कार्बन स्टील सस्ता क्यों है?
कार्बन स्टील तीन जुड़े कारणों से सस्ता है: कच्चा माल, प्रक्रिया और पैमाना। मुख्य घटक लोहा और थोड़ी मात्रा में कार्बन हैं, जो अत्यधिक प्रचुर और सस्ती दोनों हैं। लौह अयस्क का भारी मात्रा में खनन किया जाता है, और कार्बन अनिवार्य रूप से इस्पात निर्माण और ऊर्जा उद्योगों के उपोत्पाद के रूप में मुफ़्त है। विनिर्माण प्रक्रिया, हालांकि ऊर्जा गहन है, अत्यधिक अनुकूलित है और बड़े पैमाने पर उत्पादन लाइनों पर चलती है, इसलिए प्रति टन लागत बहुत कम है। निर्माण और बुनियादी ढांचे में स्टील का व्यापक उपयोग भारी मांग पैदा करता है, जो पैमाने की अर्थव्यवस्थाओं का समर्थन करता है जो कीमत को और कम करता है। परिणाम एक ऐसी कीमत पर धातु की ताकत और बहुमुखी प्रतिभा वाली सामग्री है जो इसे संरचनाओं, वाहनों और मशीनरी के लिए डिफ़ॉल्ट विकल्प बनाती है।
इस्पात निर्माण के दो मार्ग
आधुनिक इस्पात दो मुख्य मार्गों से बनाया जाता है। बेसिक ऑक्सीजन फर्नेस (बीओएफ) मार्ग लौह अयस्क और कोक को ब्लास्ट फर्नेस में पिग आयरन में परिवर्तित करता है, फिर इसे ऑक्सीजन के साथ परिष्कृत करता है; यह बड़े पैमाने पर फ्लैट और संरचनात्मक उत्पादन पर हावी है और पैमाने की विशाल अर्थव्यवस्थाओं से लाभ उठाता है। इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस (ईएएफ) मार्ग बिजली के साथ पुनर्नवीनीकृत स्क्रैप को पिघलाता है और निर्माण में सस्ता, लचीला और शेयर में बढ़ता है। दोनों मार्गों को ऊर्जा दक्षता और उपज के लिए लगातार अनुकूलित किया जाता है, और परिणाम कम मार्जिन और कम इकाई लागत वाला एक कमोडिटी उत्पाद है।
उच्च -कार्बन स्टील की समस्याएँ
उच्च -कार्बन स्टील की मुख्य समस्याएं भंगुरता और खराब वेल्डेबिलिटी हैं। जैसे-जैसे कार्बन सामग्री बढ़ती है, स्टील बहुत कठोर हो जाता है और तेज धार पकड़ सकता है, लेकिन यह लचीलापन खो देता है: यह झुकने के बजाय प्रभाव या तनाव के तहत टूटने या बिखरने का खतरा होता है। वेल्ड करना भी कठिन है, क्योंकि वेल्डिंग के तेजी से गर्म होने और ठंडा होने से गर्मी प्रभावित क्षेत्र में कठोर, दरार वाली संवेदनशील सूक्ष्म संरचनाएं बन जाती हैं, और संरक्षित न किए जाने पर स्टील में जंग लगने की संभावना अधिक होती है। इन ट्रेडऑफ़्स के कारण ही उच्च-कार्बन ग्रेड का उपयोग केवल वहीं किया जाता है जहां कठोरता और घिसाव प्रतिरोध क्रूरता के नुकसान को उचित ठहराते हैं।
स्टील में कार्बन की कमजोरी
कार्बन तत्व की अपनी कमजोरियाँ हैं जो स्टील को प्रभावित करती हैं। अपने शुद्ध रूप में, जैसे कि ग्रेफाइट, कार्बन ऑक्सीजन में उच्च तापमान पर ऑक्सीकरण करता है, या जलता है; यहां तक कि हीरा भी शुद्ध कार्बन है और इसे भट्टी में जलाया जा सकता है। स्टील में, कार्बन परमाणु गैल्वेनिक संक्षारण के लिए साइट के रूप में कार्य करते हैं, जिससे लोहे के मैट्रिक्स में जंग लगने की गति तेज हो जाती है, जहां स्टील नमी और ऑक्सीजन के संपर्क में आता है। यही कारण है कि कार्बन स्टील को संक्षारक सेवा में कोटिंग्स, अवरोधक या गैल्वनाइजिंग की आवश्यकता होती है, और इसके बजाय स्टेनलेस स्टील, अपनी क्रोमियम फिल्म के साथ, जंग का प्रतिरोध करता है।
प्रत्येक कार्बन वर्ग का उपयोग किस लिए किया जाता है?
कार्बन स्टील को कार्बन सामग्री के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है और प्रत्येक वर्ग का अपना उपयोग होता है। कम -कार्बन स्टील का उपयोग कार बॉडी पैनल, तार, पाइप, संरचनात्मक बीम और उपकरण शीट मेटल के लिए किया जाता है। मध्यम -कार्बन स्टील का उपयोग रेलवे ट्रैक, गियर, क्रैंकशाफ्ट और मशीनरी भागों के लिए किया जाता है जिन्हें अधिक ताकत की आवश्यकता होती है। उच्च -कार्बन स्टील का उपयोग उपकरण, चाकू, स्प्रिंग्स, उच्च शक्ति वाले तार और ऐसी वस्तुओं को काटने के लिए किया जाता है जिनके लिए उच्च कठोरता और पहनने के प्रतिरोध की आवश्यकता होती है। ग्रेड का चयन अनुप्रयोग के लिए आवश्यक ताकत, कठोरता और लागत के संतुलन के आधार पर किया जाता है।
क्या कार्बन स्टील टूट सकता है?
कार्बन स्टील को दो अर्थों में तोड़ा जा सकता है। रासायनिक रूप से, कार्बन {{1}कार्बन बंधन को तोड़ने के लिए महत्वपूर्ण ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जैसे कि दहन में जहां कार्बन कार्बन डाइऑक्साइड बनाने के लिए ऑक्सीजन के साथ बंधता है; मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट भी इन बंधनों को तोड़ सकते हैं। यांत्रिक रूप से, उच्च -कार्बन स्टील, कठोर लेकिन भंगुर होने के कारण, तेज प्रभाव या अचानक झटके से टूट सकता है, और कार्बन स्टील सामान्य रूप से जंग से कमजोर हो सकता है और पर्याप्त बल के तहत पूर्व-मौजूदा दोष या पायदान पर टूट सकता है। ये क्लासिक विफलता मोड हैं जिन्हें डिज़ाइन कोड कठोरता आवश्यकताओं, तनाव सीमाओं और संक्षारण भत्ते के साथ प्रबंधित करते हैं।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों
प्रश्न: कार्बन स्टील इतना सस्ता क्यों है?
क्योंकि लोहा और कार्बन प्रचुर मात्रा में हैं, स्टील बनाने की प्रक्रिया को बड़े पैमाने पर अनुकूलित किया गया है, और स्टील की उच्च मांग पैमाने की मजबूत अर्थव्यवस्थाएं बनाती है।
प्रश्न: उच्च -कार्बन स्टील के साथ क्या समस्याएं हैं?
यह भंगुर है, खराब रूप से वेल्ड करने योग्य है, और जंग लगने का अधिक खतरा है; जो कठोरता इसे उपयोगी बनाती है, वह इसे झुकने के बजाय प्रभाव में चटकने का कारण भी बनती है।
प्रश्न: कार्बन स्टील का उपयोग किस लिए किया जाता है?
पैनल, पाइप, बीम और तार के लिए कम {{0}कार्बन स्टील; ट्रैक, गियर और शाफ्ट के लिए मध्यम -कार्बन; औजारों, चाकूओं और स्प्रिंग्स के लिए उच्च -कार्बन।
प्रश्न: इस्पात निर्माण के दो मार्ग कौन से हैं?
लौह अयस्क से बुनियादी ऑक्सीजन फर्नेस मार्ग और स्क्रैप से इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस मार्ग, दोनों को लागत और पैमाने के लिए अनुकूलित किया गया है।
प्रश्न: कार्बन स्टील में जंग क्यों लग जाता है?
कार्बन परमाणु गैल्वेनिक संक्षारण स्थलों के रूप में कार्य करते हैं जो लौह मैट्रिक्स की जंग को तेज करते हैं, और कार्बन स्टील में स्टेनलेस स्टील की तरह कोई सुरक्षात्मक फिल्म नहीं होती है।
प्रश्न: क्या उच्च -कार्बन स्टील को वेल्ड किया जा सकता है?
कठिनता से। वेल्डिंग की गर्मी कठोर, दरार संवेदनशील क्षेत्र बनाती है, इसलिए उच्च कार्बन स्टील्स को आम तौर पर संरचनात्मक सेवा के लिए वेल्ड नहीं किया जाता है।
