स्टील के प्रकार – स्टील का वर्गीकरण

स्टील क्या है?
स्टील आयरन का एक मिश्र धातु है और इसका मुख्य मिश्र धातु तत्व कार्बन है। हालाँकि, इस परिभाषा के कुछ अपवाद भी हैं जैसे कि इंटरस्टिशियल-फ्री (IF) स्टील और टाइप 409 फ़ेरिटिक स्टेनलेस स्टील, जिसमें कार्बन को अशुद्धता माना जाता है।

मिश्र धातु क्या है?
जब विभिन्न तत्वों को आधार तत्व में कम मात्रा में मिलाया जाता है, तो परिणामी उत्पाद को आधार तत्व की मिश्र धातु कहा जाता है। इसलिए स्टील लोहे की मिश्र धातु है क्योंकि लोहा स्टील में आधार तत्व (मुख्य घटक) है और मुख्य मिश्र धातु तत्व कार्बन है। मैंगनीज, सिलिकॉन, निकल, क्रोमियम, मोलिब्डेनम, वैनेडियम, टाइटेनियम, नियोबियम, एल्युमिनियम आदि जैसे कुछ अन्य तत्वों को भी अलग-अलग मात्रा में मिलाकर स्टील के विभिन्न ग्रेड (या प्रकार) बनाए जाते हैं।

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स्टील के विभिन्न प्रकार क्या हैं?
रासायनिक संरचना के आधार पर, स्टील 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 ज़्यादा इस्तेमाल किया जाने वाला स्टील है और कुल स्टील उत्पादन में इसका योगदान 90% से ज़्यादा है। कार्बन की मात्रा के आधार पर, कार्बन स्टील को तीन समूहों में वर्गीकृत किया जाता है।
● कम कार्बन स्टील/हल्का स्टील
● मध्यम कार्बन स्टील
● उच्च कार्बन स्टील
कार्बन सामग्री नीचे दी गई तालिका में दी गई है:

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

2. स्टेनलेस स्टील:
स्टेनलेस स्टील एक मिश्र धातु स्टील है जिसमें 10.5% क्रोमियम (न्यूनतम) होता है। स्टेनलेस स्टील अपनी सतह पर Cr2O3 की एक बहुत पतली परत के निर्माण के कारण संक्षारण प्रतिरोध गुण प्रदर्शित करता है। इस परत को निष्क्रिय परत के रूप में भी जाना जाता है। क्रोमियम की मात्रा बढ़ाने से सामग्री का संक्षारण प्रतिरोध और भी बढ़ जाएगा। क्रोमियम के अलावा, वांछित (या बेहतर) गुण प्रदान करने के लिए निकेल और मोलिब्डेनम भी मिलाया जाता है। स्टेनलेस स्टील में कार्बन, सिलिकॉन और मैंगनीज की अलग-अलग मात्रा भी होती है।

स्टेनलेस स्टील को आगे वर्गीकृत किया गया है;
1. फेरिटिक स्टेनलेस स्टील्स
2. मार्टेंसिटिक स्टेनलेस स्टील्स
3. ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स
4. डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स
5. अवक्षेपण-सख्तीकरण (पीएच) स्टेनलेस स्टील

● फेरिटिक स्टेनलेस स्टील: फेरिटिक स्टील में आयरन-क्रोमियम मिश्र धातु होती है जिसमें बॉडी-सेंटर्ड क्यूबिक क्रिस्टल संरचना (BCC) होती है। ये आम तौर पर चुंबकीय होते हैं और इन्हें गर्मी उपचार द्वारा कठोर नहीं किया जा सकता है, लेकिन ठंडे काम से इन्हें मजबूत किया जा सकता है।
● ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील: ऑस्टेनिटिक स्टील सबसे ज़्यादा जंग-रोधी होते हैं। यह गैर-चुंबकीय और गैर-गर्मी-उपचार योग्य है। आम तौर पर, ऑस्टेनिटिक स्टील अत्यधिक वेल्डेबल होते हैं।
● मार्टेंसिटिक स्टेनलेस स्टील: मार्टेंसिटिक स्टेनलेस स्टील्स बेहद मजबूत और सख्त होते हैं, लेकिन अन्य दो वर्गों की तरह जंग-प्रतिरोधी नहीं होते हैं। ये स्टील्स अत्यधिक मशीनिंग योग्य, चुंबकीय और गर्मी-उपचार योग्य होते हैं।
● डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील: डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील में दो-चरणीय सूक्ष्म संरचना होती है जिसमें फ़ेराइटिक और ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील (यानी फ़ेराइट + ऑस्टेनाइट) के दाने होते हैं। डुप्लेक्स स्टील ऑस्टेनिटिक या फ़ेराइटिक स्टेनलेस स्टील से लगभग दोगुना मज़बूत होते हैं।
● अवक्षेपण-कठोरीकरण (पीएच) स्टेनलेस स्टील: अवक्षेपण-कठोरीकरण (पीएच) स्टेनलेस स्टील में अवक्षेपण कठोरता के कारण अति उच्च शक्ति होती है।

3. मिश्र धातु इस्पात
मिश्र धातु इस्पात में, वांछित (बेहतर) गुणों जैसे वेल्डेबिलिटी, लचीलापन, मशीनेबिलिटी, ताकत, कठोरता और संक्षारण प्रतिरोध आदि को प्राप्त करने के लिए मिश्र धातु तत्वों के अलग-अलग अनुपात का उपयोग किया जाता है। कुछ सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले मिश्र धातु तत्व और उनके प्रभाव इस प्रकार हैं;
● मैंगनीज - शक्ति और कठोरता बढ़ाता है, लचीलापन और वेल्डेबिलिटी कम करता है।
● सिलिकॉन - स्टील बनाने की प्रक्रिया में डीऑक्सीडाइज़र के रूप में उपयोग किया जाता है।
● फास्फोरस - ताकत और कठोरता को बढ़ाता है और स्टील की लचीलापन और खरोंच प्रभाव कठोरता को कम करता है।
● सल्फर - लचीलापन, नोच प्रभाव कठोरता और वेल्डेबिलिटी को कम करता है। सल्फाइड समावेशन के रूप में पाया जाता है।
● तांबा - बेहतर संक्षारण प्रतिरोध।
● निकेल - स्टील की कठोरता और प्रभाव शक्ति को बढ़ाता है।
● मोलिब्डेनम - कठोरता को बढ़ाता है और कम मिश्र धातु वाले स्टील के रेंगने के प्रतिरोध को बढ़ाता है।

4. टूल स्टील
टूल स्टील में कार्बन की मात्रा अधिक होती है (0.5% से 1.5%)। उच्च कार्बन सामग्री उच्च कठोरता और ताकत प्रदान करती है। इन स्टील का उपयोग ज़्यादातर उपकरण और डाई बनाने के लिए किया जाता है। टूल स्टील में टंगस्टन, कोबाल्ट, मोलिब्डेनम और वैनेडियम की विभिन्न मात्राएँ होती हैं जो धातु की गर्मी और घिसाव प्रतिरोध और स्थायित्व को बढ़ाती हैं। यह टूल स्टील को काटने और ड्रिलिंग उपकरण के रूप में उपयोग के लिए बहुत आदर्श बनाता है।

 

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