کاربرد آهن در صنایع

 آهن در صنایع

تاریخچه آهن و فولاد نشان می‌دهد که فلز آهن از قیمت کمی‌ برخوردار است زیرا می‌توان این فلز را به وفور به دست آورد و برای به دست آوردن آن مشکلی ایجاد نمی‌شود و به راحتی می‌توان آن را به دست آورد.
یکی دیگر از کاربردهای آهن مقاومتی است که در این فلز آهن وجود دارد، این مقاومت باعث شده است که در صنعت‌های مهمی‌ مانند اتومبیل سازی از این فلز استفاده شود.
بنابراین بدنه اتومبیل‌ها باید از استحکام بسیار بالایی برخوردار باشد، بنابراین می‌توان گفت این فلز در این صنعت توانسته است به خوبی خودی نشان دهد زیرا سالیان سال است که با پیدایش این صنعت ماده اولیه‌‌‌ای که برای بدنه اتومبیل از آن استفاده می‌شده است فلز آهن بوده است به دلیل استحکام بسیار بالایی که داشته است.
نوع‌هایی که برای آهن وجود دارد بسیار زیاد است یکی از آن‌ها فولاد است که این نوع از آهن نیز در صنعت بسیار پر کاربرد است و از آن برای کار‌های زیادی استفاده می‌شود.
در صنعت چدن نیز از آهن استفاده می‌شود و کاربرد‌های زیادی برای این صنعت می‌تواند داشته باشد که برای این که محصول خوبی از چدن به دست بیاید باید در ترکیبات آن با آهن مواردی را مورد تغییر قرار داد.

مشخصات عنصر آهن

پیش از ورود به مبحث موارد مصرف و کاربرد آهن، لازم است که مروری بر ماهیت این عنصر داشته باشیم. لازم به ذکر است که آهن، یک عنصر شیمیایی است که به جدول تناوبی تعلق دارد. این عنصر در گروه ۸ جدول تناوبی قرار داشته و با نماد Fe نشان داده می شود، عدد اتمی آن ۲۶ و جرم اتمی آن برابر با ۵۵.۸۴۷ u است. لازم به ذکر است که این عنصر چهارمین عنصر فراوان روی زمین است که ۵ درصد کل آن را تشکیل می‌دهد. در جرم سیاره‌ای نیز آهن فراوان‌ترین عنصر به شمار می‌آید. زیرا در هسته سیاره، بیشترین جرم آهن بومی متمرکز را (معادل ۷۰ درصد) دارا می‌باشد. هسته سیاره اساسا از نیکل و آهن تشکیل شده است و با حرکت خود میدان مغناطیسی تولید می‌کند. برای دیدن اطلاعاتی در مورد مشخصات مهم فلز آهن روی لینک بزنید.

موارد مصرف آهن

صنعت آهن بعنوان یکی از مهمترین صنایع مادر، در صنایع مختلف از اهمیت بالایی برخوردار است. زیرا یکی از سخت‌ترین فلزات مورد استفاده در جهان است. به لطف آهن خالص می‌توان آلیاژهای مختلفی مانند فولاد و بسیاری از آلیاژهای دیگر را بدست آورد. استفاده از آهن در ساخت منازل یا ساختمان‌ها تضمینی در مقاومت این سازه‌ها به شمار می‌آید. در ادامه به برخی از مهمترین موارد مصرف آهن اشاره می‌شود:

آهن یک فلز چکش خوار است که با آن می‌توان انواع ابزار و اجسام با درجه سختی متفاوت ایجاد کرد. برخی از کاربردهای آهن در صنعت ساختمان عبارتند از: تیرآهن، ستون، تیر، رکاب، صفحه، ورق فلزی و لوله.
آهن همچنین در بخش‌های دیگری مانند صنعت دریایی و هوانوردی و همچنین صنایع خودروسازی استفاده می‌شود. به عبارتی، این عنصر به مقدار زیاد در این صنایع استفاده می‌شود.
آهن برای ایجاد سازه‌های مختلف مانند میله‌های پنجره‌ها و درها، تکیه‌گاه‌ها یا قفسه‌ها و غیره مفید است. همچنین در پله‌ها، مبلمان، ست‌های ناهار خوری مانند میز یا صندلی، پایه‌های این موارد و ظروف مختلف، از آهن استفاده می‌شود.
یکی دیگر از موارد مصرف یا کاربرد آهن آلات مربوط به ساخت ماشین آلات صنعتی مختلف همچون لیفتراک‌ها می‌باشد.
آهن به غیر از محیط شهری در مناطق روستایی نیز کاربرد دارد. به عنوان مثال، مزارع را می‌توان با سازه‌های سیمی تقسیم بندی نمود. لازم به ذکر است که این سازه‌های سیمی از آهن که تضمینی برای مقاومت و دوام نرده‌‎ها می‌باشد، ساخته می‌شوند.
 

کاربرد آهن در صنایع مختلف چیست؟

در ادامه به برخی از مهمترین موارد کاربرد آهن در صنایع مختلف پرداخته می‌شود:

صنعت ساخت و ساز

یکی از مهمترین موارد کاربرد آهن مربوط به صنعت ساخت و ساز است. به طور کلی، آهن یکی از پرمصرف ترین فلزات در جهان است. این فلز، کاربردهای زیادی در صنعت ساختمان دارد. از آن برای ساخت مقاطع فولادی استفاده می شود.

به عنوان مثال، از آهن برای ساخت ابزار و مصالح ساختمانی استفاده می‌شود. در ابتدا از فلز آهن تنها برای تزئین استفاده می‌گشت تا برای چیدمان سازه‌ها! با این حال، امروزه صنعت ساخت و ساز تکامل یافته است و موادی مانند میخ و لولا با استفاده از فلزاتی مانند آهن ساخته می‌شوند.

به بیانی دیگر، آهن رایج ترین فلزی است که در حوزه ساختمان استفاده می‌شود، زیرا قیمت ارزانی دارد.

همچنین آهن در مقایسه با سایر فلزات به طور گسترده در دسترس است و از این رو آن را به بهترین گزینه برای صنایع ساخت و ساز تبدیل می‌کند. در همین راستا، بسیاری از ساختمان‌ها در سراسر جهان با کمک میلگرد آهنی ساخته می‌شوند. این میلگردهای آهنی عمدتا برای پشتیبانی سازه و همچون پروفیل درب و پنجره در ساخت سایر مصالح ساختمانی مانند درب و پنجره استفاده می‌شوند.

در حوزه ساخت و ساز، در نظر داشته باشید که از آهن نه تنها برای ساخت و ساز ساختمان بلکه در ساخت پل نیز استفاده می‌شود. مثلا تیرآهن ۱۴ اصفهان نیز از موارد پرکاربرد ساختمانی است.

کاربرد آهن در صنعت لوازم خانگی

از دیگر موارد کاربرد آهن، می‌توان به استفاده از آن در صنعت لوازم خانگی اشاره کرد. از این فلز برای ساخت لوازم خانگی مانند ظروف، تابه، قاشق، ماشین ظرفشویی و اجاق‌های پخت و پز بسیار استفاده می‌شود.

معمولا در این موارد از انواع ورق فولادی استفاده می گردد. در این صنعت، آهن به دلیل در دسترس بودن فراوان و همچنین مقاومت بالای آن در برابر زنگ زدگی ، نسبت به فلزات دیگر ترجیح داده می‌شود. علاوه بر این، قالب گیری فلز آهن به اشکال مختلف، نسبت به بسیاری از فلزات دیگر آسان‌تر است.

مصارف آهن در صنعت کشاورزی

صنعت کشاورزی از دیگر صنایع شناخته شده در کاربرد آهن محسوب می‌شود. آهن عنصر مهمی در تولید آمونیاک است. تولید آمونیاک به فرآیند هابر نیز معروف است. این فرایند شامل ترکیب هیدروژن و نیتروژن و استفاده از آهن به عنوان کاتالیزور می‌باشد.

هیدروژن بیشتر از گاز طبیعی و نیتروژن از هوا به دست می‌آید. لازم به ذکر است که آمونیاک برای تولید کود در بخش کشاورزی بسیار مهم است. استفاده از آهن قراضه می تواند در تولید این محصولات مورد استفاده قرار بگیرد.

صنایع ساخت آهنربا

از آهن در ساخت آهن ربا نیز استفاده می‌شود. آهن یا مگنتیت یک آهنربای دائمی طبیعی است. برای ساخت آهنربای طبیعی با استفاده از مواد دیگر، باید آنها را در معرض نیروی مغناطیسی قوی قرار دهید. چنین موادی به عنوان آهنرباهای دائمی طبقه بندی می‌شوند، اگرچه خواص مغناطیسی آنها ممکن است در طول زمان تغییر کند.

کاربرد آهن در صنایع ساخت ابزارهای برش

آهن پس از آلومینیوم فراوان ترین فلز در جهان است. در واقع، پوسته زمین از حدود ۵ درصد آهن تشکیل شده است. در حال حاضر از آهن برای ساخت ابزارهای برش قوی و سایر وسایل استفاده می‌شود. در گذشته، ابزارهای اولیه مانند چکش، چاقو و شمشیر با استفاده از آهن ساخته می شدند. امروزه نیز بسیاری از ابزارهای دیگر مانند اسکنه یا پتک از آهن ساخته می‌شوند. این فلز جزء سودآورترین فلزات محسوب می شود.

صنعت دوچرخه‌سازی

از دیگر موارد کاربرد آهن می‌توان به استفاده از آن در صنعت دوچرخه سازی اشاره کرد. زنجیر دوچرخه، وظیفه انتقال نیرو از پدال‌ها به چرخ را بر عهده دارند. وجود آهن، زنجیر دوچرخه را قادر می‌سازد تا حرکت را راه‌اندازی یا تقویت کند.

قالب گیری فلز آهن به هر شکلی آسان است و به همین دلیل است که بسیاری از تولیدکنندگان دوچرخه ترجیح می‌دهند از این عنصر برای ساخت زنجیر استفاده کنند. ار آنجایی که آهن به راحتی زنگ می‌زند، باید با فلزات دیگر ترکیب شود. برای جلوگیری از زنگ زدن زنجیر دوچرخه خود، باید بیشتر آن را روغن کاری کنید. آهن در خودروسازی نیز بسیار کاربردی است.

مصارف آهن در صنعت برق

دکل‌ها یکی از مهم‌ترین سازه‌ها در حوزه انتقال برق هستند. از آهن می‌توان برای ساخت دکل‌های برق که الکتریسیته را در فواصل بزرگتر منتقل می‌کنند، استفاده کرد. هر چند برای این منظور می‌توان از فلزات دیگری مانند آلومینیوم نیز استفاده کرد، با این حال آهن ارزان بوده و به طور گسترده در دسترس است. این ویژگی‌ها آهن را به یکی از بهترین مواد برای ساخت دکل تبدیل کرده است. با توجه به خصوصیات فنی این فلز در مورد جوشکاری فلزات آهنی نیز قوانینی وجود دارد که می توانید در لینک آن ها را بخوانید.

صنعت هواپیما

بسیاری از قسمت‌های هواپیما با استفاده از آهن ساخته می‌شوند. آهن یکی از رایج‌ترین فلزات در جهان است. بنابراین سخت است که استفاده آهن را در صنعت حمل و نقل مانند اتومبیل، کشتی و هواپیما نادیده بگیرید! آهن بسیار ارزان است و می‌توان از طریق ترکیب آن با سایر عناصر، فلزی را ایجاد کرد که فقط دارای خواص مورد نظر باشد!

صنعت ریلی و صنایع تولید فولاد

از دیگر موارد کاربرد آهن، می‌توان به استفاده از آن در صنعت ریلی اشاره کرد. ریل‌ها بیشتر از فولاد از بسیاری از فلزات از جمله آهن ساخته شده‌اند. البته استفاده از آهن به تنهایی برای ساخت ریل نمی‌تواند به اندازه کافی دوام داشته باشد. با این حال، بسیاری از سازه‌های دیگر راه آهن را می‌توان با استفاده از آهن ساخت. حتی خود قطار دارای قطعات بسیار زیادی است که از آهن ساخته شده است. یکی از  این کاربردها را می توان ترن هوایی نام برد.