इस्पात के प्रकार – इस्पात का वर्गीकरण

स्टील क्या है?
इस्पात लोहे का मिश्रधातु है और इसका प्रमुख मिश्रधातु तत्व कार्बन है। हालांकि, इस परिभाषा के कुछ अपवाद भी हैं, जैसे अंतरालीय-मुक्त (IF) इस्पात और टाइप 409 फेरिटिक स्टेनलेस स्टील, जिनमें कार्बन को अशुद्धि माना जाता है।

मिश्रधातु क्या है?
जब किसी मूल तत्व में अलग-अलग तत्वों को कम मात्रा में मिलाया जाता है, तो बनने वाले उत्पाद को उस मूल तत्व का मिश्रधातु कहा जाता है। इसलिए, इस्पात लोहे का मिश्रधातु है क्योंकि लोहा इस्पात का मूल तत्व (मुख्य घटक) है और कार्बन प्रमुख मिश्रधातु तत्व है। मैंगनीज, सिलिकॉन, निकेल, क्रोमियम, मोलिब्डेनम, वैनेडियम, टाइटेनियम, नाइओबियम, एल्युमीनियम आदि जैसे कुछ अन्य तत्वों को भी अलग-अलग मात्रा में मिलाकर इस्पात के विभिन्न प्रकार (ग्रेड) तैयार किए जाते हैं।

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स्टील के विभिन्न प्रकार क्या हैं?
रासायनिक संरचना के आधार पर, इस्पात को चार (04) मूल प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है:
● कार्बन स्टील
● स्टेनलेस स्टील
● मिश्र धातु इस्पात
● टूल स्टील

1. कार्बन स्टील:
कार्बन स्टील उद्योगों में सबसे अधिक उपयोग होने वाला स्टील है और कुल स्टील उत्पादन का 90% से अधिक हिस्सा इसी का है। कार्बन की मात्रा के आधार पर, कार्बन स्टील को आगे तीन समूहों में वर्गीकृत किया गया है।
● कम कार्बन इस्पात/माइल्ड इस्पात
● मध्यम कार्बन इस्पात
● उच्च कार्बन इस्पात
कार्बन की मात्रा नीचे दी गई तालिका में दी गई है:

नहीं।	कार्बन स्टील का प्रकार	कार्बन का प्रतिशत
1	कम कार्बन इस्पात/हल्का इस्पात	0.25% तक
2	मध्यम कार्बन इस्पात	0.25% से 0.60%
3	उच्च कार्बन इस्पात	0.60% से 1.5%

2. स्टेनलेस स्टील:
स्टेनलेस स्टील एक मिश्र धातु है जिसमें कम से कम 10.5% क्रोमियम होता है। स्टेनलेस स्टील में जंग प्रतिरोधक गुण होते हैं, क्योंकि इसकी सतह पर Cr2O3 की एक बहुत पतली परत होती है। इस परत को निष्क्रिय परत भी कहा जाता है। क्रोमियम की मात्रा बढ़ाने से सामग्री का जंग प्रतिरोधक गुण और भी बढ़ जाता है। क्रोमियम के अलावा, वांछित (या बेहतर) गुण प्रदान करने के लिए निकेल और मोलिब्डेनम भी मिलाए जाते हैं। स्टेनलेस स्टील में कार्बन, सिलिकॉन और मैंगनीज भी अलग-अलग मात्रा में होते हैं।

स्टेनलेस स्टील को आगे इस प्रकार वर्गीकृत किया गया है:
1. फेरिटिक स्टेनलेस स्टील
2. मार्टेन्सिटिक स्टेनलेस स्टील
3. ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील
4. डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील
5. अवक्षेपण-कठोरता (पीएच) स्टेनलेस स्टील

● फेरिटिक स्टेनलेस स्टील: फेरिटिक स्टील आयरन-क्रोमियम मिश्रधातुओं से बने होते हैं जिनमें बॉडी-सेंटर्ड क्यूबिक क्रिस्टल संरचना (बीसीसी) होती है। ये आम तौर पर चुंबकीय होते हैं और इन्हें ऊष्मा उपचार द्वारा कठोर नहीं किया जा सकता है, लेकिन कोल्ड वर्किंग द्वारा इन्हें मजबूत किया जा सकता है।
● ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील: ऑस्टेनिटिक स्टील सबसे अधिक संक्षारण-प्रतिरोधी होते हैं। ये गैर-चुंबकीय और गैर-ऊष्मा उपचार योग्य होते हैं। सामान्यतः, ऑस्टेनिटिक स्टील अत्यधिक वेल्ड करने योग्य होते हैं।
● मार्टेन्सिटिक स्टेनलेस स्टील: मार्टेन्सिटिक स्टेनलेस स्टील अत्यंत मजबूत और टिकाऊ होते हैं, लेकिन अन्य दो श्रेणियों की तुलना में उतने संक्षारण-प्रतिरोधी नहीं होते। ये स्टील अत्यधिक मशीनेबल, चुंबकीय और ऊष्मा-उपचार योग्य होते हैं।
● डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील: डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील में फेरिटिक और ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील (यानी फेराइट + ऑस्टेनाइट) के कणों से बनी दो-चरणीय सूक्ष्म संरचना होती है। डुप्लेक्स स्टील, ऑस्टेनिटिक या फेरिटिक स्टेनलेस स्टील की तुलना में लगभग दोगुनी मजबूत होती है।
● प्रेसिपिटेशन हार्डनिंग (पीएच) स्टेनलेस स्टील: प्रेसिपिटेशन हार्डनिंग के कारण प्रेसिपिटेशन हार्डनिंग (पीएच) स्टेनलेस स्टील में अति उच्च शक्ति होती है।

3. मिश्र धातु इस्पात
मिश्रधातु इस्पात में, वेल्डिंग क्षमता, तन्यता, मशीनेबिलिटी, मजबूती, कठोरता और संक्षारण प्रतिरोध आदि जैसे वांछित (बेहतर) गुणों को प्राप्त करने के लिए मिश्रधातु तत्वों के विभिन्न अनुपातों का उपयोग किया जाता है। कुछ सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले मिश्रधातु तत्व और उनके प्रभाव निम्नलिखित हैं;
● मैंगनीज – मजबूती और कठोरता बढ़ाता है, लचीलापन और वेल्डिंग क्षमता घटाता है।
● सिलिकॉन – इस्पात निर्माण प्रक्रिया में डीऑक्सीडाइज़र के रूप में उपयोग किया जाता है।
● फॉस्फोरस – यह स्टील की मजबूती और कठोरता को बढ़ाता है तथा इसकी तन्यता और खांचेदार प्रभाव कठोरता को कम करता है।
● सल्फर – तन्यता, नॉच इम्पैक्ट टफनेस और वेल्डेबिलिटी को कम करता है। यह सल्फाइड समावेशन के रूप में पाया जाता है।
● तांबा – बेहतर संक्षारण प्रतिरोध।
● निकेल – इस्पात की कठोरता और प्रभाव शक्ति को बढ़ाता है।
● मोलिब्डेनम – निम्न मिश्रधातु इस्पात की कठोरता बढ़ाता है और रेंगने के प्रतिरोध को बढ़ाता है।

4. औजार इस्पात
औजार इस्पात में कार्बन की मात्रा अधिक होती है (0.5% से 1.5%)। कार्बन की अधिक मात्रा से कठोरता और मजबूती बढ़ती है। इन इस्पातों का उपयोग मुख्य रूप से औजार और डाई बनाने में किया जाता है। औजार इस्पात में टंगस्टन, कोबाल्ट, मोलिब्डेनम और वैनेडियम की विभिन्न मात्राएँ होती हैं, जिससे धातु की ताप प्रतिरोधकता, घिसाव प्रतिरोध क्षमता और स्थायित्व बढ़ता है। यही कारण है कि औजार इस्पात काटने और ड्रिलिंग के औजारों के लिए अत्यंत उपयुक्त होते हैं।

 

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