تفاوت آهن و فولاد چیست؟ چه عواملی سبب استفاده فراوان از فولاد شده است؟ مهم ترین فرق آهن و فولاد از تولید تا کاربرد چیست؟ تشخیص فولاد از آهن چگونه ممکن است؟ آهن و فولاد اغلب ممکن است با یکدیگر اشتباه گرفته شوند. بااین‌حال، تفاوت‌های اساسی بین این دو ماده وجود دارد. عواملی مانند استحکام، دوام، خوردگی، هزینه، تطبیق‌پذیری و پایداری از مهم ترین تفاوت های آهن و فولاد است. این تفاوت‌ها از ترکیب شیمیایی و مشخصات آنها ناشی می‌شود.
مهم ترین تفاوت آهن و فولاد
فولاد، آلیاژی است که از عناصری مانند آهن و کربن تشکیل شده است؛ اما آهن عنصر خالصی است که در پوسته زمین به‌وفور یافت می‌شود. آهن درواقع فلز پایه‌ای است که در فولاد‌سازی استفاده می‌شود و به استحکام کلی فولاد کمک می‌کند. در زمان‌های قدیم، به‌طورمعمول از آهن به‌صورت نوردی و یا از چدن استفاده می‌شد که با وقوع انقلاب صنعتی، فولاد جایگزین آنها شد. استحکام و مزیت اقتصادی فولاد بر آهن، عصر جدیدی از ساخت ساختمان را آغاز کرد.
باوجوداینکه فولادها، آلیاژهایی از خانواده آهن هستند، اما وجود عناصر آلیاژی متنوع در ترکیب شیمیایی فولاد، آنها را از بسیاری از جنبه‌ها برتر از آهن کرده است. این برتری منجر به کاربرد گسترده‌تر انواع فولاد نسبت به آهن شده است. مهم ترین تفاوت آهن و فولاد عبارت‌اند از:
- استحکام
- وزن و چگالی
- دوام و پایداری
- خوردگی و زنگ‌زدگی
- هزینه
- تطبیق‌پذیری
- قابلیت بازیافت
تفاوت آهن و فولاد
تفاوت فولاد و آهن از نظر استحکام و وزن
فولاد از نظر استحکام بی‌نظیر است. از آهن قوی‌تر است و چگالی پایین‌تری دارد. با توجه به این استحکام و تنوع، فولاد در پروژه‌های ساختمانی بسیار محبوب است. هنگامی‌که فولاد در اواسط قرن نوزدهم به تولید گسترده رسید، به‌عنوان مصالح اصلی در ساختمان‌سازی جایگزین آهن شد.
فولاد به دلیل استحکام فوق‌العاده‌ای که دارد در پروژه‌هایی مانند ساختمان‌سازی و خطوط راه‌آهن بسیار مفید است. این نوع پروژه‌ها به چکش‌خواری که فولاد ارائه می‌دهد نیاز دارند. فولاد همچنین استعداد بالاتری برای تحمل بارهای کششی دارد. استحکام و وزن فولاد بیانگر این است که احتمال پیچ‌خوردگی، تغییر شکل یا خم شدن آن وجود ندارد.
تفاوت آهن و فولاد از نظر دوام
وقتی به دنبال ساختن سازه‌ای هستید که در برابر زمان و عناصر مقاومت کند، فولاد بهترین گزینه است. فولاد سازه‌ای می‌تواند نیرو و گرمای شدید را تحمل کند. این بدان معناست که می‌تواند در برابر آتش و سایر عناصر مانند باد و باران مقاومت بالایی از خود نشان دهد. فولاد کمتر از آهن در معرض خوردگی قرار می‌گیرد. این ویژگی درنهایت بر یکپارچگی یک پروژه ساختمانی تأثیر می‌گذارد.
با توجه به ماهیت چندمنظوره فولاد، این ماده به‌عنوان یکی از مقاوم‌ترین مصالح مورداستفاده در ساختمان در نظر گرفته می‌شود. فولاد دچار ترک‌خوردگی، پیچ‌خوردگی، شکاف و پوسیدگی نمی‌شود. آهن نمی‌تواند با این ویژگی‌ها مطابقت داشته باشد. دوام فولاد یکی از دلایل اصلی موردتوجه قرار گرفتن آن در پروژه‌های ساختمانی نسبت به آهن است. فولاد همچنین برای تولید بخش‌هایی مانند انواع تیر و مقاطع ساده مناسب است.
مقاومت به خوردگی، یکی از مهم ترین تفاوت های آهن و فولاد
خوردگی یک فرآیند طبیعی است که ترکیب فلز را از طریق اکسیداسیون شیمیایی تغییر می‌دهد. اکسیداسیون منجر به زنگ‌زدگی فلز و تبدیل رنگ آن به نارنجی یا قهوه‌ای می‌شود. فولاد در برابر خوردگی بسیار بیشتر از آهن مقاوم است و این یکی دیگر از مهم ترین تفاوت های آهن و فولاد است.
آهن مستعد اکسیداسیون و درنتیجه زنگ‌زدگی است. درحالی‌که آب و سایر عوامل ممکن است بر ماهیت فولاد تأثیر بگذارند اما اقداماتی وجود دارد که میتوان برای کاهش این خطر و افزایش مقاومت فولاد انجام داد. فولاد می‌تواند توسط اعمال پوشش‌هایی در سطح آن مانند رنگ و اسپری، تحت محافظت قرار گیرد. با زنگ زدایی آهن در این لینک آشنا شوید.
هزینه
در بیشتر موارد، فولاد سازه‌ای نسبت به آهن برای استفاده در ساختمان مقرون به‌صرفه‌تر است. تولید انبوه فولاد از زمان انقلاب صنعتی، این ماده را از نظر اقتصادی، به ماده‌ای به‌صرفه تبدیل کرده است. افزایش تولید در صنعت فولاد طی 30 سال گذشته نیز به مقرون‌به‌صرفه بودن آن کمک کرده است.
فولاد از نظر ساختاری سبک‌تر از آهن است. این امر تأثیر زیادی بر هزینه‌های کلی ساختمان در حین ساخت دارد. تولید فولاد نیز فرآیندی ارزان‌تر از آهن در نظر گرفته می‌شود. گرید فولاد نیز بر قیمت آن تأثیر می‌گذارد. بنابراین، گریدهای دارای خواص بهتر، قیمت به‌مراتب بیشتری هم دارند. آلیاژهای دیگر آهن مانند چدن، نیاز به افزایش سطح تولید دارند و این بدان معناست که هزینه تهیه آنها بیشتر است.
تطبیق پذیری
وقتی از فولاد در ساختمان استفاده می‌شود، انعطاف‌پذیری و خلاقیت را فراهم می‌آورد. فولاد را میتوان با توجه به نیازهای هر پروژه خم کرد و شکل داد. به همین دلیل است که فولاد برای تولید اشکال پیچیده مانند قطعات مقطع توخالی استفاده می‌شود. معماران به‌طور فزاینده‌ای به فولاد به دلیل ویژگی منحصربه‌فرد آن در طراحی تکیه می‌کنند.
آهن اغلب برای استفاده در شکل خالص بسیار نرم است. هنگامی‌که به‌صورت آلیاژ درآید و با کربن مخلوط شود، تطبیق‌پذیری آن افزایش می‌یابد. آهن در دوران ویکتوریا، یک انتخاب محبوب برای معماران بود زیرا می‌توانست قالب‌های پیچیده را پر کند. این امر منجر به تولید بسیاری از وسایل تزئینی کلاسیک شد که امروزه نیز می‌بینیم. درحالی‌که آهن اشیاء تزئینی فوق‌العاده‌ای را در معماری ایجاد می‌کند، اما در مورد ساخت‌وساز چندان متنوع نیست.
تفاوت آهن و فولاد از نظر قابلیت بازیافت
آهن و فولاد هر دو قابلیت بازیافت را دارند. فولاد سازه‌ای درواقع 100 درصد قابل بازیافت است و یکی از پایدارترین مصالح مورداستفاده در صنعت ساختمان است. فولاد را میتوان بارها و بارها بازیافت کرد آن‌هم بدون اینکه دوام و پایداری خود را از دست بدهد. فولاد به دلیل ماندگاری خوب، جایگزین مناسبی برای آهن از منظر حفاظت از محیط‌زیست است. درحالی‌که آهن به‌طور کامل قابل بازیافت است، اما بر فرآیند تولید پرمصرف متکی است. از سوی دیگر، مصرف انرژی در تولید فولاد در 30 سال گذشته به میزان قابل‌توجهی کاهش یافته است. این روند با کاهش میزان کربن در صنعت فولاد ادامه دارد.
سؤالات متداول
1- تفاوت فولاد و آهن چیست؟
این دو ماده از نظر وزن، استحکام، دوام، مقاومت به خوردگی، هزینه و غیره متفاوت از یکدیگر هستند.
2- چگونه میتوان آهن را از فولاد تشخیص داد؟
مهمترین روش تشخیص فولاد از آهن، توجه به رنگ و همچنین خواص مکانیکی آنها است. آهن به رنگ خاکستری تیره بوده ولی رنگ فولاد روشنتر است و خواص مکانیکی آهن ازجمله استحکام و شکلپذیری، کمتر از فولاد است و برای استفاده از آن باید مواد متفاوتی به آن اضافه شود.