الحديد المطاوع مقابل الحديد الزهر

غالبًا ما يفترض الناس أن الحديد الزهر والحديد المطاوع مصطلحات قابلة للتبديل لأعمال الحديد المبكرة ، ولكن هناك عالم من الاختلاف.

الحديد المطاوع  هو الحديد الذي تم تسخينه ثم عمل بالأدوات.

الحديد الزهر  هو الحديد الذي تم صهره وصبه في قالب وسمح له بالتصلب.

يكمن الفرق الأساسي بين الحديد الزهر والحديد المطاوع في كيفية إنتاجه. 

تنتج طرق الإنتاج المختلفة معادن ذات نقاط قوة ونقاط ضعف مختلفة ، ولهذا السبب نادرًا ما ترى سياجًا من الحديد الزهر أو مقلاة من الحديد المطاوع.

ما هو الحديد المشغول؟

يتكون الحديد المطاوع في المقام الأول من الحديد العنصري بكميات صغيرة (1-2 في المائة) من الخبث المضاف (الناتج الثانوي لصهر خام الحديد ، والذي يتكون بشكل عام من خليط من السيليكون والكبريت والفوسفور وأكسيد الألومنيوم). يتم تصنيع الحديد المطاوع من خلال تسخين المادة بشكل متكرر والعمل عليها بأدوات لتشويهها.

الحديد المطاوع مرن للغاية ، مما يسمح بتسخينه وإعادة تسخينه ، والعمل بأشكال مختلفة - الحديد المطاوع ينمو بشكل أقوى كلما زاد عمله ويتمتع بمظهر ليفي. يحتوي الحديد المطاوع على كمية أقل من الكربون من الحديد الزهر ، مما يجعله أكثر ليونة وأكثر ليونة. كما أنها مقاومة للغاية للتعب. إذا تم تطبيق كميات كبيرة من الضغط ، فسوف تخضع لكمية كبيرة من التشوه قبل الفشل.

غالبًا ما يساء استخدام مصطلح "حديد مشغول" اليوم ؛ يتم استخدامه عادة لوصف تصميمات مشابهة لقطع الحديد المطاوع التاريخية - بغض النظر عن المعدن المستخدم. الفولاذ الطري الذي تم ثنيه آليًا في حالة باردة أو قطع من الحديد الزهر والقطع الحديدية المطلية باللون الأسود يتم تصنيفها بشكل خاطئ على أنها أعمال حديد مشغول. لكي يتم تصنيفك حقًا على أنه حديد مشغول ، يجب أن يتم تشكيل قطعة معدنية بواسطة حداد يسخنها ويطرقها في الشكل.

تم استخدام الحديد المطاوع في وقت مبكر من عام 2000 قبل الميلاد في شبه جزيرة الأناضول (تركيا الآن) ، وكان يستخدم على نطاق واسع في البناء طوال القرن التاسع عشر. ومع ذلك ، جعلت التطورات في مجال المعادن في القرن العشرين من الأسهل وأقل تكلفة لتشكيل الأجزاء المعدنية ولحامها. أدت طبيعة الحدادة الباهظة التكلفة والمستهلكة للوقت إلى نهاية ممارستها التجارية واسعة النطاق في منتصف السبعينيات. وهذا يعني أن معظم قطع الحديد المطاوع الحقيقية اليوم إما تحف أو قطع متخصصة تم تلطيخها من قبل الحرفيين المحليين.

ما هو حديد الصب؟

يمكن أن يشير الحديد الزهر إلى مجموعة من سبائك الحديد ، ولكنه يرتبط غالبًا بالحديد الرمادي. على الرغم من وجود اسم الحديد ، فإنه ليس من الحديد النقي (Fe في الجدول الدوري) - إنه في الواقع سبيكة تحتوي على 2-4 في المائة من الكربون ، بالإضافة إلى كميات صغيرة من السيليكون والمنغنيز. الشوائب الأخرى ، مثل الكبريت والفوسفور ، شائعة أيضًا.

يتكون الحديد الزهر من صهر خام الحديد ، أو صهر الحديد الخام (منتج وسيط لاستخراج خام الحديد) ، وخلطه مع معادن الخردة والسبائك الأخرى. يُسكب الخليط السائل بعد ذلك في قوالب ويُترك ليبرد ويصلب.

النتيجة النهائية قوية لكنها هشة. نظرًا لارتفاع محتوى الكربون ، يُصلب الحديد الزهر كسبيكة غير متجانسة ، مما يعني أنه يحتوي على مكونات أو مواد متعددة في مراحل مختلفة ، داخل هيكلها الدقيق.

هذا التركيب الدقيق المختلط هو ما يعطي الحديد الزهر خصائصه الفيزيائية المميزة. تخلق جزيئات الكربون الداخلية نقاط إجهاد داخلية مواتية للكسر. الحديد الزهر أصعب وأكثر هشاشة وأقل مرونة من الحديد المطاوع. لا يمكن أن تكون مثنية أو ممددة أو مطروقة في الشكل ، لأن قوتها الشدية الضعيفة تعني أنها ستنكسر قبل أن تنحني أو تشوه. ومع ذلك ، فإنه يتميز بقوة ضغط جيدة.

يعتبر الصب أقل كثافة في اليد العاملة من تصنيع الحديد المشغول ، وكان شكلاً بارزًا من أشكال الإنتاج طوال القرنين الثامن عشر والتاسع عشر. أدى ظهور تقنيات الصلب والآلات الأوتوماتيكية إلى تقليل دور الصب في بعض الصناعات ، ولكنه لا يزال عملية فعالة من حيث التكلفة ومستخدمة على نطاق واسع في العديد من الصناعات الأخرى. في حين أن الفولاذ قد أزاح الحديد الزهر بالكامل تقريبًا في البناء ، يظل الحديد الزهر شائعًا للمنتجات ذات الأشكال المعقدة التي يسهل صبها من الماكينة لتشكيلها. الحديد الزهر أقل تفاعلًا مع مواد العفن من الفولاذ ، ولديه نقطة انصهار أقل ، مما يجعله أكثر سلاسة.