कार्बन स्टील, GOST, ग्रेड, गुण, प्रकार, गुणवत्ता

कार्बन स्टील — एक औजार स्टील है जिसमें 0.04-2% कार्बन होता है और हमेशा अशुद्धियाँ मौजूद रहती हैं, इसमें मिश्र धातु तत्व नहीं होते हैं। कार्बन स्टील कार्बन सामग्री के प्रतिशत के आधार पर, इसे तीन मुख्य प्रकारों में विभाजित किया जाता है:

• कार्बन की कम मात्रा;
• मध्यम कार्बन;
• उच्च कार्बन.

इस सामग्री को महत्वपूर्ण घटकों के लिए आवश्यक भार सहने योग्य कठोर और मज़बूत बनने के लिए ऊष्मा उपचार की आवश्यकता होती है। SAW का उपयोग उपकरण निर्माण में किया जाता है।

कार्बन स्टील इस प्रकार वर्गीकृत:

• उच्च गुणवत्ता, 0.035% फॉस्फोरस और सल्फर तक होता है;
• उच्च गुणवत्ता, इसमें 0.025% तक फास्फोरस और सल्फर होता है।

कार्बन स्टील ग्रेड

कार्बन स्टील ग्रेड जिनकी विविधता बहुत विस्तृत है। GOST 1435-99 के अनुसार, धातुकर्म उद्योग कार्बन टूल स्टील के निम्नलिखित ग्रेड का उत्पादन करता है:

• यू7;
• यू7ए;
• यू8;
• यू8ए;
• यू9ए;
• यू10;
• यू11;
• यूएनए;
• यू12;
• यू12ए;
• यू13;
• यू13ए.

अक्षर U दर्शाता है कि स्टील कार्बन है। ग्रेड के अंत में अक्षर A उच्च गुणवत्ता वाले स्टील समूह को दर्शाता है जिसमें सल्फर और फॉस्फोरस की मात्रा अधिक होती है। पदनाम में दी गई संख्याएँ मिश्रधातु में कार्बन के प्रतिशत को दर्शाती हैं, जिसे सुविधा के लिए 10 से गुणा किया जाता है। अक्षर A का न होना उच्च गुणवत्ता वाले स्टील को दर्शाता है। यह संख्या कार्बन की मात्रा को दर्शाती है, जो मध्यम है, जबकि G उच्च मैंगनीज सामग्री को दर्शाता है।

कार्बन स्टील ग्रेड ये सस्ते और बेहद कठोर होते हैं, जो इन्हें अन्य टूल स्टील्स से अलग करता है। इन ग्रेडों में घिसाव और ऊष्मा प्रतिरोध कम होता है। कार्बन स्टील ग्रेड U7 और U7A ग्रेड का उपयोग लकड़ी के काम करने वाले औजारों - कुल्हाड़ियों, छेनी और गॉज - के साथ-साथ धातु के औजारों - छेनी, फोर्जिंग डाई, धातु के औजार, हथौड़े, स्लेजहैमर, स्क्रूड्राइवर, निपर्स आदि के लिए सफलतापूर्वक किया जाता है। U8, U8A, U8G और U8GA ग्रेड का उपयोग उन औजारों के निर्माण के लिए किया जाता है जो संचालन के दौरान गर्मी के प्रति अत्यधिक प्रतिरोधी होते हैं और घूर्णी भार का सामना कर सकते हैं - लकड़ी के राउटर, काउंटरसिंक, रिप आरी, गोलाकार आरी, नर्लिंग रोलर्स आदि।

कार्बन स्टील ग्रेड U10 और U10A का उपयोग सुई के तार और ऐसे औज़ार बनाने के लिए किया जाता है जिनकी धार गर्म नहीं होती। U13 और U13A का उपयोग ऐसे औज़ार बनाने के लिए किया जाता है जिनमें अधिक घिसावट की आवश्यकता होती है, जैसे रेज़र ब्लेड, शल्य चिकित्सा उपकरण, और धातु व पत्थर पर नक्काशी करने वाले औज़ार।

कार्बन स्टील GOST यह मानक यह सुनिश्चित करने के लिए पेश किया गया था कि खरीदार विशिष्ट गुणों और संरचना वाला स्टील खरीद सकें। अगर कोई उपभोक्ता GOST के अनुरूप सामग्री देखता है, तो वह उसकी गुणवत्ता पर भरोसा कर सकता है। GOST एक विशिष्ट मानक है जिसका निर्माताओं के उत्पादों को पालन करना आवश्यक है।

कार्बन स्टील ग्रेड स्टील की कई विशेषताएँ होती हैं। इस सामग्री को विभिन्न ग्रेडों में बाँटना इसके वर्गीकरण के लिए आवश्यक है। उदाहरण के लिए, एक कारखाना निर्माण उपकरण बनाता है। इसके लिए उच्च शक्ति गुणों वाले स्टील का उपयोग आवश्यक है। यहीं पर स्टील मार्किंग प्रणाली काम आती है। निर्माता को पहले से ही पता होता है कि किस स्टील ग्रेड में आवश्यक विशेषताएँ हैं और वह स्टील के प्रत्येक नए बैच की जाँच में समय बर्बाद किए बिना, आपूर्तिकर्ता से तुरंत इसे खरीद सकता है।

मिश्रधातुएँ निर्माण की विधि के अनुसार एक-दूसरे से भिन्न होती हैं। उदाहरण के लिए, साधारण गुणवत्ता वाले कार्बन स्टील इसे खुली भट्टियों में गलाया जाता है। फिर सामग्री को बड़े सिल्लियों में ढाला जाता है। साधारण कार्बन स्टील इसमें कई अधात्विक समावेशन होते हैं। इस सामग्री को रोल करने पर इसके अनुप्रस्थ काट पर धारियाँ देखी जा सकती हैं।

इन्हें खुली भट्टियों में गलाया जाता है उच्च गुणवत्ता वाले कार्बन स्टील्स, जबकि उत्पादन प्रक्रिया बहुत सख्त आवश्यकताओं के अधीन है। सभी मानकों का पालन करने से ऐसी सामग्री प्राप्त होती है जिसमें अधात्विक समावेशन की मात्रा कम होती है। उच्चतम गुणवत्ता वाली धातुएँ विद्युत भट्टियों में उत्पादित होती हैं, जो उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों से प्रतिष्ठित होती हैं।

साधारण गुणवत्ता ग्रेड का कार्बन स्टील कई ग्रेड होते हैं। इनमें St1kp, St2kp, St3kp, St4ps, और इसी तरह St6sp तक शामिल हैं। पहला अक्षर "St" "स्टील" का संक्षिप्त रूप है। इसके बाद आने वाली संख्या, सामग्री की रासायनिक संरचना के आधार पर उसे दी गई ग्रेड संख्या को दर्शाती है। यह संख्या जितनी ज़्यादा होगी, मिश्रधातु में कार्बन की मात्रा उतनी ही ज़्यादा होगी। कुछ पदनामों में "G" अक्षर भी शामिल है। यह दर्शाता है कि मिश्रधातु में मैंगनीज़ मिलाया गया है, और स्टील के द्रव्यमान अंश में इसकी मात्रा 0.8% या उससे अधिक है। अंकन के अंत में दो अक्षर हैं जो सामग्री की ऑक्सीकरण अवस्था दर्शाते हैं। "Sp" का अर्थ है शांत, "kp" का अर्थ है उबलना, और "ps" का अर्थ है अर्ध-शांत।

साधारण कार्बन स्टील GOST 380-2005 को सौंपा गया। यह हॉट-रोल्ड उत्पादों के उत्पादन के लिए उत्कृष्ट है।

कार्बन स्टील के गुण मैंगनीज़ की मात्रा पर निर्भर करता है। सामान्य मैंगनीज़ मात्रा (0.8 TP3T तक) और उच्च मैंगनीज़ मात्रा (1.2 TP3T तक) वाले मिश्रधातु होते हैं। मैंगनीज़ स्टील की कठोरता और मज़बूती के गुणों को बढ़ाता है। हालाँकि, मैंगनीज़ इस पदार्थ को कम तन्य और आघातवर्धनीय भी बनाता है।

मिश्र धातु और कार्बन स्टील के बीच अंतर

कार्बन मिश्र धातु इस्पात इन्हें यह नाम इसलिए दिया गया है क्योंकि उत्पादन के दौरान इनमें कुछ धातुएँ मिलाई जाती हैं। ऐसा सामग्री को वांछित यांत्रिक या रासायनिक गुण प्रदान करने के लिए किया जाता है।

कार्बन और मिश्र धातु इस्पात इनमें एक महत्वपूर्ण अंतर है। कार्बन स्टील मूल कच्चे माल के समान ही सामग्रियों से बनाया जाता है, जिनमें लोहा, कार्बन और फॉस्फोरस व सल्फर जैसी हानिकारक अशुद्धियाँ शामिल हैं। यदि सामग्री में क्रोमियम या तांबा जैसी अन्य धातुएँ मिला दी जाती हैं, तो मिश्रधातु को मिश्रधातु कहा जाता है।

संरचनात्मक स्टील की विशेषताएं

कार्बन संरचनात्मक स्टील्स इनका उपयोग विभिन्न तंत्रों और मशीन बॉडी के निर्माण में किया जाता है। इनका उपयोग संरचनात्मक तत्वों के निर्माण में भी किया जाता है। मोलिब्डेनम और निकल युक्त मिश्र धातुओं का उपयोग यांत्रिक इंजीनियरिंग उपकरणों के निर्माण में किया जाता है। ये तत्व मिश्र धातुओं की कठोरता को बढ़ाते हैं।

निर्माण में प्रयुक्त संरचनात्मक इस्पातों में मिश्रधातु तत्वों की मात्रा कम होती है। उनकी विशिष्ट विशेषता उनकी उत्कृष्ट वेल्डेबिलिटी है।

कार्बन स्टील वेल्डिंग की विधियाँ

कार्बन स्टील की वेल्डिंग यह कई तरीकों से किया जा सकता है। यदि सबमर्ज्ड आर्क वेल्डिंग का विकल्प चुना जाता है, तो वेल्डिंग तार की आवश्यकता होगी। AN-348-A और OSC-45 को फ्लक्स के रूप में उपयोग किया जाता है। वेल्डिंग कम धाराओं पर की जानी चाहिए।

गैर-उपभोज्य इलेक्ट्रोड के साथ आर्गन आर्क वेल्डिंग का अक्सर उपयोग किया जाता है। इस विधि की मुख्य समस्या छिद्रों का निर्माण है। यह आधार धातु के अपर्याप्त विऑक्सीकरण के कारण होता है। इस समस्या को दूर करने के लिए, जमाव में आधार धातु की मात्रा कम करना आवश्यक है। वेल्डर को सही वेल्डिंग मोड का चयन करना चाहिए। यह कार्य दिष्ट धारा (DC) और सीधी ध्रुवता के साथ किया जाता है।

कार्बन स्टील के गुण

कार्बन स्टील के गुण जब इसे गर्मी उपचारित किया जाता है तो इसमें काफी सुधार होता है।

इस प्रक्रिया के बाद, मिश्र धातु में उच्च कठोरता, मजबूती, भारी भार को झेलने की क्षमता, तथा काटने वाले भाग के संचालन के दौरान उच्च तापमान को सहन करने की क्षमता आ जाती है। कार्बन स्टील के गुण यह इसे सबसे ज़्यादा मांग वाले स्टील प्रकारों में से एक बनाता है। इस सामग्री की विशेषताओं और गुणों को प्रगलन के दौरान नियंत्रित किया जाता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि मिश्रधातु तत्वों की आवश्यक प्रतिशत मात्रा बनी रहे। कार्बन स्टील के गुण इसे सफलतापूर्वक वेल्ड करने और काटने के द्वारा संसाधित करने की अनुमति देता है, इसमें डाले गए मिश्र धातु तत्व इसके गुणों को बदलते हैं, यांत्रिक गुणों में वृद्धि करते हैं, और ठंड भंगुरता कम हो जाती है।

कार्बन स्टील के प्रकार

कार्बन स्टील के प्रकार में विभाजित हैं:

• ए - इसकी यांत्रिक गुणों के अनुसार आपूर्ति की जाती है, जिसे बदला जा सकता है;
• बी - इसके रासायनिक गुणों के अनुसार, जबकि यांत्रिक गुण बदलते हैं, और स्तर रासायनिक संरचना द्वारा निर्धारित होता है;
• बी- भागों के लिए रासायनिक सामग्री और उनके यांत्रिक गुणों के अनुसार आपूर्ति की जाती है।

कार्बन स्टील के प्रकार प्रसंस्करण के प्रकार के अनुसार, निम्नलिखित को प्रतिष्ठित किया जाता है:

• गरम वेल्लित;
• जाली;
• अंशांकित;
• एक विशेष सतह खत्म के साथ गोल।

विऑक्सीकरण की डिग्री के अनुसार:

• अर्ध-शांत;
• शांत;
• उबलना.