تاريخ

العصر الحديدي

حصل إنسان ما قبل التاريخ على الحديد من النيازك، ومن ثَمّ استخدمه في صناعة العُدَد والأسلحة ومكونات أخرى. وكلمة حديد تعني في العديد من اللغات القديمة فلز من السماء. ولقد استُخدم حديد النيازك في فترات قديمة جدًا يعتقد أنها تصل إلى أربعة آلاف عام قبل الميلاد. ولكن لا توجد أي أدلة مؤكدة تبين بداية استخدام الحديد المستخلص بالصهر والاختزال من الخامات الأرضية، أو تشير إلى المكان الذي بدأ استخلاص الحديد فيه لأول مرة. ويُعتقد أن الحيثيين هم أول من عرف الحديد بكميات ضخمة. وقد عاشوا فيما يعرف الآن باسم تركيا. وفي عام 1400 ق.م. اكتشف الحيثيون كيفية تصنيع الحديد وأساليب تصليد العُدد والأسلحة الحديدية. وحول هذه الفترة نفسها تقريبًا طوّر سكان كل من الصين والهند طرقًا وأساليب لاستخلاص الحديد. وعندما وصل العالم إلى القرن العاشر قبل الميلاد كانت معظم الحضارات القديمة حينذاك قد توصلت إلى تقنيات تصنيع الحديد، وهكذا بدأ العصر الحديدي. اتسمت أفران استخلاص الحديد الأولية بالضحالة وعدم العمق. وكانت مجمراتها تشبه الطبق، وكان يُسخّن خام الحديد مع الفحم النباتي في مجمرة الفرن. وبعد مرور عدة ساعات على بدء التسخين يفقد خام الحديد أكسجينه إلى الكربون الساخن المحيط به، ويتحول الخام إلى فلز الحديد في صورة لامعة. ولم يكن يُستخدم فلز الحديد الناتج مباشرة، ولكن يعاد تسخينه مرارًا وفي كل مرة يُطرق للتخلص من بقية الشوائب القصيفة الصلدة وعل الأخص الكربون الذي يجعل الحديد هشا. وتمكن صُنَّاع الحديد نحو عام 1200م من إعادة تسخين وتشكيل وتبريد الحديد المستخلص لإنتاج وتصنيع الحديد المطاوع. وقد كانت خواص الحديد المطاوع الناتج تشبه إلى حد بعيد خواص الفولاذ الكربوني المنتج في العصور الحديثة حيث يحتوي على كمية قليلة من الكربون. وسرعان ما تعلم صناع الحديد أن نفث الهواء خلال قصبات أو ودنات إلى الفرن، ترفع إلى حد كبير درجة الحرارة، وكان لذلك الاكتشاف أثره الكبير في تحسين نوعية الحديد المنتج. وفيما بعد استخدم صنّاع الحديد أداة أو جهازًا أطلق عليه الكير يقوم بدفع الهواء خلال القصبات إلى الفرن. وتمكن صناع الحديد نحو عام 700م في منطقة قطالونيا ـ وهي تقع الآن في شمال شرقي أسبانيا ـ من التوصل إلى أفضل صورة لمجمرة فرن استخلاص الحديد. وعرف ذلك الفرن عندئذ باسم كوركتلان، وكان الهواء يضغط عند قاعدة الفرن ويدفع إلى الداخل باستخدام الطاقة المائية. وبلغت طاقة إنتاج كوركتلان حوالي 160 كجم من الحديد المليف كل خمس ساعات. وهذا الإنتاج أكبر بكثير من إنتاج الأفران السابقة. حضّر يعقوب بن إسحاق الكندي (ت 260هـ، 873م) أنواعًا من الحديد الفولاذ بأسلوب المزج والصهر، فقد مزج كمية من الحديد المطاوع، وكان يسمى الزماهن، وكمية أخرى من الحديد الصلب (الشبرقان) وصهرهما معًا ثم سخنهما إلى درجة حرارة معلومة بحيث نتج عن ذلك حديد يحتوي على نسبة من الكربون تتراوح بين 0,5 و 1,5 . وعندما تحدث ابن سينا (ت 428هـ، 1037م) عن النيازك قسمها إلى نوعين حجري، وحديدي وهو نفس التقسيم المتبع في الوقت الراهن. أما في أوروبا لم تتطور طرق وأساليب تشكيل الحديد المنصهر في صورة منتجات استهلاكية مناسبة بصورة مرضية حتى حلول عام 1500م. وفي بداية القرن الثامن عشر الميلادي بدأ صناع الحديد البريطانيون في استخدام الكوك بدلاً من الفحم النباتي في الأفران العالية نظرًا لنقص الأخشاب، وهي المصدر الأساسي للفحم النباتي. يُعد ابراهام داربي أول من تمكن من تكويك الفحم الحجري وإنتاج الكوك، ومن ثَمّ استخدم الكوك في إنتاج الحديد عام 1709م في بلدة كولبروكديل في مقاطعة شروبشاير في إنجلترا. وفي أواخر القرن الثامن عشر تمكن كل من ابن أبراهام داربي وحفيده من تحسين أسلوب التكويك الذي بدأه رب الأسرة. وقد أدت أعمال هذه العائلة إلى قيام الثورة الصناعية التي بدأت في بريطانيا بإنتاج الحديد الزهر ومن ثم استخدامه في المباني والآلات. وقد نقل المهاجرون الأوروبيون هذه الصناعات ونشروها بعد ذلك في أرجاء العالم.

أول إنتاج من الفولاذ

أُنتجت أول كمية من الفولاذ في العصر الحديدي، ولو أن الكمية المنتجة كانت صغيرة. وعلى سبيل المثال فقد صنع مواطنو منطقة هيا التي تقع في شرق السودان الفولاذ في أفران أسطوانية خاصة. كما صنعت في الهند نحو عام 300 قبل الميلاد كتل ضخمة من الحديد الإسفنجي التي أعيد تشكيلها ثم تسخينـها لإنتـاج مايسـمى بفولاذ ووتز. ومع بداية القــرن الخامس الميلادي تمكن الصينيون أيضًا من إنتاج الفولاذ. وفي العصور الوسطى أنتج الأوروبيون كميات صغيرة من الفولاذ، لكن الكميات كانت شحيحة بدرجة كبيرة إضافة إلى ارتفاع التكلفة. وفي عام 1740م تمكن صانع ساعات بريطاني يدعى بنجامين هنتسمان من اختراع أسلوب البوتقة لصناعة الفولاذ، وهي تشبه إلى حد بعيد الأسلوب الذي كان متبعًا في إنتاج فولاذ ووتز. وقام هونتسمان بإعادة صهر وتنقية قضبان من الحديد المطاوع عالية النوعية في بواتق (مراجل صهر). وكانت طريقة هنتسمان لإنتاج الفولاذ بطيئة، وتتطلب قدرًا كبيرًا من العمل الشاق، إضافة إلى أن أضخم البواتق لا يمكنها إنتاج أكثر من 45 كجم من الفولاذ في المرة الواحدة.

ميلاد صناعة الفولاذ الحديثة

لم تطبق أولى الطرق الحديثة لإنتاج الفولاذ بكميات كبيرة وبتكلفة مقبولة إلا في منتصف القرن التاسع عشر. وعرفت هذه الطريقة باسم طريقة بسمر ، وذلك على اسم مخترعها ومطورها هنري بسمر، وهو صانع فولاذ بريطاني. ولقد تمكن صانع حديد أمريكي اسمه وليم كلي، في الفترة نفسها تقريبًا، من تطوير أسلوب مماثل لأسلوب بسمر في إنتاج الفولاذ دون علم بنتائج أبحاث بسمر. وعلى الرغم من نجاح كل من بسمر وكيلي في إنتاج الفولاذ، إلا أن جهودهما لم يكن ليكللها النجاح دون الاستفادة من اختراع روبرت موشيه الذي توصل إليه في عام 1857م. وموشيه عالم فلزات بريطاني، وجد أن إضافة سبيكة الحديد ـ الكربون ـ المنجنيز المعروفة باسم تماسيح الحديد المنجنيزي، أثناء عملية تنقية الحديد تساعد على إزالة الأكسجين وضبط نسبة الكربون في الفولاذ المنتج. قامت طريقة بسمر لتصنيع الفولاذ على صب حديد التمساح المنصهر الناتج من الفرن العالي في وعاء كمثري الشكل يعرف باسم المحول، ثم حقن الهواء في الحديد المنصهر من خلال قصبات مثبتة في قاع المحول. وبمجرد تلامس الهواء المدفوع في المحول مع الحديد المنصهر، فإن أكسجين الهواء يتفاعل بسرعة مع شوائب الحديد. وتؤدي تفاعلات الأكسجين مع الشوائب، بالإضافة إلى مفعول تماسيح الحديد المنجنيزي إلى تحويل حديد التمساح إلى فولاذ. وقد سُجلت براءة اختراع تصنيع الفولاذ بأسلوب «بسمر» باسم مخترعها في بريطانيا عام 1860م. وفي عام 1870م بدأ إنتاج الفولاذ فعليًا بهذه الطريقة في جميع أنحاء أوروبا والولايات المتحدة الأمريكية. ظهرت طريقة فرن المجمرة المكشوفة لإنتاج وتصنيع الفولاذ بعد انتشار طريقة بسمر مباشرة. ففي عام 1856م تمكن اثنان من العلماء، ألمانيّا المولد ولكنهما نشآ وعاشا في بريطانيا، هما الأخوان وليم وفريدريك سيمنز، من اختراع فرن إعادة توليد الغاز. ويستخدم هذا الفرن المخلفات الغازية لتسخين كل من الوقود والهواء قبل دخولهما إلى الفرن. وفي عام 1864م تمكن أخوان فرنسيان هما بيير وأميل مارتن، من تصنيع وإنتاج الفولاذ في فرن بناه مهندسو شركة سيمنز، ولهذا يطلق على أسلوب إنتاج الفولاذ بهذه الكيفية طريقة سيمنز ـ مارتن لتصنيع الفولاذ، وهي الطريقة التي عرفت بعد ذلك باسم فرن المجمرة المكشوفة. وقد تميزت طريقة المجمرة المكشوفة لإنتاج الفولاذ عن طريقة بسمر لإنتاج الفولاذ، بعدد من السمات أهمها إمكانية استخدامها لإنتاج الفولاذ من الخردة، بالإضافة إلى إمكانية التحكم بدرجة كبيرة في التركيب الكيميائي للفولاذ الناتج. ونتيجة لمميزات طريقة فرن المجمرة المكشوفة لإنتاج الفولاذ، فقد بدأ عدد وحدات محولات بسمر في التناقص منذ عام 1910م وأصبحت محدودة العدد، وإن ظلت الوحدات التي أنشئت قديمًا في الإنتاج حتى الستينيات من القرن العشرين. وفي عام 1878م أثبت وليم سيمنز إمكانية إنتاج الفولاذ في فرن القوس الكهربائي. ونظرًا لأن كمية الكهرباء المتوفرة في ذلك الوقت كانت محدودة كما أنها كانت باهظة التكلفة، فلم يُستخدم هذا الأسلوب لتصنيع الفولاذ بكميات تجارية في ذلك الوقت. وفي عام 1899م أنشأ بول هيرولت في فرنسا أول وحدة لإنتاج الفولاذ فعليًا بصورة تجارية من أفران القوس الكهربائي.

نمو صناعة الفولاذ

بعد ظهور طريقتي بسمر وفرن المجمرة المكشوفة لتصنيع وإنتاج الفولاذ، توسعت صناعة الفولاذ ونمت بسرعة كبيرة. ولأن بريطانيا كانت تمتلك ترسبات غنية من خام الحديد، فقد كانت أكبر دول العالم في صناعة الحديد والفولاذ، في منتصف القرن التاسع عشر، كما أنها كانت أكثر دول العالم في التقدم التقني في هذا المجال. ومع بداية الثمانينيات من القرن التاسع عشر وحتى الآن، بدأت بعض الدول الأخرى في الظهور في مجال بناء صناعة الفولاذ، حيث اكتشف الجيولوجيون في منتصف القرن التاسع عشر الميلادي ترسبات غنية من خامات الحديد في منطقة البحيرات العظمى في الولايات المتحدة الأمريكية. وأدى ذلك الاكتشاف إلى تطور ضخم في صناعة الفولاذ في الولايات المتحدة. وقد أنشأ أندرو كارنيجي في عام 1873م أول مصنع ضخم لإنتاج الفولاذ في الولايات المتحدة الأمريكية، كما بدأت كل من فرنسا وألمانيا وروسيا وبعض الدول الأوروبية الأخرى في بناء مصانع كبيرة لإنتاج الفولاذ. وبحلول بدايات القرن العشرين كانت كل من الولايات المتحدة الأمريكية وألمانيا تتصدران دول العالم المنتجة للفولاذ، وكان إنتاج كل دولة منهما أكثر من إنتاج بريطانيا. وبحلول عام 1901م ظهرت دول أخرى منتجة للفولاذ في كل من آسيا والأمريكتين كما بدأت أستراليا عام 1915م في إنتاج الفولاذ. استخدم معظم الفولاذ المنتج في نهاية القرن التاسع عشر في صناعة قضبان السكك الحديدية. وفي بداية القرن العشرين زاد إنتاج الفولاذ كثيرًا لمقابلة الزيادة في الطلب عليه ونجاحه في صناعة السيارات التي نمت بسرعة كبيرة بالإضافة إلى حاجة الكثير من المنتجات الأخرى إلى الفولاذ. وصاحب زيادة إنتاج الفولاذ تطوير طرق حديثة لإنتاجه روعي فيها زيادة الإنتاجية. كما شمل التطور أيضًا التوصل إلى طرق جديدة لعمليات الدلفنة وتشكيل الفولاذ إضافة إلى استنباط العديد من سبائك الفولاذ الجديدة ذات الخواص المتفوقة. وأثناء الحرب العالمية الثانية (1939-1945م)، دُمِّرت معظم مصانع الفولاذ في العالم فيما عدا مصانع الولايات المتحدة الأمريكية. ونتيجة لذلك احتكرت شركات الفولاذ الأمريكية إنتاج الفولاذ وأسواقه في العالم كله لفترة بعد انتهاء الحرب العالمية الثانية. وعلى الرغم من ذلك فقد أعادت اليابان وأيضًا الكثير من الدول الأوروبية بناء مصانعها لإنتاج الفولاذ في الخمسينيات من القرن العشرين. وتميزت وحدات الفولاذ حديثة الإنشاء باستخدام أحدث التقنيات لإنتاج الفولاذ بما فيها أسلوب الأكسجين القاعدي واستخدام طريقة صبات الجديلة. ونتيجة تحديث مصانع الفولاذ التي أنشئت حديثًا تفوقت المصانع اليابانية ومصانع دول وسط أوروبا في نوعية وكمية الإنتاج على مصانع الفولاذ في الولايات المتحدة الأمريكية وبريطانيا اللتين استمرتا في استخدام الأساليب القديمة والمعدات متدنية الكفاءة. وتقلصت صناعة الفولاذ في بريطانيا بصورة كبيرة على الرغم من أنها كانت الدولة المطورة لأساليب إنتاج الفولاذ والمصنعة له بكميات كبيرة قبل أي دولة أخرى في العالم. وتتحكم الحكومة البريطانية في هيئة الفولاذ البريطانية، والأخيرة هي المالك الأساسي لصناعة الفولاذ في بريطانيا. وقد أغلقت الهيئة في بداية الثمانينيات من القرن العشرين عددًا كبيرًا من المصانع الضخمة لإنتاج الفولاذ. وفي الفترة نفسها تقريبًا، فقدت بريطانيا أيضًا أفضل ترسبات خامات الحديد بعد استنزافها. وعلى الرغم من المصاعب التي تواجه صناعة الفولاذ في بريطانيا، إلا أن هيئة الفولاذ البريطانية بدأت في فترة الثمانينيات من القرن العشرين تحديث أساليب واستخدام أفضل التقنيات لإنتاج الفولاذ تمهيدًا لنقل ملكية صناعة الفولاذ إلى القطاع الخاص تحت اسم الفولاذ البريطاني. وعلى الرغم من كل هذه المصاعب إلا أن الفولاذ لا يزال يؤدي دورًا بالغ الأهمية ويمثل جزءًا مهمًا من حجم التجارة البريطانية.

التطورات الحديثة في صناعة الفولاذ

انخفض معدل إنتاج الفولاذ في الدول المتقدمة بشدة في السبعينيات من القرن العشرين نتيجة الكساد الاقتصادي العالمي في هذه الفترة. ورغم المصاعب التي واجهت إنتاج الفولاذ في الدول المتقدمة، إلا أن الإنتاج العالمي من الفولاذ استمر في الزيادة، ويرجع ذلك أساسًا إلى توسع الدول النامية في إقامة مصانع الفولاذ والتوسع في إنتاجه في كل من أمريكا الجنوبية وآسيا. وقبل منتصف الخمسينيات من القرن العشرين، كانت جميع الدول النامية في العالم تستورد جميع حاجاتها من الفولاذ من الولايات المتحدة الأمريكية ومن بعض الدول الصناعية الكبرى الأخرى. ولكن مع بداية خمسينيات القرن العشرين أنشأت كثير من الدول النامية مصانعها الخاصة لإنتاج ما تحتاجه من الفولاذ. ولقد أثر نمو صناعة الفولاذ بلا شك، على الدول النامية تأثيرًا كبيرًا، وبخاصة الدول التي تمتلك احتياطيًا كبيرًا من الغاز الطبيعي وخامات الحديد، ومن أمثلة ذلك المكسيك وفنزويلا ومصر. فقد أقامت الدول التي تمتلك احتياطيًا كبيرًا من الغاز الطبيعي وخامات الحديد الغنية مصانع لإنتاج الحديد بطرق الاختزال المباشر، ومن ثَمّ أنتجت الفولاذ من ذلك الحديد باستخدام أفران القوس الكهربائي. وحتى الدول الفقيرة التي لاتمتلك خامات حديد، ساهمت حكوماتها في إنشاء مصانع حديثة لإنتاج الفولاذ. وتميزت مصانع الفولاذ التي أُنشئت في الثمانينيات من القرن العشرين بالآلية التامة كما أنها مجهزة بمعدات ذات إنتاجية عالية تتحكم في تشغيلها مختلف أنواع الحواسيب الآلية. وقد جاء تطوير المعدات الحديثة المتقدمة المستخدمة في مصانع الفولاذ نتيجة للتزاوج بين كفاءة علماء الفلزات والمهندسين والمتخصصين في الأجهزة، ومبرمجي الحاسوب. كما عمل الباحثون في صناعة الفولاذ على تطوير طرق جديدة واستنباط أساليب حديثة لتحويل الفحم الحجري إلى كوك. ويأمل الباحثون أيضًا أن تثمر جهودهم للتوصل إلى أساليب جديدة للاختزال المباشر وتطوير طرق تؤدي إلى استخدام الفحم الحجري في إنتاج غاز الاختزال حتى يصبح الفحم بديلاً عن الغاز الطبيعي. وبالإضافة إلى هذه الجهود ما زال العلماء والمهندسون مستمرين في جهودهم وأبحاثهم لتطوير طرق أفضل لصناعة الفولاذ واستنباط سبائك جديدة من الفولاذ.

معادن الحديد

مغنتيت أو مگنتيت Magnetite هو معدن حديدي المغناطيسية وصيغته الكيميائية Fe3O4, وهو أحد اكسيدات حديد متعددة وعضو في مجموعة spinel group. اسم ايوپاك له هو iron(II,III) oxide والاسم الكيميائي الشائع له هو اكسيد الحديدوز-حديديك. صيغة المگنتيت يمكن أيضاً كتابتها كالتالي FeO·Fe2O3, وهي جزء wüstite (FeO) والجزء الآخر هماتيت (Fe2O3). وهذا يشير إلى المراحل المختلفة من أكسدة الحديد في نفس البنية, ولا يعني أنه محلول صلب. المگنتيت (Fe2O4)هو أحد الخامات التي يستخلص منهاالحديد. ويستخدم في صناعة المغنطيسات الدائمة وهناك خامات أخرى يستخلص منها الحديد مثل الهيماتيت والسيدرايت ال هـِماتيت معدن لونه أسود إلى صلبي (فضي-رمادي)، بني إلى بني محمرّ، أو أحمر. ويُستخرج بصفته الخام الرئيسي للحديد. أصنافه تتضمن خام الكِلـْية, مارْتيت (pseudomorphs اخذوا اسمهم من المگنتيت), زهرة الحديد و specularite (specular h atite). وبينما تختلف صيغ الهماتيت, إلا أنهم جميعاً يشتركون في أن لديهم تعريق صدأ-أحمر. والهماتيت أشد صلادة من الحديد النقي, إلا أنه أشد انقصافاً. وقد عـُثر على رواسب هائلة من الهماتيت في banded iron formations. الهماتيت الرمادي عادة ما يوجد في الأماكن التي بها مياه ساكنة أو ينابيع مياه دافئة معدنية, كما هو الحال في يلوستون. ويمكن للمعدن أن يترسب خارج الماء ويتجمع في طبقات في قاع بحيرة, نبع, أو أي مياه ساكنة أخرى. ويمكن للهماتيت أن يتواجد أيضاً بدون الماء, إلا أنه في تلك الحالة عادة ما يكون نتيجة نشاط بركاني.

كيفية تكونه

يتكوّن الحديد في داخل مستعر أعظم النجوم العملاقة عند نجم مراحل ولادة وفناء النجوم نهاية دورة حياتها ، في عملية تسمى ب عملية احتراق السيليكون . تبدأ العملية عندما تندمج نواة ذرة كالسيوم مستقرة مع نواة ذرة هليوم ، لتتكون ذرة تيتانيوم غير مستقرة. وقبل أن تتحلل ذرة التيتانيوم الغير مستقرة، تندمج مع ذرة هليوم أخرى، لتتكون ذرة كروم غير مستقرة. ثم قبل أن تتحلل ذرة الكروم الغير مستقرة، تتحد مع ذرة هليوم أخرى، لتكوين ذرة حديد غير مستقرة. وقبل أن تتحلل ذرة الحديد الغير مستقرة، تتحد مع ذرة هليوم أخرى، لتكوين ذرة نيكل غير مستقرة. تتحلل ذرة النيكل الغير مستقرة إلى ذرة كوبالت غير مستقرة، والتي تتحلل أخيراً إلى ذرة حديد مستقرة 56Fe. وعندئذ لا تندمج ذرات الحديد المستقرة مع أي عنصر آخر، فتشكل بذلك قلب النجم، ويبدأ النجم عندئذ بالتجمد ويتجه للاستقرار.

الإنتاج الصناعي

سبائك حديدية

السبائك الحديدية）Ferrous Alloys（ هي عائلة السبائك التي تعتمد علي عنصر الحديد كالمكون الرئيسي لها أو العنصر الغالب فيها، وتضم هذه العائلة عدد كبير من السبائك ،وتنقسم الي مجموعتين رئيسيتين وهما سبائك الصلب (Steels) وسبائك الحديد الزهر (Cast Iron).

سبائك الصلب

مقدمة الصلب Steel هو سبيكة تصنع أساساً من الحديد بمحتوى كربون يتراوح بين 0.2 و 2.04 بالوزن (ك 1000–10,8.67حد), حسب الدرجة. والكربون هو أكثر العناصر السبائكية فاعلية من حيث التكلفة في سبائك الحديد, إلا أنه تُستعمل العديد من العناصر السابكة الأخرى مثل المنگنيز، الكروم، الع¤ناديوم، والتنگستن.[1] ويعمل الكربون والعناصر الأخرى كعوامل تصليد (تقسية), لمنع الانخلاعات في العقد البلوري لذرات الحديد من الانزلاق أمام بعضهم البعض. ويتحكم مقدار العناصر السابكة وشكل وجودهم في الصلب (solute el ents, precipitated phase) في صفات مثل الصلادة, والمطيلية ومقاومة الشد للصلب الناتج. فالصلب ذو المحتوى المرتفع من الكربون يمكن أن يـُصنع ليكون أكثر صلادة وأقوى من الحديد، إلا أنه أكثر قصافة . قابلية الذوبان العظمى للكربون في الحديد (في منطقة الأوستنتيت) هي 2.14 بالوزن, تحدث عند درجة حرارة 1149 °م التركزات الأعلى من الكربون أو درجات الحرارة الأقل ستنتج سمنتيت. السبائك ذات محتوى الكربون الأعلى من ذلك تـُعرف باسم حديد زهر بسبب درجة انصهارهم الأقل وقابليتهم للصب.[1] ويجب أيضاً تمييز الصلب عن الحديد المطاوع المحتوي فقط على كمية ضئيلة جداً من العناصر الأخرى, إلا أنه يحتوي على 1–3 بالوزن من خبث في صيغة حبيبات مستطالة في اتجاه واحد, مما يعطي الحديد «grain» مميزة. فهو أكثر مقاومة للصدأ من الصلب ويُمكن لحمه بسهولة. ومن الشائع اليوم الحديث عن 'صناعة الحديد والصلب' كما لو كانت شيئاً واحداً, ولكنهما تاريخياً كانا منتجـَين منفصلـَين. بالرغم من أن الصلب كان يـُنتـَج بالعديد من الطرق غير الفعالة قبل عصر النهضة بوقت طويل, فإن استعماله أصبح أكثر شيوعاً بعد تطوير طرق أكثر فاعلية لإنتاجه في القرن السابع عشر. وباختراع عملية بسمر في منتصف القرن التاسع عشر, أصبح الصلب سلعة تـُنتـَج بكميات كبيرة بتكلفة أرخص نسبياً. التحسينات اللاحقة على العملية, مثل basic oxygen steelmaking, خفضت تكلفة الإنتاج بدرجة أكبر بينما رفعت من جودة المعدن. واليوم, الصلي هو أحد أكثر المواد شيوعاً في العالم وهو مكوِّن رئيسي في المباني والمعدات والسيارات, والأجهزة المنزلية الرئيسية. الصلب المعاصر يتم تمييزه عموماً حسب درجات الصلب المتعددة التي توصـِّفها هيئات التوصيف القياسى. - تصنيف سبائك الصلب (يسمى أيضا الفولاذ) يسمى الصلب أيضا الفولاذ ويفهم من بعض الكتابات العربية أن الفولاذ هو لفظ يطلق على الأصلاب السبائكية خلافاً وتمييزاً لها عن الأصلاب الكربونية العادية. تعتبر سبائك الصلب (الأصلاب) أكثر المواد الفلزية انتشارا واستخداما نظرا لرخص تكلفة إنتاجها بالإضافة إلى إمكانية إنتاجها طبقا لمواصفات مختلفة وكذلك القدرة الكبيرة علي التحكم في تركيباتها الكيميائية. وتنقسم الأصلاب عامة إلى عدة فئات تتباين في خو اصها الميكانيكية والوظيفية وقابليتها للتصنيع واللحام والمعالجة الحرارية ومقاومتها للتآكل تباينا كبيرا ملبية لطيف واسع من المتطلبات والاستخدامات التي لا تتوافر لغيرها من المواد الهندسية. - أصلاب كربونية (Carbon Steels) - أصلاب سبائكية (Alloy Steels) - أصلاب منخفضة السبائكية عالية المقاومة (High-Strength Low-Alloy Steels) - أصلاب العدد (Tool Steels) - أصلاب تقسى بتعتيق المرتنزيت (Maraging Steels) - أصلاب المنجنيز الأوستنيتية (Austenitic Manganese Steels) - أصلاب مقاومة للصدأ (Stainless Steels)

حديد زهر

الحديد الزهر يسمى أيضا حديد السبك أو حديد الصب (Cast Iron)، ويعرف بحسب مجمع اللغة العربية بالقاهرة كما يلى - الحديد الناتج من صهر الخام في الأفران العالية وهو حديد غير نقي سهل الكسر ولا يقبل التشكيل، يبدأ في الانصهار عند 1270 درجة مئوية. - أشابة من الحديد معدة للصب، تشتمل على بعض العناصر الأخرى. - الحديد الناتج من الأفران العالية وتبلغ كثافته 7.86 جم/سم3، ودرجة انصهاره ما بين 1275 إلى 1505ْم، وهو سهل الكسر ولا يقبل التشكيل. - حديد يحتوي على نسبة كربون تفوق حد ذوبانه في طور الأوستنيت عند درجة حرارة اليوتكتي فينفصل الكربون في صورة قشور أو شبه كريات (حديد زهر رمادي) أو قد يكوّن سمنتيتاً (حديد زهر أبيض). - نوع من الحديد غير النقى ينتج بصهر حديد الزهر مع الجير ثم صبه في قوالب، وهو قصيف ولكنه يتميز بصلادته.

خصائص الحديد

الخواص الميكانيكية

تُفيّم الخواص الميكانيكية للحديد وسبائكه باستخدام مجموعة متنوعة من الاختبارات، مثل اختبار برنل للقساوة اختبار برينل و اختبار روكويل للصلادة اختبار روكويل وكلاهما لقياس صلادة الحديد، و مقاومة الشد اختبار قوة الشد وغيرها؛ نتائج هذه الاختبارات على الحديد دقيقة للغاية، بما يسمح باستخدام الحديد لمعايرة أو الربط بين نتائج الاختبارات المختلفة. مرجع كتاب مسار http //www.gorni.eng.br/e/Gorni_SFHTHandbook.pdf العنوان ASM Handbook – Mechanical Testing and Evaluation الناشر ASM International volume 8 سنة 2000 الصفحة 275 الرقم المعياري 0871703890 المحرر Kuhn, Howard and Medlin, Dana (prepared under the direction of the ASM International Handbook Committee) cite web url http //mdmetric.com/tech/hardnessconversion.html Hardness Conversion Chart accessdate -05-23 publisher Maryland Metrics تعتمد نتائج تلك الاختبارات على درجة نقاء الحديد فبللورات الحديد في صورته النقية أكثر ليونة من الألمونيوم ، ومع إضافة جزء في المليون بعض أجزاء من المليون من وزن سبيكة الحديد من عنصر الكربون ، فإنها تضاعف من قوة الحديد. مرجع كتاب مسار http //books.google.com/books?id -Ll6qjWB-RUC&pg PA164 الصفحات 164–167 العنوان Handbook of materials and techniques for vacuum devices الأخير Kohl الأول Walter H. الناشر Springer سنة 1995 الرقم المعياري 1563963876 تزداد صلادة الحديد بسرعة بزيادة محتوى الكربون في سبيكة الحديد حتى تصل نسبته إلى 0.2 ظھ من وزن السبيكة، وبعد ذلك يتزايد بمعدلات أقل ويصل إلى الذروة عندما يصل محتوى الكربون إلى 0.6 ظھ تقريبا من وزن السبيكة. مرجع كتاب مسار http //books.google.com/books?id LgB5dkmPML0C&pg PA218 الصفحة 218 العنوان Materials Science and Engineering الأول V. الأخير Raghavan الناشر PHI Learning Pvt. Ltd. الرقم المعياري 8120324552 سنة 2004 الحديد النقي المنتج صناعياً (حوالي 99.99 ظھ) لديه صلادة تقدر بـ 20-30 اختبار برنل للقساوة HB . cite journal Properties of Various Pure Irons Study on pure iron I url http //ci.nii.ac.jp/naid/110001459778/en volume 50 issue 1 pages 42–47 journal Tetsu-to-Hagane first1 Kusakawa last1 Takaji first2 Otani last2 Toshikatsu

التآصل في الحديد

مفصلة التآصل في الحديد يمثل الحديد أفضل مثال لظاهرة ال تآصل في المعادن، فالحديد يتواجد في ثلاثة أطوار تآصلية وهي (خ±-Fe، خ³-Fe، خ´-Fe). يعد فهم ظاهرة التآصل في الحديد هو المفتاح لإنتاج سبائك صلب ذات خصائص محددة للأغراض المختلفة. أولها تكوّناً عندما يتجمد الحديد من حالته السائلة عند 1538 درجة مئوية هو (خ´-Fe)، يعد الفيريت (خ±-Fe) هو الطور الأكثر استقرارا للحديد في درجات الحرارة العادية. مرجع كتاب مسار http //books.google.com/books?id xv420pEC2qMC&pg PA183 الصفحة 183 العنوان Concise encyclopedia of the structure of materials الأول John Wilson الأخير Martin الناشر Elsevier سنة الرقم المعياري 0080451276 أما 912 درجة مئوية وحتى 1400 درجة مئوية، يتحول الحديد تدريجياً من طور فيريت الفيريت إلى طور أوستنيت الأوستنيت (خ³-Fe)، ويستخدم هذا الطور من الحديد في إنتاج فولاذ غير قابل للصدأ الصلب الذي لا يصدأ ، والذي يستخدم في صناعة أدوات المائدة والمستشفيات ومعدات الصناعات الغذائية. مرجع كتاب مسار http //books.google.com/books?id hoM8VJHTt24C&pg PA24 الصفحات 24–28 العنوان Metallographer's guide practice and procedures for irons and steels الأول1 B. L. الأخير1 Bramfitt الأول2 Arlan O. الأخير2 Benscoter chapter The Iron Carbon Phase Diagram الناشر ASM International سنة 2002 الرقم المعياري 9780871707482

نظائر الحديد

مفصلة نظائر الحديد يوجد الحديد في الطبيعة في هيئة أربعة نظير نظائر مستقرة، تكون موزعة كالآتي 5.845 54Fe و 91.754 56Fe و 2.119 57Fe و 0.282 58Fe. من المتوقع أن يخضع النظير 54Fe لعملية تحلل بيتا المزدوج ، لكن هذه العملية لم تلاحظ بالتجربة بالنسبة لهذه الجسيمات. وحده النظير 57Fe من بين النظائر المستقرة للحديد لديه لف مغزلي (فيزياء) لف مغزلي ومقداره (−1/2). يعد نظير الحديد 56Fe أكثر نظائر الحديد وفرة وأكثرها ثباتاً. من غير الممكن إجراء عملية انشطار أو اندماج نووي لهذا النظير مع حدوث إصدار للطاقة. يتشكل هذا النظير من نظير النيكل 56Ni الذي يتشكل من نوى أخف من خلال عملية ألفا داخل مستعر أعظم المستعرات العظمى (اقرأ عملية احتراق السيليكون ). يشكل النظير 56 للنيكل نهاية سلسلة تفاعل الاندماج النووي داخل النجوم العملاقة، لأن إضافة جسيم ألفا آخر سيشكل الزنك-60، والذي يتطلب تشكيله طاقة عالية جداً، لذلك فإن النيكل-56، والذي عمر النصف له 6 أيام، يوجد بكثرة في هذه النجوم. أثناء عملية اضمحلال المستعر الأعظم إلى بقايا مستعر أعظم بقايا ، تحدث للنيكل-56 عمليتي إصدار بوزيترون بوزيتروني متلاحقتين، يتحول من خلالها أولاً إلى الكوبالت-56، ومن ثم إلى الحديد-56 المستقر، مما يفسر الوفرة الكبيرة للحديد في الكون مقارنة مع فلزات أخرى مقاربة في الكتلة الذرية. يوجد نظير الحديد-56 في قلب عملاق أحمر العملاق الأحمر وفي نيزك حديدي النيازك الحديدية وفي جوف الكرة الأرضية. هنالك نظير مشع منقرض للحديد 60Fe له عمر النصف عمر نصف كبير يبلغ 2.6 مليون سنة. cite journal first Audi last Georges The NUBASE Evaluation of Nuclear and Decay Properties journal Nuclear Physics A volume 729 pages 3–128 publisher Atomic Mass Data Center year 2003 doi 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 إن أغلب الدراسات السابقة حول قياس نسبة نظائر الحديد كانت مركزة حول تحديد نسبة الاختلافات في النظير 60Fe، وذلك نتيجة للعمليات المرافقة لحدوث تخليق نووي التخليق النووي وفي تشكل خام الخامات . ساعد التطور الكبير والمتسارع في تقنية مطيافية الكتلة على كشف وتحديد نسب نظير مستقر النظائر المستقرة للحديد، وذلك نتيجة وجود العديد من الفروع العلمية المهتمة بهذا المجال، من بينها علوم الأرض و علم الكواكب بالإضافة إلى التطبيقات الحيوية والصناعية. cite journal last1 Dauphas first1 N. last2 Rouxel first2 O. year Mass spectrometry and natural variations of iron isotopes journal Mass Spectrometry Reviews volume 25 pages 515–550 url http //geosci.uchicago.edu/~dauphas/OLwebsite/PDFfiles/Dauphas_Rouxel_MSR06.pdf doi 10.1002/mas. 8 pmid 16463281 issue 4 أظهرت الدراسات لبعض النيازك الحديدية أن العلاقة بين تركيز النيكل-60، والذي يمثل ناتج اضمحلال للحديد-60، ووفرة نظائر الحديد المستقرة يمكن أن تعطي دلالة على وجود الحديد-60 60Fe أثناء تشكل وتطور النظام الشمسي . من المحتمل أن تكون الطاقة المتحررة أثناء اضمحلال نظير الحديد-60، بالإضافة إلى الطاقة المتحررة عن نظير الألومنيوم المشع 26Al، قد ساهمت في حدوث إعادة انصهار وإعادة تشكيل وتمايز كويكب الكويكيبات قبل نشوئها من 4.6 مليار سنة. تمتاز نوى نظائر الحديد بأن لها طاقة ارتباط عالية لكل نوكليون نوية ، ولا يفوقها بذلك إلا نظير النيكل 62Ni، والذي يتشكل في تفاعلات الاندماج النووي في النجوم. أما بالنسبة لتوزع عنصري الحديد والنيكل، فإن نسبة نظائر الحديد في الكرة الأرضية تفوق نظائر النيكل، ومن المتوقع أنها تفوقها أيضاً أثنائ تشكل العناصر في المستعرات العظمى. Cite web Iron and Nickel Abundances in H~II Regions and Supernova R nants date June 14, 1995 url http //www.aas.org/publications/baas/v27n2/aas186/abs/S3707.html accessdate -05-23 . Eisen 1 150 قطعة من الحديد النقي

مركبات الحديد

تكافؤ مركبات الحديد غالباً ما يكون +2 أو +3، ويطلق على مركبات الحديد ثنائية التكافؤ (حديدوز) مثل أكسيد الحديدوز (FeO)، وعلى مركبات الحديد ثلاثية التكافؤ (حديديك) مثل أكسيد الحديديك (Fe2O3). قد يصبح تكافؤ مركبات الحديد سداسي التكافؤ كحالة رابع حديدات البوتاسيوم (K2FeO4). كما أن مركبات الحديد التي تشارك في تفاعلات الأكسدة البيوكيميائية، رباعية التكافؤ. cite journal doi 10.1021/ar700027f High-Valent Iron(IV)–Oxo Complexes of H e and Non-H e Ligands in Oxygenation Reactions year last1 Nam first1 Wonwoo journal Accounts of Ch ical Research volume 40 pages 522–531 pmid 17469792 issue 7 مرجع كتاب الناشر Walter de Gruyter سنة 1985 الإصدار 91–100 الصفحات 1125–1146 الرقم المعياري 3110075113 العنوان Lehrbuch der Anorganischen Ch ie الأول1 Arnold F. الأخير1 Holl an الأخير2 Wiberg الأول2 Egon الأخير3 Wiberg الأول3 Nils chapter Iron لغة German كما تتواجد كيمياء عضوية فلزية مركبات عضوية معدنية للحديد ذات تكافؤ أحادي موجب أو أحادي سالب أو ثنائي سالب. بل ويتواجد الحديد أحياناً في حالته العنصرية داخل جسم الإنسان. كما يتواجد مركبات للحديد يكون فيها الحديد ذا تكافؤ ثنائي وثلاثي في الوقت ذاته كأكسيد الحديد الأسود (ال ماغنتيت ) ومركب أزرق بروسيا (Fe4(Fe[CN]6)3)، والذي يستخدم بعض أنواع أوراق الطباعة التي تستخدم في بعض الرسومات الهندسية. مرجع كتاب chapter An introduction in monochrome الصفحات 11–19 الأول Mike الأخير Ware الناشر NMSI Trading Ltd العنوان Cyano the history, science and art of photographic printing in Prussian blue الرقم المعياري 9781900747073 سنة 1999 مسار http //books.google.de/books?id C-7I69gFIbMC&pg PA11 تعد كبريتات الحديد الثنائي كبريتات الحديدوز المائية (FeSO4•7H2O) و كلوريد الحديد الثلاثي كلوريد الحديديك (FeCl3) من أكثر مركبات الحديد إنتاجاً صناعياً. وتعتبر كبريتات الحديدوز المائية من أكثر المصادر المتاحة للحصول على أكسيد الحديدوز (FeO)، لكنه أكثر عرضة للتأكسد في الهواء من كبريتات أمونيوم حديد ثنائي ملح موهر ((NH4)2Fe(SO4)2•6H2O)، وبصفة عامة تميل مركبات الحديد ثنائية التكافؤ للتأكسد في الهواء لتصبح مركبات حديد ثلاثية التكافؤ. Iron(III) chloride hexahydrate alt Some canary-yellow powder sits, mostly in lumps, on a laboratory watch glass. مسحوق كناري اللون من كلوريد الحديد الثلاثي كلوريد الحديديك المائي يمين 200 بك

أكاسيده وكبريتيداته

يتفاعل الحديد مع الأكسجين في الهواء مكوناً أكاسيد الحديد وأشهرها أكسيد الحديد الأسود (Fe3O4) و أكسيد الحديد الثلاثي أكسيد الحديديك (Fe2O3) و أكسيد الحديد الثنائي أكسيد الحديدوز (FeO)، وإن كان غير مستقر في درجات الحرارة العادية. هذه الأكاسيد هي الخامات الأساسية لإنتاج الحديد. أما أشهر كبريتيدات الحديد فهو بيريت البيريت (FeS2) والذي يعرف بـ الذهب الكاذب.

هاليداته

عرفت هاليدات الحديد الثنائية والثلاثية منذ القدم باستثناء يوديد الحديديك، وهي تنشأ عن طريق تفاعل معدن الحديد مع حامض هالوجيني لكي ينتج عن ذلك التفاعل أحد الأملاح المائية. يتفاعل الحديد مع فلور الفلور كلور الكلور بروم البروم وينتج عن ذلك هاليدات الحديديك، وأشهرها كلوريد الحديد الثلاثي كلوريد الحديديك

سيانيداته

Prussian blue يسار مسحوق أزرق بروسيا يدخل الحديد في العديد من مركبات السيانيد. من أشهر مركبات سيانيد السيانيد التي يدخل فيها الحديد مسحوق أزرق بروسيا (Fe4(Fe[CN]6)3)، و فيروسيانيد البوتاسيوم و فيريك-سيانيد البوتاسيوم . كما يستخدم مسحوق أزرق بروسيا كترياق من سموم الثاليوم سيزيوم السيزيوم المشعة cite web url http //www.fda.gov/Drugs/EmergencyPreparedness/BioterrorismandDrugPreparedness/ucm130337.htm Questions and Answers on Prussian Blue accessdate -06-06 cite journal doi 10.1345/aph.1E024 pages 1509–1514 Soluble or Insoluble Prussian Blue for Radiocesium and Thallium Poisoning? year 2004 last1 Thompson first1 D. F journal Annals of Pharmacotherapy volume 38 ، كما يستخدم كصبغة زرقاء لإزالة اصفرار الماء نتيجة وجود رواسب من أملاح الحديد. Iron. Microsoft® Student [DVD]. Redmond, WA Microsoft Corporation, . Sأ­ran إ¾eleznatأ½ كبريتات الحديد الثنائي Sulfid إ¾eleznatأ½ كبريتيد الحديد الثنائي Sأ­ran إ¾eleznato-amonnأ½ كبريتات أمونيوم حديد ثنائي ملح موهر Iron(III)-nitrate-nonahydrate-sample نترات الحديد الثلاثي Iron(III)-oxide-sample أكسيد الحديديك Chlorid إ¾elezitأ½ كلوريد الحديد الثلاثي Sأ­ran إ¾elezitأ½ كبريتات الحديد الثلاثي Potassium-ferrocyanide-trihydrate-sample فيروسيانيد البوتاسيوم

الحديد عبر التاريخ

Widmanstatten IronMet 150 حديد نيزكي يرجع استخدام الإنسان للحديد إلى ما قبل التاريخ . كما يرجع تاريخ أقدم المنتجات الحديدية، للألفية الخمسة قبل الميلاد في إيران والألفية الثانية قبل الميلاد في الصين ، وكانت مصنوعة من النيازك . E. Photos, 'The Question of Meteoritic versus Smelted Nickel-Rich Iron Archaeological Evidence and Experimental Results' World Archaeology Vol. 20, No. 3, Archaeometallurgy (Feb., 1989), pp. 403-421. Online version] accessed on -02-08. ومن غير المعروف متى أو أين بدأ صهر الحديد من خاماته، ولكن هناك دلائل تشير إلى إنتاجه عن طريق صهر خاماته قرب نهاية الألفية الثانية قبل الميلاد في الهند وجنوب الصحراء الكبرى في إفريقيا].Duncan E. Miller and N.J. Van Der Merwe, 'Early Metal Working in Sub Saharan Africa' Journal of African History 35 (1994) 1-36 Minze Stuiver and N.J. Van Der Merwe, 'Radiocarbon Chronology of the Iron Age in Sub-Saharan Africa' Current Anthropology 1968. كما يرجع تاريخ أقدم الأدوات المصنوعة من هيماتيت الهيماتيت إلى حوالي عام 35,000 ق.م.Minnesota State University EMuseum] http //www.mnsu.edu/ useum/prehistory/egypt/history/paleolithic 20egypt.htm Ancient Egyptian Culture Paleolithic Egypt. Retrieved 6 April . واستخدم سومر السومريون و قدماء المصريون المصريون نيزك حديدي الحديد النيزكي لأغراض الزينة وكرؤوس للحراب،R. F. Tylecote, A History of Metallurgy (2nd edn, 1992), 3 وفي الطقوس الاحتفالية، وكان أثمن من الذهب. كما تشير الاكتشافات إلى أن حيثيون الحثيين أنتجوا الحديد منذ حوالي عام 2,000 ق.م، Excavation in Turkey Set to Rewrite History of Iron Age, Asahi Shimbun, 27 March . كما مقايضة قايضوا الحديد مقابل الفضة مع ال آشور آشوريين] في القرن الرابع عشر قبل الميلاد. اختلف انتقال بلدان العالم القديم عصر حديدي للعصر الحديدي ، ف بلاد ما بين النهرين عام 900 ق.م كانت قد انتقلت كلياً للعصر الحديدي. وعلى الرغم من أن مصر كانت قد بدأت تنتج الحديد منذ وقت مبكر، إلا أن عصر برونزي العصر البرونزي ظل مسيطراً عليها حتى الغزو ال آشور آشوري لها في عام 663 ق.م. وبدأ العصر الحديدي في وسط أوروبا حوالي عام 500 ق.م، وفي الهند و الصين في وقت ما بين 1200 ق.م و 500 ق.م.Marco Ceccarelli (2000). International Symposium on History of Machines and Mechanisms Proceedings HMM Symposium. Springer. ISBN 0-7923-6372-8. pp 218 وحوالي عام 500 ق.م، أصبحت النوبة منتج ومصدر رئيسي للحديد.Collins, Rober O. and Burns, James M. The History of Sub-Saharan Africa. New York Cambridge University Press, p. 37. ISBN 978-0-521-68708-9. اكتشف الحيثيونMuhly, James D. 'Metalworking/Mining in the Levant' pp. 174-183 in Near Eastern Archaeology ed. Suzanne Richard (2003), pp. 179-180. أنتاج الحديد قديماً في أفران تستخدم فيها منفاخ لضخ الهواء من خلال كومة من الحديد الخام والمدفون في الفحم . يختزل أول أكسيد الكربون الناتج من حرق الفحم خامة الحديد لينتج الحديد. لم تكن الحرارة الناتجة كافية لصهر الحديد، لذا فإن الجزء السفلي من المعدن الناتج يكون على شكل كتلة إسفنجية، تعج بالمسام الممتلئة بالرماد والخبث. يعاد تسخين الحديد الناتج لتليينه وصهر الخبث، ومن ثم يُطرق مراراً وتكراراً لإزالة الخبث المنصهر. ناتج هذه العملية الطويلة والشاقة هو الحديد المطاوع ، وهو سبيكة مرنة ولكن ضعيفة نوعاً ما. ومع الوقت، اكتشف الحدادون في الشرق الأوسط ، أن الحديد المطاوع يمكن أن يتحول إلى منتج أقوى بكثير عن طريق تسخينه في وعاء يحتوي على فحم نباتي الفحم النباتي لبعض الوقت، ومن ثم غمره في الماء أو الزيت حتى يخمد. نتج عن هذه الطريقة تكون طبقة خارجية للقطعة من صلب (سبيكة) الصلب ، وهي سبيكة من الحديد و سمنتيت كربيد الحديد ، والتي كانت أكثر صلادة وأقل هشاشة من البرونز وبدأت تحل محله. وقبل عام 200 ق.م، استطاع الهنود إنتاج صلب عالي الجودة في جنوب الهند بصهر الحديد الخام والفحم والزجاج في بواتق حتى ينصهر الحديد ويذيب الكربون. cite journal author G. Juleff An ancient wind powered iron smelting technology in Sri Lanka journal Nature (journal) Nature volume 379 issue 3 pages 60–63 year 1996 doi 10.1038/379060a0 ref harv انتقلت تلك الفكرة من الهند إلى الصين بحلول القرن الخامس الميلادي.Needham, Volume 4, Part 1, 282. في القرن الحادي عشر، صنع الصينيون الصلب بطريقة تشبه إلى حد ما طريقة بسمر ، عن طريق إزالة الكربون جزئياً بطرق الحديد بصورة متكررة مع نفخ الهواء البارد.Robert Hartwell, 'Markets, Technology and the Structure of Enterprise in the Development of the Eleventh Century Chinese Iron and Steel Industry' Journal of Economic History 26 (1966). pp. 53-54 مما استدعى إزالة مساحات كبيرة من الغابات لتفي بحاجة صناعة الحديد من الفحم.Ebrey, 158. تقدمت صناعة الحديد أكثر وأكثر ب اختراعات المسلمين ، خلال العصر الذهبي للإسلام . شمل ذلك إقامة مصانع لإنتاج المعادن. وبحلول القرن الحادي عشر، انتشرت تلك المصانع في كل الولايات الإسلامية من الأندلس و شمال أفريقيا غرباً إلى آسيا الوسطى شرقاً.Adam Robert Lucas (2005), Industrial Milling in the Ancient and Medieval Worlds A Survey of the Evidence for an Industrial Revolution in Medieval Europe , Technology and Culture 46 (1) 1-30 [10-1 & 27] كما أن هناك دلائل تشير إلى استخدام ما يشبه فرن لافح الفرن العالي في عصر أيوبيون الدولة الأيوبية مماليك المماليك . Cite journal Ahmad Y. Al-Hassan and Donald R. Hill, Islamic technology an illustrated history author R. L. Miller journal Medical History volume 32 issue 4 date October 1988 pages 466–7 ref harv اخترع المسلمون أحد أشهر أنواع الصلب في العصور الوسطى وهو صلب دمشقي الصلب الدمشقي ، واستخدموة في صناعة السيوف، في الفترة من عام 900 إلى عام 1750. أنتج هذا الصلب باستخدام بواتق بطريقة تشبه الطريقة الهندية، ولكنه يحتوي على الكربيدات مما يجعل السيوف أكثر كفاءة في القطع. cite journal first W. last Kochmann coauthors Reibold M., Goldberg R., Hauffe W., Levin A. A., Meyer D. C., Stephan T., Müller H., Belger A., Paufler P. year 2004 Nanowires in ancient Damascus steel quotes journal Journal of Alloys and Compounds volume 372 pages L15–L19 issn 0925-8388 doi 10.1016/j.jallcom.2003.10.005 ref harv cite journal first A. A. last Levin coauthors Meyer D. C., Reibold M., Kochmann W., Pأ¤tzke N., Paufler P. year 2005 Microstructure of a genuine Damascus sabre journal Crystal Research and Technology volume 40 issue 9 pages 905–916 doi 10.1002/crat.200410456 url http //www.crystalresearch.com/crt/ab40/905_a.pdf ref harv

الحديد في القرآن

وردت كلمة حديد في عدة مواضع في القرآن الكريم، وهناك سورة في القرآن هي سورة الحديد ورد فيها نزول الحديد من السماء، قال تعالى قرآن الحديد 25 يؤمن المسلمين، بموجب هذه الآية أن الحديد نزل من السماء، ويربطون ذلك بما ورد في النظريات العلمية الحديثة بأن الحديد لم يكن موجوداً على الأرض إطلاقا قبل ملايين السنين، بل وصل الأرض عبر نيزك النيازك وذلك خلال فترات تكوين الأرض.مصدر الحديد] - في حديث للشيخ عبد المجيد الزنداني ل قناة الجزيرة] حول الإعجاز العلمي في القرآن

الحديد في الأحياء

H e b.svg تصغير 150بك مركب الهيم أساس خضاب الدم. يدخل الحديد كعنصر حيوي أساسي في تركيب العديد من مركب عضوي المركبات العضوية و إنزيم الإنزيمات في الكائنات الحية جميعها، من أبسطها من الناحية التطورية ( العتائق ) وحتى إنسان البشر ويدخل في مجموعة مركب عضوي فلزي المركبات العضوية الفلزية التي لها أدوار حيوية ضرورية. بعض مركباته العضوية الفلزية

• خضاب الدم الذي يتكون من سلسلة هيم الهيم ، والذي بدوره يحوي على حلقة عضوية في مركزها ذرة الحديد انظر إلى الصورة .
• ميوغلوبين والذي يشبه في تركيبه تركيب الهيم، ولكنه يدخل في تركيب ليف عضلي الألياف العضلية .
• سيتوكروم أو خضاب الخلية، وهو يحوي الهيم ويدخل في تنفس خلوي التنفس الخلوي وفي عمليات أكسدة الأكسدة العضوية.
• نتروجيناز ، إن

معلومات حديد الحديد عناصر كيميائية عنصر كيميائي فلز فلزي ، وهو أحد أقدم معادن المعادن اكتشافا. رمزه Fe (من لغة لاتينية اللاتينية ferrum) و عدد ذري عدده الذري 26. يقع بالمجموعة الثامنة والدورة الرابعة من جدول دوري الجدول الدوري . هو ضروري ل حياة الإنسان و الحيوان كونه يدخل في تركيب خضاب الدم ، وكذلك لحياة النباتات كونه أحد العناصر الضرورية لتكوين كلوروفيل الكلوروفيل Koenig, Rich and Kuhns, Mike Control of Iron Chlorosis in Ornamental and Crop Plants. ( Utah State University , Salt Lake City, August 1996) p.3، ويدخل في كل شيء تقريباً. هو رابع العناصر تواجدا في القشرة الأرضية ، غالباً ما يتواجد في الطبيعة في صورة أكاسيد. في هيئته العنصرية هو فلز قابل للطرق والسحب. ويعتبر الحديد وسبائكه أكثر المواد المعدنية استخداماً على الإطلاق. كما يُعتبر الحديد أكثر العناصر الكيميائية استقراراً على الإطلاق بسبب توازن قوة كهرومغناطيسية القوة الكهرومغناطيسية و قوة نووية قوية القوة النووية القوية داخل نواة الذرة ، فالعناصر الأخفّ وزناً يمكنها من خلال الاندماج النووي - والعناصر الأثقل وزناً من خلال الانشطار النووي - أن يصبحوا أقرب في صفاتهم للحديد. تحتوي النيازك الساقطة على الأرض على كميات من الحديد قد تصل إلى 90 من كتلة النيازك او الشهب. الحديد في الأصل فضي اللون، إلا أنه يتأكسد في الهواء. ويعد الحديد أقوى الفلزات على الإطلاق وأكثرها أهمية للأغراض الهندسية شرط حمايته من الصدأ (أي التفاعل مع الأكسجين). وهناك عدة طرق لحماية الحديد من الصدأ وأبسطها على الإطلاق منع تماس الأكسجين أو الرطوبة عن الحديد وذلك بتغليف الحديد بمادة عازلة مثل استخدام الأصباغ أو عوازل PVC مثلاً. ومن أفضل الطرق المستخدمة لحمايته هي استخدام نظام الحماية الكاثودية لحماية الحديد من الصدأ والتآكل. الحديد في حالته النقية أكثر ليونة من الألومنيوم ، وتزداد صلادة صلادته بإضافة بعض العناصر السبائكية كال كربون بنسب معينة، فيتكون سبيكة صلب (سبيكة) الصلب ، وهي أقوى ألف مرة من الحديد النقي. يتراوح تكافؤ الحديد بين (2-) و(6+)، إلا أنه في أشهر حالاته يكون تكافؤه (2+) أو (3+).