الامارات 7 - يُعتبر الفولاذ، أو الصلب، أحد أهم المواد المستخدمة في العالم، حيث أصبحت عملية تصنيعه ذات أهمية اقتصادية وسياسية تميز الدول. يدخل الفولاذ في العديد من الصناعات مثل السفن، السيارات، الأسلحة، الأجهزة المنزلية، ومواد البناء، كما تم استخدامه في بناء برج إيفل الذي افتُتح في معرض باريس العالمي عام 1889م ليكون رمزاً للتقدم التكنولوجي.
تطورت صناعة الفولاذ على مر العصور؛ فقبل عصر النهضة لم تكن الطرق التصنيعية فعالة، لكن مع التقدم في تقنيات الإنتاج، أصبح من الممكن الحصول على كميات ضخمة من الفولاذ بتكاليف منخفضة، مما ساهم في زيادة استخدامه. وكانت طريقة بسمر هي أولى الطرق الفعالة، وتم تعديلها لاحقًا لتظهر تقنيات أخرى مثل فرن الأكسجين القاعدي، والتي أدت إلى تقليل تكلفة الإنتاج وتحسين جودة المعدن.
تتم عملية إنتاج الفولاذ من خلال صهر الحديد من خاماته للحصول على حديد يحتوي على نسب عالية من الكربون، ثم يُعاد صهره مع إضافة عناصر لتقليل الكربون حسب الحاجة. بعد ذلك يُصب المعدن المصهور في قوالب أو ألواح طويلة، ثم يُسخن في أفران خاصة للتسخين قبل أن يتم درفلته (أي تشكيله) إلى أشكال أولية مثل البليت. ثم تُدرفل هذه الأشكال إما باردة أو ساخنة للحصول على ألواح أو قضبان أو أسلاك فولاذية، أو تُشكّل إلى هياكل فولاذية مثل قضبان السكك الحديدية. بفضل التقدم التكنولوجي، أصبحت مصانع الفولاذ تعمل بخط إنتاج واحد من صهر الحديد إلى إنتاج الفولاذ النهائي.
يتكون الفولاذ بشكل أساسي من الحديد مع إضافة عناصر أخرى مثل الكربون (بنسبة تتراوح بين 0.2% و 2%)، حيث يزيد الكربون من صلابة الفولاذ ولكن قد يسبب هشاشته إذا زادت النسبة. إضافةً إلى الكربون، يتم دمج معادن مثل النيكل، الكروم، الفاناديوم، السيليكون، الموليبدينيوم، الفوسفور، والكبريت، والتي تحسن من القوة والمتانة من خلال تعزيز الترابط بين طبقات الحديد ومنع انزلاقها فوق بعضها. وتختلف خصائص الفولاذ تبعًا لنسب هذه العناصر المضافة، مما يؤدي إلى أنواع متعددة من الفولاذ وفقًا للصلابة والمرونة.
أهم أنواع الفولاذ تشمل:
الفولاذ البنائي
الفولاذ المقاوم للصدأ
الفولاذ الآلي
فولاذ التقوية
الفولاذ النيتروجيني
تطورت صناعة الفولاذ على مر العصور؛ فقبل عصر النهضة لم تكن الطرق التصنيعية فعالة، لكن مع التقدم في تقنيات الإنتاج، أصبح من الممكن الحصول على كميات ضخمة من الفولاذ بتكاليف منخفضة، مما ساهم في زيادة استخدامه. وكانت طريقة بسمر هي أولى الطرق الفعالة، وتم تعديلها لاحقًا لتظهر تقنيات أخرى مثل فرن الأكسجين القاعدي، والتي أدت إلى تقليل تكلفة الإنتاج وتحسين جودة المعدن.
تتم عملية إنتاج الفولاذ من خلال صهر الحديد من خاماته للحصول على حديد يحتوي على نسب عالية من الكربون، ثم يُعاد صهره مع إضافة عناصر لتقليل الكربون حسب الحاجة. بعد ذلك يُصب المعدن المصهور في قوالب أو ألواح طويلة، ثم يُسخن في أفران خاصة للتسخين قبل أن يتم درفلته (أي تشكيله) إلى أشكال أولية مثل البليت. ثم تُدرفل هذه الأشكال إما باردة أو ساخنة للحصول على ألواح أو قضبان أو أسلاك فولاذية، أو تُشكّل إلى هياكل فولاذية مثل قضبان السكك الحديدية. بفضل التقدم التكنولوجي، أصبحت مصانع الفولاذ تعمل بخط إنتاج واحد من صهر الحديد إلى إنتاج الفولاذ النهائي.
يتكون الفولاذ بشكل أساسي من الحديد مع إضافة عناصر أخرى مثل الكربون (بنسبة تتراوح بين 0.2% و 2%)، حيث يزيد الكربون من صلابة الفولاذ ولكن قد يسبب هشاشته إذا زادت النسبة. إضافةً إلى الكربون، يتم دمج معادن مثل النيكل، الكروم، الفاناديوم، السيليكون، الموليبدينيوم، الفوسفور، والكبريت، والتي تحسن من القوة والمتانة من خلال تعزيز الترابط بين طبقات الحديد ومنع انزلاقها فوق بعضها. وتختلف خصائص الفولاذ تبعًا لنسب هذه العناصر المضافة، مما يؤدي إلى أنواع متعددة من الفولاذ وفقًا للصلابة والمرونة.
أهم أنواع الفولاذ تشمل:
الفولاذ البنائي
الفولاذ المقاوم للصدأ
الفولاذ الآلي
فولاذ التقوية
الفولاذ النيتروجيني