स्टील में कौन-कौन से धातुएँ होती हैं? खरीदने से पहले स्टील के विशिष्टता विवरण को समझें

स्टील किन चीज़ों से बना होता है?

स्टील किन चीज़ों से बना होता है — एक नज़र में

स्टील मुख्य रूप से लोहे से बना होता है, जिसमें कार्बन एक आवश्यक अधात्विक घटक के रूप में होता है, और इसमें ग्रेड के आधार पर अन्य मिश्र धातु तत्व भी शामिल हो सकते हैं।

यदि आप यह जानने की कोशिश कर रहे हैं कि स्टील में कौन-कौन सी धातुएँ होती हैं, तो आधार धातु — लोहे से शुरुआत करें। यह स्टील में कौन-सी धातु है, इसके सरल संस्करण का उत्तर देता है। कम स्पष्ट हिस्सा कार्बन है। स्टील केवल धातुओं से नहीं बना होता है, क्योंकि कार्बन आवश्यक है और कार्बन एक अधातु है। सामान्य भाषा में, स्टील किन चीज़ों से बना होता है? यह एक लोहा-कार्बन मिश्र धातु है, जिसमें कभी-कभी विशिष्ट प्रदर्शन के लिए अतिरिक्त तत्वों को जोड़ा जाता है। ब्रिटेनिका स्टील को लोहे और कार्बन की मिश्र धातु के रूप में वर्णित किया गया है, जिसमें कार्बन की मात्रा 2 प्रतिशत तक हो सकती है।

• लोहा स्टील में मुख्य धातु है।
• कार्बन आवश्यक है, लेकिन यह कोई धातु नहीं है।
• कुछ ग्रेड में मैंगनीज़, क्रोमियम, निकल या मॉलिब्डेनम जैसे तत्व जोड़े जाते हैं।
• सभी स्टील में क्रोमियम या निकल नहीं होता है।

स्टील में कौन-कौन सी धातुएँ होती हैं — संक्षिप्त उत्तर

यदि आप पूछते हैं कि स्टील किससे बना होता है या स्टील किन सामग्रियों से बनाया जाता है, तो सार्वभौमिक उत्तर लोहे और कार्बन के साथ शुरू होता है। इसके अतिरिक्त, मिश्रण का संगठन स्टील के प्रकार पर निर्भर करता है। कार्बन स्टील में मुख्य रूप से लोहा और कार्बन हो सकता है, जबकि स्टेनलेस स्टील एक अलग परिवार है जिसमें कम से कम 11 प्रतिशत क्रोमियम शामिल होता है, जैसा कि सर्विस स्टील में उल्लेखित है। इसलिए आपको यह नहीं मान लेना चाहिए कि प्रत्येक स्टील ग्रेड में क्रोमियम या निकल अवश्य होता है।

कार्बन क्यों महत्वपूर्ण है, भले ही यह एक धातु न हो?

शुद्ध लोहा अपेक्षाकृत कोमल होता है। कार्बन की थोड़ी मात्रा इसे मजबूत बनाती है और इसे एक बहुत अधिक उपयोगी इंजीनियरिंग सामग्रि में परिवर्तित कर देती है, जैसा कि ब्रिटैनिका के स्टील अवलोकन में इस बिंदु को पुष्टि की गई है। अतः क्या स्टील एक मिश्र धातु है? हाँ। क्या स्टील एक धातु है? दैनिक उपयोग में, हाँ; लेकिन तकनीकी रूप से यह लौह-आधारित मिश्र धातुओं का एक परिवार है। यदि आप अभी भी सोच रहे हैं स्टील किन तत्वों से बना होता है , तो संक्षिप्त उत्तर है—लोहा, कार्बन और कभी-कभी अन्य तत्व। कौन-से तत्व सदैव उपस्थित होते हैं, कौन-से सामान्य हैं, कौन-से वैकल्पिक हैं या केवल सूक्ष्म मात्रा में होते हैं—यहीं पर रसायन विज्ञान बहुत अधिक व्यावहारिक हो जाता है।

स्टील में श्रेणी के आधार पर कौन-कौन से तत्व होते हैं

एक रसायन विज्ञान रिपोर्ट भीड़भाड़ वाली लग सकती है, लेकिन इसका पैटर्न जितना दिखता है उससे कहीं सरल होता है। स्टील के गठन को आमतौर पर चार श्रेणियों में बांटा जा सकता है: सदैव उपस्थित, कई ग्रेडों में सामान्य रूप से पाए जाने वाले, किसी विशिष्ट कार्य के लिए कभी-कभार मिलाए जाने वाले, और सूक्ष्म या अवशेष। यह अंतर महत्वपूर्ण है क्योंकि स्टील प्रमाणपत्र पर सूचीबद्ध प्रत्येक तत्व को जानबूझकर नहीं मिलाया गया होता है, और सूचीबद्ध प्रत्येक तत्व प्रदर्शन को एक समान ढंग से नहीं बदलता है।

आधार धातु और आवश्यक सामग्री

यदि आप पूछ रहे हैं कि क्या स्टील लोहे से बना होता है, तो व्यावहारिक उत्तर हाँ है, लेकिन केवल लोहे से नहीं। MISUMI स्टील को लोहे और कार्बन के मिश्र धातु के रूप में वर्णित करता है, जिसमें कार्बन की मात्रा आमतौर पर 2 प्रतिशत से कम होती है। अतः सबसे व्यापक स्तर पर, स्टील बना होता है लोहे के आधार पर और कार्बन के साथ । यदि आप कभी सोचे हैं कि स्टील का निर्माण लोहे को किस अन्य तत्व के साथ मिलाकर किया जाता है, तो कार्बन ही इसका परिभाषात्मक उत्तर है। लोहा आधार धातु है। कार्बन आवश्यक है, लेकिन यह एक अधातु है, जिस कारण पूर्ण सामग्री सूची में धात्विक और अधात्विक दोनों तत्वों को शामिल किया जाता है।

सामान्य मिश्रधातुकरण योगक और वैकल्पिक धातुएँ

कई वाणिज्यिक इस्पातों में मैंगनीज़ और सिलिकॉन भी होते हैं। बेली मेटल प्रोसेसिंग यह बताता है कि मैंगनीज़ सभी वाणिज्यिक इस्पातों में एक योगक के रूप में उपस्थित होता है, आमतौर पर लगभग 0.20% से 2.00% के बीच। सिलिकॉन एक उद्देश्यपूर्ण योगक या अवशेष तत्व हो सकता है, जो ग्रेड और प्रक्रिया पर निर्भर करता है। इसके अतिरिक्त, क्रोमियम, निकल, मॉलिब्डेनम, वैनेडियम, नियोबियम और टाइटेनियम जैसी वैकल्पिक धातुएँ अधिक ग्रेड-विशिष्ट होती हैं। इन्हें तब जोड़ा जाता है जब इस्पात को उच्च ताकत, बेहतर कठोरीकरण क्षमता या सुधारित संक्षारण प्रतिरोध जैसे लक्षित गुणों की आवश्यकता होती है। दूसरे शब्दों में, इस्पात एक मूल रेसिपी और प्रदर्शन-सुविधाजनक योगकों से बना होता है, जो प्रत्येक परिवार के अनुसार भिन्न होते हैं।

अवशेष तत्वों और अशुद्धियों की व्याख्या

यहाँ पाठक अक्सर उलझन में पड़ जाते हैं। बेली स्पष्ट करते हैं कि कुछ तत्व आकस्मिक रूप से उपस्थित होते हैं और उन्हें आसानी से हटाया नहीं जा सकता, अतः उन्हें सूक्ष्म या अवशेष तत्वों के रूप में माना जाता है। फॉस्फोरस अक्सर अवशेष के रूप में होता है, सल्फर को आमतौर पर कम कर दिया जाता है क्योंकि यह सामान्यतः हानिकारक होता है, और अवशेष तांबा, निकल, क्रोमियम तथा मॉलिब्डेनम को स्क्रैप प्रबंधन के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है। अतः जब आप कोई संरचना शीट पढ़ें, तो याद रखें कि इस्पात का निर्माण एक मुख्य संरचना, सामान्य सहायक योगों तथा एक पृष्ठभूमि रसायन विज्ञान से होता है, जो उद्देश्यपूर्ण हो सकता है या नहीं भी हो सकता है। इससे श्रेणी संबंधी प्रश्न का उत्तर मिल जाता है। अधिक स्पष्ट करने वाला प्रश्न यह है कि इनमें से प्रत्येक तत्व धातु के अंदर वास्तव में क्या कार्य करता है।

इस्पात में उपस्थित धातुएँ और प्रत्येक तत्व का कार्य

एक स्टील ग्रेड को समझना तब आसान हो जाता है जब आप उसे यादृच्छिक प्रतीकों की सूची के रूप में पढ़ना बंद कर देते हैं और उसे एक विधिपूर्ण रेसिपी के रूप में पढ़ना शुरू कर देते हैं। कुछ स्टील के घटक आधारभूत संरचना बनाते हैं। अन्य घटक धातु के व्यवहार को वेल्डिंग शॉप, मशीन शॉप या संक्षारक सेवा वातावरण में सटीक रूप से समायोजित करते हैं। स्टील की धातु संरचना के पीछे यही वास्तविक उत्तर है: प्रत्येक तत्व अपने विशिष्ट प्रकार के प्रदर्शन परिवर्तन के माध्यम से अपना स्थान प्राप्त करता है।

स्टील के मुख्य घटक: लोहा और कार्बन

लोहा लोहा स्टील में प्रमुख धातु है। सरल शब्दों में कहें तो, यह वह ढांचा है जिस पर सब कुछ निर्मित किया जाता है। अधिक सटीक रूप से कहें तो, स्टील एक लौह-आधारित मिश्र धातु है, और लोहा कार्बन तथा अन्य मिश्रण तत्वों को धारण करने वाला आधार (मैट्रिक्स) का कार्य करता है।

कार्बन धातु नहीं है, लेकिन यह स्टील में सबसे महत्वपूर्ण मिश्रधातुकारी तत्व है। शुरुआती स्तर की भाषा में कहें तो, कार्बन अपेक्षाकृत नरम लोहे को एक काफी मजबूत इंजीनियरिंग सामग्री में परिवर्तित करता है। धातुविज्ञान के अनुसार, कार्बन तन्य शक्ति, कठोरता, क्षरण प्रतिरोध और कठोरीकरण क्षमता को बढ़ाता है, लेकिन यह लचीलापन, चटखने की क्षमता (टफनेस), मशीनीकरण क्षमता और वेल्डेबिलिटी को भी कम कर देता है। STI/SPFA के मार्गदर्शन में उल्लेख है कि स्टील में कार्बन की उपस्थिति 2% तक हो सकती है, जबकि अधिकांश वेल्डेड स्टील में यह 0.5% से कम रहता है।

यदि आप यह पूछ रहे हैं कि स्टील किन तत्वों से बनती है, तो इन दो तत्वों का उल्लेख हर बार सबसे पहले किया जाता है: आधार धातु के रूप में लोहा और आवश्यक अधातु के रूप में कार्बन।

प्रदर्शन को परिवर्तित करने वाली मिश्रधातुकारी धातुएँ

मैंगनीज़ कई ग्रेडों में आम है। सरल शब्दों में कहें तो, यह स्टील को अधिक मजबूत बनाने और उत्पादन के दौरान इसे अधिक कार्ययोग्य बनाने में सहायता करता है। तकनीकी शब्दों में कहें तो, यह एक डीऑक्सीडाइज़र के रूप में कार्य करता है, लोहा सल्फाइड के निर्माण को रोकने में सहायता करता है तथा कठोरीकरण क्षमता और क्षरण प्रतिरोध को बढ़ाता है। STI/SPFA के अनुसार, स्टील में आमतौर पर कम से कम 0.30% मैंगनीज़ होता है, जबकि कुछ कार्बन स्टील में यह 1.5% तक हो सकता है।

सिलिकॉन अक्सर इसे पिघले हुए धातु को साफ करने के लिए छोटी मात्रा में मिलाया जाता है। अधिक सटीक रूप से, यह एक डीऑक्सीडाइज़र है जो ताकत और कठोरता में वृद्धि कर सकता है। समझौता यह है कि उच्च परिणामी वेल्ड धातु की ताकत के साथ कुछ स्थितियों में कम तन्यता और दरार का खतरा भी आ सकता है।

क्रोमियम स्टील में सबसे प्रसिद्ध धातुओं में से एक है क्योंकि यह संक्षारण प्रतिरोध, कठोरता, कठोरीकरण क्षमता और उच्च-तापमान पैमाने प्रतिरोध में सुधार करता है। स्टेनलेस ग्रेड में, STI/SPFA के अनुसार क्रोमियम 12% से अधिक हो सकता है। समझौता यह है कि कुछ क्रोमियम युक्त स्टील वेल्ड के आसपास इतने कठोर हो सकते हैं कि दरारें पड़ जाएँ।

निकल स्टील को मजबूत बनाए रखने में सहायता करता है। सामान्य भाषा में कहें तो, यह सामग्री को अत्यधिक भंगुर बनाए बिना ताकत प्रदान करता है। अधिक तकनीकी रूप से, यह टफनेस और तन्यता में सुधार करता है, और यह विशेष रूप से उन स्थितियों में उपयोगी है जहाँ निम्न-तापमान प्रदर्शन महत्वपूर्ण होता है।

मोलिब्डेन इससे स्टील की ऊष्मा के प्रति प्रतिरोधक क्षमता बढ़ती है और कठोरणीयता में सुधार होता है। यह कुछ स्टेनलेस स्टील में गड़ने के कारण होने वाले संक्षारण (पिटिंग कॉरोजन) के प्रतिरोध को भी बढ़ाने के लिए उपयोग किया जाता है। उन्हीं स्रोतों में यह भी उल्लेखित है कि यह मिश्र धातु स्टील में आमतौर पर १% से कम मात्रा में उपस्थित होता है।

वैनेडियम इसका उपयोग अत्यंत सूक्ष्म मात्रा में किया जाता है, लेकिन इसका प्रभाव असामान्य रूप से बड़ा होता है। यह ताकत, कठोरता, घर्षण प्रतिरोध और झटका प्रतिरोध में वृद्धि करता है, और यह दाने के विकास को नियंत्रित करने में भी सहायता करता है। इसका एक व्यापारिक समझौता यह है कि उच्च स्तर पर यह तापीय प्रतिबल शमन के दौरान भंगुरता में वृद्धि कर सकता है।

छोटे योगदान, लेकिन बड़े धातुविज्ञानीय प्रभाव

किसी रिपोर्ट में सूचीबद्ध प्रत्येक तत्व स्टील को हर प्रकार से बेहतर बनाने के लिए नहीं होता है। कुछ तत्वों को नियंत्रित किया जाता है क्योंकि वे केवल संकीर्ण परिस्थितियों में ही लाभदायक होते हैं। सल्फर मुक्त-मशीनिंग स्टील में यांत्रिक कार्यक्षमता (मशीनेबिलिटी) में सुधार कर सकता है, लेकिन यह वेल्डेबिलिटी, तन्यता और प्रभाव कठोरता को कम कर देता है। फॉस्फोरस ताकत और यांत्रिक कार्यक्षमता (मशीनेबिलिटी) में वृद्धि कर सकता है फिर भी, यह भंगुरता को भी बढ़ाता है। एल्यूमीनियम को अक्सर बहुत छोटी मात्रा में डीऑक्सीडाइज़र और दाने सूक्ष्मकारी के रूप में मजबूती में सुधार के लिए मिलाया जाता है। यही कारण है कि स्टील में धातुओं को स्वतः अपग्रेड की सूची के बजाय एक सेट के रूप में समझा जाना चाहिए, जिसमें आपसी समझौते शामिल हों।

इस तरह देखा जाए, तो इस्पात के निर्माण में कौन-कौन तत्व शामिल होते हैं — यह केवल आधा प्रश्न है। दूसरा आधा प्रश्न यह है कि क्या इस्पात एक एकल पदार्थ है, एक तत्व है, या फिर वह पहली सामग्री सूची जो इसके बारे में सुझाव देती है, उससे भी अधिक जटिल कुछ है।

क्या इस्पात एक तत्व, यौगिक या मिश्रण है?

सामग्री सूची आपको बताती है कि इस्पात के निर्माण में क्या-क्या शामिल होता है। रसायन विज्ञान एक अलग प्रश्न पूछता है: यह किस प्रकार का पदार्थ है? इस्पात एक तत्व नहीं है, इसलिए यह आवर्त सारणी में अपने स्वयं के प्रविष्टि के रूप में नहीं दिखाई देता है। इसका कोई एकल इस्पात रासायनिक प्रतीक भी नहीं है और न ही कोई एकल इस्पात रासायनिक सूत्र है। साइंसिंग यह नोट करता है कि इस्पात का रासायनिक सूत्र निश्चित नहीं है, क्योंकि इस्पात लोहे और कार्बन का एक मिश्रण है—अधिक सटीक रूप से, एक मिश्रधातु—जिसमें ग्रेड के आधार पर अन्य तत्व भी शामिल हो सकते हैं।

इस्पात का कोई रासायनिक प्रतीक क्यों नहीं होता

इस्पात एक मिश्रधातु है, न कि एक तत्व, इसलिए इसका कोई अद्वितीय प्रतीक या निश्चित आणविक सूत्र नहीं होता।

• मिथक: इस्पात का एक प्रतीक जैसा Fe होता है। तथ्य: Fe लोहे का प्रतीक है, इस्पात का नहीं।
• मिथक: इस्पात का एक सूत्र होना चाहिए। तथ्य: विभिन्न ग्रेड विभिन्न संरचनाओं का उपयोग करते हैं, इसलिए कोई एकल सूत्र उन सभी पर लागू नहीं होता।
• मिथक: इस्पात एक इस्पात यौगिक है। तथ्य: धातुविज्ञान में, इसे एक निश्चित यौगिक के बजाय एक मिश्रधातु के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

आवर्त सारणी पर स्टील बनाम लोहा

यदि आपने सोचा है कि क्या स्टील एक तत्व है, या क्या स्टील आवर्त सारणी पर उपलब्ध है, तो दोनों प्रश्नों का उत्तर 'नहीं' है। आवर्त सारणी में शुद्ध तत्वों जैसे लोहा, क्रोमियम और निकल की सूची दी गई है। स्टील तत्वों से बनाया जाता है, लेकिन यह कोई 'स्टील तत्व' नहीं है। विकिपीडिया स्टील को लोहे और कार्बन के मिश्रधातु के रूप में वर्णित किया जाता है, जिसमें कई ग्रेड में अन्य तत्वों को भी मिलाया जाता है।

मिश्रधातु, मिश्रण, या यौगिक?

यदि आप पूछ रहे हैं कि क्या स्टील एक यौगिक या मिश्रण है, तो संक्षिप्त उत्तर है—दैनिक भाषा में यह एक मिश्रण है और तकनीकी भाषा में यह एक मिश्रधातु है। एक यौगिक में निश्चित रासायनिक अनुपात होता है, जैसे कि पानी में। स्टील में ऐसा निश्चित अनुपात नहीं होता। इसकी रासायनिक संरचना ग्रेड से ग्रेड तक बदलती रहती है, जिसी कारण स्टील के लिए एक रासायनिक सूत्र खोजने का प्रयास कोई उपयोगी परिणाम नहीं देता। यह बाहर से एकरूप लग सकता है, फिर भी इसकी आंतरिक सूक्ष्म संरचना अधिक जटिल हो सकती है, जहाँ संरचना और ऊष्मा उपचार के आधार पर विभिन्न प्रावस्थाएँ (फेज़) बनती हैं। यही कारण है कि कार्बन स्टील, स्टेनलेस स्टील, मिश्रधातु स्टील और टूल स्टील सभी को स्टील कहा जा सकता है, जबकि व्यवहार में ये बहुत अलग-अलग व्यवहार करते हैं।

स्टील परिवार की संरचना

वे परिवार के नाम केवल कार्यशाला के फर्श पर प्रयुक्त संक्षिप्त शब्द नहीं हैं। वे आपको बताते हैं कि नुस्खे में कौन-से घटक प्रमुखता से उपस्थित हैं। जब खरीदार पूछते हैं कि स्टील किन धातुओं से बनी होती है, तो उत्तर इस बात पर निर्भर करता है कि वे किस परिवार की बात कर रहे हैं। स्टील के प्रमुख प्रकारों में, कार्बन स्टील लोहे और कार्बन के सबसे निकट होती है, स्टेनलेस स्टील को क्रोमियम द्वारा परिभाषित किया जाता है, मिश्र धातु स्टील में प्रदर्शन को समायोजित करने के लिए अतिरिक्त तत्वों का उपयोग किया जाता है, और टूल स्टील में कठोरता और घर्षण प्रतिरोध को उच्च कार्बन और विशेष मिश्र धातु योगों के माध्यम से और अधिक बढ़ाया जाता है।

कार्बन स्टील और उच्च कार्बन स्टील की संरचना

स्टील के विभिन्न प्रकारों में, कार्बन स्टील रसायन विज्ञान के दृष्टिकोण से समझने में सबसे सरल है। कार्बन स्टील में कार्बन ही मुख्य वर्गीकरण उपकरण है, क्रोमियम या निकल नहीं। TWI द्वारा सारांशित सामान्य वर्गीकरण और बिगरेंट्ज कम कार्बन इस्पात को लगभग 0.25 से 0.30% कार्बन तक, मध्यम कार्बन इस्पात को लगभग 0.25 से 0.60% कार्बन तक, और उच्च कार्बन इस्पात को लगभग 0.60 से 1.25% कार्बन तक रखा जाता है, जहाँ सटीक कट-ऑफ मान स्रोत और मानक के अनुसार भिन्न हो सकते हैं। कार्बन की मात्रा बढ़ने के साथ-साथ कठोरता और क्षरण प्रतिरोध भी सामान्यतः बढ़ जाते हैं। लचीलापन, आकृति देने की क्षमता (फॉर्मेबिलिटी) और वेल्डेबिलिटी आमतौर पर इसके विपरीत दिशा में जाते हैं। यही कारण है कि कम कार्बन ग्रेड्स का उपयोग आकृति दिए गए और वेल्डेड भागों में सामान्यतः किया जाता है, जबकि उच्च कार्बन ग्रेड्स का उपयोग उन स्थितियों में किया जाता है जहाँ दृढ़ता, किनारे की स्थायित्व (एज रिटेंशन) या अपघर्षण प्रतिरोध अधिक महत्वपूर्ण होता है।

स्टेनलेस स्टील में विभिन्न मिश्र धातुकारी धातुओं के होने का कारण

कार्बन इस्पात और स्टेनलेस स्टील के बीच का अंतर वास्तव में रसायन विज्ञान का अंतर है। जैसा कि TWI द्वारा उल्लेखित है, स्टेनलेस स्टील में कम से कम 10.5% क्रोमियम होना आवश्यक है, और यही क्रोमियम इस धातु परिवार को संक्षारण प्रतिरोधी गुण प्रदान करता है। निकल कई स्टेनलेस स्टील ग्रेड्स, विशेष रूप से ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील में आम है, लेकिन यह सार्वभौमिक नहीं है। फेरिटिक स्टेनलेस स्टील में अक्सर बहुत कम निकल या बिल्कुल नहीं होता है। वह निकल संस्थान बताता है कि निकल कई प्रकार के स्टेनलेस में आकार, वेल्डेबिलिटी, डक्टिलिटी और संक्षारण प्रतिरोध में सुधार करता है, यही कारण है कि निकल युक्त स्टेनलेस का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। फिर भी, क्रोमियम स्टेनलेस स्टील को परिभाषित करता है। निकेल कुछ स्टेनलेस स्टील्स के प्रदर्शन को बेहतर बनाता है।

मिश्र धातु इस्पात और उपकरण इस्पात कैसे मेल खाते हैं

मिश्र धातु इस्पात व्यापक मध्यभूमि है। यह अभी भी एक लोहे-कार्बन स्टील मिश्र धातु है, लेकिन कठोरता, शक्ति, कठोरता या गर्मी प्रतिरोध को लक्षित करने के लिए मैंगनीज, मोलिब्डेनम, क्रोमियम, निकल, सिलिकॉन या वैनडियम जैसे अधिक जानबूझकर जोड़ों के साथ। औजार स्टील एक कदम आगे जाता है। बिगरेन्ट्ज़ ने औजार स्टील को औजारों के लिए डिज़ाइन किया गया उच्च कार्बन परिवार के रूप में वर्णित किया है और अक्सर क्रोमियम, वोल्फ्रेम, वैनेडियम और मोलिब्डेनम जैसे तत्वों से मजबूत किया जाता है। तो जबकि सभी स्टील तकनीकी रूप से मिश्र धातु हैं, "मिश्र धातु स्टील" एक परिवार के रूप में आमतौर पर साधारण कार्बन स्टील की तुलना में कुछ अधिक इंजीनियर का मतलब है, और उपकरण स्टील उस स्पेक्ट्रम के विशेष अंत है।

जब इन विभिन्न प्रकार के इस्पात को एक साथ देखा जाता है, तो वे अस्पष्ट श्रेणी के नामों जैसे नहीं लगते, बल्कि रसायन विज्ञान से संबंधित निर्णयों जैसे लगने लगते हैं। कार्बन, क्रोमियम या निकल में छोटा सा परिवर्तन यह निर्धारित कर सकता है कि कोई ग्रेड आसानी से वेल्ड किया जा सकता है, जंग रोधी है, साफ-सुथरा मशीनिंग करता है, या बार-बार होने वाले घर्षण के तहत अपना रूप बनाए रखता है।

इस्पात की संरचना कैसे प्रदर्शन को बदलती है

वास्तविक उपयोग में ये रासायनिक संरचनाएँ तेज़ी से प्रभाव दिखाती हैं। कार्बन, क्रोमियम, निकल, मॉलिब्डेनम या सल्फर में भी छोटा-सा परिवर्तन इस बात को प्रभावित कर सकता है कि क्या एक स्टील अच्छी तरह से काम करती है, जंग रोधी है, साफ़-सुथरी कटिंग के साथ मशीन की जा सकती है, या निर्माण के दौरान समस्याएँ उत्पन्न करती है।

तत्व कैसे ताकत और कठोरता को बदलते हैं

डायहल स्टील कार्बन को स्टील का सबसे महत्वपूर्ण घटक बताता है। व्यावहारिक रूप से, अधिक कार्बन का अर्थ आमतौर पर उच्च तन्य शक्ति, कठोरता और क्षरण तथा घर्षण के प्रति प्रतिरोध होता है। इसकी कीमत कम लचीलापन, टूटने के प्रति प्रतिरोधकता (टफनेस) और मशीनिंग की सुविधा के रूप में चुकाई जाती है। क्रोमियम भी ताकत, कठोरता, कठोरीकरण क्षमता (हार्डनेबिलिटी) और क्षरण प्रतिरोध में वृद्धि करता है। मॉलिब्डेनम ताकत और कठोरीकरण क्षमता में वृद्धि करता है तथा स्टील को उच्च तापमान पर अपने गुणों को बनाए रखने में सहायता करता है। निकल विशेष रूप से उपयोगी है क्योंकि यह ताकत और कठोरता में वृद्धि करता है, बिना लचीलापन और टफनेस के इतना अधिक त्याग किए बिना।

• कार्बन: बेहतर कठोरता और क्षरण प्रतिरोध, लेकिन मोड़ने और खींचने की क्षमता कम।
• क्रोमियम और मॉलिब्डेनम: कठोरीकरण और कठोर सेवा के प्रति अधिक मजबूत प्रतिक्रिया।
• निकल: अतिरिक्त शक्ति के साथ उपयोगी कठोरता।

कुछ इस्पात अन्य लोहे की तुलना में जंग लगने के प्रति अधिक प्रतिरोधी क्यों होते हैं

यदि आप पूछ रहे हैं कि क्या इस्पात पर जंग लगेगी, तो कई इस्पातों पर जंग लग सकती है। वास्तविक प्रश्न यह है कि क्या संक्षारण प्रतिरोध क्षमता मिश्रधातु स्वयं से आती है या एक सुरक्षात्मक सतह परत से। डायहल बताते हैं कि क्रोमियम संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाता है, जिसी कारण स्टेनलेस स्टील सामान्य कार्बन स्टील से भिन्न व्यवहार करता है। एक जस्तीकृत बनाम स्टेनलेस स्टील तुलना में, रिजिड लाइफलाइन्स स्पष्ट करता है कि जस्तीकृत इस्पात जस्त की एक परत द्वारा सुरक्षित कार्बन इस्पात है, जबकि स्टेनलेस स्टील लोहा, क्रोमियम और अन्य संक्षारण-प्रतिरोधी तत्वों की एक मिश्रधातु है। दूसरे शब्दों में, जस्तीकृत सुरक्षा बाहरी सतह पर स्थित होती है, जबकि स्टेनलेस का प्रदर्शन सामग्री के भीतर ही निर्मित होता है।

• रसोई बदला: संक्षारण प्रतिरोध क्षमता संगठन से आती है।
• गैल्वेनाइज़्ड स्टील: संक्षारण सुरक्षा जस्त की परत से आती है।
• इस्पात बनाम लोहा: इस्पात की शुरुआत लोहे से होती है, लेकिन जोड़े गए तत्व इसके सेवा में प्रदर्शन को बदल देते हैं।

वेल्डेबिलिटी, मशीनेबिलिटी और कठोरता में समझौते

कुछ अतिरिक्त तत्व एक निर्माण कदम को सहायता प्रदान करते हैं लेकिन दूसरे को हानि पहुँचाते हैं। सल्फर सबसे स्पष्ट उदाहरण है। डाइहल कहते हैं कि सल्फर मुक्त-कटिंग इस्पात में मशीनेबिलिटी को बेहतर बनाता है, लेकिन यह वेल्डेबिलिटी, इम्पैक्ट टफनेस और लचीलापन को कम कर देता है। औद्योगिक धातुविज्ञानी यह भी जोड़ते हैं कि सल्फर मैंगनीज़ के साथ मिलकर मैंगनीज़ सल्फाइड अशुद्धियाँ बनाता है, जो मशीनिंग के दौरान चिप्स के टूटने में सहायता करती हैं। ये समान अशुद्धियाँ यही कारण हैं कि मुक्त-मशीनिंग इस्पात को वेल्ड करना कठिन हो सकता है, विशेष रूप से जब सल्फर और फॉस्फोरस की मात्रा अधिक होती है।

• मशीनिंग के लिए: सल्फर चिप नियंत्रण में सुधार कर सकता है।
• वेल्डिंग के लिए: उच्च सल्फर सामग्री ध्वनिक वेल्ड्स के विरुद्ध कार्य करती है।
• कठोरता के लिए: निकल कठोरता का समर्थन करता है, जबकि सल्फर और फॉस्फोरस इस्पात को भंगुरता की ओर धकेलते हैं।

इसलिए किसी सामग्री प्रमाणपत्र पर रासायनिक संरचना रेखा केवल एक प्रयोगशाला विवरण नहीं है। यह दुकान में व्यवहार और भाग के प्रदर्शन का एक पूर्वावलोकन है, जो तब बहुत अधिक स्पष्ट हो जाता है जब आप विशिष्टता को स्वयं पढ़ना जानते हैं।

इस्पात की संरचना की रिपोर्ट कैसे पढ़ें

एक मिल प्रमाणपत्र (मिल सर्ट) संक्षिप्ताक्षरों की दीवार जैसा दिख सकता है। इसे परतों में पढ़ें, और यह काफी आसान हो जाता है। खरीदारों, छात्रों और निर्माताओं के लिए लक्ष्य प्रत्येक कोड को याद करना नहीं है; बल्कि यह है कि आप जो इस्पात संरचना ऑर्डर की है, उसकी पुष्टि करें। एक विशिष्ट मिल परीक्षण रिपोर्ट (MTR) सामग्री को एक हीट नंबर से जोड़ती है और रासायनिक संरचना, यांत्रिक गुण, पूर्ण किए गए मानकों, आयामों, फिनिश और प्रमाणित हस्ताक्षर की सूची देती है।

संरचना रिपोर्ट कैसे स्कैन करें

1. सबसे पहले हीट नंबर को मिलाएँ। यह रिपोर्ट को धातु के वास्तविक बैच से जोड़ता है और आपको ट्रेसैबिलिटी प्रदान करता है।
2. इस्पात के रासायनिक संरचना अनुभाग को खोजें। C, Mn, Cr और Ni जैसे तत्व प्रतीकों और प्रतिशत मानों की तलाश करें।
3. अनुमत सीमाओं की जाँच करें। कुछ शीट्स न्यूनतम और अधिकतम सीमाएँ दिखाती हैं। MD Metals यह नोट करता है कि ये सीमाएँ ग्रेड के लिए स्वीकार्य रासायनिक संरचना विंडो को परिभाषित करती हैं।
4. परीक्षण के परिणामों से रसायन विज्ञान को अलग करें। तनन सामर्थ्य, आकृति परिवर्तन सामर्थ्य, लंबाई में वृद्धि और कठोरता परीक्षण में प्रदर्शन का वर्णन करते हैं, न कि स्वयं सामग्री के घटकों का।
5. निर्माण संबंधी संकेतों पर ध्यान दें। यदि कार्बन तुल्यता (CE) दिखाई देती है, तो इसे वेल्डेबिलिटी (वेल्डिंग की सुविधा) के संकेत के रूप में मानें। उच्च CE का अर्थ हो सकता है कि वेल्डिंग की स्थितियाँ अधिक कठिन हैं।

ग्रेड विवरणों में क्या ध्यान रखना चाहिए

ग्रेड लाइन आपको नियम-पुस्तिका बताती है। एक MTR (Material Test Report) ASTM, ASME या SAE आवश्यकताओं का संदर्भ दे सकती है, जबकि रसायन विज्ञान तालिका उस विशिष्ट हीट में स्टील की वास्तविक सामग्री संरचना दर्शाती है। यह अंतर महत्वपूर्ण है। एक ग्रेड का नाम आपको बताता है कि स्टील को किन आवश्यकताओं के अनुपालन करना चाहिए। तत्व तालिका दर्शाती है कि आपूर्ति की गई बैच उन सीमाओं के भीतर कहाँ स्थित है। यदि Fe सूचीबद्ध है, तो MD Metals इसका उल्लेख न्यूनतम मान के रूप में कर सकता है, जबकि कार्बन और मिश्र धातु योग को सामान्यतः प्रतिशत के रूप में दिखाया जाता है।

आधार रसायन विज्ञान और सतह के कोटिंग्स के बीच अंतर कैसे पहचानें

इस्पात की रासायनिक संरचना रसायन विज्ञान की सारणी में आती है। उत्पाद का आकार, मोटाई और फ़िनिश अन्यत्र आते हैं। मिल स्टील रासायनिक संरचना को आयामों और उत्पाद विवरण से अलग करता है, जो किसी भी प्रमाणपत्र को पढ़ते समय एक उपयोगी आदत है। यदि कोई दस्तावेज़ किसी फ़िनिश या लेपित उत्पाद विवरण का उल्लेख करता है, तो उस टिप्पणी को मूल मिश्रधातु की रासायनिक संरचना के साथ भ्रमित न करें।

इस तरह से एक प्रमाणपत्र पढ़ें और कागजी कार्य वास्तविक कार्य करना शुरू कर देता है। यह यह निर्णय लेने के लिए एक व्यावहारिक उपकरण बन जाता है कि क्या एक स्टील निर्धारित कार्य, प्रक्रिया और उन प्रश्नों के लिए उपयुक्त है जो भागों के निर्माण से पहले पूछे जाने चाहिए।

स्टैम्प किए गए भागों के लिए सही स्टील प्रकार का चयन करें

स्टील की रासायनिक रचना तब सबसे अधिक महत्वपूर्ण होती है जब वह किसी वास्तविक निर्णय को बदल देती है। यदि आप अपने असेंबली में स्टील से बने घटकों के बारे में जानते हैं, तो आप टूलिंग शुरू होने से पहले फॉर्मेबिलिटी, ताकत, संक्षारण सुरक्षा और लागत के बारे में अधिक सूझबूझपूर्ण प्रश्न पूछ सकते हैं। मिल स्टील स्पष्ट रूप से मुख्य स्टैम्पिंग प्राथमिकताओं—फॉर्मेबिलिटी, सतह समाप्ति, कड़ी गेज सहिष्णुता, भरोसेमंद यांत्रिक गुण, और आवश्यकता पड़ने पर संक्षारण प्रतिरोध के लिए लेपित सतहों—पर प्रकाश डालता है। QST खरीदारों के सामने आने वाले व्यावहारिक फ़िल्टर्स जैसे टिकाऊपन, मोटाई, कठोरता, संक्षारण प्रतिरोध और आपूर्तिकर्ता की स्थिरता को भी शामिल करता है।

भाग के कार्य के अनुसार स्टील की रासायनिक संरचना को मैच करें

लोग अक्सर पूछते हैं कि स्टील का उपयोग किस लिए किया जाता है, या यहां तक कि खोज बार में "स्टील का उपयोग किस लिए किया जाता है" टाइप कर देते हैं, जैसे कि इसका कोई एक ही उत्तर हो। स्टैम्पिंग में, स्टील से बनाए जाने वाले भागों की सूची सरल ब्रैकेट्स और एन्क्लोज़र्स से लेकर ऑटोमोटिव पैनल्स, प्रबलन (रिइन्फोर्समेंट्स) और चैसिस के भागों तक विस्तृत हो सकती है। जब भाग को आसानी से आकार देने की आवश्यकता होती है, तो कम कार्बन वाले स्टील या ड्रॉइंग ग्रेड्स का चयन आमतौर पर किया जाता है। जब हल्के गेज के सामग्री को भी अधिक भार वहन करना होता है, तो HSLA ग्रेड्स उचित विकल्प होते हैं। जब संक्षारण सुरक्षा जिंक के लेप से प्रदान की जाती है, न कि आधार मिश्र धातु से स्वयं, तो गैल्वनाइज़्ड शीट उपयोगी होती है।

स्टील के चयन के बारे में निर्माता से पूछे जाने वाले प्रश्न

• भाग के आकार, भार और सेवा वातावरण के अनुसार कौन-सा स्टील प्रकार सबसे उपयुक्त है?
• क्या हमें आसानी से आकार देने की सुविधा, उच्च ताकत या मजबूत संक्षारण प्रतिरोध की आवश्यकता है?
• क्या कम कार्बन वाला स्टील, ड्रॉइंग स्टील, HSLA, स्टेनलेस स्टील या लेपित शीट बेहतर फिट होगी?
• संक्षारण सुरक्षा स्टील की रासायनिक संरचना से आ रही है, या सतह पर लगाए गए लेप से?
• क्या मोटाई, कठोरता या वेल्डेबिलिटी टूलिंग या असेंबली में समस्याएँ पैदा करेगी?
• क्या आपूर्तिकर्ता उत्पादन चक्रों के दौरान दोहराए जा सकने वाले गुणवत्ता, ट्रेसैबिलिटी और प्रमाणन प्रदान कर सकता है?

ऑटोमोटिव स्टैम्पिंग परियोजनाओं के लिए एक व्यावहारिक संसाधन

ये प्रश्न ऑटोमोटिव कार्यों में और भी महत्वपूर्ण हो जाते हैं, जहाँ विभिन्न प्रकार के स्टील का वजन, दृढ़ता, वेल्डिंग व्यवहार और टिकाऊपन पर प्रभाव पड़ सकता है। यदि आपको सामग्री पर चर्चा के साथ-साथ निर्माण समर्थन की आवश्यकता है, तो शाओयी एक व्यावहारिक संसाधन है जिस पर विचार किया जा सकता है। दुनिया भर के 30 से अधिक ऑटोमोटिव ब्रांडों द्वारा विश्वसनीय, शाओयी किसी भी उत्पादन स्तर के लिए सटीक इंजीनियर्ड ऑटो स्टैम्पिंग पार्ट्स का निर्माण करती है। इसकी IATF 16949 प्रमाणित प्रक्रिया नियंत्रण भुजाओं और सबफ्रेम जैसे भागों के लिए त्वरित प्रोटोटाइपिंग से लेकर स्वचालित बड़े पैमाने पर उत्पादन तक सभी को कवर करती है। खरीदारों के लिए जो निर्दिष्ट करने के लिए स्टील के प्रकार का निर्णय ले रहे हैं, ऐसी निर्माण संबंधी चर्चा मिश्र धातु के संरचना को एक ऐसे भाग से जोड़ने में सहायता करती है जिसे वास्तव में निर्मित, निरीक्षित और आत्मविश्वास के साथ डिलीवर किया जा सकता है।

इस्पात के संगठन के बारे में अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

1. इस्पात में कौन-कौन से धातुएँ होती हैं?

लोहा इस्पात में मुख्य धातु है। कई ग्रेडों में मैंगनीज़, क्रोमियम, निकल, मॉलिब्डेनम या वैनेडियम जैसी धातुएँ भी शामिल होती हैं, लेकिन ये अतिरिक्त घटक इस्पात के परिवार और अभिप्रेत उपयोग पर निर्भर करते हैं। एक पूर्ण उत्तर में कार्बन का भी उल्लेख शामिल होता है, जो इस्पात के लिए आवश्यक है, भले ही यह एक धातु न हो।

2. क्या कार्बन इस्पात में एक धातु है?

नहीं। कार्बन एक अधातु है, लेकिन यह वह घटक है जो लोहे को सामान्य लोहे के बजाय इस्पात में परिवर्तित करता है। कार्बन की मात्रा में भी थोड़ा सा परिवर्तन कठोरता, क्षरण प्रतिरोध, आकृति देने की क्षमता, वेल्डेबिलिटी और टफनेस को प्रभावित कर सकता है, अतः यह धात्विक मिश्रधातु तत्वों के समान ही महत्वपूर्ण है।

3. क्या सभी इस्पात में क्रोमियम या निकल होता है?

नहीं। कई साधारण कार्बन इस्पातों में क्रोमियम या निकल को जानबूझकर मिश्रधातु घटक के रूप में नहीं डाला जाता है। स्टेनलेस स्टील को क्रोमियम द्वारा परिभाषित किया जाता है, जबकि निकल कई स्टेनलेस ग्रेडों में आम है, लेकिन सार्वभौमिक नहीं है; अतः आप यह नहीं मान सकते कि प्रत्येक इस्पात में दोनों तत्व अवश्य होते हैं।

4. क्या स्टील एक तत्व, यौगिक या मिश्रण है?

स्टील का सबसे उचित वर्णन एक मिश्रधातु के रूप में किया जा सकता है, जो लोहा, कार्बन और कभी-कभी अन्य तत्वों से बना एक प्रकार का मिश्रण है। यह कोई शुद्ध तत्व नहीं है, इसका अपना प्रविष्टि आवर्त सारणी में नहीं होती है, और इसका कोई एकल रासायनिक प्रतीक या निश्चित सूत्र नहीं होता है क्योंकि विभिन्न ग्रेडों में भिन्न-भिन्न रासायनिक संरचनाओं का उपयोग किया जाता है।

5. क्या मैं किसी स्टील ग्रेड में वास्तव में क्या सामग्री है, यह भागों को खरीदने से पहले कैसे पता लगा सकता हूँ?

सामग्री प्रमाणपत्र या मिल परीक्षण रिपोर्ट के साथ शुरुआत करें। ऊष्मा संख्या की जाँच करें, तत्व प्रतीकों और प्रतिशतों के लिए रसायन अनुभाग को पढ़ें, और आधार मिश्रधातु रसायन को कोटिंग्स या फिनिशेज़ से अलग रखें। स्टैम्प किए गए ऑटोमोटिव भागों के लिए, यह विशेष रूप से उपयोगी है क्योंकि आपूर्तिकर्ताओं जैसे शाओयी स्टील के चयन को प्रोटोटाइपिंग, उत्पादन स्केल और गुणवत्ता आवश्यकताओं से जोड़ सकते हैं, जब स्टील का चयन आकृति निर्माण, ताकत या संक्षारण प्रदर्शन को प्रभावित करता है।