Demir Vs Steel: Özelliklerin Karşılaştırılması
Demir ve çelik, her biri farklı uygulamalar için uygun hale getiren farklı özelliklere sahip olan dünyanın en yaygın kullanılan metallerinden ikisidir. Bazı benzerlikleri paylaşırken, aralarındaki temel farklılıklar bileşimlerine ve diğer unsurlarla etkileşime girme biçimlerine dayanmaktadır. Bu makalede, nasıl farklı olduklarını ve çeşitli uygulamalarda neden diğerine tercih edilebileceğini daha iyi anlamak için demir ve çeliğin özelliklerini karşılaştıracağız.
1. kompozisyon
Ütü: Fe kimyasal sembolü olan saf demir, doğal olarak meydana gelen metalik bir elementtir. Öncelikle demir atomlarından oluşur ve tipik olarak hematit ve manyetit gibi cevherlerde doğada bulunur. Saf demir nispeten yumuşaktır ve düşük gerilme mukavemetine sahiptir.
Çelik: Çelik, manganez, krom, nikel ve vanadyum gibi küçük miktarlarda diğer elementlerle birlikte tipik olarak ana alaşım elemanı olarak karbon içeren bir demir alaşımıdır. Karbon ilavesi (genellikle 0 arasında.
2. Güç ve dayanıklılık
Ütü: Saf demir çeliğe kıyasla nispeten yumuşaktır. Düşük gerilme mukavemetine sahiptir, yani kırılmadan önce çok fazla çekme veya germe kuvvetine dayanamaz. Bu, saf demirin çoğu yapısal uygulama için kendi başına uygun olmamasını sağlar.
Çelik: Çelik, karbon içeriği ve alaşım elemanları nedeniyle, saf demirden çok daha güçlü ve daha zordur. Çelikteki karbon, sertliğini arttıran demir karbür oluşturur. Çelik, tavlama, sertleştirme veya söndürme gibi ısıl işlem süreçleri ile daha da güçlendirilebilir, bu da inşaattan otomotiv üretimine kadar çok çeşitli endüstriyel kullanımlar için idealdir.
3. Korozyon direnci
Ütü: Demir, nem ve oksijene maruz kaldığında korozyona oldukça eğilimlidir, demir oksit veya pas oluşturur. Paslama işlemi metali zayıflatır ve zamanla performansını bozar.
Çelik: Çeliğin korozyona karşı direnci bileşimine bağlı olarak değişir. Örneğin karbon çeliği, saf demir gibi aşındırabilir. Bununla birlikte, krom içeren paslanmaz çelik gibi alaşım çelikler korozyona karşı oldukça dirençlidir. Paslanmaz çelik, yüzeyinde pas önleyen ve sert ortamlarda dayanıklılığını artıran koruyucu bir oksit tabakası oluşturur.
4. İşlenebilirlik
Ütü: Yumuşaklığı nedeniyle saf demir ile çalışmak nispeten kolaydır. Aşırı kuvvet gerektirmeden şekillendirilebilir, dövülebilir ve dövülebilir, bu da süs tasarımları veya basit araçlar gibi ürünler oluşturmaya uygun hale getirir. Bununla birlikte, düşük mukavemeti daha zorlu uygulamalarda kullanımını sınırlar.
Çelik: Çelik de oldukça uygulanabilir, ancak artan sertliği nedeniyle saf demir ile karşılaştırıldığında daha fazla şekillendirme çaba gerektirir. Çelik kaynaklanabilir, dövme ve işlenebilir, ancak işlenebilirlik seviyesi çelik türüne bağlıdır. Örneğin, yumuşak çelik (düşük karbonlu çelik), daha kırılgan olan yüksek karbonlu çelikten daha kolaydır.
5. süneklik ve dövülebilirlik
Ütü: Saf demir nispeten sünek (bir tel içine gerilebilir) ve dövülebilir (ince tabakalara dövülebilir), ancak çeliğin tokluğundan ve esnekliğinden yoksundur. Sonuç olarak, saf demir stres altında deforme olma veya kırılma olasılığı daha yüksektir.
Çelik: Çelik genellikle saf demirden, özellikle yüksek karbonlu çelikten daha az sünektir. Bununla birlikte, çeliğin sünekliği ve dövülebilirliği, karbon içeriği ve alaşım elemanları ayarlanarak kontrol edilebilir. Örneğin, yumuşak çelik oldukça sünek ve dövülebilir, bu da otomotiv ve inşaat endüstrilerinde olduğu gibi esneklik gerektiren uygulamalar için uygun hale getirir.
6. Maliyet ve Kullanılabilirlik
Ütü: Saf demir üretilmesi nispeten ucuzdur ve Dünya kabuğunda bol miktarda bulunur. Bununla birlikte, sınırlı mekanik özellikleri, birçok modern uygulama için uygun değildir, böylece genel talebini azaltır.
Çelik: Çelik, alaşım ve işlemenin ek maliyetleri nedeniyle saf demirden daha pahalıdır. Mevcut çelik türlerinin çeşitliliği (karbon çelik, paslanmaz çelik, alaşım çelik, vb.) Çeliğin, inşaattan havacılık ve yaygın olarak kullanılan bir malzeme haline getirerek çok çeşitli ihtiyaçlara uyacak şekilde üretilebileceği anlamına gelir.
7. Uygulamalar
Ütü: Saf demir, yumuşaklığı ve korozyona duyarlılığı nedeniyle modern uygulamalarda sınırlı kullanıma sahiptir. Bununla birlikte, elektrik bileşenleri (en saf haliyle) gibi bazı özel uygulamalarda ve motorlarda, borularda ve diğer endüstriyel ürünlerde yaygın olarak kullanılan dökme demir üretmek için bir temel malzeme olarak kullanılmaktadır.
Çelik: Çelik, üstün gücü, sertliği ve çok yönlülüğü nedeniyle sayısız uygulamada kullanılır. Binaların, köprülerin, gemilerin ve araçların inşasında ve makine, alet ve endüstriyel ekipman gibi ürünlerin üretiminde kullanılır. Paslanmaz çelik gibi özel çelikler, gıda endüstrisinde, tıbbi cihazlarda ve deniz ortamlarında olduğu gibi korozyon direncinin kritik olduğu uygulamalarda kullanılır.
8. Isı işlemi
Ütü: Saf demir, yaklaşık 1538 derecelik (2800 derece F) düşük bir erime noktasına sahiptir, ancak zaten nispeten yumuşak olduğu için mekanik özelliklerini iyileştirme açısından ısıl işlemden çok fazla fayda sağlamaz.
Çelik: Çelik, sertliğini, gücünü ve diğer özelliklerini iyileştirmek için çeşitli şekillerde ısıl işlem görebilir. Söndürme, temperleme ve tavlama gibi ısı işlemleri, çeliğin mikro yapısının hassas kontrolünü sağlar, bu da yapısal çelikten takım çeliğine kadar çok çeşitli kullanımlar için uygun hale getirir.
9. Çevresel etki
Ütü: Demir cevherinin çıkarılması ve işlenmesi, ormansızlaşma, habitat yıkımı ve kirlilik gibi önemli çevresel etkilere sahip olabilir. Bununla birlikte, demirin kendisi% 100 geri dönüştürülebilir ve çeşitli şekillerde yeniden kullanılabilir.
Çelik: Çelik üretimi enerji yoğundur, ancak demir gibi son derece geri dönüştürülebilir. Aslında, geri dönüşüm çeliği, hammaddelerden yeni çelik üretmeden daha az enerji gerektirir. Çelik endüstrisi, enerji tasarruflu teknolojiler ve geri dönüştürülmüş çelik kullanımı yoluyla çevresel ayak izini azaltmak için çalışıyor.
Sonuç: Demir ve çelik arasındaki temel farklılıklar
Hem demir hem de çelik modern dünyada temel malzemeler olsa da, özellikleri önemli ölçüde değişmektedir. Demir yumuşaktır, korozyona eğilimlidir ve güç ve dayanıklılık eksikliği nedeniyle uygulamalarında sınırlıdır. Öte yandan çelik, daha güçlü, daha çok yönlüdür ve alaşım elemanları ve ısı işlemlerinin eklenmesi yoluyla belirli uygulamalar için uyarlanabilir.
Steel'in gelişmiş özellikleri, inşaattan üretime kadar çoğu endüstriyel uygulamada tercih edilen malzeme haline getirir. Bununla birlikte, demir hala dökme demir ve bazı özel bileşenlerin üretiminde kritik bir rol oynamaktadır.
Özetle, demir ve çelik arasındaki temel farklılıklar bileşimlerinde, mukavemet, işlenebilirlik, korozyon direnci ve çok yönlülüklerinde yatmaktadır, çelik daha geniş bir uygulama için daha fazla güç ve dayanıklılık sunmaktadır.
