स्टेनलेस स्टील का गलनांक क्या है? – एक संपूर्ण गाइड

1.0 स्टेनलेस स्टील का गलनांक रेंज

ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स (जैसे, 304, 316): इनका गलनांक थोड़ा कम होता है, लेकिन ये उत्कृष्ट लचीलापन और संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करते हैं।

• फेरिटिक स्टेनलेस स्टील्स: उच्च गलनांक की विशेषता के कारण, वे उत्कृष्ट ऑक्सीकरण प्रतिरोध और तनाव संक्षारण प्रतिरोध प्रदर्शित करते हैं।
• मार्टेंसिटिक स्टेनलेस स्टील्स:उच्च गलनांक और मजबूत कठोरता के साथ, वे उच्च शक्ति, घिसाव प्रतिरोधी अनुप्रयोगों जैसे काटने के उपकरण और ऑटोमोटिव भागों के लिए आदर्श हैं।

स्टेनलेस स्टील का गलनांक उसकी संरचना के आधार पर अलग-अलग होता है, लेकिन अधिकांश ग्रेड 1400°C – 1530°C (लगभग 2550°F – 2790°F) की सीमा के भीतर आते हैं।

टिप: उनके उच्च गलनांक के बावजूद, वास्तविक कार्य तापमान बहुत कम है। उदाहरण के लिए, टाइप 304 को 870°C (1598°F) तक की हवा में उपयोग के लिए अनुशंसित किया जाता है, जबकि टाइप 310 1050°C (1922°F) तक का सामना कर सकता है।

1.1 स्टेनलेस स्टील ग्रेड के पिघलने के तापमान की तालिका

2.0 304 और 316 स्टेनलेस स्टील के बीच गलनांक अंतर

304 और 316 सबसे आम ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील हैं, दोनों में फेस-सेंटर्ड क्यूबिक (FCC) क्रिस्टल संरचना होती है जो ठोसीकरण बिंदु से लेकर गलनांक तक स्थिर रहती है।

• 304 स्टेनलेस स्टील पिघलने की सीमा: लगभग 1400–1450°C (2552–2642°F)
• 316 स्टेनलेस स्टील पिघलने की सीमा: लगभग 1375–1400°C (2507–2552°F)

गलनांक में अंतर मुख्य रूप से उनकी रासायनिक संरचना के कारण होता है - 316 में निकेल और मोलिब्डेनम का प्रतिशत अधिक होता है, जो इसके गलनांक को थोड़ा कम कर देता है।

3.0 स्टेनलेस स्टील के गलनांक को प्रभावित करने वाले प्रमुख कारक

3.1 मिश्रधातु तत्वों का प्रभाव

 स्टेनलेस स्टील मुख्य रूप से लोहा, क्रोमियम और निकल से बना होता है। क्रोमियम संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाता है और गलनांक को बढ़ाता है; निकल कठोरता को बढ़ाता है लेकिन गलनांक को कम करता है; कार्बन कठोरता को बढ़ाता है, और उच्च कार्बन सामग्री आम तौर पर उच्च गलनांक के साथ सहसंबंधित होती है।

प्रमुख मिश्र धातु तत्वों के गलनांक:

• लोहा (Fe): 1535° सेल्सियस
• क्रोमियम (Cr): 1890° सेल्सियस
• निकेल (Ni): 1453° सेल्सियस

इन तत्वों के संयोजन से ऑक्सीकरण प्रतिरोध और उच्च तापमान शक्ति में सुधार होता है। हालांकि, कुछ संयोजन पिघलने बिंदु अवसाद का कारण बन सकते हैं, जिसका अर्थ है कि स्टेनलेस स्टील, उच्च पिघलने बिंदु तत्वों से युक्त होने के बावजूद, नियमित स्टील की तुलना में हमेशा उच्च समग्र पिघलने बिंदु नहीं रखता है - यह मिश्र धातु अनुपात पर निर्भर करता है।

3.2 क्रिस्टल की संरचना

स्टेनलेस स्टील की क्रिस्टल संरचना भी उसके गलनांक को प्रभावित करती है।

• austenitic (एफसीसी): अच्छा लचीलापन, अपेक्षाकृत कम गलनांक
• फेरिटिक (बीसीसी): उच्च गलनांक
• martensitic: ऊष्मा उपचार द्वारा निर्मित, जटिल संरचना, गलनांक प्रसंस्करण विधियों से प्रभावित

3.3 बाह्य स्थितियाँ:

• दबाव: उच्च दबाव से गलनांक बढ़ जाता है
• वायुमंडल: ऑक्सीजन और सल्फर जैसी गैसें उच्च तापमान पर पदार्थ के व्यवहार को प्रभावित कर सकती हैं
• अशुद्धियाँ: अशुद्धियों का उच्च स्तर (जैसे, सल्फर, फॉस्फोरस) गलनांक को कम कर देता है

3.4 गलनांक और प्रदर्शन पर ताप उपचार का प्रभाव:

यद्यपि ताप उपचार से गलनांक में कोई महत्वपूर्ण परिवर्तन नहीं होता, लेकिन इससे सामग्री की संरचना और प्रदर्शन में परिवर्तन होता है।

• एनीलिंग: लचीलापन बढ़ाता है, अवशिष्ट तनाव कम करता है
• शमन: शक्ति बढ़ाता है, तापीय आघात प्रतिरोध को बढ़ाता है
• तनाव मुक्ति: सामग्री की स्थिरता में सुधार, विरूपण जोखिम को कम करता है

4.0 स्टेनलेस स्टील का कोई निश्चित गलनांक क्यों नहीं होता?

स्टेनलेस स्टील एक मिश्र धातु है जो लोहा, क्रोमियम, निकल, मोलिब्डेनम और अन्य तत्वों से बना होता है, जिनमें से प्रत्येक का गलनांक अलग-अलग होता है। शुद्ध धातुओं के विपरीत जो एक ही तापमान पर पिघल जाती हैं, स्टेनलेस स्टील एक निश्चित तापमान सीमा पर पिघलता है क्योंकि यह धीरे-धीरे ठोस से तरल में परिवर्तित होता है।

इस पिघलने की सीमा को दो प्रमुख शब्दों द्वारा परिभाषित किया जाता है:

• सॉलिडस तापमान: वह तापमान जिस पर पिघलना शुरू होता है
• लिक्विडस तापमान: वह तापमान जिस पर पदार्थ पूरी तरह पिघल जाता है

5.0 स्टेनलेस स्टील का गलनांक जानना क्यों महत्वपूर्ण है?

उच्च तापमान वाले वातावरण में धातुओं का उपयोग करते समय, उनके गलनांक को समझना महत्वपूर्ण है। बहुत कम गलनांक वाली सामग्री का चयन करने से विरूपण, विफलता या भयावह दुर्घटनाएँ हो सकती हैं। इसलिए:

डिज़ाइन इंजीनियरों को यह सुनिश्चित करना होगा कि सामग्री उच्चतम परिचालन तापमान का सामना कर सके

वेल्डिंग और ताप उपचार जैसी प्रक्रियाओं में सुरक्षित और निरंतर गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए पिघलने की सीमा पर विचार किया जाना चाहिए

पिघलना और प्रसंस्करण:

स्टील निर्माताओं के लिए पिघलने की सीमा महत्वपूर्ण है: उचित तापमान खिड़की के भीतर पिघलने और ढलाई को नियंत्रित करना; उपयुक्त प्रसंस्करण विधियों (रोलिंग, फोर्जिंग, आदि) का निर्धारण करना। जबकि पिघलने बिंदु सीधे डिजाइनरों या इंजीनियरों जैसे अंतिम उपयोगकर्ताओं को प्रभावित नहीं कर सकता है, यह अप्रत्यक्ष रूप से विनिर्माण क्षमता और गर्मी उपचार विशेषताओं को प्रभावित करता है।

6.0 उच्च तापमान प्रदर्शन और रेंगना शक्ति

गलनांक से भी नीचे, उच्च तापमान के कारण निम्न समस्याएं हो सकती हैं: तन्य शक्ति में कमी (उदाहरण के लिए, 870°C पर 100% की शक्ति 1000°C पर 50% तक गिर सकती है); संरचनात्मक विरूपण के कारण भार वहन क्षमता में कमी और झुकाव; ऑक्सीकरण में वृद्धि, सुरक्षात्मक ऑक्साइड फिल्म को नुकसान पहुंचाना और संक्षारण का जोखिम बढ़ाना; तापीय विस्तार, वेल्ड को ढीला करना और संरचनात्मक अखंडता से समझौता करना।

ऑक्सीकरण और सल्फिडेशन प्रतिरोध:

क्रोमियम स्टेनलेस स्टील में ऑक्सीकरण प्रतिरोध को बढ़ाता है; उच्च निकल सामग्री वाले मिश्र धातु उच्च तापमान पर ऑक्सीकरण प्रतिरोध खो सकते हैं; गलनांक अप्रत्यक्ष रूप से चरम वातावरण में संक्षारण प्रतिरोध को प्रभावित करता है।

7.0 विनिर्माण और वेल्डिंग में विचार

गलनांक, कास्टिंग, वेल्डिंग और अन्य तापीय प्रसंस्करण विधियों के लिए स्टेनलेस स्टील की उपयुक्तता निर्धारित करता है।

• 304 स्टेनलेस स्टील: उच्च गलनांक और अच्छी गर्मी प्रतिधारण क्षमता, मध्यम से उच्च तापमान वाले वातावरण के लिए उपयुक्त
• 316 स्टेनलेस स्टील: बेहतर लचीलापन और बेहतर संक्षारण प्रतिरोध, समुद्री या रासायनिक वातावरण के लिए आदर्श

निम्नलिखित सूची में विभिन्न सामान्य धातुएं और उनके संगत गलनांक शामिल हैं।

8.0 सामान्य प्रश्न: स्टेनलेस स्टील का गलनांक