स्टील: गुण, चिह्न, GOST मानक और स्टील के प्रकार

सबसे आम धातुओं में से एक, स्टील का आज सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जा रहा है। प्रसंस्करण और काटना यह सामग्री एक ऐसा कार्य है जिसे विभिन्न प्रकार के उपकरणों और प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके हल किया जा सकता है। स्टील के गुण निम्नलिखित प्रकार के प्रसंस्करण का उपयोग करके सटीक और उच्च गति प्रसंस्करण की अनुमति दें:

• यांत्रिक कटाई;
• पानी प्रधार;
• आर्गन-आर्क;
• विद्युत चाप;
• गैस;
• प्लाज्मा;
• लेज़र.

इस पर निर्भर करते हुए स्टील ग्रेड और अपेक्षित परिणाम प्राप्त करने के लिए, सबसे उपयुक्त धातु प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी का उपयोग करें।

स्टील के गुण

संकेतक के 4 मुख्य क्षेत्र हैं जो स्टील और उसके मिश्र धातुओं को अलग करते हैं।

इन क्षेत्रों में शामिल हैं:

• स्टील के रासायनिक गुण;
• तकनीकी;
• स्टील के यांत्रिक गुण;
• स्टील के चुंबकीय गुण.

अब आइये प्रत्येक के बारे में अधिक विस्तार से बात करें।

स्टील के रासायनिक गुण

• ऑक्सीकरणीयता. यह ऑक्सीजन के साथ संयोजन करने की क्षमता का माप है। धातु के तापमान में वृद्धि के साथ ऑक्सीकरण बढ़ता है। कम कार्बन वाले स्टील पानी या नम हवा के संपर्क में आने पर जंग (लौह ऑक्साइड) बनाने के लिए ऑक्सीकृत हो जाते हैं;
• संक्षारण प्रतिरोध. तदनुसार, इसका अर्थ है कि पदार्थ रासायनिक अभिक्रियाओं से नहीं गुजरता और ऑक्सीकरण नहीं करता। हालाँकि, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि यह गुण सभी स्टील मिश्र धातुओं में नहीं पाया जाता है और यह विशेष ग्रेड की विशेषता है;
• गर्मी प्रतिरोध। ऊष्मा प्रतिरोध किसी पदार्थ की उच्च तापमान के प्रभाव में ऑक्सीकरण न करने और स्केल न बनाने की क्षमता को दर्शाता है;
• गर्मी प्रतिरोध। ऊष्मा प्रतिरोध किसी मिश्र धातु की उच्च तापमान पर अपनी मजबूती बनाए रखने की क्षमता निर्धारित करता है। यह स्टील को तापीय तनाव के अधीन घटकों और तंत्रों के निर्माण में उपयोग करने की अनुमति देता है।

स्टील के तकनीकी गुण

स्टील के तकनीकी गुण किसी धातु या मिश्रधातु की विभिन्न प्रकार की प्रसंस्करण क्षमता को दर्शाते हैं। इनमें शामिल हैं:

• मशीनीकरण। सभी स्टीलों को मशीन से काटना बहुत आसान है, हाथ से (हैकसॉ, छेनी या फाइल से) और मशीन टूल्स (ड्रिलिंग, टर्निंग या मिलिंग) से भी।
• आघातवर्धनीयता। रोलिंग, फोर्जिंग और स्टैम्पिंग के दौरान इस गुण को ध्यान में रखा जाता है। गर्म करने पर स्टील काफी अच्छी आघातवर्धनीयता प्रदर्शित करता है।
• वेल्डेबिलिटी। यह प्रक्रिया सभी प्रकार के स्टील पर लागू होती है।
• प्रवाहशीलता। यह गुण अर्ध-तैयार उत्पादों के उत्पादन के लिए आवश्यक है - ऐसी ढलाई जो तैयार भागों के समान होती है और जिसके लिए केवल मामूली अतिरिक्त मशीनिंग की आवश्यकता होती है।
• कठोरता। कठोरता, पुर्जों और उत्पादों के आकार के साथ-साथ स्टील की रासायनिक संरचना पर भी निर्भर करती है। कठोरता बढ़ाने के लिए, स्टील में क्रोमियम और टंगस्टन जैसे मिश्रधातु घटक मिलाए जाते हैं।
• घिसाव प्रतिरोध। घिसाव प्रतिरोध बढ़ाने के लिए, घर्षण भागों (गियर के दाँतों) को ताप उपचार (कठोरीकरण) और रासायनिक-तापीय उपचार (कार्बराइजिंग, नाइट्राइडिंग) से गुजारा जाता है। इसी उद्देश्य से स्टील में मैंगनीज और सिलिकॉन जैसे मिश्रधातु तत्व मिलाए जाते हैं।
• संक्षारण प्रतिरोध। इस प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए, स्टील में निकल, क्रोमियम और टाइटेनियम मिलाया जाता है, जिससे स्टेनलेस स्टील बनता है।

स्टील के यांत्रिक गुण

• ताकत। किसी धातु की महत्वपूर्ण बाह्य भार सहने की क्षमता। यह गुण इसकी पराभव सामर्थ्य और तन्य सामर्थ्य द्वारा चिह्नित है।
  • तन्यता ताकत। वह अधिकतम यांत्रिक प्रतिबल जिसके ऊपर स्टील विफल हो जाता है।
  • नम्य होने की क्षमता। यह पैरामीटर उस यांत्रिक प्रतिबल को दर्शाता है जिसके ऊपर सामग्री बिना किसी भार की स्थिति में भी बढ़ती रहती है।
• प्लास्टिक. भार के तहत आकार बदलने और भार न होने पर भी उसे बनाए रखने की क्षमता। इसे सापेक्ष विस्तार और बंकन कोण द्वारा मापा जाता है;
• प्रभाव कठोरता. किसी धातु की गतिशील भार का प्रतिरोध करने की क्षमता। इस विशेषता का मात्रात्मक आकलन किसी नमूने को तोड़ने के लिए आवश्यक कार्य को उसके अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल से विभाजित करके किया जाता है;
• कठोरता. ठोस वस्तुओं के प्रभाव का प्रतिरोध करने की क्षमता। हीरे के पिरामिड (विकर्स विधि) या स्टील की गेंद (ब्रिनेल विधि) से दबाने पर प्रति क्षेत्र भार द्वारा मात्रात्मक रूप से अभिलक्षित।

स्टील के चुंबकीय गुण

जैसा कि ज्ञात है, लगभग सभी स्टील (कुछ स्टेनलेस स्टील को छोड़कर) चुंबकीय होते हैं।

यह कहना तुरंत उचित होगा कि स्टेनलेस स्टील वास्तव में चुंबकीय है।

सभी स्टेनलेस स्टील चुंबकीय नहीं होते, लेकिन फिर भी चुंबकीय होते हैं। कोई निश्चित कथन नहीं है, क्योंकि मिश्र धातुओं के चुंबकीय गुण उनके संरचनात्मक घटकों के गुणों से निर्धारित होते हैं। इसलिए, एक प्रकार का स्टेनलेस स्टील चुंबक को सफलतापूर्वक आकर्षित कर सकता है, जबकि दूसरा पूरी तरह से उदासीन होता है। तो, यह कैसे काम करता है?

यह सब संरचनात्मक संरचना के बारे में है।

चुंबकीय गुणों की दृष्टि से मार्टेंसाइट एक शुद्ध लौहचुम्बक है।

फेराइट के दो रूप हो सकते हैं। क्यूरी बिंदु से नीचे के तापमान पर, यह मार्टेंसाइट की तरह, लौहचुंबकीय होता है। उच्च तापमान पर डेल्टा फेराइट अनुचुंबकीय होता है।

इस प्रकार, संक्षारण-प्रतिरोधी स्टील जिनकी संरचना मार्टेंसाइट से बनी होती है, चुंबकीय स्टेनलेस स्टील कहलाते हैं। ये मिश्रधातुएँ साधारण कार्बन स्टील की तरह चुंबक से प्रतिक्रिया करती हैं। फेरिटिक या फेरिटिक-मार्टेंसिटिक स्टील के गुण उनके प्रावस्था घटकों के अनुपात के आधार पर भिन्न हो सकते हैं, लेकिन ये प्रायः लौहचुंबकीय होते हैं।

परिणामस्वरूप, क्रोमियम और कुछ क्रोमियम-निकल स्टेनलेस स्टील मिश्र धातुओं को चुंबकीय माना जाता है।

गैर-चुंबकीय मिश्र धातुओं में क्रोमियम-निकल और क्रोमियम-मैंगनीज-निकल स्टील शामिल हैं।

यह पता लगाना बहुत आसान है कि आप जिस स्टील का इस्तेमाल कर रहे हैं वह असली स्टेनलेस स्टील है या नहीं। सतह को तब तक साफ़ करें जब तक वह चमक न जाए और फिर उस पर सांद्र कॉपर सल्फेट घोल की दो या तीन बूँदें लगाकर रगड़ें। अगर कॉपर की परत दिखाई दे (सल्फेट कॉपर की परत बन जाए), तो वह स्टेनलेस स्टील नहीं है। अगर कोई बदलाव या प्रभाव नहीं दिखता, तो आप असली स्टेनलेस स्टील का इस्तेमाल कर रहे हैं।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि घर पर यह निर्धारित करना असंभव है कि स्टेनलेस स्टील खाद्य ग्रेड है या नहीं।

इसलिए, आपको रसोई के बर्तनों के लिए अप्रमाणित धातुओं का उपयोग नहीं करना चाहिए।

स्टील के गुणों के बारे में थोड़ा और अधिक

धातु का व्यापक उपयोग इसके कई लाभकारी गुणों के कारण है। इनमें निम्नलिखित शामिल हैं: स्टील के गुण:

• 20 °C पर विशिष्ट ऊष्मा क्षमता: 462 जूल/(किग्रा °C) (110 कैलोरी/(किग्रा °C));
• घनत्व: 7700-7900 किग्रा/मी³;
• गलनांक: 1450-1520 °C;
• विशिष्ट गुरुत्व: 75500-77500 N/m³ (MKGSS प्रणाली में 7700-7900 kgf/m³);
• संलयन की विशिष्ट ऊष्मा: 84 kJ/kg (20 kcal/kg, 23 W h/kg);
• तापीय चालकता गुणांक स्टील के प्रकार और इसकी संरचना में अशुद्धियों के आधार पर भिन्न होता है और 15.5 W/(m K) से 54.4 W/(m K) तक हो सकता है;
• तापीय रैखिक प्रसार गुणांक 11.9 · 10 की सीमा के भीतर है^-6 1/⁰11.0 से 10 तक^-6 1/⁰सी और यह मिश्र धातु के ब्रांड और अतिरिक्त घटकों पर निर्भर करता है।

तन्य शक्ति प्रत्येक प्रकार के स्टील के लिए अलग से निर्धारित की जाती है और इसके निम्नलिखित संकेतक होते हैं:

• संरचनात्मक 373-412 एमपीए;
• सिलिकॉन-क्रोमियम-मैंगनीज, उपकरणों के उत्पादन में उपयोग किया जाता है 1.52 GPa;
• कार्बन इंजीनियरिंग 314-785 एमपीए;
• रेल 690-785 एमपीए.

कार्बन की मात्रा के आधार पर पदार्थ के गुण भी बदलते हैं। निम्नलिखित मौजूद हैं: स्टील के प्रकार:

• कम कार्बन (0.25% कार्बन से कम);
• मध्यम कार्बन (0.3 – 0.55% कार्बन);
• उच्च कार्बन (0.6 – 2% कार्बन)।

इस्पात की उपयोगिता बढ़ाने के लिए, मिश्रधातुकरण किया जाता है—पिघले हुए इस्पात में धातुओं को मिलाने से मिश्रधातु के गुण बदल जाते हैं (यांत्रिक शक्ति, विद्युत चालकता, संक्षारण प्रतिरोध, चुंबकीय और तापीय चालकता में वृद्धि)। मोलिब्डेनम, एल्युमिनियम, क्रोमियम, निकल और कई अन्य धातुओं का उपयोग मिश्रधातु के रूप में किया जाता है। निम्नलिखित विशिष्ट हैं: स्टील के प्रकार मिश्रित:

• निम्न-मिश्र धातु - मिश्र धातु धातुओं का समावेशन 4% से अधिक नहीं;
• मध्यम मिश्रधातु - मिश्रधातु धातुओं में 11% से अधिक समावेशन नहीं होते हैं;
• उच्च मिश्र धातु - 11% से अधिक।

स्टील ग्रेड

GOST के अनुसार स्टील अंकन अक्षर पदनाम द्वारा निर्मित होता है। पदनाम नियमों की क्रमबद्धता के कारण, यह जानना और पढ़ना संभव है स्टील चिह्नों ऐसे पदनामों का उपयोग करना कोई कठिन काम नहीं है। कई स्थापित पदनाम हैं जिनका उपयोग किया जाता है अंकन इस्पात द्वारा गोस्ट:

• एच – निकल;
• एम – मोलिब्डेनम;
• टी – टाइटेनियम;
• एक्स – क्रोम;
• K – कोबाल्ट;
• बी – टंगस्टन;
• टी – टाइटेनियम;
• डी – तांबा;
• जी – मैंगनीज;
• सी – सिलिकॉन;
• एफ – वैनेडियम;
• आर – बोरॉन;
• ए – नाइट्रोजन;
• बी – नियोबियम;
• ई – सेलेनियम;
• सी – ज़िरकोनियम;
• यू – एल्यूमीनियम;
• Ч – का अर्थ है दुर्लभ पृथ्वी धातुओं की उपस्थिति।

स्टील की संरचना और उद्देश्य के आधार पर विभिन्न प्रकारों को नामित करने के लिए, अक्षर पदनामों की निम्नलिखित श्रृंखला का उपयोग किया जाता है:

• पी.एस. - अर्ध-शांत;
• केपी – उबलना;
• एस.पी. - शांत.

तदनुसार, मिश्र धातु अंकन में उपर्युक्त पदनामों को देखकर, हम इसकी संरचना निर्धारित कर सकते हैं और समझ सकते हैं कि हमारे सामने किस प्रकार की सामग्री है।

स्टील मार्किंग टेबल एक अच्छी मदद होगी