التسجيل قائمة الأعضاء البحث مشاركات اليوم اجعل كافة الأقسام مقروءة

مواضيع الهندسة المدنية العامة لجميع المواضيع الخاصة بالمهندسين وطلاب كلية الهندسة المدنية.


إضافة رد
 
أدوات الموضوع انواع عرض الموضوع
قديم 23-10-2010, 03:35 AM   رقم المشاركة : 1
لميس محفوض
عضو جديد
 
الصورة الرمزية لميس محفوض







آخر مواضيعي - الخواص الفيزيائية والكيميائية للحديد


لميس محفوض غير متواجد حالياً

لميس محفوض is on a distinguished road

شكراً: 0
تم شكره 0 مرة في 0 مشاركة

إرسال رسالة عبر مراسل MSN إلى لميس محفوض
افتراضي الخواص الفيزيائية والكيميائية للحديد

1.الخواص الفيزيائية والكيميائية للحديد:
معدن لامع فضي أبيض اللون ، وتتراوح صلادته بين(4 - 5) بمقياسموس، وهو معدن ناعمالملمس قابل للسحب والطرق, ويتمغنط بسهولة في درجات الحرارة العادية ,بينما تصعب عملية المغنطة عندما يسخن الحديد, وعند درجة الحرارة (790) درجة مئوية تختفي خاصية المغنطة
والحديد: - من العناصر المعدنية الإنتقالية التي تقع في المجموعة(8) من الجدول الدوري
- يمتلك الرمز Fe
- رقمه الذري (26)
- كثافته(78)
- وزنه الذري (55.847)
- وزنه النوعي (7.86)
- ينصهر عند درجة الحرارة (1535) درجة مئوية
- يغلي عند درجة الحرارة (2750) درجة مئوية
ومنالناحية الكيميائية:
الحديد معدن نشط يتحد مع الهالوجين والكبريت والفوسفور والكربون والسيليكون
·يتفاعل الحديد مع اللامعادن (الكلور,الكبريت,00000الخ)ومع الحموض الممددة في الدرجة العادية من الحرارة باستثناء حمض الآزوت بحيث تتشكل طبقة من أكسيد الحديد المغناطيسي وهو أكسيد مختلط من أكسيد الحديدي وأكسيد الحديد
·يشكل الحديد مع النحاس دارة كهربائية ناقلة للتيار 0
·لا يتفاعل الحديد مع القلويات حتى ولو كانت مركزة أو ساخنة0
·يحترق الحديد بالأكسجين مكونا أكسيد فيروسوفريك , وعندما يتعرض الحديد للهواء الرطب فإنه يصدأ ويكون أكسيدا حديديا رقيقا يتراوح لونه بين البني والأحمر
ويعتبر الصدأ ظاهرة كهربائية كيميائية حيث تتحد الشوائب الموجودة في الحديد اتحادا كهربيا مع معدن الحديد ومما يزيد من سرعة التفاعل وجود الماء والمواد المذابة المتحللة كهربائيا مثل الملح , وأثناء هذه العملية يتحلل معدن الحديد ويتفاعل مع الأكسجين في الهواء مكونا الصدأ , ويستمر التفاعل بشكل أسرع في المواضع التي يتراكم فيها الصدأ ويصبح سطح المعدن كما لو كان فيه حفر
وعندما يغمس الحديد في حمض النتريك المركزفإنه يكون طبقة من الأكسيد تجعله سالبا(بمعنى أنه لا يتفاعل مع الأحماض أو المواد الأخرى) , ويتم التخلص من طبقة الأكسيد الواقية من خلال الطرق والضرب على المعدن الذي يصبح نشطا مرة أخرى
والخامات التي تصلح للتعدين تحتوي على نسبة لا تقل عن(50%)من الحديد , وقد تصل نسبة الحديد في بعض خاماته إلى (65%) كما هو الحال في خاماته الموجودة في القارة الإفريقية0
2.الخواص الميكانيكية للمعادن :
1)المرونة Elastic :
هي خاصية قابلية المادة لتغيير الشكل إذا تعرضت للإجهادات و إذا زالت عنها هذه الإجهادات رجعت لشكلها الأصلي دون تشوه.
2)اللدونة Malleable :
قابلية المادة للطرق و تقاس درجة اللدونة بمقدار ما يمكن أن تصل إليه ألواح أو رقائق المادة من دقة و رقة في الثخانة .
3)الممطليه Ductile :
قابلية المادة للسحب(الاستطالة) لذا تصنع الأسلاك من مواد مطيليه .إذ تشد القضبان في ثقوب مهيئة لذلك فتستطيل و تحول إلى أسلاك تصل في الدقة إلى درجة تناسب مقدار هذه الخاصية في المادة.
4)الصلادة Hard :
الصلادة هي مقاومة المادة للتغلغل أو الخدش أو التآكل و يؤثر في مقدار الصلادة عوامل عده منها المعاملة الحرارية-و المعاملة الميكانيكية(التشغيلية)التي تعرضت لها المادة كذلك درجة نقاء الفلز أو المادة و نسب اخلاطها أو الشوائب التي بها, و تزيد الصلادة في الفلزات عند تشغيلها على البارد أي يتم طرقها أو درفلتها أو سحبها و هي باردة.
5)القصافة Brittle :
المادة القصيفة (الهشة) هي التي تتقصف إذا تعرضت لإجهادات تحاول تغيير شكلها, بمعنى أن المادة القصيفة هي ماده غير لينة أو لدنه أو مطيله أو مرنه إلا بدرجات بسيطة جدا. لذا فالمادة القصيفة لا تتلوى أو تستطيل أو تنحني أو تنكمش إلا قليلا.
6)قوة المقاومة Strength :
تقاس قوة المقاومة للحديد بمدى قابليته لمقاومة الإجهاد الواقع عليه دون حدوث كسر به وقد يقع الحديد تحت تأثير إجهاد شد أو ضغط أو قص أو انحناء و يقدر إجهاد المقاومة الأقصى للحديد بمقدار القوه الكافية لإحداث كسر في مقطع مساحته تساوى وحدة المساحات.
7)الصلابةToughness:
أي المتانة فالفلز المتين يقاوم الإجهادات كلها و يحتاج لقوه كبيره للتغلب عليه.
8)المعاملة الحرارية Heat Treatment:
هو مصطلح فني لعمليات التسخين و تبريد الفلزات و سبائكها بأساليب فنيه و ذلك لتضفي على الفلزات خواص معينه مرغوب فيها.
9.عمليات المعاملات الحرارية المختلفة :
تنحصر العمليات الحرارية المختلفة التي تجرى على سبائك الحديد في:
1)التقسية Hardening:
تسخين الصلب إلى ما فوق الحرارة الحرجة بقليل ثم تبريده فجأة فئ وسيط تبريد مناسب.قد يكون (ماء أو تيار بارد).
2)التخمير Ammealing:
و هي تسخين الصلب المقسى أعلى من درجة حرارته الحرجة ثم تبريده ببطء كتركه في الفرن حتى يبرد بنفسه أو دفنه في الجير أو وسيط لا يسرب الحرارة .
3)المراجعة Tempering:
تسخين الصلب المقسى إلى درجات مختلفة تحت المستوى درجة الحرجة ثم تبريده و ذلك للتقليل من صلادته العالية و إزالة قصافته إلى حد ما و كلما ارتفعت درجة الحرارة كلما قلت صلادته وزادت ليونته والعكس بالعكس.
4)الاستعدال Normalizing:
تسخين الصلب إلى ما فوق درجة حرارته الحرجة ثم تركه يبرد في الهواء الساكن فيتغير تشكيله البلوري ويتعادل إلى تشكيله الطبيعي.
5)التخمير التشغيلي ProcessAnnealing:
تسخن الصلب إلى درجات حرارة تحت مستوى درجة الحرارة الحرجة ثم يبرد ببطء.
6)التغليف Case Hardening :
ويعني توليد طبقة صلدة تكسو السطح المراد تغليفه بحيث يقاوم الاحتكاك والتآكل مع ترك القلب (الجزء الداخلي) لدينا متينا ، يتحمل الصدمات والإجهادات المفاجئة وبذلك لا تنخفض قدرة الجزء على مقاومة الصدمات عند تصليد وتقسية سطحه


وأساليب التغليف هى:
A.الكربنة Carburisation :
وهى تسخين الجزء (من الصلب) المراد كربنته وهو محاط بمادة كربونية إلى درجة حرارة التحول الحرجة ثم تركه في هذه الحالة فترة زمنية تتناسب وثخانة الغلاف .
B.النتردة : Nitriding
وهى تسخين الصلب إلى درجة حرارة أقل بقليل من درجة حرارته الحرجة في وسط غنى بالنتروجين مثل النشادر فيمتص الصلب النتروجين ويكون غلافا صلدا .
C.تقسية السطح Surface Hardening :
وهى تسخين الجزء المراد تغليفه بسرعة بواسطة الحث الكهربي أو بواسطة لهب (الأكسجين والإستيلين) الذي يعمل على رفع درجة حرارة السطح بسرعة لا تمكن من رفع درجة حرارةالجزء الداخلي ثم سقيه كالمعتاد . وتتم هذه الطريقة للصلب الذي فيه نسبة الكربون كبيرة نسبيا .
D.التلدين Malleabalising :
وهى تسخين الزهر لإزالة قصافته وزيادة متانته وشدته
ولتلدين الزهر طريقتان :
1)طريقة بيمر Baimer Process :
وذلك بدفن الجزء المسبوك فى الهيماتيت وترفع درجة حرارته إلى( 980) فيختزل الأكسجين الكربون ويترك حوالي (0.6 % ) كربون في البنية فقط ، ويشترط أن يكون الزهر من النوع الأبيض وذلك ينتج من إضافة الألمنيوم أو النيكل .
2)طريقة القلب الأسود :Black Heart
وذلك بأن يدفن في وسط يحميه كالطفل أو القشور الناتجة من الحدادة وبالتخمير يتحول الكربون إلى تجمعات حبيبية فلا يتداخل في البللورات فتتواصل البللورات ويزيد ترابطها وتصبح البنية متينة .
10.استعمالات الحديد:
يعتبر الحديد أكثر المعادن استخداماً في العالم حيث تبلغ نسبة إنتاج الحديد( 95%) من الإنتاج العالمي للمعادن ، وذلك لأسباب كثيرة أهمها:
- التكلفة المنخفضة لإنتاجه
- والمواصفات العالية كالقساوة والمتانة والصلابة والصلادة
بالإضافة إلى مزايا أخرى كثيرة جعلت الحديد مادة لايمكن الإستغناء عنها وخاصة في صناعة هياكل السيارات وأبدان السفن الضخمة وهياكل الطائرات بالإضافة إلى معدات البناء والأجزاء الآلية المختلفة
وإذا أردنا أن نحصر الأعمال التي يقف الحديد ومشتقاته في ذروة أساسياتها ، فإننا سنحتاج للمزيد من الوقت والتفكير لأنه عملياً يدخل في صناعة كل حاجة من حاجاتنا اليومية الأساسية والكمالية بل ونجدنا نتعامل معه في كل لحظة ودون أن نشعر .... فبدءاً من المساكن المسلحة بالحديد التي نلازمها إلى العربات والسيارات التي ننتقل بواسطتها إلى العدد والآلات التي نستخدمها لصناعة الأجهزة الميكانيكية والكهربائية التي نستخدمها في منازلنا إلى الأدوات التي نستخدمها في الطهو والأكل والشرب ................ والكثير الكثير الذي لا يمكن حصره في مقالة كهذه..!
ويستخدم الحديد بشكل أساسي للحماية والتجميل وخاصة في الأبواب الخارجية والنوافذ والدرابزون الذي يركب على شرفات المنازل
ويعد الفولاذ أحد أهم سبائك وخلائط الحديد .....
¨ ما هو الفولاذ؟

وهو أحد خلائط الحديد والذي يدخل الكربون في تركيبه بنسبة تتراوح بين (0.5-1.5)%
كان الفولاذ المعدن الرئيس في القرن التاسع عشر، وظلاستعماله متنامياً إلى يومنا هذا، وقد شهد استخدامه في عام 2006 ازدياداً بنسبة( (8.8% إذ بلغ ما يُنتج منه(1,239) مليار طن.
وتُعد الصين بإنتاجها البالغ 420مليون طن (مقابل 20 مليون طن لفرنسا مثلاً) أكبر منتج للفولاذ في العالم
والفولاذ شائع جداً، حتى إن البعض لا يميِّزه عن الحديد، لكن إذا كانتسبائك الفولاذ تحوي الحديد عملياً بنسبة تزيد عن (98%) عموماً، فإن سبب مقاومةالفولاذالميكانيكية وصلادته تعود أساساً إلى الكربون، الذي تبلغ نسبته في الفولاذ( 2%)، في حين تعمل فلزات أخرى (نسبها من 1% إلى 5%) مثل الكروم والموليبدن والنيكلعلى تعزيز صلادة الفولاذ، أومقاومته للتآكل

وإن إمكان تغيير صيغ تركيب الفولاذعلى نحو لا متناه يجعل منه مادة عامة الأغراض جداً، لكن أياً كانت الصيغة، فإنالإنتاج يرتكز إلى طريقتين صناعيتين، أولاهما الفرن العالي، وهو فرن عملاق تصلحرارته إلى 1500 درجة مئوية، وينتج الفولاذ من ركائز الحديد والكوك منذ القرنالرابع عشر. والثانية هي الفرن الكهربائي، الذي استُخدِم منذ عام 1900، وتتيحالطريقتان الحصول على فولاذ مقاوم جدا للصدمات والحرارة

هنالك نحو 3 آلاف نوعمن أنواع الفولاذ المتباينة من حيث تركيبها، وخصوصاً من حيث محتواها من الكربون،وتصنف في ثلاث فئات كبرى:

¨الفولاذ العادي

¨الفولاذ غير القابل للتأكسد Inox

¨الفولاذ الخاص

إلا أنها جميعا مكيفة للإستخدامات النوعية

يتركب الفولاذالعادي من الحديد والكربون، وكلما ازداد محتواه من الكربون كان أصلد وأكثر مقاومة،ونجد هذا الفولاذ في صناعات السفن والسيارات والبناء وفي صناعة الأثاث والأجهزةالكهربائية المنزلية

ويتركب الفولاذ غير القابل للتأكسد من الحديد والكربونوالكروم بنسبة( 12%) على الأقل، ويحتوي أيضا على النيكل والموليبدن والنحاس، وهومقاوم للتآكل والتأكسد على الساخن وللتشوه اللاعكوس، ويُستخدم في وسائط النقلوالكيمياء والصناعة النووية والجراحة والزراعة الغذائية

أما الفولاذ الخاص،فتدخل في تركيبه، إضافة إلى الكربون والحديد، فلزات أخرى نسبتها ( 1%) على الأقل منكتلته، ومنها (السيليكون والنيكل والكروم والمنغنيز والقصدير)

الفولاذ بالنيكل والكروم : هو شديد القساوة , قليل التمدد , يستعمل في صنع الآلات الدقيقة كأجزاء الساعات

الفولاذ بالمنغنيز: هو شديد المقاومة للتآكل والصدم تصنع منه محاور الآلات والكرات المستخدمة في سحق المواد (تجربة أهتراء الحصويات )

يصنف الفولاذ من حيث المقاومة إلى : - عالي المقاومة (قاسي)

- عادي المقاومة (مطاوع )

ويصنف من حيث الشكل إلى : - أملس

-محلزن

وله نوعان أساسيان :

الفولاذ الفحمي:هو الفولاذ الذي لا يتعرض لإضافات معدنية مع احتوائه على نسب قليلة من بعض العناصر مثل المنغنيز والسيليسيوم (السيليكون) وغيرهما من الشوائب التي غالبا ما تكون مرافقة للفلزات التي يستخرج منها الحديد
الفولاذ السسبائكي:هو الفولاذ الذي يضاف إليه بشكل مقصود عنصر معدني أو عناصر معدنية أخرى بهدف إكسابه خاصة معينة أو مجموعة من الخواص الميكانيكية أو الفيزيائية أو الكيماوية.
¨الصفات الفيزيائية والآلية للفولاذ :

معدن ذو لون فضي ضارب إلى الزرقة أشد قساوة من الحديد اللين ويعد من المعادن العملية وتختلف صفاته الفيزيائية والآلية باختلاف نسبة الكربون فيه واختلاف المعالجة الحرارية التي يخضع لها ( الإسقاء والإحماء ) ففي عملية الإسقاء تزداد مقاومته وتقل مطاوعته ويحدث العكس في عملية الإحماء

يتمغنط الفولاذ ببطء إلا أنه يحتفظ بمغنطته لذلك يستعمل في صنع المغانط الدائمة .

¨التجارب التي تجرى على الفولاذ :

*تجربة شد الفولاذ : تمكننا هذه التجربة من تحديد إجهاد حد المرونة و إجهاد حد اللدونةوالتشوه النسبي الأعظمي , كما تمكننا من تحديد تأثير الكربون على شكل المخطط البياني للفولاذ

1.تزداد مقاومة الفولاذ بزيادة نسبة الكربون حتى (0.9%)

2.مقدار التطاول النسبي عند الإنكسار يتناقص بازدياد نسبة الكربون

3.منطقة اللدونة تتناقص بازدياد نسبة الكربون وتزول تماما في الفولاذ القاسي جدا (أي لا توجد عتبة )

*تجربة ثني الفولاذ : الغاية منها التأكد من عدم وجود شرخ أو كسر أو تشقق للقضيب الفولاذي بعد تشكيل كوع 90) ) ثم (180) درجة

يطوِّر صانعو الفولاذ اليوم منتجات أخف وأمتن وأدوَم وذكية وأكثر مقاومة وأطول عمراً، وهي تتميز بلدانتها العالية جداً، وتحوي مقداراً استثنائياً من المنغنيز (20%)، كما يعملون على إيجاد مواد تجمع بين اللدائن والفولاذ، ومقرر لهذه المواد أن تظهر بدءاً من عام 2009 أو 2010، وسوف تُستخدم في كثير من المجالات .



في النهاية أتمنى أن يكون البعض قد استفاد من هذه المعلومات وأرجو أن أكون قد قدمت لكم ما ينفعكم ويساعدكم في البحث والمعرفةالخواص الفيزيائية والكيميائية للحديد







التوقيع :
فلتكن صراحتك نوراً في ظلام الليل
حين يكون في قلبك خشية من الله
وفي عقلك علم صادق
  رد مع اقتباس
قديم 23-10-2010, 03:16 PM   رقم المشاركة : 2
ENG_AMR
مشرف
مواضيع الهندسة المدنية العامة
 
الصورة الرمزية ENG_AMR







آخر مواضيعي - الفرق بين المهندس الناجح والفاشل
- مدينة الجن تحت الارض....اللي بيخاف لا يدخل
- شرح تفصيلي عن قناة بنما و أهوستها
- اكبر عشر كوارث هندسية
- صور أول مسجد من تصميم امرأة في اسطنبول


ENG_AMR غير متواجد حالياً

ENG_AMR has a reputation beyond reputeENG_AMR has a reputation beyond reputeENG_AMR has a reputation beyond reputeENG_AMR has a reputation beyond reputeENG_AMR has a reputation beyond reputeENG_AMR has a reputation beyond reputeENG_AMR has a reputation beyond reputeENG_AMR has a reputation beyond reputeENG_AMR has a reputation beyond reputeENG_AMR has a reputation beyond reputeENG_AMR has a reputation beyond repute

شكراً: 0
تم شكره مرة واحدة في مشاركة واحدة

إرسال رسالة عبر مراسل MSN إلى ENG_AMR
افتراضي رد: الخواص الفيزيائية والكيميائية للحديد

موضوع مفيد وشامل عن الحديد من الناحية الفيزيائية والكيميائية
شكرا" لك واهلا بمشاركاتك بقسم مواضيع الهندسة المدنية







التوقيع :
בימים הקרובים יגיע "להרוג אותך ולשחרר את האדמה
  رد مع اقتباس
إضافة رد

الكلمات الدليلية
للحديد, الخواص, الفيزيائية, والكيميائية


الذين يشاهدون محتوى الموضوع الآن : 1 ( الأعضاء 0 والزوار 1)
 
أدوات الموضوع
انواع عرض الموضوع

تعليمات المشاركة
لا تستطيع إضافة مواضيع جديدة
لا تستطيع الرد على المواضيع
لا تستطيع إرفاق ملفات
لا تستطيع تعديل مشاركاتك

BB code is متاحة
كود [IMG] متاحة
كود HTML معطلة
الانتقال السريع

المواضيع المتشابهه
الموضوع كاتب الموضوع المنتدى مشاركات آخر مشاركة
مقتطفات من رواية قرأتها .. فوضى الحواس Mahmoud القسم الأدبي 7 30-07-2010 02:41 AM
الحواس الخمس عند الإنسان NIGHT LOVER قسم المواضيع العلمية 0 28-08-2009 04:33 AM
الخواص الكيميائية للرجل Big_BosS القسم الترفيهي 9 16-08-2009 05:34 AM
هل تعمل الحواس الخمس عند الجنين؟ مسلمة قسم المواضيع العلمية 0 07-07-2009 11:17 PM


Powered by vBulletin® Version 3.7.3
Copyright ©2000 - 2014, Jelsoft Enterprises Ltd
جميع الحقوق محفوظة لمنتدى كلية الهندسة المدنية والتقنية - جامعة حلب