فلزات یکی از فراوان ترین منابع روی کره زمین هستند و در صنایع مختلف ضروری هستند. فلزات را می توان به دو گروه اصلی فلزات آهنی و غیرآهنی طبقه بندی کرد. فلزات آهنی فلزاتی هستند که حاوی آهن هستند، در حالی که فلزات غیرآهنی آهن ندارند. تفاوت بین این دو نوع فلز برای متالوژیست ها، مهندسان و دست اندرکاران صنعت تولید ضروری و بسیار مهم است.
فلزات آهنی شامل موادی مانند فولاد، چدن و آهن فرفورژه است. این فلزات به طور گسترده در ساخت و ساز، خودروسازی و سایر صنایع سنگین استفاده می شود. دلیل استفاده از آنها در این گونه صنایع استحکام و دوام بالایی است که ارائه می دهند. فلزات آهنی به دلیل محتوای بالای آهن، دارای خاصیت مغناطیسی بالایی هستند و در مواجهه با رطوبت تمایل به خوردگی دارند و در مقابل اکسیداسیون آسیب پذیرتر می شوند.
از سوی دیگر، فلزات غیر آهنی شامل مس، آلومینیوم، سرب و روی و غیره هستند. این فلزات در صنایع سبک و ظریف مانند تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی، هوانوردی و ساخت تجهیزات پزشکی مورد استفاده قرار می گیرند. رسانایی الکتریکی و حرارتی عالی دارند و در برابر خوردگی بسیار مقاوم هستند. عدم وجود آهن در این فلزات باعث می شود که آنها کمتر مغناطیسی شوند و حتی برخی از آنها دارای رنگ های منحصر به فردی مانند برنج، برنز و طلا هستند.
تفاوت بین این دو نوع فلز فراتر از ترکیب و کاربرد آنها است. فلزات آهنی در طبیعت فراوانتر از فلزات غیرآهنی هستند. با این حال، استخراج و فرآوری این فلزات به دلیل محتوای آهن آنها چالش برانگیزتر و پرهزینه تر است. از سوی دیگر، فلزات غیرآهنی در پوسته زمین فراوانتر هستند، اگرچه گاهی اوقات مکان یابی و استخراج آنها چالش برانگیزتر است.
یکی دیگر از تفاوت های مهم بین فلزات آهنی و غیر آهنی بازیافت است. فلزات غیرآهنی بسیار قابل بازیافت هستند و به طور قابل توجهی به پایداری و حفظ منابع طبیعی کمک می کنند. قابلیت بازیافت این فلزات در ماهیت غیر آهنی آنها نهفته است که باعث می شود برخلاف فلزات آهنی که پس از بازیافت استحکام و دوام خود را از دست می دهند با بازیافت سازگاری بیشتری داشته باشند.
تفاوت بین فلزات آهنی و غیرآهنی
در نتیجه، تفاوت بین فلزات آهنی و غیرآهنی در صنعت تولید حیاتی است. در حالی که فلزات آهنی در طبیعت فراوانتر هستند، استفاده از آنها به دلیل استحکام و دوام به صنایع سنگین محدود می‌شود. از سوی دیگر، فلزات غیرآهنی به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فردشان مانند هدایت الکتریکی، هدایت حرارتی و مقاومت در برابر خوردگی، در تولید تجهیزات الکترونیک، هوانوردی و پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. جنبه بازیافت فلزات غیرآهنی نیز آنها را به گزینه ای پایدارتر در مقایسه با همتایان آهنی خود تبدیل می کند و اقتصاد دایره ای را ارتقا می دهد.
فلزات آهنی چیست؟
فلزات آهنی مواد فلزی هستند که عمدتاً از آهن تشکیل شده اند. این مواد با خواص مغناطیسی ذاتی و استحکام استثنایی، دوام و مقاومت در برابر سایش و پارگی متمایز می شوند. فلزات آهنی در طیف گسترده ای از کاربردها، از ساخت و ساز و مهندسی گرفته تا ساخت و ساز مورد استفاده قرار می گیرند. این مواد بسته به ترکیب آنها به عنوان فولادهای کربنی ساده یا فولادهای آلیاژی طبقه بندی می شوند.
فولادهای کربنی ساده فلزات آهنی هستند که فقط حاوی آهن و کربن هستند و میزان کربن آن معمولاً بین 0.05٪ تا 2٪ است. شکل دادن به این مواد نسبتاً آسان است و دارای طیف وسیعی از خواص مکانیکی، از مواد ساختاری با عیار پایین تا ابزار و ماشین آلات با عیار بالا هستند. برخی از نمونه های رایج فولادهای کربنی ساده عبارتند از فولاد نرم، فولاد کربن متوسط و فولاد کربن بالا.
از سوی دیگر، فولادهای آلیاژی، فلزات آهنی هستند که از آهن، کربن و یک یا چند عنصر اضافی مانند منگنز، کروم، مولیبدن، نیکل یا وانادیم تشکیل شده‌اند. این مواد به دلیل استحکام استثنایی، چقرمگی و مقاومت در برابر خوردگی ارزش دارند که آنها را برای کاربردهای پر استرس ایده آل می کند. فولادهای آلیاژی در طیف وسیعی از صنایع از جمله ساخت و ساز، خودروسازی، هوافضا و ساخت تجهیزات پزشکی مورد استفاده قرار می گیرند.
فلزات آهنی معمولاً از سنگ آهن تولید می شوند که ابتدا از زمین استخراج می شود و به آهن خام تبدیل می شود. از آنجا، آهن خام با روش های مختلف پردازش، از جمله ریخته گری، آهنگری، و نورد، گرم و تصفیه می شود. این فرآیندها ترکیب و ریزساختار مواد را تغییر می‌دهند و در نتیجه فلزات آهنی با خواص مکانیکی و کاربردهای متفاوت ایجاد می‌شوند.
در نتیجه، فلزات آهنی جزء حیاتی صنعت مدرن هستند که در کاربردهای بی‌شماری در طیف متنوعی از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند. دو نوع اصلی فلزات آهنی، فولادهای کربنی ساده و فولادهای آلیاژی هستند که بر اساس ترکیب خود، خواص مکانیکی و کاربردهای مختلفی دارند. فرآیند تولید فلزات آهنی پیچیده است و شامل استخراج سنگ آهن از زمین، تصفیه آن به چدن خام و فرآوری بیشتر آن برای ایجاد ماده نهایی است. علی‌رغم پیچیدگی‌های موجود، فلزات آهنی برای طیف وسیعی از کاربردها ضروری هستند و آنها را به یک جزء حیاتی در ساخت و مهندسی مدرن تبدیل می‌کند.
فلزات غیر آهنی چیست؟
فلزات غیر آهنی به فلزاتی اطلاق می شود که آهن ندارند یا فقط مقادیر کمی آهن در آنها وجود دارد. این فلزات به دلیل خواص منحصر به فردشان مانند رسانایی، شکل پذیری، دوام، مقاومت در برابر خوردگی و زنگ زدگی و قابلیت شکل دهی آسان، قالب گیری و شکل دهی به اشکال و اندازه های مختلف بسیار مورد توجه هستند. کاربردهای متنوعی از صنعتی تا تجاری دارند.
فلزات آهنی مواد فلزی هستند که عمدتاً از آهن تشکیل شده اند. این مواد با خواص مغناطیسی ذاتی و استحکام استثنایی، دوام و مقاومت در برابر سایش و پارگی متمایز می شوند. فلزات آهنی در طیف گسترده ای از کاربردها، از ساخت و ساز و مهندسی گرفته تا ساخت و ساز مورد استفاده قرار می گیرند. این مواد بسته به ترکیب آنها به عنوان فولادهای کربنی ساده یا فولادهای آلیاژی طبقه بندی می شوند.
فولادهای کربنی ساده فلزات آهنی هستند که فقط حاوی آهن و کربن هستند و میزان کربن آن معمولاً بین 0.05٪ تا 2٪ است. شکل دادن به این مواد نسبتاً آسان است و دارای طیف وسیعی از خواص مکانیکی، از مواد ساختاری با عیار پایین تا ابزار و ماشین آلات با عیار بالا هستند. برخی از نمونه های رایج فولادهای کربنی ساده عبارتند از فولاد نرم، فولاد کربن متوسط و فولاد کربن بالا.
یکی از رایج ترین فلزات غیر آهنی مس است. در سیم کشی برق، لوله کشی، سقف و بسیاری از کاربردهای دیگر استفاده می شود. مس بسیار چکش‌خوار است که تبدیل آن به اشکال و اندازه‌های مختلف را آسان می‌کند، همچنین دارای هدایت حرارتی عالی است و در برابر خوردگی بسیار مقاوم است.
یکی دیگر از فلزات غیرآهنی رایج آلومینیوم است که بعد از فولاد دومین فلز پرکاربرد است. آلومینیوم دارای خواص منحصر به فرد بسیاری مانند سبک بودن، مقاوم در برابر خوردگی و هدایت حرارتی و الکتریکی بالا است. این به طور گسترده ای در صنعت هوافضا، ساخت و ساز، صنعت خودرو و بسیاری از برنامه های کاربردی دیگر استفاده می شود.
فلزات غیرآهنی نیز شامل فلزات گرانبها مانند طلا، نقره و پلاتین است. در حالی که این فلزات در درجه اول به دلیل زیبایی و کمیاب بودن ارزش دارند، در قطعات الکتریکی و الکترونیکی، جواهرات و دندانپزشکی نیز استفاده می شوند. به عنوان مثال، طلا یک رسانای عالی الکتریسیته است و در دستگاه ها و مدارهای الکترونیکی مختلف استفاده می شود.
سایر فلزات غیر آهنی عبارتند از روی، برنج و نیکل. روی به دلیل خاصیت ضد خوردگی به طور گسترده در صنعت فولاد استفاده می شود. از سوی دیگر، برنج ترکیبی از مس و روی است و در لوله کشی، سخت افزارهای تزئینی و آلات موسیقی کاربرد دارد. نیکل در تولید فولاد ضد زنگ، باتری ها و بسیاری دیگر از کاربردهای الکتریکی استفاده می شود.
در نتیجه، فلزات غیر آهنی دارای خواص منحصر به فرد بسیاری هستند که آنها را برای طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی و تجاری بسیار مطلوب می کند. فلزات غیرآهنی از رسانایی الکتریکی، مقاومت در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی گرفته تا توانایی آنها در شکل‌دهی آسان به اشکال و اندازه‌های مختلف، برای زندگی مدرن ضروری هستند. مس، آلومینیوم، طلا، نقره، روی، برنج و نیکل تنها چند نمونه از فلزات غیرآهنی هستند که ارزش قابل توجهی به صنایع و کالاهای مصرفی اضافه کرده اند. با کشف کاربردهای نوآورانه‌تر، فلزات غیرآهنی همچنان نقش مهمی در آینده ما خواهند داشت.
تفاوت های کلیدی بین فلزات آهنی و غیر آهنی
فلزات آهنی و غیرآهنی دو دسته وسیع از فلزات هستند که عموماً در طیف وسیعی از کاربردها در صنایع مختلف در سراسر جهان مورد استفاده قرار می گیرند. برخی از تفاوت های کلیدی بین این دو نوع فلز عبارتند از ترکیب، خواص، کاربردها و مقرون به صرفه بودن آنها.
یکی از تفاوت های اصلی بین فلزات آهنی و غیر آهنی در ترکیب آنها نهفته است. فلزات آهنی آنهایی هستند که حاوی آهن به عنوان جزء اصلی هستند، در حالی که فلزات غیرآهنی هیچ آهنی را جزء اصلی خود ندارند. علاوه بر این، فلزات آهنی معمولاً حاوی مقدار کمی کربن هستند که به آنها خواص منحصر به فردی مانند سختی، استحکام و دوام می دهد. منحصر به فرد بسیاری مانند سبک بودن، مقاوم در برابر خوردگی و هدایت حرارتی و الکتریکی بالا است. این به طور گسترده ای در صنعت هوافضا، ساخت و ساز، صنعت خودرو و بسیاری از برنامه های کاربردی دیگر استفاده می شود.
فلزات غیرآهنی نیز شامل فلزات گرانبها مانند طلا، نقره و پلاتین است. در حالی که این فلزات در درجه اول به دلیل زیبایی و کمیاب بودن ارزش دارند، در قطعات الکتریکی و الکترونیکی، جواهرات و دندانپزشکی نیز استفاده می شوند. به عنوان مثال، طلا یک رسانای عالی الکتریسیته است و در دستگاه ها و مدارهای الکترونیکی مختلف استفاده می شود.
سایر فلزات غیر آهنی عبارتند از روی، برنج و نیکل. روی به دلیل خاصیت ضد خوردگی به طور گسترده در صنعت فولاد استفاده می شود. از سوی دیگر، برنج ترکیبی از مس و روی است و در لوله کشی، سخت افزارهای تزئینی و آلات موسیقی کاربرد دارد. از سوی دیگر، فلزات غیرآهنی معمولاً از عناصری مانند مس، روی، آلومینیوم و قلع تشکیل شده‌اند که خواص مطلوبی مانند سبکی و مقاومت در برابر خوردگی دارند.
دومین تفاوت کلیدی بین این دو دسته از فلزات، خواص فیزیکی آنهاست. فلزات آهنی به دلیل استحکام، سختی و دوام خود شناخته می شوند که آنها را برای استفاده در کاربردهای مختلف مانند مهندسی، ساخت و ساز و حمل و نقل ایده آل می کند. از سوی دیگر، فلزات غیرآهنی سبک وزن، غیر مغناطیسی و دارای رسانایی خوب هستند که آنها را برای استفاده در تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی، هواپیما و ماشین آلات ایده آل می کند.
سومین تفاوت بین فلزات آهنی و غیرآهنی در کاربردهای نهایی آنها نهفته است. فلزات آهنی معمولاً در ساخت اتومبیل، مصالح ساختمانی، ماشین‌آلات و لوازم خانگی و سایر موارد استفاده می‌شوند. از سوی دیگر، فلزات غیرآهنی در تجهیزات الکترونیکی، هوافضا، تجهیزات پزشکی و محصولات مصرفی استفاده می شوند. این فلزات به دلیل خواص منحصر به فرد خود شناخته شده اند و اغلب به دلیل مناسب بودن برای کاربردهای خاص انتخاب می شوند.
در نهایت، هزینه فلزات آهنی و غیرآهنی به طور قابل توجهی متفاوت است، به طوری که فلزات آهنی به طور کلی ارزان تر از فلزات غیر آهنی هستند. این به این دلیل است که فلزات آهنی نسبت به فلزات غیرآهنی فراوان تر و راحت تر از زمین استخراج می شوند. از سوی دیگر، فلزات غیرآهنی اغلب به دلیل کمیاب بودن، در دسترس بودن محدود و خواص منحصربه‌فرد، گران‌تر هستند.
در نتیجه، فلزات آهنی و غیرآهنی دو دسته وسیع از فلزات هستند که از نظر ترکیب، خواص، کاربرد و هزینه متفاوت هستند. در حالی که فلزات آهنی به دلیل استحکام، دوام و مقرون به صرفه بودن شناخته می شوند، فلزات غیر آهنی سبک وزن، غیر مغناطیسی و رسانایی خوبی هستند. دو دسته فلزات در صنایع مختلف نقش حیاتی دارند و اغلب بر اساس مناسب بودن آنها برای کاربردهای خاص انتخاب می شوند.
کاربردها و کاربردهای فلزات آهنی و غیرآهنی
فلزات آهنی و غیرآهنی جزء ضروری صنایع مدرن هستند. یکی از کاربردهای اولیه فلزات آهنی مانند آهن و فولاد در صنعت ساختمان است. برای ساخت قاب‌ها، تیرها و ستون‌های ساختمانی استفاده می‌شود و جزء لاینفک ساخت پل‌ها، خطوط راه‌آهن و سایر پروژه‌های زیربنایی است. از سوی دیگر، فلزات غیرآهنی در مناطقی که مواد سبک وزن مورد نیاز است، مانند صنایع هوافضا، خودروسازی و الکترونیک استفاده می شود.
فلزات آهنی، به ویژه فولاد، به طور گسترده در صنعت خودرو استفاده می شود. از فولاد برای ساخت موتور، شاسی و اجزای مختلف دیگر استفاده می شود. این به دلیل استحکام، سختی و دوام بالای آن است که آن را برای چنین کاربردهایی ایده آل می کند. علاوه بر این، از فولاد برای تولید انواع ابزار مانند اره، مته، چکش و سایر ابزارهای ساختمانی نیز استفاده می شود.
یکی دیگر از کاربردهای عمده فلزات آهنی و غیرآهنی، صنعت برق و الکترونیک است. مس، آلومینیوم، طلا و نقره برخی از فلزات مهم غیرآهنی هستند که در اینجا استفاده می شوند. مس عمدتاً در سیم کشی برق استفاده می شود، زیرا رسانای عالی الکتریسیته است و به راحتی خورده نمی شود. از سوی دیگر، آلومینیوم نیز به دلیل سبک وزن و خواص مقاوم در برابر خوردگی، به طور گسترده در صنعت برق استفاده می شود.
فلزات غیرآهنی مانند طلا و نقره به دلیل رسانایی بالا و مقاومت در برابر خوردگی ارزشمند هستند. این فلزات گرانبها در تولید کنتاکت های الکتریکی، کانکتورها و سایر قطعات الکترونیکی استفاده می شوند. طلا و نقره علاوه بر صنعت الکترونیک، در صنعت جواهرسازی نیز کاربردهای مختلفی دارند.
در نهایت، فلزات آهنی و غیرآهنی کاربردهای مختلفی در بخش هوافضا دارند. آلومینیوم، تیتانیوم و سایر فلزات غیرآهنی به طور گسترده در تولید قطعات هواپیما استفاده می شود. این فلزات دارای نسبت مقاومت به وزن عالی هستند که برای این صنعت ضروری است. علاوه بر این، فلزات آهنی و غیرآهنی نیز در ساخت پره‌های توربین، یاتاقان‌ها و سایر اجزای حیاتی استفاده می‌شوند.
برای ساخت قاب‌ها، تیرها و ستون‌های ساختمانی استفاده می‌شود و جزء لاینفک ساخت پل‌ها، خطوط راه‌آهن و سایر پروژه‌های زیربنایی است. از سوی دیگر، فلزات غیرآهنی در مناطقی که مواد سبک وزن مورد نیاز است، مانند صنایع هوافضا، خودروسازی و الکترونیک استفاده می شود.
شکل دادن به این مواد نسبتاً آسان است و دارای طیف وسیعی از خواص مکانیکی، از مواد ساختاری با عیار پایین تا ابزار و ماشین آلات با عیار بالا هستند. برخی از نمونه های رایج فولادهای کربنی ساده عبارتند از فولاد نرم، فولاد کربن متوسط و فولاد کربن بالا.
فلزات آهنی، به ویژه فولاد، به طور گسترده در صنعت خودرو استفاده می شود. از فولاد برای ساخت موتور، شاسی و اجزای مختلف دیگر استفاده می شود. این به دلیل استحکام، سختی و دوام بالای آن است که آن را برای چنین کاربردهایی ایده آل می کند. علاوه بر این، از فولاد برای تولید انواع ابزار مانند اره، مته، چکش و سایر ابزارهای ساختمانی نیز استفاده می شود.
یکی دیگر از کاربردهای عمده فلزات آهنی و غیرآهنی، صنعت برق و الکترونیک است
در نتیجه، فلزات آهنی و غیرآهنی اجزای حیاتی در بسیاری از صنایع مدرن هستند. ویژگی های همه کاره آنها آنها را برای استفاده در صنایع مختلف مانند ساخت و ساز، خودروسازی، الکترونیک، هوا فضا و بسیاری دیگر ایده آل می کند. این فلزات همچنان نقش اساسی در پیشرفت‌های فناوری آینده، از جمله زمینه‌های نوظهور مانند انرژی‌های تجدیدپذیر، فناوری نانو و سایر نوآوری‌های علمی ایفا خواهند کرد.
