در صنعت و ساختمان‌سازی، آهن و فولاد دو ماده بسیار مهم هستند که به طور گسترده در ساخت و ساز و تولید محصولات مورد استفاده قرار می‌گیرند. اگرچه آهن و فولاد به نظر ممکن است به یکدیگر شبیه به نظر برسند، اما در واقع دارای تفاوت‌های مهمی هستند. در این مقاله، به بررسی تفاوت‌های آهن و فولاد از لحاظ ساختار، خواص و کاربردها پرداخته خواهد شد.
ترکیب شیمیایی
مهم‌ترین تفاوت بین آهن و فولاد در ترکیب شیمیایی آن‌ها است. آهن یک عنصر شیمیایی با نماد Fe و عدد اتمی 26 است. آهن خالص به رنگ نقره‌ای مایل به خاکستری است و دارای خواصی مانند شکل‌پذیری، چکش‌خواری و مغناطیسی‌بودن است.
فولاد یک آلیاژ از آهن است که با عناصر دیگری مانند کربن، سیلیسیم، منگنز، کروم و نیکل ترکیب شده است. میزان کربن در فولاد از 0.02 تا 2.14 درصد است. هرچه میزان کربن در فولاد بیشتر باشد، استحکام و سختی فولاد بیشتر می‌شود، اما شکل‌پذیری و چکش‌خواری فولاد کمتر می‌شود.
خواص فیزیکی
آهن و فولاد هر دو فلزاتی با چگالی بالا هستند. چگالی آهن 7.874 گرم بر سانتی‌متر مکعب و چگالی فولاد بین 7.8 تا 8.2 گرم بر سانتی‌متر مکعب است. آهن و فولاد هر دو فلزاتی با ضریب انبساط حرارتی بالا هستند. ضریب انبساط حرارتی آهن 12.0 × 10^-6 درجه سانتی‌گراد بر 1 درجه سانتی‌گراد و ضریب انبساط حرارتی فولاد بین 11.5 تا 13.0 × 10^-6 درجه سانتی‌گراد بر 1 درجه سانتی‌گراد است.
خواص مکانیکی
آهن خالص دارای استحکام و سختی نسبتاً پایینی است. این امر به دلیل ساختار بلوری آهن خالص است که دارای اتم‌های آهن به صورت شبکه‌ای منظم است. افزودن کربن به آهن باعث تغییر ساختار بلوری آهن می‌شود و استحکام و سختی آهن را افزایش می‌دهد.
فولاد دارای استحکام و سختی بسیار بالاتری نسبت به آهن خالص است. فولاد به دلیل استحکام و سختی بالایی که دارد، در صنایع مختلف مانند ساختمان‌سازی، خودروسازی، لوازم خانگی و بسته‌بندی کاربرد دارد.
خواص شیمیایی
آهن و فولاد هر دو فلزاتی هستند که مستعد خوردگی هستند. خوردگی آهن و فولاد به دلیل واکنش آن‌ها با اکسیژن و آب است. افزودن عناصری مانند کروم، نیکل و مولیبدن به فولاد باعث افزایش مقاومت فولاد در برابر خوردگی می‌شود.
کاربردها
آهن و فولاد هر دو در صنایع مختلف کاربرد دارند. از جمله کاربردهای آهن و فولاد می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- ساختمان‌سازی: آهن و فولاد در ساخت سازه‌های ساختمانی مانند تیرآهن، ستون، ورق و پروفیل کاربرد دارند.
- خودروسازی: آهن و فولاد در ساخت بدنه خودرو، قطعات داخلی و خارجی خودرو و سایر تجهیزات خودروسازی کاربرد دارند.
- لوازم خانگی: آهن و فولاد در ساخت لوازم خانگی مانند یخچال، فریزر، اجاق گاز و سایر لوازم خانگی کاربرد دارند.
- بسته‌بندی: آهن و فولاد در بسته‌بندی محصولات مختلف مانند مواد غذایی، لوازم آرایشی و بهداشتی و سایر محصولات کاربرد دارند.
حتما یخوانید:فرایند تولید ورق رنگی
نتیجه‌گیری
آهن و فولاد دو فلز مهم و پرکاربرد هستند که در صنایع مختلف کاربرد دارند. تفاوت‌های اساسی بین آهن و فولاد در ترکیب شیمیایی، خواص فیزیکی، خواص مکانیکی و خواص شیمیایی آن‌ها است.
