نسبة الكربون في الحديد والفولاذ وتأثيره على الخواص الميكانيكية

اقرأ في هذا المقال


يعد عنصر الكربون من أهم العناصر على وجه الأرض ويدخل في كل شيء تقريباً، ولا يمكن أن توجد حياة بدون الكربون، لكن نحن سنتناول الكربون في المعادن وخصوصا الحديد والفولاذ وكيف أن تغير نسبة الكربون يؤدي الى تغيرات كبيرة جداً في كلا المعدنين، وكيف أن زيادة نسبة الكربون تؤدي لزيادة هشاشة المعادن وزيادة قابليتها للكسر وأنه كلما قلت نسبة الكربون في المعادن زادت صلابتها وقدرة تحملها بشكل ملحوظ وكبير للغاية.

النسبة المئوية للكربون في الفولاذ

لا يجب أن تزيد نسبة الكربون في الفولاذ عن 2 بالمئة حيث تتراوح النسبة بين 0.5 و2 بالمئة، وهذا ما يعطي الفولاذ صلابته ويعطيه أيضا القدرة على الثني حيث أنه إذا زادت نسبة الكربون عن 2.5 بالمئة لا يصنف المعدن ضمن الفولاذ ويدخل في تصنيف الحديد، حيث يجب ان تفحص المنتجات التي تنزل السوق ويتم التأكد من نسبة الكربون فيها، ويستخدم هذا النوع من الفولاذ في قطع السيارات والطائرات وتطبيقات الفضاء.

النسبة المئوية للكربون في الحديد

أن النسبة المئوية للكربون في الحديد تتراوح بين 2.5 بالمئة الى 5 بالمئة وهو ما يسمى بحديد الزهر، حيث أن هذا النوع من الحديد صلب للغاية وله استخدامات كثيرة، لكن عيبه أنه لا يمكن أن يثنى أو يستطيل حيث أن أي ضغط زائد يكسر مباشرة، ويستخدم هذا النوع من الحديد في الصنابير واغطية المحركات ومواسير التمديد الصحي.

تأثير نسبة الكربون على اللحام

تؤدي زيادة الكربون إلى تقليل قابلية الحديد أو الفولاذ للحام، خاصةً اذا كان نسبة الكربون فوق 0.25، وأيضا اللدونة والليونة تؤثر في عمل  الحداد حيث يدق على نصل السكين، إذا كان هناك الكثير من الكربون، فهذا سيؤدي الى أن ينكسر المعدن ولن يكون قادرًا على تشكيله أو تحويله إلى المنتج النهائي المطلوب، وإذا لم ينكسر المنتج، فهذا لا يعني بالضرورة أنه ذو جودة جيدة، إذ يقلل الكربون المرتفع أيضًا من مقاومة الفولاذ للتأكل الناتج عن تعرضه للهواء مما يسبب الصدأ و الصدأ بالطبع، يمكن أن يسبب مشاكل في وقت لاحق، فلا بد من مراعاه نسب الكربون عند التصنيع.

المصدر: معجم هندسة المعادن/ الخزرجي ، قحطان خلف/ 2nd editionSteel Metallurgy for the Non-Metallurgist / John D. Verhoeven / 1st editionSteel Metallurgy / S. K. Mandal/ 4th editionLight Alloys: Metallurgy of the Light Metals / Ian Polmear, ‏David StJohn, ‏Jian-Feng Nie / 5th edition


شارك المقالة: