ما هو حديد زهر؟
حديد زهر أو ما يُسمى بحديد الصب (Cast Iron) وهو عبارة عن سبيكة من الحديد تحتوي على (2 -4)% من الكربون، مع كميات متفاوتة من السيليكون والمنغنيز وبعض من الشوائب مثل الكبريت والفوسفور، حيث يتم تصنيعه عن طريق تقليل خام الحديد في فرن الصهر، ويُصب الحديد السائل، ويُصلّب على شكل حديد الغُفل، ثمّ يُعاد صهرها لاحقًا بجانب عناصر الخردة والسبائك في أفران الدست وإعادة صبها في قوالب لإنتاج مجموعة متنوعة من المنتجات.
استخدامات حديد زهر
يدخل حديد زهر في العديد من الاستخدامات، كما يعتمد ذلك باختلاف أنواعه، وفيما يلي أشهر استخداماته:
- الحديد زهر الرمادي يدخل في صناعة كتل أسطوانات المحرك، ودواليب تنظيم السرعة، وعلب التروس، وقاعدة الآلات.
- الحديد زهر الأبيض يدخل في صناعة الأسطح الحاملة.
- حديد زهر مرن ويدخل في صناعة التروس، أعمدة الحدبات، وأعمدة الكرنك، وحلقة الكباس.
- يتم استخدامه في تصنيع العديد من أنواع التركيبات الصحية مثل أنابيب الصرف الصحي، وغرف التفتيش، وأنابيب المياه والصهاريج.
- يمكن عمل قاعدة العمود، والأعمدة المعدنية باستخدام الحديد الزهر.
- يدخل في صناعة قالب الصب المستخدم في صنع أعمدة الإنارة، والسلالم المعدنية، والبوابات، وغيرها.
- يدخل في صناعة عجلات العربة وكراسي السكك الحديدية.
- يمكن أن يدخل في تصنيع أنواع مختلفة من المعدات والأدوات الزراعية.
- يمكن أن يدخل في تصنيع قطع غيار الآلات المختلفة.
- يتم استخدامه في صنع قطع غيار السيارات.
- يتم استخدامه في صنع القدور والأواني.
- يتم استخدامه في صنع المراسي للسفن.
أنواع حديد زهر
وفيما يلي أكثر أنواع حديد زهر شيوعًا:
الحديد زهر الرمادي
الحديد الزهر الرمادي هو أقدم أنواع الحديد الزهر وأكثرها شيوعًا، ويتميز هذا النوع ببنيته الدقيقة الجرافيتية، مما يتسبب في ظهور كسور باللون الرمادي، ويعود سبب ذلك في وجود الجرافيت في تكوينه، وعلاوة على ذلك، فإنّه في هذا النوع يتشكل الجرافيت على شكل رقائق، ويأخذ هندسة ثلاثية الأبعاد، كما أنّه يتمتع أيضًا بقدرة ممتازة على التخميد، وهي عبارة عن قدرة المادة على تبديد طاقة الضغط المرنة أثناء الاهتزاز الميكانيكي، والتي يمنحها الجرافيت ؛ لأنّه يمتص الطاقة، ويحولها إلى حرارة.
ومن الجدير بالذكر أنّه من المستحسن وجود قدرة كبيرة على التخميد للمواد المستخدمة في الهياكل التي تحدث فيها اهتزازات غير مرغوب فيها أثناء التشغيل مثل قواعد الأدوات الآلية أو أعمدة الكرنك، حيث تتمتع المواد مثل النحاس والستيل بقدرات تخميد صغيرة تسمح بنقل طاقة الاهتزاز من خلالها.
الحديد زهر الأبيض
يعرف الحديد زهر الأبيض بأنّه صلب وهش وغير قابلة للاستخدام، كما أنّ سطح الكسر من هذه السبيكة له مظهر أبيض، وبالتالي يطلق عليه الحديد زهر الأبيض، بالإضافة لما سبق قدْ يمتلك هذا النوع صلابة جيدة ومقاومة للتآكل وتكلفة منخفضة نسبيًا، فإنه يمكن استخدامه في التطبيقات التي تكون بحاجة لمقاومة التآكل، مثل أسنان الحفارات، والدفاعات، ومضخات الطين، وقضبان الرافعة في طاحونة كرات.
الحديد زهر القابل للطرق
الحديد الزهر القابل للطرق هو حديد الزهر الأبيض الذي تمّ تخميره أو ما تسمى بعملية التلدين، حيث يتم تحويل الهيكل الهش إلى شكل مرن، لذلك فإنّ تركيبها مشابه جدًا لتكوين الحديد الزهر الأبيض، مع كميات أعلى قليلاً من الكربون والسيليكون، كما أنّ غالبًا ما تستخدم للسبائك الصغيرة التي تتطلب قوة شد جيدة والقدرة على الثني دون كسر، وتشمل تطبيقات واستخدامات الحديد زهر القابل للطرق العديد من أجزاء السيارة الأساسية مثل أغطية المحامل، وعلب تروس التوجيه، بالإضافة إلى استخدامات أخرى مثل الأدوات اليدوية، والأقواس، وأجزاء الماكينة، والتركيبات الكهربائية، وتركيبات الأنابيب، والمعدات الزراعية، وأجهزة التعدين.
حديد زهر مرن
حديد زهر مرن يشبه إلى حد بعيد حديد زهر الرمادي في التركيب، ولكنّه أثناء التصلب تتشكل نواة الجرافيت كجزيئات كروية أو ما تسمى عقيدات بدلاً من رقائق، بالإضافة إلى أنّ هذا النوع هو أقوى وأكثر مقاومة للصدمات مقارنة بالحديد زهر الرمادي، وفي الحقيقة يتميز بخصائص ميكانيكية تقترب من خصائص الفولاذ ، بينما يحتفظ بسيولة عالية عند انصهاره وله ونقطة انصهار أقل.
ومن الجدير بالذكر أنّه تشمل التطبيقات النموذجية لهذه المواد في الصمامات، وأجسام المضخات، وأعمدة الكرنك، والتروس، ومكونات السيارات، وغيرها من الآلات وذلك؛ نظرًا لقدرته الجيدة على الماكينة وقوة الإجهاد ومعامل المرونة العالي ومقاومة عالية ضد التآكل.
