آهن و آلیاژهای مطرح مشتق شده از آن نظیر؛ فولاد، چدن و استنلس استیل توانسته‌اند بیشترین سهم از بازار تجاری فلزات را به خود اختصاص بدهند. خواص فوق‌العاده‌ای همچون سختی و استحکام بالا در کنار مقاوت به خوردگی و مقاومت حرارتی چشمگیر فلزات و آلیاژهای آهنی، این مواد را در صف اول پاسخ به نیازهای صنعت قرار داده است. با این وجود همواره برخی ویژگی‌های فولادها نظیر وزن بالا و یا نرخ تخریب زیاد در محیط‌های متفاوت، نیاز به محصولات جدیدی از قبیل انواع فلزات غیرآهنی را به وجود آورده است. در این مقاله، به بررسی برخی از مهم‌ترین فلزات غیر آهنی که در بازار فلزات و مصارف صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند، می‌پردازیم و با کاربرد هرکدام از آن‌ها آشنا می‌شویم.
فهرست این مطلب
تفاوت فلزات غیر آهنی و آهنی چیست؟
همانطور که از نام این دو دسته کلی مواد مشخص است، عمده تفاوت میان فلزات آهنی و غیر آهنی مربوط به وجود و میزان آهن در ساختار می‌شود. فلزات آهنی فلزاتی هستند که در آن عنصر آهن به عنوان فلز زمینه به کار رفته است و سایر مواد موجود در ساختار به منظور بهبود خواص فولاد مورد نظر به کار می‌روند. در سمتی دیگر اما، فلزات غیر آهنی آلیاژهایی هستند که از عناصری مانند آلومینیوم، مس، نیکل و یا غیره به عنوان فلز زمینه استفاده شده است. نکته بسیار مهمی که باید به آن توجه داشت این است که زمانی که از عبارت فلز غیر آهنی استفاده می‌شود، منظور این نیست که ماده موجود در ساختار خود به هیچ عنوان از آهن استفاده نکرده است بلکه منظور آن است که ماده مشخص شده از فلزی به غیر از آهن به عنوان فلز پایه یا اصلی استفاده کرده است.
انواع فلز آهنی
تا کنون دسته‌های متفاوتی از انواع فراورده‌های فلزات آهنی در دنیا تولید شده است. تنوع محصولات آهنی به حدی زیاد است که هر کدام از دسته‌بندی‌های اصلی آن نیز شامل بخش‌های گوناگونی می‌شود. در ادامه به معرفی برخی از مهم‌ترین زیر مجموعه‌های فلزات آهنی می‌پردازیم.
فولاد
فولاد را می‌توان مهم‌ترین و حیاتی‌ترین فراورده مستخرج از آهن است. فولاد از فلز آهن به عنوان ماده زمینه و از کربن به عنوان عامل تقویت کننده استفاده می‌کند. علاوه بر کربن، برخی از عناصر آلیاژی دیگر نیز به فولاد اضافه می‌شود تا بتواند خواصی مانند استحکام خزشی و مقاومت به سایش را در محصول نهایی، فراهم آورد. برخی از مهم‌ترین فولادهای موجود در بازار عبارتند از:
- فولادهای کم کربن
- فولادهای آلیاژی
- فولادهای ابزار
- فولادهای گرم‌کار و سردکار
هرکدام از موارد گفته شده دارای خواص منحصر به فرد خود هستند که می‌توان از این خواص برای کاربردهای معینی کمک گرفت. برای مطالعه جزئی هر کدام از موارد ذکر شده، روی لینک‌های مرتبط با آن در ادامه کلیک کنید.
بیشتر بخوانید: فولاد چیست و انواع فولاد آلیاژی آن کدامند؟
چدن
چدن یکی از اولین فراورده‌های فلزات آهنی است که در گذشته کاربردهای متنوعی را متوجه خود کرده بود. این ماده دارای مقادیر بیشتری از کربن نسبت به فولادهاست و به یکی از صورت‌های زیر موجود است:
- چدن سفید
- چدن چکش‌خوار (مالیبل)
- چدن نشکن (داکتیل)
- چدن خاکستری
جالب است بدانید با گسترش انواع فولاد در دنیا، چدن‌ها رفته رفته کاربردهای محدودتری را به خود اختصاص دادند که علت آن وزن بالای چدن و ترد بودن آن است.
بیشتر بخوانید: تفاوت آهن، فولاد و چدن
استنلس استیل
استنلس استیل را می‌توان به نوعی رده بالاترین نوع از فراورده‌های فلزات آهنی در نظر گرفت. این دسته از محصولات با دارا بودن عناصری همچون نیکل، کروم و مولیبدن توانسته‌اند مقاومت بسیار بالایی را در مقابل زنگ زدگی از خود نشان دهند و از این جنبه مورد توجه قرار گیرند.
بیشتر بخوانید: استنلس استیل یا فولاد زنگ نزن
کاربرد فلزات آهنی
همانطور که گفته شد، فلزات آهنی طیف بسیار گسترده‌ای از محصولات را به خود اختصاص داده‌اند و همین امر نیز منجر به تنوع کاربری‌های آن‌ها شده است. با این حال می‌توان صنایعی همچون ساختمان‌‌سازی، اتومبیل‌سازی، تولید ابزارآلات کشاورزی و ادوات نظامی را بزرگترین مراکز خریدار فلزات آهنی در نظر گرفت. علاوه بر آن، ابزارآلات صنعتی و قطعات برش نیز از جمله محصولاتی هستند که به وسیله فولادهای پرآلیاژ تولید می‌شوند.
انواع فلزات غیر آهنی
فلزات غیر آهنی می‌توانند شامل تمام محصولات فلزی به غیر از آهن نظیر سرب، روی، نقره، طلا و غیره شوند اما در اصطلاح بازار، فلزات غیر آهنی به آن دسته از محصولاتی گفته می‌شود که علاوه بر ویژگی ذکر شده، یک خاصیت دیگر نیز داشته باشند و آن مهندسی بودن ماده مورد نظر است. فلزات غیر آهنی مهندسی فلزاتی هستند که به دلیل خواصی که از خود نشان می‌دهند، در مقیاس صنعتی و به مقدار زیاد مورد مصرف قرار می‌گیرند. در ادامه با مهم‌ترین فلزات غیر آهنی آشنا می‌شویم.
آلومینیوم
پرکاربردترین فلز غیر آهنی در بازار صنعت مدرن امروزی، آلومینیوم و آلیاژهای آن است. این محصول پر مصرف توانسته است پس از انواع فولاد، بیشترین سهم مصرف فلزات در دنیا را به خود اختصاص دهد. آلیاژهای آلومینیومی در ۸ سری اصلی طبقه بندی می‌شوند. هر سری دارای عناصر و خواص منحصر به فرد خود است که باعث تمایز کاربری آن‌ها با یکدیگر می‌شود. صنایع غذایی، هوافضا و دریایی از جمله بزرگترین کاربران آلومینیوم در دنیا هستند.
مس
مس از جمله محصولات غیر آهنی است که آلیاژهای ساخته شده از آن نیز به اندازه فلز خالص پرکاربرد هستند. مس به دلیل هدایت الکتریکی بسیار بالا، در سیستم‌های الکترونیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. از جمله مهم‌ترین آلیاژهای ساخته شده با پایه مس می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- برنز
- برنج
- فسفر برنز
لازم به ذکر است که تهیه مس خالص از سنگ مس فرایندی بسیار پیچیده و گران‌قیمت است.
نیکل
نیکل به لحاظ میزان استحکام یکی از شبیه‌ترین مواد به فولاد است. وجود این خاصیت در کنار مقاومت به خوردگی به مراتب بالاتر از فولادها از آلیاژهای پایه نیکل محصولاتی ساخته است که به آسانی می‌توانند در شرایط کاری سخت از جمله دمای بالا و فشار زیاد کار کنند. نکته حائز اهمیت در خصوص آلیاژهای نیکل این است که به دلیل سخت بودن فرایند تولید، نسبت به فولادها گران‌تر بوده و فقط در کاربردهای مشخص و خاص از آن‌ها استفاده می‌شود. معروف‌ترین سوپر آلیاژهای پایه نیکل عبارتند از:
- اینکونل
- مونل
- هستلوی
- نیمونیک
کاربرد فلزات غیر آهنی
همانطور که گفته شد، فلزات غیر آهنی دارای پایه فلزی گوناگونی مانند آلومینیوم، مس و نیکل هستند. بدیهی است که تفاوت در فلز زمینه، کاربرد محصول نهایی را کاملا متفاوت می‌کند. با نگاهی کلی‌تر می‌توان گفت فلزات غیر آهنی عموماً در مواردی به کار می‌روند که وزن بالای فولاد یا مقاومت به خوردگی متوسط آن به عنوان عاملی بازدارنده عمل کند. صنایع دریایی، حمل و نقل هوایی، صنایع مربوط به قطعات حساس الکترونیکی و ساخت توربین‌های مقاوم به حرارت از جمله مهم‌ترین کاربردهای فلزات غیر آهنی به شمار می‌روند.
جمع‌بندی
در این مقاله به بررسی تفاوت‌های اساسی بین فلزات آهنی و غیر آهنی پرداخته شد. مهم‌ترین دسته‌بندی‌های هرکدام معرفی شد و به اختصار به کاربردهای هر کدام نیز اشار شد. شما عزیزان می‌توانید برای خرید و اطلاع از قیمت روز انواع محصولات فولادی و همچنین مطالعه کامل هر کدام از موارد ذکر شده در بالا به صفحه مخصوص آن در سایت فولادینو مراجعه نمایید.