیگراد تا ۹۱۰ درجه سانتیگراد پایدار است. این آلوتروپ دارای ساختمان بلوری مکعبی مرکزپر است. ثابت شبکهٔ آهن آلفای فرومغناطیس, ۲/۸۶ آنگستروم است.

آهن بتا: در دمای ۷۶۸ درجه سانتیگراد, آهن آلفای فرومغناطیس به آهن آلفای پارامغناطیس تبدیل می شود. این تحول, تحول آلوتروپیک نیست.
گاهی این آهن آلفای پارامغناطیس, آهن بتا خوانده می شود. ثابت شبکهٔ این نوع آهن, ۲/۹ آنگستروم است.

تیر آهن لانه زنبوری چیست؟

تیر آهن لانه زنبوری از انواع تیر آهن است به دلیل شکل خاص خود به این اسم شناخته می شود. این نوع تیر آهن پس از آنکه مورد جوش و برش قرار گرفت شکلی شبیه به لانه زنبور پیدا خواهد کرد. در واقع طول جان تیر آهن لانه زنبوری را بریدگی هایی شبیه به لانه زنبور تشکیل داده اند. دلیل ایجاد سوراخ هایی به شکل زنبور بر روی جان تیر آهن نیز بالابردن تحمل لنگر خمشی بزرگتر می باشد. تیر آهن لانه زنبوری این امکان را ایجاد می کند تا ارتفاع تیر آهن افزایش یابد.

میلگرد یکی از مهم ترین و پر کاربرد ترین مصالح ساختمانی

میلگرد از مصالح ساختمانی به شمار می رود که در ساخت سازه های بتنی و به منظور استحکام بتن مورد استفاده قرار می گیرد. میلگرد ها در تمامی قسمت های سازه نقش موثری را در استحکام بتن ایفا می کنند که می توان به کف، ستون ها و سقف اشاره نمود. میلگرد های موجود در بازار ایران بر اساس شکل ظاهری به سه دسته تقسیم بندی می شوند که می توان به میلگرد آجدار، ساده و آجدار پیچیده اشاره کرد. همچنین میلگرد از لحاظ موادی که در ساخت خود بهره برده است به انواع مختلفی تقسیم بندی می شوند که گران قیمت ترین آن فولاد ضد زنگ می باشد. البته فولاد ضد زنگ بیشترین مقاومت را برای بتن ایجاد می کند. توجه داشته باشید که قیمت میلگرد تحت تاثیر قیمت ارز متغیر است و در بازه های زمانی که قیمت ارز افزایش می یابد قیمت میلگرد نیز بالا می رود.

کاربرد ناودانی و نبشی و تفاوت آنها با یکدیگر

از انواع فروش آهن آلات و کاربرد آنها نوبت به ناودانی و نبشی می رسد. ناودانی و نبشی نیز مانند تیر آهن و میلگرد کاربرد بسیار زیادی در ساختمان سازی و همچنین صنایع دارند. ناودانی یکی از پروفیل های ساختمانی و صنعتی است که مقطع آن باز بوده و به دو نوع متفاوت یعنی ساده و مشبک تقسیم بندی می شود. نبشی نیز پا به پای ناودانی یکی از پروفیل های پر کاربرد محسوب می شود که در ساختمان سازی به کار برده می شود و کاربرد آن نیز به دو صورت مرکب و منفرد می باشد. نبشی جزو آهن آلاتی است که برای اتصال تیر آهن به بیم ها و همچنین اتصال پل ها به ستون ها کاربرد فراوانی دارد.

از چه روش هایی برای اتصال آهن آلات به یکدیگر استفاده می شود؟

دو روش کلی و شناخته شده در جهان برای اتصال انواع آهن آلات مورد استفاده قرار می گیرد که یکی جوش و دیگری پیچ و مهره است. در روش جوشکاری از انواع دستگاه های جوشکاری متناسب با نوع فلز بهره برده می شود و می توان گفت این اتصال بهترین نوع اتصال محسوب می شود. اما از روش دیگر اتصال فلزات به یکدیگر که به زمان کمتری نیاز دارد پیچ و مهره است. پیچ و مهره کردن آهن آلات به یکدیگر تحت نظارت مهندسان و به دقت انجام می شود و بعد از جوشکاری از اتصالات محکم به شمار می رود.

آهن چگونه زنگ میزند

زنگ نام متداول یکی از ترکیبات بسیار رایج یعنی اکسید آهن با فرمول Fe2O3 است. این نام رایج است زیرا آهن به سرعت با اکسیژن ترکیب شده و تشکیل زنگ آهن را می دهد. در حقیقت آهن را به ندرت می توان به صورت خالص در طبیعت پیدا کرد. زنگ آهن (یا فولاد) نمونه ای از فرایند خوردگی است: فرایند الکتروشیمیایی شامل آند (یک قطعه فلز که به راحتی الکترون از دست می دهد), الکترولیت (مایعی که به حرکت الکترون ها کمک می کند) و یک کاتد (یک قطعه فلز که به راحتی الکترون می پذیرد) است. وقتی فلزی خورده می شود, الکترولیت به تولید اکسیژن در آند کمک می کند. سپس اکسیژن با فلز ترکیب شده و الکترون آزاد می شود. وقتی الکترون ها از طریق الکترولیت به سمت کاتد جریان می یابند, آند با جریان الکتریکی حذف می شود یا به کاتیون های فلزی تبدیل شده و زنگ تشکیل می شود.

کلام اخر

ممنونم از اینکه تا انتهای این مقاله با ما همراه بودید. امیدواریم بیشتر با فروش آهن آلات و انواع آن آشنا شده باشید و از آن بهره مند شده باشید.

اشتراک گذاری Telegram Facebook WhatsApp Twitter

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *