स्टील के 10 यांत्रिक और भौतिक गुण - रसायन विज्ञान - 2025

इस्पात के यांत्रिक और भौतिक गुणों इसकी संरचना और दोष (जैसे फास्फोरस या सल्फर के रूप में) के प्रतिशत के आधार पर काफी भिन्न हो सकते हैं। इस तरह, जब बेहतर यांत्रिक और भौतिक गुण दूसरों पर वांछित होते हैं, तो स्टील को क्रोमियम, कोबाल्ट, तांबा, मोलिब्डेनम, निकल, नाइट्रोजन, सेलेनियम, टैंटलम, टाइटेनियम, टंगस्टन या वैनेडियम के साथ मिश्रधातु बनाया जा सकता है।

स्टील की संरचना और गुण व्यापक रूप से भिन्न होते हैं। सामान्य रूप से स्टील में लोहे की तुलना में कम कार्बन सामग्री होती है, और अन्य धातुओं की तुलना में कम अशुद्धियां होती हैं।

सामान्य तौर पर, घनत्व, विद्युत और तापीय चालकता जैसे भौतिक गुण एक मिश्र धातु से दूसरे में बहुत भिन्न नहीं होते हैं। हालांकि, यांत्रिक गुणों जैसे ताकत, लचीलापन और कठोरता स्टील के प्रकार और संरचना पर अत्यधिक निर्भर हैं।

स्टील के मुख्य यांत्रिक गुण

1- प्लास्टिसिटी

यह तनाव के अधीन होने के बाद अपने आकार को बनाए रखने के लिए स्टील की क्षमता है। कार्बन के छोटे प्रतिशत के साथ मिश्र धातु वाले स्टील अधिक प्लास्टिक होते हैं।

2- खुशबू

भंगुरता वह सहजता है जिसके साथ तनाव में स्टील को तोड़ा जा सकता है। जब कार्बन का उच्च प्रतिशत के साथ स्टील को मिश्रधातु बनाया जाता है, तो यह अधिक भंगुर हो जाता है।

3- मैलापन

मैलाबिलिटी स्टील को रोल करने में आसानी होती है। इस तरह, कुछ स्टेनलेस स्टील मिश्र धातु दूसरों की तुलना में अधिक निंदनीय है।

4- कठोरता

कठोरता प्रतिरोध है जो एक धातु अपघर्षक एजेंटों का विरोध करता है। एक स्टील मिश्र धातु में जितना अधिक कार्बन होता है, उतना ही कठिन होगा।

5- तप

कठिनता वह अवधारणा है जो बिना तोड़-फोड़ के बाहरी बल के अनुप्रयोग का विरोध करने की स्टील की क्षमता को दर्शाती है।

एक मध्यम कार्बन एकाग्रता के साथ स्टील के मामले में, क्रूरता अधिक हो जाती है।

स्टील के मुख्य भौतिक गुण

1- शरीर

उनमें स्टील के वजन, इसकी मात्रा, द्रव्यमान और घनत्व से संबंधित गुण शामिल हैं।

2- थर्मल

यह स्टील के तीन मूलभूत पहलुओं को संदर्भित करता है: तापमान (चालन) संचालित करने की इसकी क्षमता, गर्मी हस्तांतरण (संवहन), और बीच (विकिरण) में अवरक्त किरणों को उत्सर्जित करने की इसकी क्षमता।

3- विद्युत

वे विद्युत प्रवाह का संचालन करने के लिए स्टील की क्षमता का उल्लेख करते हैं।

4- प्रकाशिकी

स्टील के मामले में ये गुण प्रकाश को प्रतिबिंबित करने या चमक को उत्सर्जित करने की क्षमता को दर्शाते हैं। इस हद तक कि स्टेनलेस स्टील एल्यूमीनियम के उच्च प्रतिशत के साथ मिश्रधातु है, इसमें बेहतर ऑप्टिकल गुण होंगे।

5- चुंबकीय

यह स्टील को प्रेरित करने या विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र को प्रेरित करने की क्षमता को संदर्भित करता है।

स्टील मिश्र धातु में लोहे का प्रतिशत जितना अधिक होगा, चुंबक के रूप में कार्य करने की इसकी क्षमता उतनी ही अधिक होगी।

स्टील के प्रकार

उनके आवेदन के अनुसार विभिन्न प्रकार के स्टील का उत्पादन किया जाता है, इसलिए, इन प्रकार के स्टील के यांत्रिक और भौतिक गुणों को अलग होना चाहिए।

इस तरह, स्टील को इसके गुणों (लोच, घनत्व, पिघलने बिंदु, तापीय चालकता, ताकत, कठोरता, दूसरों के बीच) के अनुसार वर्गीकृत करने के लिए विभिन्न पैमाने बनाए गए हैं।

विभिन्न प्रकार के स्टील बनाने के लिए, निर्माता मिश्र धातुओं को बनाने के लिए अन्य धातुओं के विभिन्न सांद्रता का उपयोग करते हैं।

उत्पादन प्रक्रिया और स्टील के काम करने के तरीके में प्राप्त अंतिम उत्पाद पर भी महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।

अमेरिकन आयरन एंड स्टील इंस्टीट्यूट (AISI) के अनुसार, स्टील को चार मुख्य समूहों में वर्गीकृत किया जा सकता है, इसकी रासायनिक संरचना के अनुसार:

• कार्बन स्टील
• अलॉय स्टील
• स्टेनलेस स्टील
• औजारों का स्टील

कार्बन स्टील के गुण

कार्बन स्टील लोहे और कार्बन के बीच मिश्र धातु से बना है। कार्बन का प्रतिशत अलग-अलग होने से विभिन्न गुणों वाले स्टील्स का उत्पादन संभव है। सामान्य तौर पर, कार्बन का प्रतिशत जितना अधिक होगा, स्टील उतना ही सख्त और कठोर होगा।

कार्बन के कम प्रतिशत वाले स्टील को बाजार में गढ़ा हुआ लोहा कहा जाता है। इस प्रकार के स्टील को संभालना आसान है क्योंकि यह अत्यधिक प्लास्टिक है।

इस कारण से, यह व्यापक रूप से झंझरी, सजावटी अनुप्रयोगों, या दीपक पदों का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाता है।

एक मध्यम कार्बन सामग्री के साथ स्टील अत्यधिक कठोर है, यही वजह है कि इसका उपयोग पुलों या संरचनात्मक भागों को भारी भार का समर्थन करने में सक्षम बनाने के लिए किया जाता है।

इसके भाग के लिए, उच्च कार्बन स्टील का उपयोग केबल बनाने के लिए किया जाता है। जब कोयले का प्रतिशत लोहे से अधिक होता है, तो इसे कच्चा लोहा कहा जाता है, जिसका उपयोग vases और अन्य प्रकार के लेख बनाने के लिए किया जाता है।

यद्यपि स्टील का बाद का प्रकार काफी कठोर होता है, लेकिन यह अत्यधिक भंगुर भी होता है।

मिश्र धातु इस्पात गुण

मिश्र धातु इस्पात वह है जो लोहे के अलावा एक या एक से अधिक धातुओं के छोटे प्रतिशत के साथ निर्मित होता है। मिश्र धातु में जोड़े जाने वाले धातुओं में स्टील के गुणों को बदलने की क्षमता होती है।

उदाहरण के लिए, लोहे, क्रोमियम और निकेल से बने स्टील का स्टेनलेस स्टील में परिणाम होता है। जब एल्यूमीनियम को इस मिश्र धातु में जोड़ा जाता है, तो परिणाम दिखने में अधिक निंदनीय और समान होता है।

जब मैंगनीज को स्टील मिश्र धातुओं में जोड़ा जाता है, तो वे असाधारण शक्ति और क्रूरता प्राप्त कर सकते हैं।

स्टेनलेस स्टील के गुण

स्टेनलेस स्टील में 10 से 20% क्रोमियम होता है, यह एक ऐसा कारक है जो इसे जंग और ऑक्सीकरण के लिए अत्यधिक प्रतिरोधी बनाता है।

जब स्टील में 11% क्रोमियम होता है, तो यह स्टील की तुलना में जंग के लिए लगभग 200 गुना अधिक प्रतिरोधी होता है जिसमें क्रोमियम नहीं होता है। स्टेनलेस स्टील के तीन समूह हैं:

ऑस्टेनिटिक स्टील: यह क्रोमियम की उच्चतम एकाग्रता और निकल और कार्बन का एक छोटा प्रतिशत है।

यह आमतौर पर खाद्य प्रसंस्करण और पाइपिंग के लिए उपयोग किया जाता है। यह पहचानना आसान है, क्योंकि यह चुंबकीय नहीं है।

फेरिटिक स्टील: यह स्टील का प्रकार है जिसमें लगभग 15% क्रोमियम होता है, लेकिन कार्बन और अन्य धातुओं जैसे मोलिब्डेनम, एल्यूमीनियम या टाइटेनियम के केवल कुछ निशान।

इस प्रकार का स्टील चुंबकीय, अत्यधिक कठोर और प्रतिरोधी है। ठंडा काम करने पर इसे कठोर किया जा सकता है।

Martensitic Steel: यह वह होता है जिसमें मध्यम मात्रा में क्रोमियम, निकल और कार्बन होते हैं। यह उच्च तापमान पर अत्यधिक चुंबकीय और उपचार योग्य है।

मार्टेंसिटिक स्टील का उपयोग आमतौर पर चाकू और सर्जिकल उपकरण जैसे काटने के उपकरण बनाने के लिए किया जाता है।

उपकरण स्टील गुण

टूल स्टील अत्यधिक टिकाऊ, तापमान प्रतिरोधी है, और इसमें काफी उच्च कठोरता है।

टंगस्टन, मोलिब्डेनम, कोबाल्ट और वैनेडियम शामिल हैं। यह ड्रिल बिट्स बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।

संदर्भ

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