شمش: وقتی فلز آب شده، یک تکه بزرگ و یکدست میشود
مراحل ساخت شمش: از سنگ معدن تا تکه فلز یکدست
برای ساختن یک شمش، باید فلز را از سنگ معدن جدا کنیم. بیایید مثل یک کارخانهی کوچک قدم به قدم پیش برویم. فرض کنیم میخواهیم شمش آهن بسازیم.
- قدم اول - استخراج سنگ معدن: سنگهای آهنی را از معدن بیرون میآورند. این سنگها شبیه سنگهای معمولی هستند، اما درونشان آهن دارند.
- قدم دوم - ذوب کردن در کوره: سنگ معدن را همراه با مواد دیگر در کورههای بسیار داغ (دمای بالای 1500 درجه سلسیوس) میریزند. آهن ذوب میشود و مانند آب جاری میگردد.
- قدم سوم - قالبریزی: فلز مذاب را به آرامی درون قالبی از جنس فولاد یا چدن میریزند. قالب شکل شمش را مشخص میکند (مثلاً مکعبمستطیل، استوانه یا حتی ذوزنقه).
- قدم چهارم - خنککاری و جامد شدن: قالب را میگذارند تا فلز خنک شود و سفت گردد. وقتی کاملاً جامد شد، قالب را باز میکنند و شمش بیرون میآید.
- قدم پنجم - بازرسی و انبار: شمش را بررسی میکنند که ترک نداشته باشد، بعد وزن میکنند و برای فروش یا ساخت محصولات دیگر آماده میشود.
انواع شمش بر پایه فلز و شکل
فلزهای گوناگون را میتوان به شکل شمش درآورد. در جدول زیر برخی شمشهای مهم را میبینید.
| نوع شمش | فلز اصلی | شکل معمول | کاربرد روزمره |
|---|---|---|---|
| شمش آهن | آهن | مکعب مستطیل | ساخت تیرآهن، میخ، قاب دوچرخه |
| شمش آلومینیوم | آلومینیوم | استوانهای یا مکعبی | قاب پنجره، قوطی نوشابه، بدنه هواپیما |
| شمش مس | مس | تختی مثل آجر بزرگ | سیمهای برق، لوله آب، سکه |
| شمش طلا | طلا | قرصی یا ذوزنقهای | ساخت جواهرات، ذخیره بانکها |
کاربرد واقعی شمش در کارخانهها و خانه شما
حتماً دیدهاید که یک قاشق فلزی یا بدنه یخچال از چه چیزی ساخته شده است. همه آنها از شمش شروع میشوند. مثال بزنیم: کارخانهای شمش آلومینیوم به وزن 500 کیلوگرم دارد. آن را در کوره ذوب میکند، سپس فلز مذاب را درون قالبی به شکل یک ورق بزرگ میریزد. بعد از خنک شدن، آن ورق را بارها از میان غلتکهای سنگین عبور میدهند تا نازک شود. سرانجام از آن ورقهای نازک، قوطی نوشابه، درب یخچال یا بدنه ماشین میسازند.
مثال ملموس فرض کنید یک تکه یخ بزرگ دارید (شمش یخ). اگر آن را آب کنید و در قالب مکعبهای کوچک بریزید، یخهای قالبِ یخ درست میشود. در دنیای فلزات، شمش همان «تکه یخ بزرگ» است که بعداً آن را آب میکنند تا اشیاء ریز و درشت بسازند.
چالشهای مفهومی در مورد شمش
پاسخ: کارخانههای ذوب فلز معمولاً دور از کارخانههای تولید محصول نهایی هستند. حمل شمش آسانتر و ارزانتر از حمل فلز مذاب است. شمش مانند یک «بسته بسته» فلز است که بعداً به هر شکلی که بخواهند، دوباره ذوب میشود.
پاسخ: بله. بیشتر فلزات هنگام سرد شدن و جامد شدن، کمی منقبض میشوند (حجمشان کم میشود). برای همین قالب را کمی بزرگتر از اندازه نهایی شمش طراحی میکنند. اگر فلز خیلی سریع سرد شود، ممکن است شمش ترک بردارد.
پاسخ: خیر. بسیاری از شمشها از آلیاژ (ترکیب چند فلز) ساخته میشوند. مثلاً شمش برنج از ترکیب مس و روی درست میشود. شمش فولاد ضدزنگ از آهن، کروم و نیکل تشکیل شده است. این کار را برای قویتر شدن یا زنگ نزدن فلز انجام میدهند.
پاورقی
1 - آلیاژ¹: ترکیبی از دو یا چند فلز (یا فلز با نافلز) که برای بهبود خواصی مثل سختی یا مقاومت در برابر زنگ زدن ساخته میشود. معادل انگلیسی آن Alloy است.
2 - قالب²: ظرفی از جنس فولاد، چدن یا ماسه مخصوص که فلز مذاب را درون آن میریزند تا پس از سرد شدن به شکل قالب درآید. معادل انگلیسی آن Mold است.
3 - کوره³: محفظه مقاوم در برابر حرارت بسیار زیاد که برای ذوب کردن فلزات استفاده میشود. معادل انگلیسی آن Furnace است.
4 - شمش⁴: تکه فلز یکدست و معمولاً بزرگ که پس از ذوب و قالبریزی به دست میآید. معادل انگلیسی آن Ingot است.
