أولا : الحديد:
يعد الحديد من أكثر العناصر الموجودة في الطبيعة، وينتشر وجوده فيها على شكل أكاسيد فهو يحتل المركز الرابع بين العناصر نسبة لوجوده في القشرة الأرضية وهو أحد أقدم المعادن اكتشافا، وهذا المعدن هو عنصر كيميائي فلز قابل للطرق والسحب ويُصنف من الفلزات.

ويعتبر الحديد من أكثر العناصر الكيميائية استقرارا من ناحية القوة الكهرومغناطيسية المتأزمة، كما يمتلك داخل نواة الذرة قوى نووية، ويعد الحديد من أهم العناصر المكونة للقشرة الأرضية، وهو عنصر قابل للسحب والطرق والتشكيل، ويدخل في الكثير من الصناعات.

ويعد الحديد من أكثر المعادن المستخدمة في العالم حيث تصنع منه العديد من الأدوات والسبائك والمشغولات، وتعد النيازك الساقطة على الأرض تحتوي على نسبة أكبر من الحديد تصل إلى 90 % من كتلة النيازك، ويُصبح عنصر الحديد نوع من أنواع الفولاذ عند خلطه مع عنصر الكربون.

أنواع الحديد :
1- الحديد الصلب (الحديد الزهر):
يستخدم في صناعة الأدوات الغير معرضة للصدمات مثل أنابيب الغاز وأنابيب المياه.

2- الحديد الصلب (الفولاذ) :
يستخدم في صناعة قضبان السكك الحديدية والسفن والجسور.

3- الحديد المطاوع (الحديد اللين):
يستخدم في صناعة قضبان التسليح في أعمال البناء كما يستخدم في تصنيع الأجهزة الكهربائية التي تستخدم في صنع المغناطيسيات الكهربائية المؤقتة.

خصائص الحديد :
1- رمزه في الجدول الدوري Fe.
2- وزنه الذري 55.847.
3- درجة إنصهاره الخاصة به 1535 درجة سلسيوس.
4- درجة الغليان هي 2750 درجة سلسيوس.
5- كثافته هي 78.
6- رقمه الذري هو 26.
7- وزنه النوعي هو 7.86.

ثانيا :الفولاذ:
هو سبيكة من الحديد مكونة من إضافات من عنصر الكربون تتراوح بين (0.2 %- 2.1 %) من وزن السبائك الفولاذية، وذلك باختلاف قوة سبيكة الفولاذ نتيجة اختلاف نسبة الكربون من وزن السبيكة الفولاذية.

وتختلف أنواع الفولاذ كلما تغيرت نسبة الكربون إلى عنصر الحديد حيث يوجد هناك أنواع متعددة للفولاذ منها: الفولاذ المطاوع، الستانلس ستيل، حديد الزهر.

خصائص الفولاذ :
1- يتكون الفولاذ من مجموعة عناصر منها الحديد والكربون، لذا لا يوجد له رمز في الجدول الدوري لمندليف لأنه مركب وليس عنصر.

2- يعد الحديد هو العنصر الأساسي في المكون لعنصر الفولاذ، بالإضافة إلى احتوائه على عنصر الكربون حيث تزداد صلابته بزيادة نسبة الكربون فيه مع اختلاف خصائص الفولاذ ومدى صلابته.

3- وكثافة الفولاذ هي 7.7÷8.1 ( kg/dm3 ).

4- يمدد الصلب الحراري هو 9÷27 ( k/6-10 ).

5- توصيله الحراري 11.2÷ 48.3 ( w/mk ).

6- وحدته المرنةللفولاذ هي e=190÷210 gpa.

أنواع الفولاذ :

1- الفولاذ اللولبي :
هذا النوع مرن لاحتوائه على نسبة عالية من السيلكون فهو يستخدم في صناعة البراغي والمواسير وغيرها، كلما زادت نسبة السيلكون به زادت مرونته وفي أغلب الأحيان يضاف له عنصر الكروم.

2- فولاذ التقوية :
يتميز فولاذ التقوية بالقوة وقدرته العالية على تحمل الضغط والشد والأثقال العالية لذا يستخدم بشكل كبير في خرسانة البناء.

3- فولاذ مقاوم للأحماض :
يتميز بمقاومة الأحماض وله قدرة كبيرة على مقاومة المحاليل القلوية لاحتوائه على نسبة جيدة من عنصر الكروم حوالي 17% على الأقل فهو يستخدم في العبوات والزجاجات المصنوعة من الحديد التي تحتوي على مواد للتنظيف والمواد الكيميائية المستخدمة في مواد البناء والدهان.

4- فولاذ آلي :
يستخدم فولاذ آلي في بناء الآلآلات لأن خصائصه تشبه خصائص الفولاذ البنائي ولكنه يحتوي على نسبة كربون أعلى من النسبة الموجودة في الفولاذ البنائي.

5- فولاذ نيتروجيني :
يحتوي فولاذ النيتروجيني على النيتروجين كعنصر أساسي فهو يستخدم في صناعة الأدوات مثل المكابس وأذرعها المعرضة أجزائها لحركة دائمة ومستمرة.

6- الفولاذ غير قابل للصدأ :
يحتوي على نسبة حديد لا تقل عن 50% كما يحتوي على عناصر النيكل والكربون والكروم، فهو يستخدم في صناعة الأدوات المنزلية مثل شفرات الحلاقة وعلب المشروبات وغيرها العديد من الأدوات.

7- فولاذ الأدوات :
يستخدم في صناعة الأجزاء المتحركة في الآلات والأدوات الصغيرة والبسيط التي توجد في الأجواء الرطبة، ويجب إن تكون الأدوات صلبة لمقاومتها للصدأ.

8- فولاذ بنائي :
يتميز هذا النوع بأنه سهل التشكيل والصب،وعدم حاجته لمجهود كبير في لحامه وصهره، فهو يستخدم في بناء الآلات كما يمتاز بسعره المنخفض.

9- فولاذ دمشقي :
فولاذ دمشقي هو فولاذ مرن ويتميز بشدة صلابته، ويتشكل من ترابط وتماسك عدة سبائك يتم تحضيره باللحام الحراري والطرق ويتشكل عن طريق ترابط وتماسك سبائك متعددة ببعضها، وبعد تجهيزه يتم تلميعه بحيث تظهر تكويناته الداخلية المتطابقة، ويستخدم في صناعة السيوف والسكاكين والخناجر.