मिश्र धातु इस्पात का परिचय, मिश्र धातु इस्पात की क्या भूमिका है?

परिचय देना

मिश्र धातु इस्पात के मुख्य मिश्र धातु तत्व सिलिकॉन, मैंगनीज, क्रोमियम, निकल, मोलिब्डेनम, टंगस्टन, वैनेडियम, टाइटेनियम, नाइओबियम, जिरकोनियम, कोबाल्ट, एल्यूमीनियम, तांबा, बोरॉन, दुर्लभ पृथ्वी, आदि हैं।

स्टील में वैनेडियम, टाइटेनियम, नाइओबियम और जिरकोनियम मजबूत कार्बाइड बनाने वाले तत्व हैं।जब तक पर्याप्त कार्बन है, उपयुक्त परिस्थितियों में उनके कार्बाइड का निर्माण किया जा सकता है।जब कार्बन अनुपस्थित होता है या उच्च तापमान की स्थिति में होता है, तो वे परमाणु अवस्था में ठोस घोल में प्रवेश करते हैं।मैंगनीज, क्रोमियम, टंगस्टन और मोलिब्डेनम कार्बाइड बनाने वाले तत्व हैं, जिनमें से कुछ परमाणु अवस्था में ठोस घोल में प्रवेश करते हैं, और दूसरा भाग विस्थापन मिश्र धातु सीमेंटाइट बनाता है।एल्यूमीनियम, तांबा, निकल, कोबाल्ट और सिलिकॉन ऐसे तत्व हैं जो कार्बाइड नहीं बनाते हैं और आम तौर पर ठोस समाधान में परमाणु अवस्था में मौजूद होते हैं।

भूमिका

मिश्र धातु संरचनात्मक स्टील

मिश्र धातु संरचनात्मक स्टील

1, कार्बन (सी): स्टील कार्बन सामग्री बढ़ जाती है, उपज बिंदु और तन्य शक्ति बढ़ जाती है, लेकिन प्लास्टिसिटी और प्रभाव कम हो जाता है, जब कार्बन सामग्री 0.23% से अधिक हो जाती है, स्टील वेल्डिंग प्रदर्शन बिगड़ जाता है, इसलिए कम मिश्र धातु संरचनात्मक स्टील, कार्बन सामग्री की वेल्डिंग के लिए उपयोग किया जाता है आम तौर पर 0.20% से अधिक नहीं है।उच्च कार्बन सामग्री स्टील के वायुमंडलीय संक्षारण प्रतिरोध को भी कम करेगी, खुले मैदान में उच्च कार्बन स्टील जंग के लिए आसान है;इसके अलावा, कार्बन स्टील की ठंडी भंगुरता और उम्र की संवेदनशीलता को बढ़ा सकता है।

2, सिलिकॉन (सी): स्टील बनाने की प्रक्रिया में सिलिकॉन को कम करने वाले एजेंट और डीऑक्सीडाइज़र के रूप में जोड़ा जाता है, इसलिए स्टील में 0.15-0.30% सिलिकॉन होता है।यदि स्टील में 0.50 से 0.60% से अधिक सिलिकॉन होता है, तो सिलिकॉन को एक मिश्र धातु तत्व माना जाता है।सिलिकॉन स्टील की लोचदार सीमा, उपज बिंदु और तन्य शक्ति को काफी बढ़ा सकता है, इसलिए इसे व्यापक रूप से स्प्रिंग स्टील के रूप में उपयोग किया जाता है।बुझती और टेम्पर्ड स्ट्रक्चरल स्टील में 1.0-1.2% सिलिकॉन जोड़ने से ताकत 15-20% तक बढ़ सकती है।सिलिकॉन और मोलिब्डेनम, टंगस्टन, क्रोमियम, आदि के संयोजन में संक्षारण प्रतिरोध और ऑक्सीकरण प्रतिरोध में सुधार का प्रभाव होता है, और गर्मी प्रतिरोधी स्टील बना सकता है।कम कार्बन स्टील युक्त 1-4% सिलिकॉन, बहुत उच्च चुंबकीय चालकता के साथ, विद्युत उद्योग में सिलिकॉन स्टील शीट के रूप में उपयोग किया जाता है।सिलिकॉन की वृद्धि से स्टील के वेल्डिंग प्रदर्शन में कमी आएगी।

3, मैंगनीज (एमएन): स्टील बनाने की प्रक्रिया में, मैंगनीज एक अच्छा डीऑक्सीडाइज़र और डिसल्फराइज़र है, सामान्य स्टील में मैंगनीज 0.30-0.50% होता है।जब कार्बन स्टील को 0.70% से अधिक जोड़ा जाता है, भले ही "मैंगनीज स्टील", स्टील की सामान्य मात्रा के स्टील में न केवल पर्याप्त क्रूरता होती है, बल्कि उच्च शक्ति और कठोरता भी होती है, स्टील की शमन क्षमता में सुधार, गर्म में सुधार स्टील का कार्य प्रदर्शन, जैसे कि 16Mn स्टील, A3 उपज बिंदु से 40% अधिक है।मैंगनीज 11-14% स्टील बहुत उच्च पहनने के प्रतिरोध के साथ, उत्खनन बाल्टी, बॉल मिल लाइनिंग आदि के लिए उपयोग किया जाता है। मैंगनीज की वृद्धि स्टील के संक्षारण प्रतिरोध को कमजोर करेगी और वेल्डिंग प्रदर्शन को कम करेगी।

4, फॉस्फोरस (पी): सामान्य तौर पर, फॉस्फोरस स्टील में एक हानिकारक तत्व होता है, स्टील की ठंडी भंगुरता को बढ़ाता है, वेल्डिंग के प्रदर्शन को खराब करता है, प्लास्टिसिटी को कम करता है, ठंड झुकने के प्रदर्शन को खराब करता है।इसलिए, स्टील में फास्फोरस की मात्रा आमतौर पर 0.045% से कम होनी चाहिए, और उच्च गुणवत्ता वाले स्टील को कम होना चाहिए।

5, सल्फर (एस): सल्फर आमतौर पर एक हानिकारक तत्व है।यह स्टील को गर्म भंगुर बनाता है, स्टील की लचीलापन और कठोरता को कम करता है, और फोर्जिंग और रोलिंग के दौरान दरारें पैदा करता है।सल्फर वेल्डिंग प्रदर्शन के लिए भी हानिकारक है और संक्षारण प्रतिरोध को कम करता है।इसलिए, सल्फर सामग्री आमतौर पर 0.055% से कम होनी चाहिए, और उच्च गुणवत्ता वाले स्टील को 0.040% से कम होना चाहिए।स्टील में 0.08-0.20% सल्फर मिलाने से मशीनेबिलिटी में सुधार हो सकता है, जिसे आमतौर पर फ्री कटिंग स्टील कहा जाता है।

6, क्रोमियम (सीआर): संरचनात्मक स्टील और टूल स्टील में, क्रोमियम ताकत, कठोरता और पहनने के प्रतिरोध में काफी सुधार कर सकता है, लेकिन साथ ही प्लास्टिसिटी और क्रूरता को कम कर सकता है।क्रोमियम स्टील के ऑक्सीकरण प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध में सुधार कर सकता है, इसलिए यह स्टेनलेस स्टील और गर्मी प्रतिरोधी स्टील का एक महत्वपूर्ण मिश्र धातु तत्व है।

7, निकल (नी): निकल स्टील की ताकत में सुधार कर सकता है, और अच्छी प्लास्टिसिटी और क्रूरता बनाए रख सकता है।निकल में उच्च तापमान पर एसिड और क्षार, जंग प्रतिरोध और गर्मी प्रतिरोध के लिए उच्च संक्षारण प्रतिरोध होता है।हालांकि, चूंकि निकल एक दुर्लभ संसाधन है, इसलिए निकल क्रोमियम स्टील के बजाय अन्य मिश्र धातु तत्वों का उपयोग किया जाना चाहिए।

8, मोलिब्डेनम (मो): मोलिब्डेनम पर्याप्त शक्ति और एंटी-रेंगना क्षमता (उच्च तापमान पर लंबे समय तक तनाव, विरूपण, रेंगना कहा जाता है) को बनाए रखने के लिए उच्च तापमान पर स्टील अनाज शोधन, कठोरता और थर्मल ताकत प्रदर्शन में सुधार कर सकता है।मोलिब्डेनम जोड़कर संरचनात्मक स्टील के यांत्रिक गुणों में सुधार किया जा सकता है।यह शमन के कारण मिश्र धातु इस्पात की भंगुरता को भी रोक सकता है।टूल स्टील में लाली में सुधार किया जा सकता है।

9, टाइटेनियम (Ti): टाइटेनियम स्टील में एक मजबूत डीऑक्सीडाइज़र है।यह स्टील की आंतरिक संरचना को कॉम्पैक्ट बना सकता है और अनाज बल को परिष्कृत कर सकता है;समय संवेदनशीलता और ठंड भंगुरता कम करें।वेल्डिंग प्रदर्शन में सुधार।सीआर 18 नी 9 ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील में उपयुक्त टाइटेनियम जोड़कर इंटरग्रेनुलर जंग से बचा जा सकता है।

10, वैनेडियम (वी): वैनेडियम स्टील का एक उत्कृष्ट डीऑक्सीडाइज़र है।स्टील में 0.5% वैनेडियम जोड़ने से माइक्रोस्ट्रक्चर अनाज परिष्कृत हो सकता है, ताकत और क्रूरता में सुधार हो सकता है।वैनेडियम और कार्बन द्वारा निर्मित कार्बाइड उच्च तापमान और दबाव में हाइड्रोजन जंग के प्रतिरोध में सुधार कर सकते हैं।

11, टंगस्टन (डब्ल्यू): टंगस्टन पिघलने बिंदु उच्च है, प्रमुख की तुलना में, एक दुर्लभ मिश्र धातु तत्व है।टंगस्टन और कार्बन से बने टंगस्टन कार्बाइड में उच्च कठोरता और पहनने का प्रतिरोध होता है।टूल स्टील में टंगस्टन जोड़ने से लाल कठोरता और तापीय शक्ति में काफी सुधार हो सकता है, जिसका उपयोग काटने के उपकरण और फोर्जिंग डाई के रूप में किया जा सकता है।

12, नाइओबियम (एनबी): नाइओबियम अनाज को परिष्कृत कर सकता है और स्टील की अति ताप संवेदनशीलता और तड़के की भंगुरता को कम कर सकता है, ताकत में सुधार कर सकता है, लेकिन प्लास्टिसिटी और क्रूरता में कमी आई है।साधारण कम मिश्र धातु इस्पात में नाइओबियम जोड़ने से वायुमंडलीय जंग और उच्च तापमान पर हाइड्रोजन, नाइट्रोजन और अमोनिया जंग के प्रतिरोध में सुधार हो सकता है।नाइओबियम वेल्डिंग प्रदर्शन में सुधार कर सकता है।ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील में नाइओबियम मिलाकर इंटरग्रेनुलर जंग को रोका जा सकता है।

13, कोबाल्ट (सह): कोबाल्ट एक दुर्लभ कीमती धातु है, जिसका उपयोग ज्यादातर विशेष स्टील और मिश्र धातु में किया जाता है, जैसे गर्म स्टील और चुंबकीय सामग्री।

14, कॉपर (Cu) : वुहान आयरन एंड स्टील के साथ डेय ओर स्मेल्टिंग स्टील में अक्सर कॉपर होता है।कॉपर ताकत और क्रूरता में सुधार कर सकता है, खासकर वायुमंडलीय जंग के लिए।नुकसान यह है कि गर्म मशीनिंग के दौरान गर्म उत्सर्जन का उत्पादन करना आसान होता है, और तांबे की सामग्री 0.5% से अधिक होने पर प्लास्टिसिटी काफी कम हो जाती है।जब तांबे की सामग्री 0.50% से कम होती है, तो इसका वेल्डेबिलिटी पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।

15, एल्युमिनियम (अल) : एल्युमीनियम स्टील में आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला डीऑक्सीडाइज़र है।स्टील में थोड़ी मात्रा में एल्युमीनियम जोड़ने से अनाज को परिष्कृत किया जा सकता है और प्रभाव की कठोरता में सुधार हो सकता है, जैसे कि गहरी ड्राइंग शीट के लिए 08Al स्टील।एल्यूमीनियम में ऑक्सीकरण प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध भी होता है।क्रोमियम और सिलिकॉन के साथ संयुक्त एल्यूमीनियम उच्च तापमान विरोधी छीलने के प्रदर्शन और स्टील के उच्च तापमान संक्षारण प्रतिरोध में काफी सुधार कर सकता है।एल्यूमीनियम का नुकसान यह है कि यह स्टील के गर्म काम, वेल्डिंग और काटने के गुणों को प्रभावित करता है।

16, बोरॉन (बी): स्टील में बोरॉन की एक ट्रेस मात्रा जोड़ने से स्टील के घनत्व और गर्म रोलिंग गुणों में सुधार हो सकता है, ताकत में सुधार हो सकता है।

17, नाइट्रोजन (एन): नाइट्रोजन स्टील की ताकत, कम तापमान की कठोरता और वेल्डेबिलिटी में सुधार कर सकता है, उम्र बढ़ने की संवेदनशीलता बढ़ा सकता है।

18. दुर्लभ पृथ्वी (Xt): दुर्लभ पृथ्वी तत्व तत्वों की आवर्त सारणी में 57-71 की परमाणु संख्या के साथ 15 लैंथेनाइड्स का उल्लेख करते हैं।ये सभी तत्व धातु हैं, लेकिन इनके ऑक्साइड पृथ्वी की तरह दिखते हैं, इसलिए इन्हें दुर्लभ पृथ्वी कहा जाता है।स्टील के लिए दुर्लभ पृथ्वी के अलावा स्टील में समावेशन की संरचना, आकारिकी, वितरण और गुणों को बदल सकता है, इस प्रकार स्टील के विभिन्न गुणों में सुधार हो सकता है, जैसे कि क्रूरता, वेल्डेबिलिटी और कोल्ड वर्किंग परफॉर्मेंस।प्लॉशेयर स्टील के पहनने के प्रतिरोध को दुर्लभ पृथ्वी जोड़कर सुधारा जा सकता है।