الفولاذ
يُعرَف الفولاذ بالصُّلب أيضاً، وهو عبارة عن سبيكة حديديّة تُضاف إليها نسبة تتراوح ما بين 0.2%-2.0% من عنصر الكربون وذلك وفقاً لنوع السّبيكة، ويُشار إلى أنّ الكربون هو العنصر الأساسيّ الذي تتألف منه السّبائك الفولاذيّة، وفي حال ازدياد نسبة الكربون عن 1 أو 2% سيصبح هشّاً للغاية ويُطلَق عليه مسمّى حديد زهر.
يحتوي الفولاذ على نسب معيّنة من المعادن الأخرى غير الكربون، مثل: النيكل، والكروم، والسيليكون، والكبريت، وغيرها، ويؤدّي الكربون دوراً مهمّاً بمنح الفولاذ صفة الصّلابة، كما يمنع انزلاق طبقات الحديد في البنية البلوريّة بفعاليّة، كما يدخل الحديد في تكوين الفولاذ إلى جانب عدد من العناصر، مثل: الكربون، والمغنيسيوم، والفسفور، وغيرها، ويُعدّ أيّ تغيّر يطرأ على هذه المكوّنات عاملاً مؤثّراً للتّغيير في درجات الفولاذ وخصائصه.
استُخدِمت عدّة طرق في إنتاج الفولاذ قبل مجيء عصر النّهضة، إلا أنّ هذه الطرق لم تكن فعّالةً أبداً، ومع حلول القرن السّابع عشر طرأت تغيّرات إيجابيّة على طرق الإنتاج فأصبح بفضل ذلك أكثرَ شيوعاً، ومع مرور الزّمن أصبح إنتاج الفولاذ أمراً غير مكلفٍ إطلاقاً؛ فساهم ذلك بإنتاجه بكميات كبيرة، ومن أهمّ هذه الطّرق هي فرن الأكسجين القاعديّ.
خصائص الفولاذ
- الصّلادة (Hardness): تكشف خاصيّة الصّلادة أو القساوة مدى قدرة المادّة على تحمّل الخدش، ويلعب كلٌّ من التركيب الكيميائيّ والبنية الدّقيقة دوراً مهمّاً في تحديد ذلك.
- المقاومة للشدّ (Tensile strength): وتُعرف بمدّة قدرة الفولاذ على التّماسك أو التّحطم عند بلوغها نقطة الانهيار، ويُقاس ذلك وفقاً لمقدار الإجهاد.
- المرونة: وهي مدى قابليّة الفولاذ للتّشكيل والدّرفلة والسّحب وغيرها.
- التّوصيل للحرارة العالية:وهي من خصائصه المعروفة.
- المتانة تُقاس بتعريض الفولاذ للصّدمة.
- القابليّة للصدأ: ويعرّف الفولاذ المقاوم للصّدأ (ستينلس ستيل) بأنه من أكثر أنواع الفولاذ مقاومة للصّدأ.
أنواع الفولاذ
حديد زهر
يُعرف أيضاً باسم الحديد السّبك، وهو ذلك النّوع من أنواع الفولاذ الذي يُنتج بكثافة تصل إلى 7.86 غم/سم3 في أفران عالية، وتتراوح درجة انصهاره ما بين 1.275-1.505 درجة مئوية؛ ويُعرّض الحديد السّبك إلى تخفيض نسبة الكربون فيه بعدّة طرق، ومن أهم هذه الطرق: فرن القوس الكهربيّ، وفرن أكسجين القاعديّ، وطريقة البسمر.
فولاذ مقاوم للصّدأ
بالإنجليزية:Stainless Steel، وهي عبارة عن سبيكة معدنيّة فولاذيّة تصل نسبة الحديد فيها إلى أكثر من 50% تقريباً، وتصل نسبة الكروم إلى 5%، والنّيكل بنسبة 30%، أمّا نسبة الكربون فلا تتجاوز 2%، وهي التّي تُكسِب السّبيكة المعدنيّة خاصيّة المقاومة للصّدأ والتآكل.
