تفاوت فولاد و چدن چیست ؟هر یک از این فلزات چه کاربرد و ویژگی هایی دارند؟ اگر به اطراف خود نگاه کنید میبینید که اجسام فلزی زیادی نظیر ماشین ها لوازم خانه ها یا فلزاتی که در ساختمان ها مورد استفاده قرار می گیرند وجود دارند. هر کدام از این فلزات دارای جنس و آلیاژ متفاوتی می باشند. ممکن است جنس یکی از آنها فولاد و دیگری چدن یا آهنی باشد.
شاید در نگاه اول همه آنها فلز و از یک نوع به نظر برسند اما در واقع آنها فلزاتی با جنس های کاملاً متفاوت می باشند و به هیچ وجه با هم یکی نیستند .هر کدام از آنها خواص و ویژگی های متفاوتی دارند و قیمت آنها نیز با توجه به قیمت آهن و سایر عناصری که در آلیاژ آنها به کار برده شده است متفاوت میباشد. در ادامه این مقاله از آهن جم در مورد فولاد و چدن و مهمترین تفاوت فولاد و چدن صحبت خواهیم کرد. با ما همراه باشید.
دسترسی سریع به محتوای مقاله
| ویژگی | چدن | فولاد |
|---|---|---|
| ترکیب شیمیایی | بیشتر از ۲.۱% کربن دارد | کمتر از ۲.۱% کربن دارد |
| قابلیت شکل‌پذیری | به طور کلی شکننده و کمتر شکل‌پذیر است | انعطاف‌پذیر و قابل شکل‌دهی است |
| مقاومت کششی | معمولاً پایین‌تر از فولاد است | معمولاً بالاتر از چدن است |
| مقاومت در برابر سایش | دارای مقاومت بالایی در برابر سایش است | مقاومت متوسطی در برابر سایش دارد |
| خواص مغناطیسی | معمولاً غیرمغناطیسی است | معمولاً مغناطیسی است |
| کاربردها | ساخت لوله، قطعات موتور، و ابزارآلات | ساخت سازه‌ها، اتومبیل‌ها، و ماشین‌آلات |
| عملیات حرارتی | معمولاً کمتر تحت عملیات حرارتی قرار می‌گیرد | قابلیت عملیات حرارتی دارد |
| هزینه | معمولاً ارزان‌تر از فولاد است | معمولاً گران‌تر از چدن است |
| رنگ و ظاهر | رنگ تیره و مات دارد | معمولاً براق و روشن‌تر است |
| وزن | معمولاً سنگین‌تر است | معمولاً سبک‌تر است |
در ساخت آلیاژ های آهنی از فلز آهن وعنصر کربن و سایر عناصر آلیاژی برای بهبود خواص استفاده می شود. آهن خالص به خودی خود قابلیت استفاده و خواص مکانیکی مطلوبی ندارد. به همین دلیل عناصر دیگری همچون کربن به آن اضافه می شوند و میزان کربن و عناصر آلیاژی که به آن اضافه می گردد باعث ایجاد آلیاژهای متفاوت می شود .
فولاد و چدن هر دو نوعی از آلیاژهای فلزی هستند که در ادامه به تعریف آنها می پردازیم .آلیاژ ها به دو دسته آهنی و غیر آهنی تقسیم می شوند. آلیاژ های آهنی به دو دسته فولاد و چدن تقسیم می شوند.بیشترین تفاوت فولاد و چدن مربوط به آلیاژ و ترکیبات این دو فلز است. برای اطلاعات بیشتر می توانید مقاله آلیاژ چیست؟ را مطالعه کنید.
برای اینکه بدانیم فرق بین فولاد و چدن چیست ابتدا باید بدانیم که هرکدام دقیقاً چه ماده ای با چه آلیاژی هستند. فولاد پرکاربردترین نوع آلیاژهای آهنی می باشد. ممکن است در نظر عموم تصور شود که فولاد یک نوع فلز است اما در واقع فولاد ترکیبی از فلزات و یک نوع آلیاژ می باشد. در آلیاژ فولاد از ۰.۰۲ تا ۲ درصد کربن به آهن اضافه میشود و آلیاژ فولاد تولید می گردد .
محصولاتی که از فولاد ساخته می شوند را به وضوح در اطراف خود می بینیم. فولاد ها خود نیز به دو دسته فولاد کربنی و فولاد آلیاژی تقسیم می شوند. انواع فولاد کربنی نیز به سه دسته کربن پایین ،کربن متوسط و کربن بالا تقسیم می شوند. فولاد آلیاژی با آلیاژ بالا را فولاد زنگ نزن مینامند که حاوی ۱.۲ درصد کربن می باشد و در آلیاژ آن کروم وجود دارد که از خوردگی و پوسیدگی جلوگیری می کند.
فولاد ضد زنگ سطح براقی دارد اما فولادهای کربنی بسیار سخت تر از فولاد ضد زنگ هستند و سطح آنها مات می باشد. از فولاد انواع مقاطع فولادی تولید میشود که در ساختمان سازی و صنعت مصارف بسیار زیادی دارند. قیمت میلگرد و قیمت تیرآهن نیز تابع قیمت مواد اولیه آن یعنی فولاد ها می باشد.
تفاوت فولاد و چدن در آلیاژ آنها می باشد .شاید به نظر برسد که چدن نوعی از آهن خالص می باشد اما این طور نیست. چدن هم دقیقاً آلیاژی از آهن و کربن می باشد و تفاوت فولاد و چدن در میزان کربن آنها می باشد .در آلیاژ چدن در حدود ۲ تا ۴ درصد کربن استفاده شده است.
در حالی که در آلیاژ فولاد حدود ۲ درصد و کمتر کربن به کار برده می شود. همچنین در آلیاژ چدن مقداری سیلیسیوم هم وجود دارد. وجود عناصر آلیاژی مختلف بر رنگ و کیفیت چدن های تولید شده اثر گذار میباشد. از این رو چدن ها انواع مختلفی دارند که عبارتند از:
هرچه کربن در آلیاژهای آهنی بیشتر باشد محصول تولید شده سخت تر و شکننده تر است. چدن نیز به دلیل میزان کربن بیشتر نسبت به فولاد شکننده تر و سخت تر می باشد. چدن خاصیت رسانایی ضعیفی دارد و به همین دلیل گرما را برای مدت طولانی در خود حفظ می کند.
در ویدیو زیر همه چیز درباره آلیاژ چدن بیان شده است .
فرق فولاد و چدن در مواردی که در ادامه نام میبریم می باشد .فولاد و چدن از آلیاژهای آهنی بسیار پر استفاده در صنایع مختلف می باشند.در هر دوی این آلیاژ ها فلز پایه آهن می باشد و پس از اضافه شدن عناصر آلیاژی به دو ماده مجزا با خواص و کاربردهای متفاوت تبدیل می شوند.
تاثیر عناصر آلیاژی بر فولاد و و چدن کاملاً مشخص است و هر کدام از این عناصر ، ویژگی های خاص و متفاوتی را به ماده تولید شده اضافه می کنند .در ادامه تفاوت فولاد و چدن را بررسی می نماییم .
از اصلی ترین تفاوت فولاد و چدن تفاوت در درصد کربن در آلیاژ آنها می باشد. تمامی فولاد ها دارای حدود ۲ درصد و کمتر کربن در آلیاژ خود می باشند. اما میزان کربنی که در چدن وجود دارد حدود ۲ تا ۴ درصد می باشد. همچنین در آلیاژ چدن از عناصر آلیاژی همچون سیلیسیوم هم استفاده میشود.
تفاوت فولاد و چدن در ساختار ذرات آنها هم میباشد. کربنی که در فولاد استفاده میشود ساختار کاربید آهن دارد. اما شکل کربنی که در چدن مورد استفاده قرار می گیرد به صورت کاربید آهن، گرافیتی یا هر دوی آن ها می باشد.
یکی دیگر از تفاوت های مهم فولاد و چدن تفاوت قیمت آنها می باشد. با توجه به اینکه این دو ماده کاملاً مجزا هستند و کاربرد ویژگی های متفاوت هم دارند قیمت آنها نیز متفاوت میباشد. قیمت فولاد با توجه به کاربرد زیاد آن در صنعت و ساختمان سازی بیشتر از چدن می باشد. چدن علاوه بر اینکه نسبت به فولاد کم مصرف تر می باشد هزینه تولید کمتری دارد.
ریخته گری یعنی فلزات به حالت مذاب در می آیند و سپس در قالب های مخصوص ریخته میشوند تا جامد شود. قطعه جامدی که تولید میشود قطعه ریختگی نام دارد. از تفاوت فولاد و چدن در قابلیت ریخته گری آنها میباشد. چدن قابلیت ریخته گری بهتری نسبت به فولاد دارد. این ویژگی هم به علت تفاوت آلیاژ آنها میباشد.نقطه ذوب چدن کمتر از نقطه ذوب فولاد می باشد به همین دلیل به راحتی ذوب شده جریان یافته و قالب ها را پر میکند .
یکی دیگر از ویژگی‌های مثبت چدن نسبت به فولاد انقباض و کاهش حجم کمتر آن پس از انجماد و ریخته گری می باشد. این موضوع در ریخته گری اهمیت زیادی دارد. زیرا اگر قطعه تولید شده پس از انجماد تغییرات ابعادی زیادی داشته باشد دقت محصول نهایی را تحت تاثیر قرار می دهد.
از دیگر تفاوت فولاد و چدن تفاوت در شکل پذیری آنها میباشد .چدن با توجه به اینکه میزان کربن بیشتری دارد ترد از فولاد میباشد و شکننده تر است .رشد ترک ها در سطح چدن به راحتی و با سرعت زیادی رخ می دهد. البته انواعی از چدن وجود دارند که شکل پذیری مطلوب تری دارند.
برای بسیاری سوال است چدن محکم تر است یا فولاد ؟ همان طور که گفته شد هر چه که میزان کربن در آلیاژ های آهنی بیشتر باشد محصول تولید شده سخت تر و شکننده تر است. پس چدن که میزان کربن بیشتری دارد سختی و استحکام بیشتری نسبت به فولاد دارد. به همین دلیل چدن به علت سختی بالا و ترد و شکننده بودن برای سوراخکاری و مته کاری مناسب نیست .
یکی از راه‌های تشخیص چدن از فولاد ایجاد خراش بر روی آن می باشد. زمانی که بر روی چدن خراش ایجاد کنیم پودری از چدن تولید میشود در حالی که وقتی روی فولاد خراش ایجاد کنید تراشه تولید می شود. این نشان می دهد که فولاد نسبت به چدن نرم تر است.
به طور کلی تمامی محصولات فلزی که در آلیاژ آنها آهن استفاده شود مستعد خوردگی می باشند. و در محیط های مرطوب دچار زنگ زدگی میشوند. از بین بردن زنگ زدگی فلزات راهکار هایی دارد اما بهتر است فلز دچار پوسیدگی نشود.فولاد و چدن نیز فلزاتی هستند که با پایه آهن ساخته شده اند. با توجه به ترکیب آلیاژهای فولاد و چدن مقاومت به خوردگی در فولاد ها بیشتر از چدن می باشد.
اگر عناصری همچون کروم و نیکل در آلیاژهای آهنی مورد استفاده قرار گیرد، مقاومت به خوردگی این فلزات افزایش می یابد. به فولاد هایی که این عناصر در آلیاژ آنها استفاده شده است فولاد زنگ نزن یا استیل گفته می شود.
از دیگر تفاوت فولاد و چدن تفاوت در کاربرد این فلزات می باشد .فولاد با توجه به آلیاژ و خواصی که دارد بسیار پرمصرف تر از چدن میباشد. انواع مقاطع فولادی همچون میلگرد، تیرآهن، نبشی و ناودانی، انواع لوله و انواع ورق از فولاد تولید میشوند و در ساختمان سازی و صنعت بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. چدن بیشتر در تولید لوله ها ،قطعات مورد نیاز در صنعت خودرو سازی مانند جعبه گیریبکس، بلوک سیلندر و سر سیلندر کاربرد دارد.
محاسبه وزن لوله با توجه به چگالی انجام میشود .چگالی فولاد و چدن تفاوت ناچیزی باهم دارند.در محاسبه وزن ورق و سایر محصولات فولادی هم باید چگالی فلز در نظر گرفته شود.
چدن و فولاد علاوه بر تفاوت های ذکر شده در نقطه ذوب نیز تفاوت دارند.به طور کلی ترکیبات یک آلیاژ نقطه ذوب آن را تغییر می‌دهند. چدن ها انواع مختلفی دارند که ترکیب آلیاژ آنها متفاوت میباشد و در هر نوع ، نقطه ذوب با توجه به عناصر آلیاژی در ترکیب آن متفاوت است .مثلا چدن خاکستری نقطه ذوب ۱۱۲۷ تا ۱۲۰۴ درجه سانتی گراد دارد و چدن داکتیل نقطه ذوب ۱۱۵۰ دارد.
نقطه ذوب فولاد ها هم با توجه به ترکیبات و گرید آنها متفاوت است .مثلا نقطه ذوب نیکل ۱۴۵۳ و نقطه ذوب کروم ۱۸۹۰ و نقطه ذوب آهن خالص ۱۵۳۵ درجه است .با توجه به تفاوت نقطه ذوب عناصر آلیاژی که در چدن و فولاد استفاده میشود ، نقطه ذوب چدن و فولاد با توجه به نوع و مقدار عناصر آلیاژی متفاوت خواهد بود .
مثلا نقطه ذوب فولاد ck45 بین ۱۳۸۰ تا ۱۵۴۰ درجه سانتی گراد است یا نقطه ذوب فولاد زنگ نزن گرید ۳۰۴ (استیل ۳۰۴) حدود ۱۴۵۰ درجه سانتی گراد است .
فولاد و چدن هر دو نوعی آلیاژ هستند که از آهن خالص با کربن و برخی عناصر آلیاژی ترکیب شده اند.فقط درصد کربن در این دو آلیاژ متفاوت است .فولاد کربن کمتر و چدن کربن بیشتری دارد.فولاد از معروف ترین آلیاژ ها میباشد که بسیاری از صنایع و حتی زندگی ما کاربرد دارد .
از فولاد در ساختمان سازی ،صنعت خودرو سازی،تولید دستگاه های تولیدی و قطعات آنها،در صنایع هوا و فضا ،کشتی سازی و بسیاری از صنایع استفاده میشود. از طرفی بسیاری از وسایل که در اطراف ما قرار دارد از جنس فولاد هستند. درب و پنجره منازل ،مصالح ساختمان سازی ،میز و صندلی ،خودرو ها ،برخی ظروف آشپزخانه و … همگی از فولاد ساخته شده اند.
چدن در زندگی ما کاربرد های کمتری دارد.به طور کل چدن به علت کربن بیشتر خاصیت شکنندگی دارد و به همین دلیل موارد مصرف آن محدود است. در اطراف ما ظروف آشپزخانه مثل قابلمه و برخی وسایل خاص از جنس چدن هستند.
سخن پایانی
در این مطلب در مورد تفاوت فولاد و چدن صحبت کردیم. مهمترین تفاوت فولاد و چدن در میزان کربن به کار رفته در آلیاژ آنها می باشد که به دنبال آن سایر تفاوت ها در کاربرد و ویژگی های آن ها ایجاد می شو.د فولاد و چدن از لحاظ شکل ظاهری، قیمت، انعطاف‌پذیری و بسیاری ویژگی های دیگر متفاوت می باشند .قیمت انواع مقاطع فولادی همچون قیمت نبشی و قیمت میلگرد ۱۴ را می توانید از بازرگانی آهن جم دریافت نمایید .
برای دریافت قیمت تمامی محصولات فولادی با کارشناسان فروش آهن جم با شماره تماس بگیرید و پیش فاکتور خود را دریافت نمایید.
مقاله از آهن جم _ahanjam.com
نظرات
سوال یا نظر شما
شما میتوانید نظر یا سوال خود را برای کامنت کنید.نظرات ارسال شده
مجید
یه سوال داشتم: چرا چدن با اینکه سخت‌تره، ولی راحت‌تر از فولاد می‌شکنه؟ یعنی سختی بیشتر باعث شکنندگی میشه؟ اگه ممکنه یه کم بیشتر در مورد ساختار داخلی این دو آلیاژ توضیح بدین.
آهن جم
خشک تر از فولاد هست
هراتی
در صنعت خودروسازی برای ساخت بلوک سیلندر از چدن استفاده میشه. دلیلش چیه؟ آیا به خاطر مقاومت حرارتی یا ویژگی‌های دیگه‌ست؟ ممنون میشم اگه توضیح بدین
emadi
سلام. من قصد دارم یه کارگاه تولید قطعات فلزی راه‌اندازی کنم. از نظر هزینه‌های تولید و ماشین‌کاری، کار با چدن به‌صرفه‌تره یا فولاد؟
آهن جم
سلام و درود
قطعات باید با آلیاژ مورد نظر تولید شوند انتخاب آلیاژ دلخواه نیست