فُولاَذ

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 20 صور
الموسوعة الحرة

الفولاذ
المراحل
البنية الدقيقة
الفصول الدراسية
Other iron-based materials

الفولاذ عبارة عن سبيكة من الحديد والكربون تتميز بقوتها ومقاومتها للكسر مقارنة بأشكال الحديد الأخرى. وبسبب قوتها العالية في الشد وتكلفتها المنخفضة، تعد الفولاذ من أكثر المواد المصنعة شيوعًا في العالم. يستخدم الفولاذ في المباني، كقضبان تسليح خرسانية، وفي الجسور، والبنية الأساسية، والأدوات، والسفن، والقطارات، والسيارات، والدراجات، والآلات، والأجهزة الكهربائية، والأثاث، والأسلحة.

الحديد هو العنصر الرئيسي في الفولاذ، ولكن قد تكون هناك عناصر أخرى كثيرة موجودة أو مضافة. الفولاذ المقاوم للصدأ ، الذي يقاوم التآكل والأكسدة ، يحتاج عادةً إلى 11% إضافية من الكروم .

الحديد هو المعدن الأساسي للصلب. اعتمادًا على درجة الحرارة، يمكن أن يأخذ شكلين بلوريين (أشكال متآصلة): مكعب مركز الجسم ومكعب مركز الوجه . إن تفاعل أشكال الحديد المتآصلة مع عناصر السبائك، وخاصة الكربون، يمنح الفولاذ والحديد الزهر نطاق خصائصهما الفريدة. في الحديد النقي، تتمتع البنية البلورية بمقاومة قليلة نسبيًا لذرات الحديد التي تنزلق فوق بعضها البعض، وبالتالي فإن الحديد النقي يكون مطيلًا تمامًا ، أو ناعمًا وسهل التشكيل. في الفولاذ، تعمل كميات صغيرة من الكربون والعناصر الأخرى والشوائب داخل الحديد كعوامل تصلب تمنع حركة الخلع .

قد يساهم الكربون في سبائك الصلب النموذجية بما يصل إلى 2.14٪ من وزنها. إن تغيير كمية الكربون والعديد من عناصر السبائك الأخرى، فضلاً عن التحكم في تركيبها الكيميائي والفيزيائي في الفولاذ النهائي (إما كعناصر مذابة أو كمراحل مترسبة)، يعيق حركة الخلع التي تجعل الحديد النقي مطيلًا، وبالتالي يتحكم في صفاته ويعززها. تشمل هذه الصفات الصلابة وسلوك الإطفاء والحاجة إلى التلدين وسلوك التلطيف وقوة الخضوع وقوة الشد للفولاذ الناتج. إن زيادة قوة الفولاذ مقارنة بالحديد النقي ممكنة فقط عن طريق تقليل قابلية الحديد للسحب.

تم إنتاج الفولاذ في أفران بلومري لآلاف السنين، ولكن استخدامه الصناعي على نطاق واسع لم يبدأ إلا بعد ابتكار طرق إنتاج أكثر كفاءة في القرن السابع عشر، مع إدخال فرن الصهر وإنتاج الفولاذ القابل للصهر . وتبع ذلك عملية بسمر في إنجلترا في منتصف القرن التاسع عشر، ثم فرن الموقد المفتوح . مع اختراع عملية بسمر، بدأ عصر جديد من إنتاج الفولاذ بكميات كبيرة . حل الفولاذ المعتدل محل الحديد المطاوع . كانت الولايات الألمانية أكبر منتجي الفولاذ في أوروبا في القرن التاسع عشر. [1] كان إنتاج الفولاذ الأمريكي يتركز في بيتسبرغ وبيت لحم وبنسلفانيا وكليفلاند حتى أواخر القرن العشرين. حاليًا، يتركز إنتاج الفولاذ العالمي في الصين، التي أنتجت 54٪ من فولاذ العالم في عام 2023.

وقد حلت التحسينات الإضافية في العملية، مثل صناعة الصلب بالأكسجين الأساسي (BOS)، إلى حد كبير محل الأساليب السابقة من خلال خفض تكلفة الإنتاج بشكل أكبر وزيادة جودة المنتج النهائي. واليوم يتم إنتاج أكثر من 1.6 مليار طن من الصلب سنويًا. يتم تحديد الصلب الحديث بشكل عام من خلال درجات مختلفة تحددها منظمات معايير متنوعة . تعد صناعة الصلب الحديثة واحدة من أكبر الصناعات التحويلية في العالم، ولكنها أيضًا واحدة من أكثر الصناعات كثافة في استهلاك الطاقة وانبعاثات الغازات المسببة للانحباس الحراري العالمي ، حيث تساهم بنسبة 8٪ من الانبعاثات العالمية. [2] ومع ذلك، فإن الصلب قابل لإعادة الاستخدام أيضًا: فهو أحد أكثر المواد المعاد تدويرها في العالم، بمعدل إعادة تدوير يزيد عن 60٪ على مستوى العالم . [3]

الكابل الفولاذي لبرج لف منجم الفحم

الاسم فولاذ نشأ من الصفة الجرمانية البدائية * * stahliją أو * * stakhlijan "مصنوع من الفولاذ"، والتي ترتبط بـ * * stahlaz أو * * stahliją "ثابت". [4]

يتراوح محتوى الكربون في الفولاذ بين 0.02% و2.14% بالوزن بالنسبة للفولاذ الكربوني العادي ( سبائك الحديد والكربون ). إن وجود نسبة قليلة جدًا من الكربون يجعل الحديد (الخالص) لينًا ومرنًا وضعيفًا. إن وجود نسبة كربون أعلى من تلك الموجودة في الفولاذ يجعل السبائك هشة تسمى عادةً الحديد الخام. والفولاذ السبائكي هو فولاذ أضيفت إليه عناصر سبائك أخرى عمدًا لتعديل خصائص الفولاذ. وتشمل عناصر السبائك الشائعة: المنغنيز والنيكل والكروم والموليبدينوم والبورون والتيتانيوم والفاناديوم والتنجستن والكوبالت والنيوبيوم . [ 5 ] كما أن العناصر الإضافية ، التي تعتبر غير مرغوب فيها في أغلب الأحيان ، مهمة أيضًا في الفولاذ : الفوسفور والكبريت والسيليكون وكميات ضئيلة من الأكسجين والنيتروجين والنحاس .

تُعرف سبائك الكربون والحديد البسيطة التي تحتوي على نسبة كربون أعلى من 2.1% بالحديد الزهر . وباستخدام تقنيات صناعة الصلب الحديثة مثل تشكيل المعادن بالمسحوق، من الممكن صنع فولاذ عالي الكربون (ومواد سبائك أخرى)، ولكن هذا غير شائع. لا يكون الحديد الزهر قابلاً للطرق حتى عندما يكون ساخنًا، ولكن يمكن تشكيله عن طريق الصب لأنه يتمتع بنقطة انصهار أقل من الفولاذ وخصائص صب جيدة . [5] يمكن معالجة تركيبات معينة من الحديد الزهر بالحرارة بعد الصب لصنع أجسام من الحديد القابل للطرق أو الحديد المطاوع ، مع الاحتفاظ باقتصاديات الصهر والصب . يمكن تمييز الفولاذ عن الحديد المطاوع (الذي عفا عليه الزمن إلى حد كبير الآن)، والذي قد يحتوي على كمية صغيرة من الكربون ولكن كميات كبيرة من الخبث .

خصائص المواد

الأصول والإنتاج

رسم تخطيطي لطور الحديد والكربون يوضح الظروف اللازمة لتكوين مراحل مختلفة
قطعة عمل فولاذية متوهجة في فن الحداد

يوجد الحديد عادة في قشرة الأرض على شكل خام ، وعادة ما يكون أكسيد الحديد، مثل المغنتيت أو الهيماتيت . يتم استخراج الحديد من خام الحديد عن طريق إزالة الأكسجين من خلال اتحاده مع شريك كيميائي مفضل مثل الكربون الذي يُفقد بعد ذلك في الغلاف الجوي على شكل ثاني أكسيد الكربون. تم تطبيق هذه العملية، المعروفة باسم الصهر ، لأول مرة على المعادن ذات نقاط الانصهار المنخفضة ، مثل القصدير ، الذي يذوب عند حوالي 250 درجة مئوية (482 درجة فهرنهايت)، والنحاس ، الذي يذوب عند حوالي 1100 درجة مئوية (2010 درجة فهرنهايت)، والبرونز، الذي له نقطة انصهار أقل من 1083 درجة مئوية (1981 درجة فهرنهايت). بالمقارنة، يذوب الحديد الزهر عند حوالي 1375 درجة مئوية (2507 درجة فهرنهايت). [6] كانت كميات صغيرة من الحديد تُصهر في العصور القديمة، في الحالة الصلبة، عن طريق تسخين الخام في نار الفحم ثم لحام الكتل معًا بمطرقة وفي هذه العملية يتم عصر الشوائب. وبعناية، يمكن التحكم في محتوى الكربون عن طريق تحريكه في النار. وعلى عكس النحاس والقصدير، يذيب الحديد السائل أو الصلب الكربون بسهولة تامة. [ بحاجة لمصدر ]

كان من الممكن الوصول إلى كل هذه درجات الحرارة باستخدام طرق قديمة استخدمت منذ العصر البرونزي . ونظرًا لأن معدل أكسدة الحديد يزداد بسرعة إلى ما يتجاوز 800 درجة مئوية (1470 درجة فهرنهايت)، فمن المهم أن تتم عملية الصهر في بيئة منخفضة الأكسجين. ويؤدي الصهر باستخدام الكربون لتقليل أكاسيد الحديد إلى سبيكة ( حديد خام ) تحتفظ بالكثير من الكربون بحيث لا يمكن تسميتها بالفولاذ. [6] تتم إزالة الكربون الزائد والشوائب الأخرى في خطوة لاحقة. [ بحاجة لمصدر ]

غالبًا ما تُضاف مواد أخرى إلى خليط الحديد /الكربون لإنتاج الفولاذ بالخواص المرغوبة. يزيد النيكل والمنجنيز في الفولاذ من قوة الشد ويجعلان الشكل الأوستينيتي لمحلول الحديد/الكربون أكثر استقرارًا، ويزيد الكروم من الصلابة ودرجة حرارة الانصهار، ويزيد الفاناديوم أيضًا من الصلابة مع جعله أقل عرضة لإجهاد المعدن . [7]

لمنع التآكل، يمكن إضافة ما لا يقل عن 11٪ من الكروم إلى الفولاذ بحيث يتكون أكسيد صلب على سطح المعدن؛ وهذا ما يُعرف بالفولاذ المقاوم للصدأ . يبطئ التنغستن تكوين السمنتيت ، ويحافظ على الكربون في مصفوفة الحديد ويسمح للمارتنسيت بالتشكل بشكل تفضيلي بمعدلات إخماد أبطأ، مما ينتج عنه فولاذ عالي السرعة . تؤدي إضافة الرصاص والكبريت إلى تقليل حجم الحبيبات، مما يجعل الفولاذ أسهل في الدوران ، ولكنه أيضًا أكثر هشاشة وعرضة للتآكل. ومع ذلك ، تُستخدم مثل هذه السبائك بشكل متكرر للمكونات مثل الصواميل والمسامير والغسالات في التطبيقات حيث لا تكون الصلابة ومقاومة التآكل أمرًا بالغ الأهمية. ومع ذلك، تعتبر عناصر كتلة p مثل الكبريت والنيتروجين والفوسفور والرصاص في الغالب ملوثات تجعل الفولاذ أكثر هشاشة وبالتالي يتم إزالتها من الفولاذ أثناء معالجة الصهر. [7]

ملكيات

مخطط طور Fe-C للصلب الكربوني، يوضح درجات الحرارة الحرجة A 0 وA 1 وA 2 وA 3 للمعالجات الحرارية

تختلف كثافة الفولاذ بناءً على مكونات السبائك ولكنها تتراوح عادةً بين 7750 و8050 كجم/م 3 ( 484 و503 رطل/قدم مكعب)، أو 7.75 و8.05 جم/سم 3 (4.48 و4.65 أونصة/بوصة مكعبة). [8]

حتى في نطاق ضيق من تركيزات مخاليط الكربون والحديد التي تصنع الفولاذ، يمكن أن تتشكل عدة هياكل معدنية مختلفة ذات خصائص مختلفة للغاية. إن فهم مثل هذه الخصائص ضروري لصنع فولاذ عالي الجودة. في درجة حرارة الغرفة ، يكون الشكل الأكثر استقرارًا للحديد النقي هو الهيكل المكعب ذو مركز الجسم (BCC) المسمى بالحديد ألفا أو الحديد α. إنه معدن ناعم إلى حد ما يمكنه إذابة تركيز صغير فقط من الكربون، لا يزيد عن 0.005٪ عند 0 درجة مئوية (32 درجة فهرنهايت) و 0.021٪ بالوزن عند 723 درجة مئوية (1333 درجة فهرنهايت). يسمى إدراج الكربون في الحديد ألفا بالفيريت . عند 910 درجة مئوية، يتحول الحديد النقي إلى هيكل مكعب ذو مركز وجه (FCC)، يسمى الحديد جاما أو الحديد γ. يسمى إدراج الكربون في الحديد جاما بالأوستينيت. يمكن للبنية الأكثر انفتاحًا لـ FCC للأوستنيت أن تذيب كمية أكبر بكثير من الكربون، تصل إلى 2.1%، [9] (38 ضعفًا من الفريت) عند 1148 درجة مئوية (2098 درجة فهرنهايت)، وهو ما يعكس محتوى الكربون العلوي للصلب، والذي يأتي بعده الحديد الزهر. [10] عندما يخرج الكربون من المحلول مع الحديد، فإنه يشكل مادة صلبة للغاية ولكنها هشة تسمى السمنتيت (Fe 3 C). [ بحاجة لمصدر ]

عندما يتم تبريد الفولاذ الذي يحتوي على 0.8% كربون بالضبط (المعروف باسم الفولاذ الأوتكتيدي)، تحاول المرحلة الأوستنيتية (FCC) من الخليط العودة إلى مرحلة الفريت (BCC). لم يعد الكربون يتناسب مع بنية الأوستينيت FCC، مما يؤدي إلى وجود فائض من الكربون. إحدى طرق ترك الكربون للأوستينيت هي أن يترسب خارج المحلول على شكل سمنتيت ، تاركًا وراءه مرحلة محيطة من حديد BCC تسمى الفريت مع نسبة صغيرة من الكربون في المحلول. يترسب الاثنان، السمنتيت والفيريت، في وقت واحد لإنتاج بنية طبقية تسمى بيرليت ، والتي سميت بهذا الاسم بسبب تشابهها مع عرق اللؤلؤ . في تركيبة مفرطة الأوتكتويد (أكبر من 0.8% كربون)، يترسب الكربون أولاً على شكل شوائب كبيرة من السمنتيت عند حدود حبيبات الأوستينيت حتى تنخفض نسبة الكربون في الحبيبات إلى التركيبة الأوتكتويدية (0.8% كربون)، وعند هذه النقطة تتشكل بنية بيرليت. بالنسبة للصلب الذي يحتوي على أقل من 0.8% كربون (هيبو إيوتيكتويد)، سيتشكل الفريت أولاً داخل الحبيبات حتى يرتفع التركيب المتبقي إلى 0.8% من الكربون، وعند هذه النقطة سيتشكل هيكل البيرلايت. لن تتكون شوائب كبيرة من السمنتيت عند الحدود في الفولاذ هيبو إيوتيكتويد. [11] يفترض ما سبق أن عملية التبريد بطيئة للغاية، مما يسمح بوقت كافٍ لهجرة الكربون. [ بحاجة لمصدر ]

مع زيادة معدل التبريد، سيكون لدى الكربون وقت أقل للهجرة لتكوين الكربيد عند حدود الحبوب ولكن سيكون لديه كميات كبيرة بشكل متزايد من البيرلايت ببنية أدق وأدق داخل الحبوب؛ وبالتالي يتم تشتيت الكربيد على نطاق أوسع ويعمل على منع انزلاق العيوب داخل تلك الحبوب، مما يؤدي إلى تصلب الفولاذ. عند معدلات التبريد العالية جدًا الناتجة عن الإخماد، لا يكون لدى الكربون وقت للهجرة ولكنه محبوس داخل الأوستينيت المركزي الوجه ويشكل المارتنسيت . المارتنسيت هو شكل شديد الإجهاد والإجهاد ومشبع للغاية من الكربون والحديد وهو صلب للغاية ولكنه هش. اعتمادًا على محتوى الكربون، تأخذ المرحلة المارتنسيتية أشكالًا مختلفة. أقل من 0.2٪ كربون، يأخذ شكل بلورة فيريت BCC، ولكن عند محتوى كربون أعلى يأخذ بنية رباعية الزوايا مركزية الجسم (BCT). لا توجد طاقة تنشيط حرارية للتحول من الأوستينيت إلى المارتنسيت. [ يحتاج إلى توضيح ] لا يوجد تغيير في التركيب، لذا تحتفظ الذرات عمومًا بنفس جيرانها. [12]

يتميز المارتنسيت بكثافة أقل (يتمدد أثناء التبريد) من الأوستينيت، وبالتالي فإن التحول بينهما يؤدي إلى تغيير في الحجم. في هذه الحالة، يحدث التمدد. تأخذ الضغوط الداخلية الناتجة عن هذا التمدد عمومًا شكل ضغط على بلورات المارتنسيت وشد على الفريت المتبقي، مع قدر لا بأس به من القص على كلا المكونين. إذا تم الإخماد بشكل غير صحيح، يمكن أن تتسبب الضغوط الداخلية في تحطم جزء أثناء تبريده. على أقل تقدير، فإنها تسبب تصلب العمل الداخلي وعيوب مجهرية أخرى. من الشائع أن تتشكل شقوق الإخماد عندما يتم إخماد الفولاذ بالماء، على الرغم من أنها قد لا تكون مرئية دائمًا. [13]

المعالجة الحرارية

تتوفر أنواع عديدة من عمليات المعالجة الحرارية للصلب. وأكثرها شيوعًا هي التلدين ، والتبريد ، والتخمير .

التلدين هو عملية تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة عالية بما يكفي لتخفيف الضغوط الداخلية الموضعية. لا يؤدي ذلك إلى تليين عام للمنتج ولكنه يخفف محليًا فقط من الضغوط والإجهادات المحبوسة داخل المادة. يمر التلدين بثلاث مراحل: الاسترداد وإعادة التبلور ونمو الحبيبات . تعتمد درجة الحرارة المطلوبة لتليين فولاذ معين على نوع التلدين المراد تحقيقه ومكونات السبائك. [14]

تتضمن عملية التبريد تسخين الفولاذ لإنشاء الطور الأوستينيتي ثم تبريده في الماء أو الزيت . ينتج عن هذا التبريد السريع بنية مارتنسيتية صلبة ولكنها هشة. [12] ثم يتم تلطيف الفولاذ، وهو مجرد نوع متخصص من التلدين، لتقليل الهشاشة. في هذا التطبيق، تحول عملية التلدين (التلطيف) بعض المارتنسيت إلى سمنتيت أو كروي وبالتالي تقلل من الضغوط الداخلية والعيوب. والنتيجة هي فولاذ أكثر ليونة ومقاومة للكسر. [15]

إنتاج

حبيبات خام الحديد المستخدمة في إنتاج الصلب

عندما يتم صهر الحديد من خاماته، فإنه يحتوي على كمية من الكربون أكبر مما هو مرغوب فيه. ولكي يتحول إلى فولاذ، يجب إعادة معالجته لتقليل الكربون إلى الكمية الصحيحة، وعند هذه النقطة يمكن إضافة عناصر أخرى. في الماضي، كانت منشآت الصلب تصب منتج الصلب الخام في سبائك يتم تخزينها حتى استخدامها في عمليات التكرير الإضافية التي تؤدي إلى المنتج النهائي. في المنشآت الحديثة، يكون المنتج الأولي قريبًا من التركيب النهائي ويتم صبه باستمرار في ألواح طويلة، وقطعه وتشكيله إلى قضبان وبثق ومعالجته بالحرارة لإنتاج منتج نهائي. اليوم، يتم صب حوالي 96٪ من الفولاذ بشكل مستمر، بينما يتم إنتاج 4٪ فقط على شكل سبائك. [16]

ثم يتم تسخين السبائك في حفرة نقع ولفها ساخنًا إلى ألواح أو قضبان أو بلوم . يتم لف الألواح ساخنًا أو باردًا إلى صفائح معدنية أو صفائح. يتم لف القضبان ساخنًا أو باردًا إلى قضبان وأسلاك. يتم لف البروز ساخنًا أو باردًا إلى فولاذ هيكلي ، مثل عوارض I والقضبان . في مصانع الصلب الحديثة تحدث هذه العمليات غالبًا في خط تجميع واحد ، مع دخول الخام وخروج المنتجات الفولاذية النهائية. [17] في بعض الأحيان بعد الدرفلة النهائية للصلب، يتم معالجته حرارياً من أجل القوة؛ ومع ذلك، فإن هذا نادر نسبيًا. [18]

تاريخ

عتيق

صهر البلومر خلال العصور الوسطى في القرنين الخامس والخامس عشر

كان الفولاذ معروفًا في العصور القديمة وكان يُنتج في الأواني الفخارية والمقالي . [19] [20]

أقدم إنتاج معروف للصلب يظهر في قطع من الأدوات الحديدية المستخرجة من موقع أثري في الأناضول ( كامان كاليهويوك ) والتي يبلغ عمرها ما يقرب من 4000 عام، ويعود تاريخها إلى عام 1800 قبل الميلاد. [21] [22]

تم تطوير فولاذ ووتز في جنوب الهند وسريلانكا في الألفية الأولى قبل الميلاد. [20] استخدمت مواقع إنتاج المعادن في سريلانكا أفران الرياح التي تعمل بواسطة رياح الرياح الموسمية، القادرة على إنتاج فولاذ عالي الكربون. حدث إنتاج فولاذ ووتز على نطاق واسع في الهند باستخدام بوتقات بحلول القرن السادس قبل الميلاد، وهو السلف الرائد لإنتاج الفولاذ الحديث وعلم المعادن. [19] [20]

تم إنتاج الفولاذ عالي الكربون في بريطانيا في بروكسماوث هيلفورت من 490 إلى 375 قبل الميلاد، [23] [24] وتم إنتاج الفولاذ عالي الكربون في هولندا من القرن الثاني إلى الرابع الميلادي. [25] يحدد المؤلف الروماني هوراس الأسلحة الفولاذية مثل الفالكاتا في شبه الجزيرة الأيبيرية ، بينما استخدم الجيش الروماني الفولاذ النوري . [26]

كان الصينيون في فترة الدول المتحاربة (403-221 قبل الميلاد) يستخدمون الفولاذ المقسى بالتبريد ، [27] بينما ابتكر الصينيون في عهد أسرة هان (202 قبل الميلاد - 220 بعد الميلاد) الفولاذ عن طريق صهر الحديد المطاوع مع الحديد الزهر، وبالتالي إنتاج فولاذ وسيط كربوني بحلول القرن الأول الميلادي. [28] [29]

هناك أدلة على أن الفولاذ الكربوني تم تصنيعه في غرب تنزانيا من قبل أسلاف شعب هايا منذ ما يقرب من 2000 عام من خلال عملية معقدة من "التسخين المسبق" مما يسمح لدرجات الحرارة داخل الفرن بالوصول إلى 1300 إلى 1400 درجة مئوية. [30] [31] [32] [33] [34] [35]

ووتز ودمشق

تم العثور على أدلة على أقدم إنتاج للصلب عالي الكربون في جنوب آسيا في كودومانال في تاميل نادو ، ومنطقة جولكوندا في أندرا براديش وكارناتاكا ، وهما منطقتان في الهند ، وكذلك في سامانالاويوا ودهيجاها ألاكاندا، وهما منطقتان في سريلانكا . [36] أصبح هذا يُعرف باسم فولاذ ووتز ، الذي تم إنتاجه في جنوب الهند بحلول القرن السادس قبل الميلاد تقريبًا وتم تصديره عالميًا. [37] [38] كانت تقنية الفولاذ موجودة قبل عام 326 قبل الميلاد في المنطقة كما ورد ذكرها في أدب سانجام التاميل والعربية واللاتينية باعتبارها أجود أنواع الفولاذ في العالم والتي تم تصديرها إلى العالم الروماني والمصري والصيني والعربي في ذلك الوقت - ما أطلقوا عليه اسم حديد سيريك . [39] جلبت نقابة تجارية تاميلية تعود إلى عام 200 قبل الميلاد في تيساماهاراما ، في جنوب شرق سريلانكا، معها بعضًا من أقدم التحف المصنوعة من الحديد والصلب وعمليات الإنتاج إلى الجزيرة من الفترة الكلاسيكية . [40] [41] [42] كما تبنى الصينيون والسكان المحليون في أنورادهابورا ، سريلانكا، طرق إنتاج فولاذ ووتز من تاميل سلالة تشيرا في جنوب الهند بحلول القرن الخامس الميلادي. [43] [44] في سريلانكا، استخدمت طريقة صناعة الفولاذ المبكرة هذه فرن رياح فريدًا من نوعه، مدفوعًا برياح الرياح الموسمية، قادرًا على إنتاج فولاذ عالي الكربون. [45] [46] نظرًا لأن التكنولوجيا تم الحصول عليها من التاميل من جنوب الهند، [47] يمكن تقدير أصل تكنولوجيا الصلب في الهند بشكل متحفظ في الفترة من 400 إلى 500 قبل الميلاد. [37] [46]

ربما أخذ العرب صناعة فولاذ ووتز وفولاذ دمشق ، المشهورين بمتانتهما وقدرتهما على الاحتفاظ بالحافة، من بلاد فارس، وأخذوها من الهند. تم إنشاؤه في الأصل من عدة مواد مختلفة بما في ذلك العناصر النزرة المختلفة ، ويبدو أنه في النهاية من كتابات زوسيموس بانوبوليس . [ بحاجة لمصدر ] في عام 327 قبل الميلاد، كافأ الملك المهزوم بوروس الإسكندر الأكبر ، ليس بالذهب أو الفضة ولكن بـ 30 رطلاً من الفولاذ. [48] تكهنت دراسة حديثة بأن أنابيب الكربون النانوية كانت مدرجة في بنيتها، مما قد يفسر بعض صفاتها الأسطورية، على الرغم من أنه بالنظر إلى تكنولوجيا ذلك الوقت، تم إنتاج هذه الصفات بالصدفة وليس عن طريق التصميم. [49] تم استخدام الرياح الطبيعية حيث تم تسخين التربة المحتوية على الحديد باستخدام الخشب. تمكن السنهاليون القدماء من استخراج طن من الفولاذ لكل طنين من التربة، [45] وهو إنجاز رائع في ذلك الوقت. تم العثور على أحد هذه الأفران في سامانالاويوا وتمكن علماء الآثار من إنتاج الفولاذ كما فعل القدماء. [45] [50]

تم إنتاج الفولاذ في بوتقة ، والذي يتم تشكيله عن طريق تسخين وتبريد الحديد النقي والكربون (عادةً في شكل فحم) ببطء في بوتقة، في ميرف بحلول القرنين التاسع والعاشر الميلاديين. [38] في القرن الحادي عشر، هناك دليل على إنتاج الفولاذ في الصين في عهد أسرة سونغ باستخدام تقنيتين: طريقة "برغانسكي" التي أنتجت فولاذًا رديئًا وغير متجانس، وطريقة سابقة لعملية بسمر الحديثة التي استخدمت إزالة الكربون الجزئي عن طريق التشكيل المتكرر تحت نفخة باردة . [51]

حديث

محول بسمر في شيفيلد ، إنجلترا

منذ القرن السابع عشر، كانت الخطوة الأولى في إنتاج الصلب الأوروبي هي صهر خام الحديد وتحويله إلى حديد خام في فرن الصهر . [52] [ الصفحة المطلوبة ] في الأصل، كانت الطرق الحديثة تستخدم الفحم ، ولكن ثبت أنها أكثر اقتصادية. [53] [ الصفحة المطلوبة ] [54] [ الصفحة المطلوبة ] [55] [ الصفحة المطلوبة ]

العمليات تبدأ من قضبان الحديد

في هذه العمليات، تم تنقية الحديد الزهر المصنوع من خام الحديد الخام (تغريمه) في فرن صهر لإنتاج قضبان الحديد ، والتي تم استخدامها بعد ذلك في صناعة الصلب. [52]

تم وصف إنتاج الفولاذ عن طريق عملية التصلب في أطروحة نُشرت في براغ عام 1574، وكان قيد الاستخدام في نورمبرج منذ عام 1601. وتم وصف عملية مماثلة لتقوية الدروع والملفات في كتاب نُشر في نابولي عام 1589. تم تقديم العملية إلى إنجلترا في حوالي عام 1614 واستخدمها السير باسيل بروك لإنتاج مثل هذا الفولاذ في كولبروكديل خلال العقد الأول من القرن السابع عشر. [56]

كانت المادة الخام لهذه العملية عبارة عن قضبان من الحديد. وخلال القرن السابع عشر، أدرك الناس أن أفضل أنواع الفولاذ تأتي من خامات الحديد في منطقة تقع شمال ستوكهولم بالسويد. وكان هذا المصدر المعتاد للمواد الخام في القرن التاسع عشر، تقريبًا طوال فترة استخدام هذه العملية. [57] [58]

الفولاذ القابل للصهر هو الفولاذ الذي تم صهره في بوتقة بدلاً من تشكيله ، مما أدى إلى تجانسه بشكل أكبر. لم تتمكن معظم الأفران السابقة من الوصول إلى درجات حرارة عالية بما يكفي لصهر الفولاذ. نتجت صناعة الفولاذ القابل للصهر في العصر الحديث المبكر عن اختراع بنيامين هانتسمان في أربعينيات القرن الثامن عشر. تم صهر الفولاذ المنفوخ (المصنوع كما هو مذكور أعلاه) في بوتقة أو في فرن، ثم صبه (عادةً) في سبائك. [58] [59] [ الصفحة مطلوبة ]

العمليات التي تبدأ من الحديد الزهر

فرن مفتوح في متحف الصناعة في براندنبورغ ، ألمانيا
فولاذ أبيض ساخن يتدفق من فرن القوس الكهربائي في براكينريدج، بنسلفانيا

بدأ العصر الحديث في صناعة الصلب مع تقديم عملية هنري بيسيمر في عام 1855، وكانت المادة الخام المستخدمة فيها هي الحديد الزهر. [60] سمحت له طريقته بإنتاج الصلب بكميات كبيرة وبتكلفة زهيدة، وبالتالي أصبح الفولاذ الصلب يُستخدم في معظم الأغراض التي كان يستخدم فيها الحديد المطاوع سابقًا. [61] كانت عملية جيلكريست توماس (أو عملية بيسيمر الأساسية ) تحسينًا لعملية بيسيمر، حيث تم تصنيعها عن طريق تبطين المحول بمادة أساسية لإزالة الفوسفور.

كانت عملية صناعة الصلب الأخرى في القرن التاسع عشر هي عملية سيمنز-مارتن ، والتي كانت مكملة لعملية بسمر. [58] وكانت تتألف من صهر قضبان الحديد (أو خردة الصلب) مع الحديد الزهر.

أصبحت هذه الطرق لإنتاج الصلب عتيقة بسبب عملية لينز-دوناويتز لصناعة الصلب بالأكسجين الأساسي (BOS)، التي تم تطويرها في عام 1952، [62] وطرق أخرى لصناعة الصلب بالأكسجين. إن صناعة الصلب بالأكسجين الأساسي متفوقة على طرق صناعة الصلب السابقة لأن الأكسجين الذي يتم ضخه في الفرن يحد من الشوائب، وخاصة النيتروجين، التي دخلت سابقًا من الهواء المستخدم، [63] ولأن نفس الكمية من الصلب من عملية BOS يتم تصنيعها في اثني عشر مرة مقارنة بعملية الموقد المفتوح. [62] اليوم، تعد أفران القوس الكهربائي (EAF) طريقة شائعة لإعادة معالجة الخردة المعدنية لإنشاء فولاذ جديد. يمكن استخدامها أيضًا لتحويل الحديد الزهر إلى فولاذ، لكنها تستخدم الكثير من الطاقة الكهربائية (حوالي 440 كيلو وات في الساعة لكل طن متري)، وبالتالي فهي اقتصادية بشكل عام فقط عندما يكون هناك إمداد وفير من الكهرباء الرخيصة. [64]

صناعة

إنتاج الصلب (بالملايين من الأطنان) حسب البلد اعتبارًا من عام 2007

غالبًا ما يُنظر إلى صناعة الصلب على أنها مؤشر للتقدم الاقتصادي، نظرًا للدور الحاسم الذي يلعبه الصلب في البنية التحتية والتنمية الاقتصادية الشاملة . [65] في عام 1980، كان هناك أكثر من 500000 عامل صلب في الولايات المتحدة. وبحلول عام 2000، انخفض عدد عمال الصلب إلى 224000. [66]

تسبب الطفرة الاقتصادية في الصين والهند في زيادة هائلة في الطلب على الصلب. بين عامي 2000 و 2005، زاد الطلب العالمي على الصلب بنسبة 6٪. منذ عام 2000، توسعت العديد من شركات الصلب الهندية [67] والصينية [68] لتلبية الطلب، مثل شركة تاتا ستيل (التي اشترت مجموعة كوروس في عام 2007)، ومجموعة باوستيل ومجموعة شاجانج . ومع ذلك، اعتبارًا من عام 2017 ، أصبحت شركة أرسيلور ميتال أكبر منتج للصلب في العالم . [69]

في عام 2005، ذكرت هيئة المسح الجيولوجي البريطانية أن الصين كانت أكبر منتج للصلب بحوالي ثلث الحصة العالمية؛ وجاءت اليابان وروسيا والولايات المتحدة في المرتبة الثانية والثالثة والرابعة على التوالي، وفقًا للمسح. [70] كما تؤدي القدرة الإنتاجية الكبيرة للصلب إلى كمية كبيرة من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المتأصلة المرتبطة بطريق الإنتاج الرئيسي.

في نهاية عام 2008، واجهت صناعة الصلب تباطؤًا حادًا أدى إلى العديد من التخفيضات. [71]

في عام 2021، قُدِّر أن حوالي 7% من انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري العالمية ناتجة عن صناعة الصلب. [72] [73] ومن المتوقع أن يأتي الحد من هذه الانبعاثات من التحول في طريق الإنتاج الرئيسي باستخدام الفحم، والمزيد من إعادة تدوير الصلب وتطبيق تكنولوجيا التقاط الكربون وتخزينه .

إعادة التدوير

يُعد الفولاذ أحد أكثر المواد التي يتم إعادة تدويرها في العالم، حيث يبلغ معدل إعادة التدوير أكثر من 60% على مستوى العالم؛ [3] وفي الولايات المتحدة وحدها، تم إعادة تدوير أكثر من 82,000,000 طن متري (81,000,000 طن طويل؛ 90,000,000 طن قصير) في عام 2008، بمعدل إعادة تدوير إجمالي بلغ 83%. [74]

وبما أن كمية الصلب المنتجة أكبر من كمية الخردة، فإن كمية المواد الخام المعاد تدويرها تبلغ حوالي 40% من إجمالي الصلب المنتج - في عام 2016، تم إنتاج 1,628,000,000 طن (1,602 × 10 9 طن طويل؛ 1,795 × 10 9 طن قصير) من الصلب الخام على مستوى العالم، مع إعادة تدوير 630,000,000 طن (620,000,000 طن طويل؛ 690,000,000 طن قصير). [75]

معاصر

كانت شركة بيت لحم للصلب في بيت لحم، بنسلفانيا، واحدة من أكبر الشركات المصنعة للصلب في العالم قبل إغلاقها في عام 2003.

الكربون

تُصنع الفولاذ الحديثة بمجموعات مختلفة من المعادن السبائكية لتحقيق العديد من الأغراض. [7] يشكل الفولاذ الكربوني ، المكون ببساطة من الحديد والكربون، 90% من إنتاج الفولاذ. [5] يُخلط الفولاذ منخفض السبائك مع عناصر أخرى، عادةً الموليبدينوم أو المنغنيز أو الكروم أو النيكل، بكميات تصل إلى 10% بالوزن لتحسين قابلية التصلب للمقاطع السميكة. [5] يحتوي الفولاذ منخفض السبائك عالي القوة على إضافات صغيرة (عادةً < 2% بالوزن) من عناصر أخرى، عادةً 1.5% منغنيز، لتوفير قوة إضافية مقابل زيادة متواضعة في السعر. [76]

أدت اللوائح الحديثة لمتوسط ​​استهلاك الوقود للشركات (CAFE) إلى ظهور مجموعة متنوعة جديدة من الفولاذ تُعرف باسم الفولاذ المتقدم عالي القوة (AHSS). هذه المادة قوية وقابلة للسحب بحيث يمكن لهياكل المركبات الحفاظ على مستويات الأمان الحالية مع استخدام مواد أقل. هناك العديد من الدرجات التجارية المتاحة من AHSS، مثل الفولاذ ثنائي الطور ، والذي يتم معالجته حرارياً ليحتوي على كل من البنية الدقيقة الحديدية والمارتنسيتية لإنتاج فولاذ قابل للتشكيل وعالي القوة. [77] يتضمن الفولاذ المستحث بالتحول (TRIP) سبائك خاصة ومعالجات حرارية لتثبيت كميات الأوستينيت في درجة حرارة الغرفة في الفولاذ الفريتي منخفض السبائك الخالي من الأوستينيت عادةً. من خلال تطبيق الضغط، يخضع الأوستينيت لانتقال طوري إلى مارتنسيت دون إضافة حرارة. [78] يستخدم الفولاذ المستحث بالتحول (TWIP) نوعًا معينًا من الضغط لزيادة فعالية التصلب بالعمل على السبائك. [79]

غالبًا ما يتم طلاء الفولاذ الكربوني بالزنك عن طريق الغمس الساخن أو الطلاء الكهربائي في الزنك للحماية من الصدأ. [80]

سبيكة

تشكيل عضو هيكلي من الفولاذ
طلاء الصدأ Cor-Ten

يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ على ما لا يقل عن 11% من الكروم، وغالبًا ما يتم دمجه مع النيكل، لمقاومة التآكل . بعض أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي ، تكون مغناطيسية ، في حين أن البعض الآخر، مثل الفولاذ الأوستنيتي ، غير مغناطيسي. [81] يتم اختصار الفولاذ المقاوم للتآكل إلى CRES.

الفولاذ السبائكي هو فولاذ كربوني عادي تمت إضافة كميات صغيرة من عناصر السبائك إليه مثل الكروم والفاناديوم. تشمل بعض أنواع الفولاذ الأكثر حداثة الفولاذ المستخدم في الأدوات ، والذي يتم سبكه بكميات كبيرة من التنغستن والكوبالت أو عناصر أخرى لزيادة صلابة المحلول إلى أقصى حد . يسمح هذا أيضًا باستخدام التصلب بالترسيب ويحسن مقاومة السبائك لدرجة الحرارة. [5] يستخدم الفولاذ المستخدم في الأدوات بشكل عام في الفؤوس والمثاقب والأجهزة الأخرى التي تحتاج إلى حافة قطع حادة وطويلة الأمد. تشمل السبائك الأخرى ذات الأغراض الخاصة الفولاذ المقاوم للعوامل الجوية مثل Cor-ten، والذي يتعرض للعوامل الجوية عن طريق اكتساب سطح مستقر وصدئ، وبالتالي يمكن استخدامه غير مطلي. [82] يتم سبك الفولاذ الماراجيني بالنيكل وعناصر أخرى، ولكن على عكس معظم أنواع الفولاذ يحتوي على القليل من الكربون (0.01٪). هذا يخلق فولاذًا قويًا جدًا ولكنه لا يزال قابلاً للطرق . [83]

يستخدم فولاذ إيجلين مزيجًا من أكثر من اثني عشر عنصرًا مختلفًا بكميات متفاوتة لإنشاء فولاذ منخفض التكلفة نسبيًا للاستخدام في أسلحة اختراق المخابئ . يحتوي فولاذ هادفيلد ، الذي سمي على اسم روبرت هادفيلد ، أو فولاذ المنغنيز، على 12-14٪ من المنجنيز، والذي عند تآكله، يتصلب بالإجهاد ليشكل طبقة صلبة للغاية تقاوم التآكل. تشمل استخدامات هذا السبائك المعينة مسارات الدبابات وحواف شفرات الجرافات وشفرات القطع على فكي الكائنات الحية . [84]

المعايير

يتم تصنيف معظم سبائك الفولاذ الأكثر استخدامًا إلى درجات مختلفة من قبل منظمات المعايير. على سبيل المثال، لدى جمعية مهندسي السيارات سلسلة من الدرجات التي تحدد العديد من أنواع الفولاذ. [85] لدى الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد مجموعة منفصلة من المعايير، والتي تحدد سبائك مثل الفولاذ A36 ، وهو الفولاذ الهيكلي الأكثر استخدامًا في الولايات المتحدة. [86] كما تحدد JIS سلسلة من درجات الفولاذ التي يتم استخدامها على نطاق واسع في اليابان وكذلك في البلدان النامية.

الاستخدامات

لفافة من الصوف الصلب

يستخدم الحديد والصلب على نطاق واسع في بناء الطرق والسكك الحديدية والبنية الأساسية الأخرى والأجهزة والمباني. معظم الهياكل الحديثة الكبيرة، مثل الملاعب وناطحات السحاب والجسور والمطارات، مدعومة بهيكل فولاذي. حتى تلك التي تحتوي على هيكل خرساني تستخدم الفولاذ للتسليح. ويرى استخدامًا واسع النطاق في الأجهزة الرئيسية والسيارات . وعلى الرغم من النمو في استخدام الألومنيوم ، لا يزال الفولاذ هو المادة الرئيسية لهياكل السيارات. يستخدم الفولاذ في مجموعة متنوعة من مواد البناء الأخرى، مثل البراغي والمسامير والبراغي ، وغيرها من المنتجات المنزلية وأدوات الطبخ. [87]

تشمل التطبيقات الشائعة الأخرى بناء السفن ، وخطوط الأنابيب ، والتعدين ، والبناء البحري ، والفضاء الجوي ، والأجهزة البيضاء (مثل الغسالات )، والمعدات الثقيلة مثل الجرافات، وأثاث المكاتب، والصوف الفولاذي ، والأدوات ، والدروع في شكل سترات شخصية أو دروع المركبات (المعروفة باسم الدروع المتجانسة المدلفنة في هذا الدور).

تاريخي

سكين من الفولاذ الكربوني

قبل تقديم عملية بسمر وتقنيات الإنتاج الحديثة الأخرى، كان الفولاذ باهظ الثمن ولم يكن يستخدم إلا حيث لا توجد بدائل أرخص، وخاصةً لحافة القطع للسكاكين ، وشفرات الحلاقة ، والسيوف ، وغيرها من العناصر التي تتطلب حافة صلبة وحادة. كما تم استخدامه أيضًا في الينابيع ، بما في ذلك تلك المستخدمة في الساعات . [58]

مع ظهور طرق الإنتاج الأسرع والأرخص، أصبح الحصول على الفولاذ أسهل وأرخص بكثير. وقد حل محل الحديد المطاوع في العديد من الأغراض. ومع ذلك، سمح توفر البلاستيك في الجزء الأخير من القرن العشرين لهذه المواد باستبدال الفولاذ في بعض التطبيقات بسبب انخفاض تكلفة تصنيعها ووزنها. [88] تحل ألياف الكربون محل الفولاذ في بعض التطبيقات غير الحساسة للتكلفة مثل المعدات الرياضية والسيارات الفاخرة.

طويل

جسر فولاذي
برج فولاذي معلق بخطوط كهرباء علوية

كربون مسطح

التجوية (COR-TEN)

غير القابل للصدأ

قارب صلصة من الفولاذ المقاوم للصدأ

خلفية منخفضة

أصبح الفولاذ المُصنَّع بعد الحرب العالمية الثانية ملوثًا بالنويدات المشعة نتيجة لاختبارات الأسلحة النووية . ويُستخدم الفولاذ منخفض الخلفية، وهو الفولاذ المُصنَّع قبل عام 1945، في بعض التطبيقات الحساسة للإشعاع مثل عدادات جايجر والحماية من الإشعاع .

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ ألين، روبرت سي. (ديسمبر 1979). "المنافسة الدولية في صناعة الحديد والصلب، 1850-1913". مجلة التاريخ الاقتصادي . 39 (4). مطبعة جامعة كامبريدج : 911-937. doi :10.1017/S0022050700098673. JSTOR  2120336.
  2. ^ "إزالة الكربون من الفولاذ | ماكينزي". McKinsey.com . تم الاسترجاع في 20 مايو 2022 .
  3. ^ ab Hartman, Roy A. (2009). "إعادة التدوير". Encarta . مؤرشف من الأصل في 14 أبريل 2008.
  4. ^ هاربر، دوغلاس. "فولاذ". قاموس علم أصول الكلمات على الإنترنت .
  5. ^ abcde Ashby, Michael F. & Jones, David RH (1992) [1986]. Engineering Materials 2 (مع تصحيحات المحرر). أكسفورد: مطبعة بيرغامون. ISBN 0-08-032532-7.
  6. ^ ab "Smelting". Encyclopædia Britannica (الطبعة الإلكترونية). 2007.
  7. ^ abc "Alloying of Steels". Metallurgical Consultants. 28 يونيو 2006. مؤرشف من الأصل في 21 فبراير 2007. تم الاسترجاع في 28 فبراير 2007 .
  8. ^ إليرت، جلين. "كثافة الفولاذ" . تم استرجاعه في 23 أبريل 2009 .
  9. ^ تختلف المصادر حول هذه القيمة، لذا تم تقريبها إلى 2.1%، إلا أن القيمة الدقيقة أكاديمية إلى حد ما لأن الفولاذ الكربوني العادي نادرًا ما يُصنع بهذا المستوى من الكربون. انظر:
    • سميث وهاشمي 2006، ص 363-2.08%.
    • ديغارمو، بلاك وكوهسر 2003، ص 75—2.11%.
    • أشبي وجونز 1992—2.14%.
  10. ^ سميث وهاشمي 2006، ص 363.
  11. ^ سميث وهاشمي 2006، ص 365-372.
  12. ^ ab Smith & Hashemi 2006، ص 373-378.
  13. ^ "تقسية الفولاذ بالإخماد". keytometals.com . مؤرشف من الأصل في 17 فبراير 2009. تم الاسترجاع في 19 يوليو 2009 .
  14. ^ سميث وهاشمي 2006، ص 249.
  15. ^ سميث وهاشمي 2006، ص 388.
  16. ^ سميث وهاشمي 2006، ص 361
  17. ^ سميث وهاشمي 2006، ص 361-362.
  18. ^ Bugayev et al. 2001، ص 225
  19. ^ ab Davidson (1994)، ص 20.
  20. ^ abc Srinivasan, S.; Ranganathan, S. (1994). "The Sword in Anglo-Saxon England: Its Archaeology and Literature". بنغالور: قسم علم المعادن، المعهد الهندي للعلوم. ISBN 0-85115-355-0. تم أرشفة النسخة الأصلية في 19 نوفمبر 2018.
  21. ^ أكينوما، هـ. (2005). "أهمية تركيب شظايا الحديد المستخرجة من الطبقة الثالثة في موقع كامان-كاليهويوك، تركيا". دراسات الآثار الأناضولية . 14. طوكيو: المعهد الياباني للآثار الأناضولية: 147-158.
  22. ^ "قطعة من الحديد المستخرج من تركيا تبين أنها أقدم قطعة من الفولاذ". الهندوسية . تشيناي. 26 مارس 2009. مؤرشف من الأصل في 29 مارس 2009. تم الاسترجاع 13 أغسطس 2022 .
  23. ^ "حصن بروكسماوث في شرق لوثيان يكشف عن حافة من الفولاذ". بي بي سي نيوز . 15 يناير 2014.
  24. ^ مكان موروث: حصن بروكسماوث والعصر الحديدي في جنوب شرق اسكتلندا. جمعية الآثار الاسكتلندية. 2013. ISBN 978-1-908332-05-9.
  25. ^ جودفري، إيفلين؛ وآخرون (2004). "أداة ثقب فولاذية عالية الكربون من العصر الروماني المتأخر". مجلة العلوم الأثرية . 31 (8): 1117-1125. رمز Bibcode :2004JArSc..31.1117G. doi :10.1016/j.jas.2004.02.002.
  26. ^ "Noricus ensis"، هوراس ، قصائد، ط. 16.9
  27. ^ فاغنر، دونالد ب. (1993). الحديد والصلب في الصين القديمة (الطبعة الثانية). ليدن: إي جيه بريل. ص 243. رقم ISBN 90-04-09632-9.
  28. ^ نيدهام، جوزيف (1986). العلم والحضارة في الصين: المجلد 4، الجزء 3، الهندسة المدنية والبحرية . تايبيه: كتب الكهوف. ص 563.
  29. ^ جيرنيت، جاك (1982). تاريخ الحضارة الصينية . كامبريدج: مطبعة جامعة كامبريدج. ص 69. ISBN 0-521-49781-7 . 
  30. ^ شميت، بيتر؛ أفيري، دونالد (1978). "صهر الحديد المعقد والثقافة ما قبل التاريخ في تنزانيا". ساينس . 201 (4361): 1085-1089. رمز Bibcode :1978Sci...201.1085S. doi :10.1126/science.201.4361.1085. JSTOR  1746308. PMID  17830304. S2CID  37926350.
  31. ^ شميت، بيتر؛ أفيري، دونالد (1983). "مزيد من الأدلة على وجود تكنولوجيا حديدية متقدمة في عصور ما قبل التاريخ في أفريقيا". مجلة علم الآثار الميداني . 10 (4): 421-434. doi :10.1179/009346983791504228.
  32. ^ شميت، بيتر (1978). علم الآثار التاريخي: نهج هيكلي في الثقافة الأفريقية . ويستبورت، كونيتيكت: مطبعة جرينوود.
  33. ^ أفيري، دونالد؛ شميدت، بيتر (1996). "التسخين المسبق: ممارسة أم وهم". ثقافة وتكنولوجيا إنتاج الحديد الأفريقي . جينزفيل، فلوريدا: مطبعة جامعة فلوريدا. ص 267-276.
  34. ^ شميت، بيتر (2019). "العلم في أفريقيا: تاريخ الإبداع والاختراع في تكنولوجيا الحديد الأفريقية". في ورجر، دبليو؛ أمبلر، سي؛ أتشيبي، ن. (المحررون). رفيق التاريخ الأفريقي . هوبوكين، نيو جيرسي: وايلي بلاكويل. ص 267-288.
  35. ^ تشايلدز، س. تيري (1996). "التاريخ التكنولوجي والثقافة في غرب تنزانيا". في شميدت، ب. (المحرر). ثقافة وتكنولوجيا إنتاج الحديد الأفريقي . جينزفيل، فلوريدا: مطبعة جامعة فلوريدا.
  36. ^ ويلفورد، جون نوبل (6 فبراير 1996). "مصهر قديم يستخدم الرياح لصنع فولاذ عالي الجودة". نيويورك تايمز .
  37. ^ ab Srinivasan, Sharada; Ranganathan, Srinivasa (2004). India's Legendary Wootz Steel: An Advanced Material of the Ancient World. المعهد الوطني للدراسات المتقدمة. OCLC  82439861. مؤرشف من الأصل في 11 فبراير 2019. تم الاسترجاع 5 ديسمبر 2014 .
  38. ^ ab Feuerbach, Ann (2005). "An investigation of the variety technology found in swords, sabres and blades from the Russian Northern Caucasus" (PDF) . IAMS . 25 : 27–43 (ص. 29). مؤرشف من الأصل (PDF) في 30 أبريل 2011.
  39. ^ Srinivasan, Sharada (1994). "فولاذ بوتقة ووتز: موقع إنتاج تم اكتشافه حديثًا في جنوب الهند". أوراق من معهد الآثار . 5 : 49-59. doi : 10.5334/pia.60 .
  40. ^ الهوايات – المجلد 68، العدد 5 – ص 45. شركة لايتنر للنشر (1963)
  41. ^ مهاتيفان، إيرافاتام (24 يونيو 2010). "منظور كتابي عن العصور القديمة للغة التاميل". الهندوسية . مؤرشف من الأصل في 1 يوليو 2010. تم الاسترجاع في 31 أكتوبر 2010 .
  42. ^ Ragupathy, P. (28 يونيو 2010). "شظايا فخار تيساماهاراما تشير إلى وجود تاميليين عاديين من بين السكان". Tamilnet . تم الاسترجاع في 31 أكتوبر 2010 .
  43. ^ نيدهام، جوزيف (1986). العلوم والحضارة في الصين: المجلد 4، الجزء 1، الهندسة المدنية والبحرية (PDF) . تايبيه: كتب الكهوف. ص 282. ISBN 0-521-05802-3. مؤرشف من الأصل (PDF) في 3 يوليو 2017 . استرجاع 4 أغسطس 2017 .
  44. ^ مانينغ، شارلوت سبير. الهند القديمة والعصور الوسطى. المجلد 2. ISBN 978-0-543-92943-3.
  45. ^ abc Juleff, G. (1996). "تقنية قديمة لصهر الحديد باستخدام طاقة الرياح في سريلانكا". مجلة نيتشر . 379 (3): 60–63. رمز Bibcode :1996Natur.379...60J. doi :10.1038/379060a0. S2CID  205026185.
  46. ^ Ab Coghlan, Herbert Henery. (1977). Notes on prehistoric and early iron in the Old World . Oxprint. ص 99-100
  47. ^ مانينغ، شارلوت سبير. الهند القديمة والعصور الوسطى. المجلد 2. ISBN 978-0-543-92943-3.
  48. ^ ديورانت، ويل (1942). قصة الحضارة، تراثنا الشرقي. سايمون وشوستر. ص 529. ISBN 0-671-54800-X.
  49. ^ ساندرسون، كاثرين (15 نوفمبر 2006). "أشد قطع من سيف الأنابيب النانوية". أخبار الطبيعة . doi : 10.1038/news061113-11 . S2CID  136774602.
  50. ^ Wayman, ML; Juleff, G. (1999). "صناعة الصلب في بوتقة في سريلانكا". علم المعادن التاريخي . 33 (1): 26.
  51. ^ هارتويل، روبرت (1966). "الأسواق والتكنولوجيا وبنية المؤسسة في تطوير صناعة الحديد والصلب الصينية في القرن الحادي عشر". مجلة التاريخ الاقتصادي . 26 : 53-54. doi :10.1017/S0022050700061842. S2CID  154556274.
  52. ^ ab Tylecote, RF (1992). تاريخ علم المعادن (الطبعة الثانية). لندن: معهد المواد. ص 95-99، 102-105. ISBN 0-901462-88-8.
  53. ^ رايستريك، أ. (1953). سلالة من صانعي الحديد .
  54. ^ هايد، سي كيه (1977). التغير التكنولوجي وصناعة الحديد البريطانية . مطبعة جامعة برينستون.
  55. ^ تريندر، ب. (2000). الثورة الصناعية في شروبشاير (الطبعة الثالثة). تشيتشيستر: فيليمور. رقم ISBN 9781860771330.
  56. ^ باراكلو (1984أ)، ص 48-52.
  57. ^ King, PW (2003). "الكارتل في مناجم الحديد: التجارة في المواد الخام للصلب خلال القرن الثامن عشر". مجلة التاريخ الصناعي . 6 (1): 25-49.
  58. ^ abcd "صناعة الحديد والصلب". موسوعة بريتانيكا . 2007.
  59. ^ باراكلو (1984ب).
  60. ^ سوانك، جيمس مور (1892). تاريخ صناعة الحديد في كل العصور . بيرت فرانكلين. ISBN 0-8337-3463-6.
  61. ^ "عملية بسمر". الموسوعة البريطانية . المجلد 2 (الطبعة الإلكترونية). 2005. ص 168.
  62. ^ أ ب شيرمان، زاندر (4 سبتمبر 2019). "كيف ارتفعت وانهارت إمبراطورية جدي الأكبر لصناعة الصلب، وكيف انحدر معها أحفاده". ذا جلوب آند ميل .
  63. ^ "عملية الأكسجين الأساسية". الموسوعة البريطانية . 2007.
  64. ^ فرويهان واكيلين (1998)، الصفحات من 48 إلى 52.
  65. ^ "صناعة الصلب". مؤرشف من الأصل في 18 يونيو 2009. اطلع عليه بتاريخ 12 يوليو 2009 .
  66. ^ " السجل الكونجرسي المجلد 148، الجزء 4، 11 أبريل 2002 إلى 24 أبريل 2002 ". مكتب الطباعة الحكومي للولايات المتحدة .
  67. ^ تشوبرا، أنوج (12 فبراير 2007). "صناعة الصلب في الهند تخطو خطواتها الأولى على المسرح العالمي". كريستيان ساينس مونيتور . تم الاسترجاع في 12 يوليو 2009 .
  68. ^ "Worldsteel | انخفاض إنتاج الصلب الخام العالمي بنسبة −2.8% في عام 2015". مؤرشف من الأصل في 2 فبراير 2017. تم الاسترجاع 26 ديسمبر 2016 .
  69. ^ "أفضل شركات صناعة الصلب في عام 2017" (PDF) . رابطة الصلب العالمية. مؤرشف من الأصل (PDF) في 23 أغسطس 2018 . تم الاسترجاع 22 أغسطس 2018 .
  70. ^ "التخطيط الطويل الأجل ضروري لتلبية الطلب على الصلب". الأخبار . 1 مارس 2008. مؤرشف من الأصل في 25 مايو 2024. تم الاسترجاع 2 نوفمبر 2010 .
  71. ^ أوتشيتيل، لويس (1 يناير/كانون الثاني 2009). "صناعة الصلب في حالة ركود وتتطلع إلى التحفيز الفيدرالي". صحيفة نيويورك تايمز . تم الاسترجاع في 19 يوليو/تموز 2009 .
  72. ^ روسي، مارسيلو (4 أغسطس 2022). "السباق لإعادة تشكيل صناعة الصلب التي تبلغ قيمتها 2.5 تريليون دولار باستخدام الصلب الأخضر". مركز التفرد . تم الاسترجاع في 6 أغسطس 2022 .
  73. ^ "انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في صناعة الصلب العالمية". Global Efficiency Intelligence . 6 يناير 2021 . تم الاسترجاع في 6 أغسطس 2022 .
  74. ^ فينتون، مايكل د. (2008). "الخردة الحديدية والفولاذية". في هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (المحرر). كتاب المعادن السنوي 2008. المجلد 1: المعادن والفلزات. مكتب النشر الحكومي الأمريكي . رقم ISBN 978-1-4113-3015-3.
  75. ^ رابطة الصلب العالمية (1 مارس 2018). "الصلب والمواد الخام" (PDF) . مؤرشف من الأصل (PDF) في 9 أغسطس 2018.
  76. ^ "فولاذ منخفض السبائك عالي القوة". SchoolScience.co.uk . مؤرشف من الأصل في 21 سبتمبر 2020 . تم الاسترجاع في 14 أغسطس 2007 .
  77. ^ "الفولاذ ثنائي الطور". خدمات المعرفة المتخصصة في إنتوتا. مؤرشف من الأصل في 25 مايو 2011. تم الاسترجاع في 1 مارس 2007 .
  78. ^ فيرنر، إيفالد. "التحول المستحث بالبلاستيك في الفولاذ TRIP منخفض السبائك واستجابة البنية الدقيقة لتاريخ إجهاد معقد". مؤرشف من الأصل في 23 ديسمبر 2007. تم الاسترجاع في 1 مارس 2007 .
  79. ^ ميركو، سينتي؛ ساليسيتي، ستيفانو. "الفولاذ المستحث بالتحول (TRIP)، والفولاذ المستحث بالتوأم (TWIP)، والفولاذ ثنائي الطور (DP)". جامعة تامبيري للتكنولوجيا. مؤرشف من الأصل في 7 مارس 2008. تم الاسترجاع في 1 مارس 2007 .
  80. ^ "الحماية الجلفانية". الموسوعة البريطانية . 2007.
  81. ^ "Steel Glossary". المعهد الأمريكي للحديد والصلب . تم استرجاعه في 30 يوليو 2006 .
  82. ^ "Steel Interchange". المعهد الأمريكي للإنشاءات الفولاذية. مؤرشف من الأصل في 22 ديسمبر 2007. تم الاسترجاع في 28 فبراير 2007 .
  83. ^ "خصائص فولاذ المراجينج". مؤرشف من الأصل في 25 فبراير 2009. استرجاع 19 يوليو 2009 .
  84. ^ تويدال، جيفري، محرر (1987). شيفيلد ستيل وأمريكا: قرن من الاستقلال التجاري والتكنولوجي . مطبعة جامعة كامبريدج. ص 57-62.
  85. ^ Bringas, John E. (2004). Handbook of Comparative World Steel Standards: Third Edition (PDF) (3rd. ed.). ASTM International. ص. 14. ISBN 0-8031-3362-6. تم أرشفة النسخة الأصلية (PDF) في 27 يناير 2007.
  86. ^ دليل البناء الفولاذي، الطبعة الثامنة، الطبعة الثانية المنقحة، المعهد الأمريكي للبناء الفولاذي، 1986، الفصل الأول، ص 1-5
  87. ^ Ochshorn, Jonathan (11 يونيو 2002). "الفولاذ في العمارة في القرن العشرين". موسوعة العمارة في القرن العشرين . تم استرجاعه في 26 أبريل 2010 .
  88. ^ فينابلز، جون د.؛ جيريفالكو، لويس أ.؛ باتيل، سي. كومار ن.؛ ماك كولوتش، آر إل؛ مارشانت، روجر إيريك؛ كوكيتش، ديان س. (2007). "علم المواد". الموسوعة البريطانية (الطبعة الإلكترونية).

فهرس

  • أشبي، مايكل ف .؛ جونز، ديفيد راينر هونكين (1992). مقدمة إلى البنى الدقيقة والمعالجة والتصميم . باتروورث-هاينمان.
  • باراكلو، كيه سي (1984). الفولاذ قبل بيسيمر . المجلد الأول، الفولاذ المنفوخ: ولادة صناعة. لندن: جمعية المعادن.
  • باراكلو، كيه سي (1984). الفولاذ قبل بيسيمر . المجلد الثاني، فولاذ البوتقة: نمو التكنولوجيا. لندن: جمعية المعادن.
  • بوجاييف، ك. كونوفالوف، Y.؛ بيشكوف، Y.؛ تريتياكوف، إي. سافين، إيفان ف. (2001). إنتاج الحديد والصلب. مجموعة مينيرفا. رقم ISBN 978-0-89499-109-7.
  • ديفيدسون، إتش آر إليس (1994). السيف في إنجلترا الأنجلوساكسونية: علم الآثار والأدب . وودبريدج، سوفولك: مطبعة بويديل. رقم ISBN 0-85115-355-0.
  • ديجارمو، إي. بول؛ بلاك، جيه تي؛ كوهسر، رونالد إيه. (2003). المواد والعمليات في التصنيع (الطبعة التاسعة). وايلي. رقم ISBN 0-471-65653-4.
  • فرويهان، آر جيه؛ واكيلين، ديفيد إتش. (1998). صنع وتشكيل ومعالجة الفولاذ (الطبعة الحادية عشرة). بيتسبرغ: مؤسسة أي إس إي ستيل. رقم ISBN 0-930767-03-9.
  • سميث، ويليام ف.؛ هاشمي، جواد (2006). أساسيات علوم وهندسة المواد (الطبعة الرابعة). ماكجرو هيل. رقم ISBN 0-07-295358-6.

قراءة إضافية

  • رويتر، مارك (2005). صناعة الفولاذ: سباروز بوينت وصعود وانهيار القوة الصناعية الأميركية. مطبعة جامعة إلينوي. رقم ISBN 978-0-252-07233-8.
  • بيرن، دنكان (1961). التاريخ الاقتصادي لصناعة الصلب، 1867-1939: دراسة في المنافسة. مطبعة جامعة كامبريدج. مؤرشف من الأصل في 26 يوليو 2012.
  • هاسيغاوا، هاروكييو (1996). صناعة الصلب في اليابان: مقارنة ببريطانيا. روتليدج. مؤرشف من الأصل في 18 أبريل 2012.
  • كار، جيه سي؛ تابلين، دبليو. (1962). تاريخ صناعة الصلب البريطانية. مطبعة جامعة هارفارد. مؤرشف من الأصل في 29 يوليو 2012.
  • سكامهورن، إتش لي (1992). الطاحونة والمناجم: صناعة التعدين والمناجم في القرن العشرين. مطبعة جامعة نبراسكا. مؤرشف من الأصل في 26 يوليو 2012.
  • Verein Deutscher Eisenhüttenleute، أد. (1992). الصلب: دليل لأبحاث المواد والهندسة . المجلد. 1: الأساسيات. برلين، هايدلبرغ / دوسلدورف: Springer-Verlag / Verlag Stahleisen. رقم ISBN 3-540-52968-3.
  • Verein Deutscher Eisenhüttenleute، أد. (1993). الصلب: دليل لأبحاث المواد والهندسة . المجلد. 2: التطبيقات. برلين، هايدلبرغ / دوسلدورف: Springer-Verlag / Verlag Stahleisen. رقم ISBN 3-540-54075-X.
  • فيرهوفن، جون د. (2007). علم المعادن لغير المتخصصين في علم المعادن. ASM International . ISBN 9781615030569.
  • وارن، كينيث (2001). صناعة الصلب الكبرى: القرن الأول لشركة الصلب الأمريكية، 1901-2001. مطبعة جامعة بيتسبرغ. مؤرشف من الأصل في 1 مايو 2010.
تحتوي ويكيميديا ​​كومنز على الوسائط المتعلقة بالفولاذ.
يحتوي موقع Wikiquote على اقتباسات متعلقة بـ Steel .
ابحث عن كلمة فولاذ في ويكاموس، القاموس الحر.
  • الموقع الرسمي للاتحاد العالمي للصلب (WorldSteel.org)
    • SteelUniversity.org – موارد تعليمية عبر الإنترنت حول الصلب، مبادرة من رابطة الصلب العالمية
  • قاعدة بيانات MATDAT لخصائص الفولاذ غير المخلوط والفولاذ منخفض السبائك والفولاذ عالي السبائك - تم الحصول عليها من نتائج منشورة لاختبار المواد
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Steel&oldid=1253892145"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate