آهن یکی از سازگارترین مواد طبیعی است که از طریق استخراج سنگ آهن از معادن مخصوص به دست می آید. از سوی دیگر استیل یا استنلس استیل یکی از مهم ترین ورق های فولادی می باشد که بر خلاف آهن و فولاد طبیعی، فرآیند تولید سخت و پیچیده ای دارد. در واقع باید گفت آهن خام به تنهایی کاربرد و خواص خاصی ندارد، اما اگر با عناصر دیگر ترکیب شود به تدریج به فولاد و سپس به محصولات متعدد فولادی تبدیل خواهد شد. استیل نیز بیشتر به داشتن عناصر خاص و خواصی مانند استحکام در برابر خوردگی و زنگ زدگی شهرت یافته است.
تفاوت این دو ماده با یک دیگر نیز بیشتر در عناصر تشکیل دهنده ای است که در ترکیبات ساخت آن ها مورد استفاده قرار می گیرد؛ از این رو قصد بررسی تفاوت های آهن و استیل را نه تنها از نظر ترکیبات شیمیایی، بلکه از لحاظ خواص، قیمت، کاربرد، سطح ظاهری، تولید و … را در ادامه مطلب داریم.
بررسی تفاوت آهن و استیل به صورت تخصصی
به صورت کلی آهن یکی از فلزات انعطاف پذیر از آغاز تمدن ها به شمار می آید؛ در صورتی که استیل یک ورق فولادی ثانویه شناخته می شود که از ترکیب آهن با کربن به دست آمده است. در واقع برای ساخت استیل از آهن استفاده می شود. از لحاظ تفاوت در نقطه ذوب، آهن نقطه ذوب بسیار پایینی داشته، اما این مورد در استیل بالاتر می باشد؛ به همین دلیل می توان استیل را در دمای بالاتری قرار داد. از سوی دیگر ریخته گری آهن بسیار راحت تر بوده و هزینه پایین تری در مقایسه با انجام این فرایند بر روی استیل دارد.
از سوی دیگر مواد معدنی شامل مگنتیت و هماتیت سبب تولید آهن می شوند. این فرایند در طبیعت نیز بدون دخالت انسان قابل انجام است، اما از سوی دیگر ساخت استیل با دخالت کامل بشر و ترکیبات عناصر آهن و کربن انجام می شود. با وجود این تفاسیر، پایداری آهن از استیل کمتر بوده و به همین علت برای مصارف ساخت و ساز بیشتر از آلیاژ استیل استفاده می شود. از این رو قصد بررسی تفاوت این دو محصول را به صورت تخصصی داریم تا درک بهتری از کاربردهای نهایی، خرید و تفاوت قیمت آن ها داشته باشید.
خواص
به طور کلی از نظر خواص باید گفت آهن سازگاری بسیار زیادی با سایر عناصر و مواد معدنی از خود نشان می دهد. این محصول با داشتن خاصیت چقرمگی و انعطاف پذیری بالا، برای مصارفی که بیشتر نیاز به انجام عملیات های فرم دهی، چکش خواری و … دارند، مناسب است. با این وجود جالب است بدانید آهن یک ضعف بسیار بزرگ در قالب سنگ معدنی و فولاد خام داشته و آن نداشتن استحکام در برابر خوردگی و زنگ زدگی می باشد.
از این رو راه های زیادی برای از بین بردن این ضعف وجود دارد که یکی از اصلی ترین آن ها استفاده از عناصری است که در ترکیبات شیمیایی فولاد اولیه، سبب افزایش استحکام محصول در برابر خوردگی و زنگ زدگی خواهند شد. البته ممکن است از پوشش هایی در سطح فولادها نیز استفاده شود. با این وجود خاصیت اصلی استیل در عناصر تشکیل دهنده آن و در نتیجه استحکام در برابر خوردگی و زنگ زدگی می باشد.
اعمال پوشش نیز معمولاً تحت فرآیندی به نام گالوانیزاسیون قرار گرفته و در نهایت سبب تولید ورق گالوانیزه خواهد شد. ورق گالوانیزه با داشتن پوشش روی دارای مقاومت نسبتاً بالایی در برابر این عوامل و همچنین حرارت، اکسیداسیون و رطوبت می باشند.
حتما بخوانید:آهن چیست
قیمت
همان طور که اشاره شد، استیل نسبت به آهن دارای خاصیت استحکام به خصوص در برابر خوردگی و زنگ زدگی می باشد. از سوی دیگر تولید استیل مانند سایر ورق های فولادی در آلیاژها یا گریدهای مختلف صورت گرفته و رایج ترین آن ها استیل 304 و 316 می باشد. این دو گرید بالاترین پایداری و استحکام را به خود اختصاص می دهند و کاربردهای آن ها نیز بیشتر صنعتی می باشد.
از سوی دیگر آهن بیشتر در ساخت آلیاژهای مهمی مانند فولاد مورد استفاده قرار گرفته و سازگاری آن با محیط های مختلف سبب شده تا به تنهایی کاربرد خاصی نداشته باشد؛ به همین علت قیمت آهن طبیعتاً بسیار کمتر از استیل می باشد. در واقع استیل یکی از فلزات گران قیمت به شمار می آید.
آهن نیز جدا از استیل در ساخت محصولات نیمه نهایی و نهایی فولادی از جمله شمش، اسلب، ورق سیاه و سپس به دنبال آن شیت های سرد، پوششی و فرمینگ مورد استفاده قرار می گیرد. قیمت ورق سیاه نیز به سبب تولید از طریق آهن و فولاد خام، مقرون به صرفه تر از سایر فلزات می باشد.
کاربرد
همان طور که اشاره شد، استیل بیشتر کاربردهای صنعتی و آهن معمولاً کاربردهای عمومی تر را به خود اختصاص می دهند. از این رو باید گفت استیل به سبب ارزش بالاتر در تولید مخازن حمل و نگهداری، مخازن جدار نازک در جهت حمل مواد شیمیایی و خورنده، لوله های انتقال، نرده ها، مبلمان، قفسه، پایه های مختلف، تجهیزات پزشکی و مواردی از این قبیل به کار می رود.
البته پیش از بررسی کاربردهای آهن باید گفت ممکن است در برخی مواقع به سبب قیمت بالای استیل، خرید ورق قلع اندود برای ساخت تجهیزات پزشکی و … پیشنهاد شود. البته شیت های قلع اندود در بازه ضخامتی بسیار کمتری تولید شده و همچنین قیمت بالایی را در بین سایر ورق های فولادی به خود اختصاص می دهند. با این وجود از آنجایی که وزن ورق های فولادی و استیل، تعیین کننده نرخ آن هاست، ورق های قلع اندود نرخ پایین تری نسبت به شیت های استیل دارند.
حال در مورد کاربردهای آهن، همان طور که پیش تر اشاره کردیم، این محصول در ساخت آلیاژها و ورق های فولادی به کار می رود. سایر کاربردهای آهن در صنایع ساختمان سازی و به سبب این ورق ها در تولید میلگرد، تیرآهن، نبشی، ناودانی، لوله و … می باشد. نتیجه نهایی در صورت استفاده از محصولات آهنی در سد سازی، پل سازی، شهرسازی، خودروسازی و حتی بسته بندی مواد غذایی و … مورد استفاده قرار می گیرد.
شکل ظاهری
در واقع شکل ظاهری یکی از ساده ترین راه ها برای تشخیص آهن و استیل از یک دیگر می باشد. همان طور که می دانید آهن پس از استخراج سنگ آهن از معادن با احیا و حذف ناخالصی های آن به صورت آهن یا فولاد خام به دست می آید تا در نهایت پس از تبدیل به شمش و اسلب سبب تولید محصولات متعدد فولادی گردد. از این رو اگر آهن به صورت ابتدایی ترین محصولات یعنی ورق های سیاه باشد، سطحی مات، رنگی کدر و با ظاهری زبر تولید خواهد شد.
البته اگر آهن را در قالب ورق های روغنی و گالوانیزه مشاهده کنید، دارای سطحی درخشان، صیقلی و نرم تر می باشد. این در صورتی است که استیل دارای سطحی بسیار صیقلی و درخشان، رنگی روشن و کمی شبیه به ورق روغنی می باشد. همچنین این موضوع سبب شده تا استیل استحکام بیشتری در برابر گرما داشته باشد.
فرآیند تولید
بهتر است بدانید تولید آهن با استفاده از مواد معدنی مختلفی صورت می گیرد. در واقع برای حذف ناخالصی های سنگ آهن ابتدا باید کانی های آن را مانند مگنتیت و هماتیت به همراه خلوص تشخیص دهند و سپس تحت دیسک های واحد به گندله و آهن اسفنجی تبدیل کنند. پس از این مرحله روش های مختلفی برای احیا این مواد وجود داشته که در کشور ما معمولاً به کارگیری کوره های قوس الکتریکی بر پایه میدرکس می باشد. در واقع سنگ آهن طبیعی بدون دخالت انسان به دست می آید و محصولات حاصل از آن با عملیات های مختلف تولید می شوند.
حال با تولید فولاد مذاب، باید آن را تحت عملیات ریخته گری قرار داد تا با برشکاری شمش های منجمد حاصل از این عملیات، اسلب فولادی، بیلت و بلوم به دست آیند. از انجام عملیات های مختلف بر روی شمش فولادی استیل به دست می آید. استیل و آهن نیز بیشتر در میزان کربن با یک دیگر تفاوت داشته و در نتیجه این موضوع سبب تمایز در کاربرد، قیمت و … شده است.
اسلب فولادی نیز تحت عملیات نورد گرم، اسیدشویی و نورد سرد به ترتیب به ورق سیاه، اسیدشویی و روغنی تبدیل می گردد. در واقع دو فرآیند اصلی تولید ورق های فولادی، نورد گرم و سرد هستند، اما اسیدشویی یک عملیات است که بر روی ورق سیاه انجام می گیرد. ورق های اسیدشویی دارای ظاهر تمیز تر و درخشان تری هستند و برای تولید ورق روغنی و محصولات پوششی به کار می روند؛ از این رو قیمت ورق اسیدشویی نه تنها در مصارف و ساخت تجهیزات مختلف، بلکه در تولید سایر محصولات تخت فولادی اثرگذار است.
استحکام
مبحث استحکام یکی از مهم ترین مواردی است که در بررسی تفاوت آهن و استیل می توان به آن پرداخت؛ زیرا فعالان حوزه آهن آلات همواره به دنبال خرید یک محصول با کیفیت متناسب با کاربرد و البته قیمت مقرون به صرفه هستند. همان طور که اشاره شد، خواص محصولات آهنی و فولاد استیل حاصل عناصری هستند که در ترکیبات شیمیایی اولیه آن ها مورد استفاده قرار می گیرند.
به طور مثال استیل با انواع آلیاژهای فولاد ضد زنگ در بازار شناخته می شود که هر کدام دارای درصد متفاوتی از استحکام می باشند. در ابتدای مطلب توضیح کوتاهی در مورد پرفروش ترین انواع این آلیاژها، یعنی استیل های 304 و 316 دادیم. حتی برخی از کیفیت های این محصول با نام فولاد نسوز شناخته شده و با داشتن پنج کیفیت اصلی دارای استحکام فوق العاده ای در برابر حرارت می باشند.
با این وجود زمانی که صحبت از استحکام در برابر ضربه، پیچش، خمش و فشار می شود، طبیعتاً ورق های آهنی بهترین انتخاب هستند. به طور مثال آلیاژهای ورق سیاه از نوع صنعتی کاربردهای بسیاری را به خصوص در صنایع ساخت و ساز و همچنین سدسازی، پل سازی و … دارند. این در صورتی است که ورق های استیل با داشتن استحکام نسبی در برابر این عوامل از مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی و زنگ زدگی برخوردار می باشند و با داشتن سطحی بسیار زیبا و درخشان در مصارفی به کار می روند که این موارد به همراه طول عمر بالا حائز اهمیت باشد.
مقاومت در برابر خوردگی و حرارت
همان طور که بارها اشاره کردیم، آهن با وجود داشتن ویژگی هایی مانند استحکام، سازگاری با محیط های مختلف و … دارای یک ضعف بسیار بزرگ به خصوص در برابر خوردگی، زنگ زدگی و اکسیداسیون می باشد. البته باید گفت مقاومت آهن در برابر حرارت بسته به محصول نهایی داشته و نسبتاً بالا می باشد. البته می توان از روش های پوشش دهی روی بر سطح ورق های فولادی در جهت افزایش استحکام آن ها استفاده کرد.
با این وجود زمانی که صحبت از مقاومت در برابر خوردگی و زنگ زدگی به میان می آید، استیل بهترین انتخاب شناخته می شود؛ زیرا در ترکیبات خود دارای عناصری است که استحکام آن در برابر این عوامل به همراه اکسیداسیون و حرارت را تشدید می کنند.
شکل پذیری
آخرین موردی که در بررسی تخصصی تفاوت آهن و استیل قصد شرح آن را داریم، شکل پذیری و چقرمگی این دو محصول می باشد. به صورت کلی آهن دارای شکل پذیری بسیار بالایی در فرم های مختلف می باشد، اما موضوع مهمی که سبب تمایز شکل پذیری استیل با آن شده است، در میزان کربن نهفته است.
میزان کربن آهن بیشتر از استیل و بالاتر از 2 درصد می باشد. کربن نیز سبب افزایش سختی و در مقابل کاهش انعطاف پذیری فلزات می گردد. از این رو می توان گفت استیل شکل پذیری بسیار بیشتری نسبت به آهن دارد.
حتما بخوانید:بهترین سازه های فولادی در جهان
جمع بندی
در این مطلب به بررسی شناخت دو آلیاژ مهم در صنعت ساخت و ساز پرداختیم. همان طور که اشاره کردیم، استیل و آهن از لحاظ تاریخچه پیدایش، نقطه ذوب، محصولات، نحوه تولید، قیمت، کاربرد، خواص استحکام، مقاومت در برابر خوردگی و … متفاوت می باشند. شباهت های آن ها مربوط به استفاده در صنعت ساختمان سازی می باشد. لازم به ذکر است مهم ترین تفاوت این دو محصول در تعریف آن ها می باشد. به این صورت که آهن یک عنصر است، اما استیل یک آلیاژ می باشد که از ترکیب بین کربن و آهن به وجود می آید.
