ما هو الحديد؟

في البداية كان هناك الحديد الخام

الحديد احد أنواع المعادن الشائعة في القشرة الأرضية، ويمكن أن يوجد في كل مكان متحدا في عناصر أخرىعلى شكل خام. في أوروبا يعود تاريخ استخدام الحديد إلى 1700 قبل الميلاد. 

منذ عهد الحيثيين إلى نهاية القرون الوسطى ظل تحضير الحديد كما هو. ولقدكانت طريقة الصنع تتم باستبدال طبقات من الخام والفحم، يتم تسخينها للحصول على كتلةمن الخام المنصهر، والتي تكون ضرورية للقطع، بينما يسخن لكي تتم إزالة الشوائب،ولذلك يتم الحصول على الحديد الخام الذي يكون جاهزا للاستخدام. ولقد وصلت كميةالحديد في العصور الوسطي من 50 إلى 60 كيلو جرام. 

وكميات أقل منالفولاذ(الحديد الغني بالكربون)، الذي تم صنعه منذ البداية، ولقد أتضح أن هذهالمادة أصلب وأكثر مقاومة.

تتم عملية تشكيل الحديد في مكان يبعد خطوات منالموقد الذي يتم فيه تحضير الحديد. في الأصل يكون هناك حفرة في داخل الأرض تكونبمثابة الفرن.حديد الزهر:شهد القرن الخامس عشر إقامة أول مواقد لصهر الحديد، التي يتراوحارتفاعها ما بين 4 إلى 6 أمتار، نتج عنها اكتشاف هائل للمعدن الحديدي السائل ويلقبحديد الزهر(الصلب)، والذي يستخدم لتصنيع الأنواع التالية: أواني الطبخ، المدافع،الأنابيب....الخ. 

يتيح حديد الزهر(الصلب) الإنتاج بكميات من خلال استخدامالتقنية الحديثة "يسخن خام الحديد الصلب، ويعَرض للهواء، مما يجعل الكربون داخلالحديد يحترق، ويسيل الحديد على شكل نقط مشكلا كتلة من الحديد المنصهر. وأخيرا ينتجالفولاذ.في عام 1786، عرف علماء فرنسا الثلاث (مونج، فاندر، وارمونة) طبيعةالعلاقة بين الحديد، والحديد الصلب، والفولاذ ودور الكربون في تحضير هذه الموادوخواصها، مع ذلك لم يكن ظاهرا حتى تم ظهور الاختراعات العظيمة في القرن التاسع عشروأصبح أكثر المعادن أهمية في عهد الثورة الصناعية.

هناك نوعان من الحديد،فولاذ مخلوط بمعدن عالي الجودة وبمعدن أدنى مستوى، وفولاذ غير مخلوط(عناصر كيميائيةغير الكربون، تضاف للحديد متوافقة مع أدنى محتوى متغير لكل)، مثالا لذلك 0.50% سيليكون، 0.80% سيدوم متعدد، 10.5% كروم. لذلك فان الاشابة في 7% من الكروم و 8% منالنيكل، تستخدم لإنتاج الفولاذ الذي لا يصدأ، لهذا السبب لا يوجد نوع واحد يليأنواع متعددة من الفولاذ. حاليا هناك أكثر من 300 مستوى محدد(تركيبات كيميائية) لاتفي هذه الأنواع لمقابلة الطلب، كلها تساهم لجعل الفولاذ أكثر ملاءمة لمقابلةالتحديات في المستقبل.كيف يصنع الحديد؟عملية تحويل الحديد تتكون من ثلاث مراحل، من المادة الخام إلى الفولاذالمنصهر، العرض النهائي.1من معادن خام الى حديد منصهر 
الهدف النهائي: لضبط مكونانالحديد الكيميائية 
عمليتين: الحديد الخام والخردة2من حديد منصهر الى شبه منتج نهائي 
عمليتين:الصب المستمروالصب بالقالب3من شبه منتج نهائي الى منتج نهائي: تشكيله وأبعاده 
بواسطةلفه، ويتبع ذلك عدة عمليات تشكيلية مختلفة. 
مجموعتان منمنتجات الحديد : منتجات طويلة(قضبان، أسلاك،حزم.....) و مسطحة (رقائق، ألواح، لفائف......)ي أي شيء يستخدم الحديد؟
في قطاع المحركات

هذا القطاع هو القطاع الثاني في سوقالحديد بعد الصناعة. يستخدم الفولاذ في الهيكل الخارجي للسيارة، أجزاء المحرك،أجهزة الاستنفاذ، القيادة والنقل، الأحزمة الفولاذية للإطارات وغيرها، من 55 إلى75% من وزن السيارة.للاستخدامات اليومية (العلب- الأواني- الأوعية....الخ.)تصنع كثير من أدوات التعبئة باستخدام ألواح الحديد التي تغطي الجانبين بطبقةرقيقة من القصدير، حتى تكون ثابتة، عموما تعرف اليوم بلوح القصدير. هذا النوع منالحديد يعرف بالحديد الأبيض من وقت طويل، والسبب هو بياض القصدير. يصَنع حديدالتعبئة في علب الأغذية والمشروبات، إضافة إلى دهانات الرش وأقلام أحمر الشفاه،الأواني وعلب الطلاء، الشحم، المواد المذيبة وغيرها من المنتجات التي تتطلب حفظامحكما.في حالة حفظ الأوانيالحديد غير المخلوط (الذي يعرف بالحديد الكربوني)، يتطلب طبقة من الزنك أوالدهان للحماية من الصدأ لهياكل السيارات، وطبقة من القصدير لعلب الأغذية أوالمشروبات. ويمكن ترك أوعية الفولاذ الذي لا يصدأ مثل النيكل والكروم دون غطاء لأنكتلتها ثابتة. الأطباق والكسرولات والأواني المغطاة المصنوعة من الفولاذ الذي لايصدأ، تقاوم الماء والمطهرات. وهذه تعتبر صحية، ولا تغير الطعم ولا لونالغذاء.في الاتصالاتلأجزاء الالكترونية التي تستخدم في الحاسب الآلي، أجهزة الاتصالات، إضافة إلىالأجزاء المستخدمة في تشغيل قنوات التلفاز الملون، هي أجزاء حساسة ولها متطلباتخاصة، لذلك تصنع باستخدام مواد مخلوطة مكيفة مع كل حالة محددة. مثال لذلك، العناصرالمخلوطة بمعدلات كبيرة في بنيات الدائرة أو أجزاء القمر الصناعي.في الطاقة

تتطلب صناعات النفط والطاقة الذرية، بنيةتحتية ومعدات وشكليات خاصة. يعتبر الحديد المادة الأساسية في هذه البيئة، كما فيالصناعات الكيميائية، حيث أنه يواجه تحديات هامة ترتبط بالاستخدامات في البيئة التييكون بها الصدأ، ودرجات الحرارة العالية، والعوامل التي تحد من العملياتالصناعية.في الصحةلثباته ولحياده بالكامل من خلال تداخله مع أنسجة الإنسان. يعتبر الفولاذ الذيلا يصدأ مثاليا في الأجزاء الصناعية، مثل مفصل الفخذ، أغطية الركبة، المسامير،الألواح، المشرط وغيرها. حتى الإبر تصنع من سلك الفولاذ الذي لا يصدأ بسمك 0.15 - 0.45.معادلات وزن المعادن؟المسدسألخامةالثابت (الكثافة)الحديد/الصلب6.8ستانلس ستيل6.8نحاس أصفر7.31القانون العامالقطر(ملم) x القطر(ملم)x الكثافة x الطول(متر) / 1000الواحالمبسطألخامةالثابت (الكثافة)الحديد/الصلب7.85ستانلس ستيل7.85الومنيوم2.7نحاس اصفر8.92فيبر1.5تيفلون2.5ارتكتال1.5بلاستيك/ارتلايت1.3القانون العامالسماكة (ملم) x العرض (متر) x الطول (متر) x الكثافةالواح المربعألخامةالثابت (الكثافة)الحديد+الصلب7.85ستانلس ستيل7.85نحاس أصفر8.5ألمنيوم2.8نحاس أحمر8.92نحاس برونز9.5نيكل برونز7.6فيبر1.5تايجر برونز9.5القانون العامالسماكة (ملم) x العرض (متر) x الطول (متر) x الكثافةالمبرومألخامةالثابت (الكثافة)الحديد+الصلب6.17ستانلس ستيل7.17الزهر5.8نحاس أصفر6.7ألمنيوم2.2نحاس أحمر7نحاس برونز7.3تايجر برونز7.4ألمونيوم برونز6.125فيبر1.2تيفلون1.9أرتكتال1.15بلاستيك/أرتلايت0.9القانون العامالقطر(ملم) x القطر(ملم)x الكثافة x الطول(متر) / 1000الفارغألخامةالثابت (الكثافة)الحديد0.02466نحاس برونز0.0295تايجر برونز0.0295ألمنيوم برونز0.024تيفلون0.0078بلاستيك0.0041القانون العامأ. الخارجي (ملم) - الداخلي (ملم) / 2 = السماكةب.الخارجي - السماكة x السماكة x الثابت x الطول (متر)