آهن
آهن نام یک عنصر شیمیایی با عدد اتمی۲۶ و چگالی ۷.۸۷ است که در نخستین دوره ی فلزهای واسطه جا دارد.آهن از نظر جرمی،بزرگترین عنصر سازنده زمین است. آهن دارای سطوح صاف و نقره‌ای براق مایل به رنگ خاکستری‌ست اما وقتی در هوا با اکسیژن ترکیب میشود به رنگ قرمز یا قهوه‌ای در می‌آید که به آنها اکسید درای ترکیبات آهن یا زنگ گفته می شود.
آلومینیوم
آلومینیوم فلزی نرم و سبک است که دارای ظاهر نقره ای کدر می باشد زیرا وقتی در معرض هوا قرار می گیرد، یک لایه نازک از اکسیدآلومینیوم روی آن تشکیل می شود.
فلز روی
آلیاژهای روی از قرنها پیش استفاده می‌شده‌است. کالاهای برنجی که به ۱۰۰۰-۱۴۰۰ سال پیش باز می‌گردند در فلسطین پیدا شده‌اند و اشیاء رویی با ۸۷% روی در ترانسیلوانیا ما قبل تاریخ یافت شده‌اند. به خاطر نقطه جوش پایین و واکنش شیمیایی این فلز (روی جدا شده دود شده و قابل دست یابی نبود) خصوصیات واقعی این فلز در زمان باستان مشخص نشده بود. ساخت برنج به رومی‌ها نسبت داده شده و مربوط به ۳۰ سال پیش از میلاد میباشد. آنها کالامین و مس را با یکدیگر در بوته آهنگری حرارت می‌دادند که در این عمل اکسید روی در کالامین کاهش میافت و فلز روی آزاد توسط مس به دام انداخته می‌شد و به شکل آلیاژ در می‌آمد. برنج بدست آمده یا در قالب ریخته می‌شد یا با چکش به شکلهای مختلف در می‌آمد
فولاد
اصطلاح afshar یا پولاد برای آلیاژهای آهن که بین ۰/۰۲۵ تا حدود ۰/۰۳ درصد کربن دارند بکار میرود فولادهای آلیاژی غالبا با فلزهای دیگری نیز همراهند . خواص فولاد به درصد کربن موجود در آن ، عملیات حرارتی انجام شده برروی آن وفلزهای آلیاژدهنده موجود درآن بستگی دارد.
آهن اسفنجی
آهن اسفنجی، از احیای مستقیم سنگ آهن بدست می آید و اصطلاحا به آن DRI نیز گفته میشود. کاربرد آهن اسفنجی در کوره های القائی بعنوان یکی از مهم ترین کاربردهای آن می باشد. میتوان گفت که استفاده از آهن اسفنجی، در کوره های القائی قادر است که نزدیک به ۵۰ درصد، جایگزین قراضه شود. ولی کاربرد آن در کوره القایی، نیازمند دانش فنی و تجربه می باشد. همچنین استفاده از آهن اسفنجی تحولی بزرگ در ریخته گری مداوم صنعت فولاد می باشد. تقریبا در همه روش های تولید فولاد استفاده از آن مقدور می باشد. بسیاری از واحدهای کوچک و بزرگ تولید فولاد در کشور از این روش ها استفاده میکنند. ما منابع طبیعی در دسترس تری برای احیای مستقیم داریم. احیای مستقیم سنگ آهن ، از طریق منابع گازی یا زغال سنگ صورت می پذیرد. انتخاب روش احیای مستقیم سنگ آهن، وابسته به محل قرارگیری کارخانه تولیدکننده و منابع موجود در دسترس می باشد. بعنوان مثال در کشور ایران، با وجود منابع غنی گازی، انتخاب منابع گازی، انتخابی معقولانه تر می باشد و گاز بعنوان ماده احیا کننده مورد استفاده قرار میگیرد. همانطور که میدانید، استفاده از منابع زغال سنگ برای احیاسازی، مشکلات آلودگی هوا را نیز در پی دارد و دسترسی به معادن آن کار آسانی نیست. ولی در حال حاضر بزرگترین تولیدکننده آهن اسفنجی در دنیا، کشور هندوستان می باشد که از منابع زعال سنگ استفاده میکند.
سرب
سرباز عنصرهای شیمیایی واسطه در جدول تناوبی است. سرب همچنین در رده فلزها قرار دارد. این فلز تشعشعات هسته‌ای را عبور نمی‌دهد. سرب در طبیعت به شکل کانی به نام گالن (سیستم تبلور کوبیک یا مکعبی) یافت می‌گردد. سرب عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Pb و عدد اتمی ۸۲ وجود دارد. سرب عنصری سنگین، سمی و چکش خوار است که دارای رنگ خاکستری کدری میباشد. هنگامیکه تازه تراشیده شده سفید مایل به آبی است اما در معرض هوا به رنگ خاکستری تیره تبدیل میشود. از سرب در سازه‌های ساختمانی، خازنهای اسید سرب، ساچمه و گلوله استفاده شده و نیز بخشی از آلیاژهای لحیم، پیوتر و آلیاژهای گدازپذیر میباشد. سرب سنگین‌ترین عنصر پایدار است. سرب فلزی است براق، انعطاف پذیر، بسیار نرم، شدیداً چکش خوار و به رنگ سفید مایل به آبی که از خاصیت هدایت الکتریکی پایینی برخوردار میباشد. این فلز حقیقی به شدت در برابر پوسیدگی مقاومت میکند و به همین علت از آن برای نگهداری مایعات فرسایشگر (مثل اسید سولفوریک) استفاده میشود. با افزودن مقادیر خیلی کمی آنتیموان یا فلزات دیگر به سرب میتوان آنرا سخت نمود
چدن
چدن به آلیاژهایی از آهن و کربن که بین ۲.۱الی ۶.۲ درصد کربن داشته باشند، گفته میشود. رنگ مقطع شکست این آلیاژ به عنوان شناسه نامگذاری انواع مختلف آن به کار می رود. بیش از ۹۵ درصد وزنی چدن را آهن تشکیل میدهد و عناصر آلیاژی اصلی آن کربن و سیلیسیم هستند. به طور معمول بین ۲.۱ تا ۴ درصد کربن و ۱ تا ۳ درصد سیلیسیم دارد و به عنوان آلیاژی سه گانه شناخته می شود. با این وجود، انجماد آن از روی دیاگرام فازی دوتایی آهن-کربن بررسی میشود. جایی که نقطه یوتکتیک در دمای ۱۱۵۴ درجه سانتی گراد و ۴.۳ درصد کربن اتفاق می افتد که حدود ۳۰۰ درجه کمتر از نقطه ذوب آهن خالص است. چدنها، به استثنا نوع داکتیل، ترد هستند و به دلیل نقطه ذوب پایین، سیالیت، قابلیت ریخته گری، ماشین کاری، تغییرشکل ناپذیری و مقاومت به سایش به موادی مهندسی با دامنه وسیعی از کاربرد تبدیل شده و در تولید لوله ها، ماشینها، قطعات صنعت خودرو مانند سرسیلندر، بلوک سیلندر و جعبه گیربکس به کار میروند. چدن همچنین به تضعیف و تخریب ناشی از اکسیداسیون (خوردگی) مقاوم است.
تیتانیوم
تیتانیوم عنصری است فلزی با عدد اتمی ۲۲، در گروه IVB که در دورهٔ چهارم جدول تناوبی جای دارد. جِرم اتمی ۴۷٫۹۰، ظرفیت‌ها ۲٬۳٬۴. دارای پنج ایزُتوپ است. بسیار کمیاب است، به‌طوری‌که فقط ۰٫۶ درصد قشر زمین را تشکیل میدهد. ترکیب‌های آن پراکنده و استخراج آن دشوار است.
نیکل
نیکل عنصر ۲۸ با معادل انگلیسی nickel نیکل فلزی مقاوم ، چکش خوار، براق با ساختار بلورین و مکعبی شکل به رنگ سفید و نقره ایمیباشد . این عنصر در سال ۱۷۵۱ توسط Axel Cronstedt دانشمند سوئدی کشف شد . از نظر خواص مغناطیسی وفعالیت شیمیایی شبیه به آهن وکبالت میباشد . کانیهای اصلی نیکل عبارتند از پنتلاندیت ، پیروتیت (سولفید های نیکل و آهن) و گارنییریت (سیلیکات نیکل و منیزیم ) هستند. نیکل یکی از اجزا اصلی تشکیل دهنده شهابسنگها به شمار می آید. شهابسنگهای آهن و سیدریت شامل آلیاژهای آهن حدود ۵ تا ۲۰ درصد نیکل می باشد. نیکل تجاری به فرمهای پنتلاندیت و پیروتیت می باشد که این معادن در ایالت انتاریو یافت می شود که این ناحیه حدود ۳۰ درصد از نیکل دنیا را تامین می کند. دیگر معادن این عنصر در کالندونیا، استرالیا، کوبا، اندونزی و در مناطق دیگر می باشد. این عنصر رسانای جریان بر ق است و سطح آن براق و صیقلی است. این عنصر از گروه عناصر آهن و کبالت است و آلیاژهای آن قیمتهای بالایی دارا هستند. این عنصر کاربردهای فراوانی در طبیعت دارد و برای ساخت فولاد ضدزنگ و دیگر آلیاژهای ضد زنگ و خوردگی مثل اینوار و مانل که الیاژى از نیکل و کبالت که در برابر خوردگى مقاوم است و و اینکونل و Hastelloys کاربرد دارد. برای ساخت لوله های نیکلی و مسی و همینطور برای نمک زدایی گیاهان و تبدیل آب شور به آب مایع استفاده می شود. نیکل استفاده های فراوانی برای ساخت سکه ها و فولاد نیکلی برای زره ها و کلید ها کار برد دارد و همینطور از نیکل می توان آلیاژهای نیکروم و پرمالوی و آلیاژی از مس را تهیه کرد. از نیکل برای ساخت شیشه های به رنگ سبز استفاده می شود. صفحات نیکلی می تواند نقش محافظت کننده برای دیگر فلزات را داشته باشد. نیکل همچنین کاتالیزوری برای هیدروژن دار کردن روغنهای گیاهی است. همچنین صنعت سرامیک و ساخت آلیاژی از آهن و نیکل که خاصیت مغناطیسی دارد و باتری های قوی ادیسون کاربرد دارد. از ترکیبات مهم نیکل می توان سولفات و آکسید را نام برد. نیکل طبیعی مخلوطی از ۵ ایزوتوپ پایدار است . همچنین ۹ ایزوتوپ ناپایدار دیگر نیز شناخته شده است. نیکل هم به صورت فلز و هم به صورت ترکیب محلول می تواند وجود داشته باشد. بخار سولفید نیکل سرطان زا می باشدکه در موقع استفاده از آن باید دقت لازم را به عمل آورد.
برنج
برنج آلیاژی از مس و فلز روی میباشد که نسبت آن‌دو در آلیاژ تعیین کننده نوع برنج با توجه به مورد استفاده آن است. برخی از انواع برنج‌ها برنز هم نامیده می‌شوند هرچند برنز آلیاژی از مس و قلعمی‌باشد. خواص فیزیکی: حد حلالیت روی در مس برابر۵/۳۲% در درجه حرارت انجماد و در حدود۳۵% در درجه حرارت محیط می باشد از این رو فاز محلول جامد α مهمترین شبکه میکروسکوپی موجود در آلیاژ برنج است.و همانطور که در دیاگرم مس وروی نشان داده شده استاکثر آلیاژهای برنج دارای دامنه انجماد بسیار کم بوده ووجود فلزات دیگر در مس عملاً باعث پائین آمدن نقطه ذوب می شود و هر قدر دامنه انجمادکمتر باشد،سیالیت آلیاژ بهتر خواهد بود ولی این امر معمولاً با زیاد شدنحجم انقباض متمرکزهمراه است .... کاملاً برای ریخته گری مناسب هستند
احسان ترابی
