المحتوى
الحديد الزهر هو منتج ثانوي لعملية الصهر لصنع الحديد النقي. يتم تسخين خام الحديد باستخدام وقود فحم الكوك عالي الكربون ، مما ينتج عنه الحديد الزهر الذي يحتوي على نسبة عالية جدًا من الكربون ، عادةً حوالي 4٪. خلال الثورة الصناعية ، كان الحديد الزهر يستخدم على نطاق واسع. عادة ما يتم صب الحديد المطاوع ، وهو مادة أكثر فائدة. لها خصائص مفيدة ، ولكن بسبب الأساليب الحديثة في علم المعادن ، تتوفر الآن مواد أفضل.
التركيب الكيميائي
تحتوي جميع أشكال الحديد الخام على ما بين 3.5٪ و 4.5٪ كربون ، بالإضافة إلى كميات مختلفة من كبريت السيليكون والمنغنيز والفوسفور. يحتوي الحديد الخام الأساسي على أقل من 1.5٪ سيليكون وأقل من 1٪ منجنيز وكميات متبقية من الكبريت والفوسفور. يحتوي الحديد الخام الهيماتيت على كميات مماثلة من هذه الشوائب ، ولكن محتوى السيليكون أعلى بكثير ، عادة ما بين 1.5٪ و 3.5٪. الشكل الأكثر شيوعًا لهذه المادة العقدية المصنوعة من الحديد الخام هو خالٍ من السيليكون و 0.05٪ منجنيز وكبريت وفوسفور.
هشاشة
الحديد الزهر هو معدن هش للغاية ، بسبب محتواه العالي من الكربون والشوائب الأخرى التي تتشكل فيه. العناصر الأخرى الموجودة في الحديد الخام تضعف هيكلها. على الرغم من أن الحديد يعتبر صلبًا جدًا ، إلا أن الحديد الخام سوف ينقسم ويتكسر إذا سقط.
نقطة الانصهار
يحتوي الحديد الزهر على نقطة انصهار أقل بكثير من الحديد المطاوع أو الفولاذ بسبب محتواه العالي من الكربون. هذه ليست مشكلة من حيث الخصائص الفيزيائية ، لكنها تسمح بتحويلها إلى حديد زهر رمادي منخفض الدرجة ، وهو خليط من الحديد الزهر وخردة الصلب والحديد.
الجرافيت
تؤدي شوائب الحديد الزهر إلى مواد أخرى تتشكل أثناء عملية التبريد. يتحد الحديد والكربون ليصنعوا كربيد الحديد ، ويشكل الكربون المتبقي جرافيت مماثل لتلك الموجودة في أقلام الرصاص. إذا سمح للحديد أن يبرد ببطء شديد ، فإن كمية أكبر من الجرافيت تتشكل ، مما يضعف المادة.
التطبيقات
لا يتم استخدام معظم الحديد الخام المنتج منذ عام 2011 بالطريقة نفسها المستخدمة من قبل. عادة ما يتم تشكيله لإنشاء الحديد المطاوع أو يتم تقليل محتوى الكربون إلى تشكيل الفولاذ. خلال الثورة الصناعية ، قبل اكتشاف تقنيات التطريق المتقدمة ، تم استخدام الحديد الزهر لأي عدد من منتجات الحديد الزهر.