સ્ટીલ જ્ઞાન

I. સ્ટીલના યાંત્રિક ગુણધર્મો

1. ઉપજ બિંદુ (σ S)
જ્યારે સ્ટીલ અથવા નમૂનાને ખેંચવામાં આવે છે, જ્યારે તાણ સ્થિતિસ્થાપક મર્યાદાને ઓળંગે છે, જો તાણ વધુ ન વધે તો પણ, સ્ટીલ અથવા નમૂના સ્પષ્ટ પ્લાસ્ટિક વિકૃતિમાંથી પસાર થવાનું ચાલુ રાખશે. આ ઘટનાને ઉપજ કહેવામાં આવે છે, અને જ્યારે ઉપજ થાય છે ત્યારે લઘુત્તમ તણાવ મૂલ્ય એ ઉપજ બિંદુ છે. જો ઉપજ બિંદુ s પર Ps એ બાહ્ય બળ છે અને Fo એ નમૂનાનો ક્રોસ-સેક્શન વિસ્તાર છે, તો ઉપજ બિંદુ σ S = Ps/Fo (MPa).

2. ઉપજ શક્તિ (σ 0.2)
કેટલીક ધાતુની સામગ્રીનો ઉપજ બિંદુ ખૂબ સ્પષ્ટ નથી અને તેને માપવું મુશ્કેલ છે. તેથી, સામગ્રીના ઉપજના ગુણધર્મોને માપવા માટે, તે નિર્ધારિત કરવામાં આવે છે કે કાયમી અવશેષ પ્લાસ્ટિક વિકૃતિ પેદા કરતા તણાવ ચોક્કસ મૂલ્ય (સામાન્ય રીતે મૂળ લંબાઈના 0.2%) જેટલો હોય છે, જેને શરતી ઉપજ શક્તિ અથવા ઉપજ શક્તિ કહેવામાં આવે છે. σ 0.2.
3. તાણ શક્તિ (σ B)
સામગ્રી શરૂઆતથી તૂટે ત્યાં સુધીના તણાવ દરમિયાન મહત્તમ તાણ પ્રાપ્ત કરે છે. તે તોડવા સામે સ્ટીલની મજબૂતાઈ દર્શાવે છે. તાણ શક્તિને અનુરૂપ એ સંકુચિત શક્તિ, ફ્લેક્સરલ સ્ટ્રેન્થ વગેરે પણ છે. સામગ્રીને અલગથી ખેંચવામાં આવે તે પહેલાં Pb ને મહત્તમ તાણ બળ તરીકે સેટ કરો અને નમૂનાના ક્રોસ-સેક્શન વિસ્તાર તરીકે Fo, પછી તાણ શક્તિ σ B= Pb/ Fo (MPa).
4. વિસ્તરણ (δ S)
મૂળ નમૂનાની લંબાઈને તોડ્યા પછી સામગ્રીના પ્લાસ્ટિકના વિસ્તરણની ટકાવારીને વિસ્તરણ અથવા વિસ્તરણ કહેવામાં આવે છે.
5. ઉપજ-શક્તિ ગુણોત્તર ( σ S/ σ B)
સ્ટીલના ઉપજ બિંદુ (ઉપજ શક્તિ) અને તાણ શક્તિના ગુણોત્તરને ઉપજ શક્તિ ગુણોત્તર કહેવામાં આવે છે. ઉપજ-શક્તિનો ગુણોત્તર જેટલો ઊંચો છે, માળખાકીય ભાગોની વિશ્વસનીયતા વધારે છે. સામાન્ય કાર્બન સ્ટીલનો યીલ્ડ-સ્ટ્રેન્થ રેશિયો 0.6-0.65 છે, અને લો એલોય સ્ટ્રક્ચરલ સ્ટીલનો 0.65-0.75 છે, અને એલોય સ્ટ્રક્ચરલ સ્ટીલનો 0.84-0.86 છે.
6. કઠિનતા
કઠિનતા તેની સપાટી પર દબાવતા સખત પદાર્થો સામે સામગ્રીનો પ્રતિકાર દર્શાવે છે. તે ધાતુની સામગ્રીના મહત્વપૂર્ણ પ્રદર્શન સૂચકાંકોમાંનું એક છે. સામાન્ય કઠિનતા જેટલી વધારે છે, તેટલું સારું વસ્ત્રો પ્રતિકાર. સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા કઠિનતા સૂચકો છે બ્રિનેલ કઠિનતા, રોકવેલ કઠિનતા અને વિકર્સ કઠિનતા.
1) બ્રિનેલ કઠિનતા (HB)
ચોક્કસ કદ (વ્યાસ સામાન્ય રીતે 10 મીમી હોય છે) ના સખત સ્ટીલના દડાને અમુક સમય માટે ચોક્કસ ભાર (સામાન્ય રીતે 3000 કિગ્રા) સાથે સામગ્રીની સપાટી પર દબાવવામાં આવે છે. અનલોડ કર્યા પછી, ઇન્ડેન્ટેશન એરિયામાં લોડના ગુણોત્તરને બ્રિનેલ હાર્ડનેસ (HB) કહેવામાં આવે છે.
2) રોકવેલ કઠિનતા (HR)
જ્યારે HB>450 અથવા નમૂના ખૂબ નાનો હોય, ત્યારે બ્રિનેલ કઠિનતા પરીક્ષણને બદલે રોકવેલ કઠિનતા માપનનો ઉપયોગ કરી શકાતો નથી. તે 120 ડિગ્રીના ટોચના ખૂણો સાથેનો હીરાનો શંકુ છે અથવા 1.59 અને 3.18 મીમીના વ્યાસ સાથેનો સ્ટીલનો બોલ છે, જે ચોક્કસ ભાર હેઠળ સામગ્રીની સપાટી પર દબાવવામાં આવે છે અને સામગ્રીની કઠિનતા તેની ઊંડાઈ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. ઇન્ડેન્ટેશન ચકાસાયેલ સામગ્રીની કઠિનતા દર્શાવવા માટે ત્રણ અલગ અલગ ભીંગડા છે:
HRA: સિમેન્ટેડ કાર્બાઇડ જેવી અત્યંત સખત સામગ્રી માટે 60 કિલો લોડ અને ડાયમંડ કોન પ્રેસ-ઇન સાથે મેળવવામાં આવેલી કઠિનતા.
HRB: 100kg ના ભાર અને 1.58mm વ્યાસ સાથે સ્ટીલના બોલને સખત કરીને કઠિનતા પ્રાપ્ત થાય છે. તેનો ઉપયોગ નીચી કઠિનતા ધરાવતી સામગ્રી માટે થાય છે (દા.ત. annealed સ્ટીલ, કાસ્ટ આયર્ન, વગેરે).
HRC: કઠણ સ્ટીલ જેવી ઊંચી કઠિનતા ધરાવતી સામગ્રી માટે 150 કિગ્રા લોડ અને ડાયમંડ કોન પ્રેસ-ઇનનો ઉપયોગ કરીને કઠિનતા પ્રાપ્ત થાય છે.
3) વિકર્સ હાર્ડનેસ (HV)
સામગ્રીની સપાટીને ડાયમંડ સ્ક્વેર કોન પ્રેસ દ્વારા 120 કિગ્રાથી ઓછા લોડ અને 136 ડિગ્રીના ટોચના ખૂણા સાથે દબાવવામાં આવે છે. વિકર્સ કઠિનતા મૂલ્ય (HV) એ સામગ્રીના ઇન્ડેન્ટેશન રિસેસના સપાટીના વિસ્તારને લોડ મૂલ્ય દ્વારા વિભાજિત કરીને વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.

II. કાળી ધાતુઓ અને નોન-ફેરસ ધાતુઓ

1. ફેરસ ધાતુઓ
તે લોખંડ અને આયર્નના એલોયનો ઉલ્લેખ કરે છે. જેમ કે સ્ટીલ, પિગ આયર્ન, ફેરોએલોય, કાસ્ટ આયર્ન, વગેરે. સ્ટીલ અને પિગ આયર્ન એ આયર્ન પર આધારિત એલોય છે અને મુખ્યત્વે કાર્બન સાથે ઉમેરવામાં આવે છે. તેમને સામૂહિક રીતે ફેરોકાર્બન એલોય કહેવામાં આવે છે.
પિગ આયર્ન એ આયર્ન ઓરને બ્લાસ્ટ ફર્નેસમાં ગલન કરીને બનાવવામાં આવેલું ઉત્પાદન છે અને તેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે સ્ટીલ બનાવવા અને કાસ્ટિંગ માટે થાય છે.
કાસ્ટ આયર્ન (2.11% કરતા વધુ કાર્બન સામગ્રી સાથે પ્રવાહી આયર્ન) મેળવવા માટે કાસ્ટ પિગ આયર્નને લોખંડની ગલન ભઠ્ઠીમાં ઓગાળવામાં આવે છે. પ્રવાહી કાસ્ટ આયર્નને કાસ્ટ આયર્નમાં કાસ્ટ કરો, જેને કાસ્ટ આયર્ન કહેવામાં આવે છે.
ફેરોએલોય એ લોખંડ અને સિલિકોન, મેંગેનીઝ, ક્રોમિયમ અને ટાઇટેનિયમ જેવા તત્વોનું બનેલું મિશ્રણ છે. ફેરોએલોય એ સ્ટીલના નિર્માણ માટેના કાચા માલસામાનમાંનું એક છે અને તેનો ઉપયોગ ડીઓક્સિડાઇઝર તરીકે અને સ્ટીલના નિર્માણમાં એલોય તત્વો માટે એડિટિવ તરીકે થાય છે.
2.11% કરતા ઓછી કાર્બન સામગ્રી સાથે આયર્ન-કાર્બન એલોયને સ્ટીલ કહેવામાં આવે છે. સ્ટીલ બનાવવા માટે પિગ આયર્નને સ્ટીલમેકિંગ ફર્નેસમાં નાખીને અને ચોક્કસ પ્રક્રિયા અનુસાર તેને ગંધવાથી સ્ટીલ મેળવવામાં આવે છે. સ્ટીલના ઉત્પાદનોમાં ઇંગોટ્સ, સતત કાસ્ટિંગ બિલેટ્સ અને વિવિધ સ્ટીલ કાસ્ટિંગના સીધા કાસ્ટિંગનો સમાવેશ થાય છે. સામાન્ય રીતે કહીએ તો, સ્ટીલ એ વિવિધ સ્ટીલ્સમાં વળેલું સ્ટીલનો સંદર્ભ આપે છે. ગરમ બનાવટી અને હોટ પ્રેસ્ડ મિકેનિકલ ભાગો, ઠંડા દોરેલા અને ઠંડા માથાવાળા બનાવટી સ્ટીલ, સીમલેસ સ્ટીલ પાઇપ યાંત્રિક ઉત્પાદન ભાગોના ઉત્પાદન માટે વપરાય છે,સીએનસી મશીનિંગ ભાગો, કાસ્ટિંગ ભાગો.
2. નોન-ફેરસ ધાતુઓ
નોન-ફેરસ મેટલ્સ તરીકે પણ ઓળખાય છે, તે લોહ ધાતુઓ સિવાયની ધાતુઓ અને એલોયનો સંદર્ભ આપે છે, જેમ કે તાંબુ, ટીન, સીસું, જસત, એલ્યુમિનિયમ અને પિત્તળ, કાંસ્ય, એલ્યુમિનિયમ એલોય અને બેરિંગ એલોય. ઉદાહરણ તરીકે, CNC લેથ વિવિધ સામગ્રીઓ પર પ્રક્રિયા કરી શકે છે, 316 અને 304 સ્ટેનલેસ સ્ટીલ પ્લેટ્સ, કાર્બન સ્ટીલ, કાર્બન સ્ટીલ, એલ્યુમિનિયમ એલોય, ઝીંક એલોય સામગ્રી, એલ્યુમિનિયમ એલોય, કોપર, આયર્ન, પ્લાસ્ટિક, એક્રેલિક પ્લેટ્સ, પીઓએમ, યુએચડબલ્યુએમ અને અન્ય કાચી સામગ્રી સહિત, અને પ્રક્રિયા કરી શકે છેCNC ટર્નિંગ ભાગોઅનેCNC મિલિંગ ભાગોતેમજ ચોરસ અને નળાકાર માળખાંવાળા કેટલાક જટિલ ભાગો. આ ઉપરાંત, ક્રોમિયમ, નિકલ, મેંગેનીઝ, મોલીબ્ડેનમ, કોબાલ્ટ, વેનેડિયમ, ટંગસ્ટન અને ટાઇટેનિયમનો પણ ઉદ્યોગમાં ઉપયોગ થાય છે. આ ધાતુઓ મુખ્યત્વે ધાતુઓના ગુણધર્મોને સુધારવા માટે એલોય ઉમેરણો તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે, જેમાં ટંગસ્ટન, ટાઇટેનિયમ, મોલીબ્ડેનમ અને અન્ય સિમેન્ટેડ કાર્બાઇડનો ઉપયોગ કટીંગ ટૂલ્સ બનાવવા માટે થાય છે. આ બિનફેરસ ધાતુઓને ઔદ્યોગિક ધાતુઓ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. આ ઉપરાંત, પ્લેટિનમ, સોનું, ચાંદી અને કિરણોત્સર્ગી યુરેનિયમ અને રેડિયમ સહિતની દુર્લભ ધાતુઓ છે.

III. સ્ટીલનું વર્ગીકરણ

આયર્ન અને કાર્બન ઉપરાંત, સ્ટીલના મુખ્ય તત્વોમાં સિલિકોન, મેંગેનીઝ, સલ્ફર અને ફોસ્ફરસનો સમાવેશ થાય છે.
સ્ટીલ માટે વિવિધ વર્ગીકરણ પદ્ધતિઓ છે, અને મુખ્ય નીચે મુજબ છે:
1. ગુણવત્તા દ્વારા વર્ગીકૃત કરો
(1) સામાન્ય સ્ટીલ (P <0.045%, S <0.050%)
(2) ઉચ્ચ ગુણવત્તાની સ્ટીલ (P, S < 0.035%)
(3) ઉચ્ચ ગુણવત્તાની સ્ટીલ (P <0.035%, S <0.030%)
2. રાસાયણિક રચના દ્વારા વર્ગીકરણ
(1) કાર્બન સ્ટીલ: a. લો કાર્બન સ્ટીલ (C <0.25%); B. મધ્યમ કાર્બન સ્ટીલ (C < 0.25-0.60%); C. ઉચ્ચ કાર્બન સ્ટીલ (C < 0.60%).
(2) એલોય સ્ટીલ: a. લો એલોય સ્ટીલ (એલોય તત્વોની કુલ સામગ્રી < 5%); B. મધ્યમ એલોય સ્ટીલ (એલોય તત્વોની કુલ સામગ્રી > 5-10%); C. ઉચ્ચ એલોય સ્ટીલ (કુલ એલોય તત્વ સામગ્રી > 10%).
3. રચના પદ્ધતિ દ્વારા વર્ગીકરણ
(1) બનાવટી સ્ટીલ; (2) કાસ્ટ સ્ટીલ; (3) હોટ રોલ્ડ સ્ટીલ; (4) કોલ્ડ દોરેલું સ્ટીલ.
4. મેટાલોગ્રાફિક સંસ્થા દ્વારા વર્ગીકરણ
(1) અણીવાળી સ્થિતિ: a. હાયપોયુટેક્ટોઇડ સ્ટીલ (ફેરાઇટ + પર્લાઇટ); B. યુટેક્ટિક સ્ટીલ (પર્લાઇટ); C. હાયપર્યુટેક્ટોઇડ સ્ટીલ (પર્લાઇટ + સિમેન્ટાઇટ); D. લેડેબ્યુરાઇટ સ્ટીલ (પર્લાઇટ + સિમેન્ટાઇટ).
(2) સામાન્ય સ્થિતિ: A. pearlitic સ્ટીલ; B. બેનિટિક સ્ટીલ; સી. માર્ટેન્સિટિક સ્ટીલ; ડી. ઓસ્ટેનિટિક સ્ટીલ.
(3) કોઈ તબક્કો સંક્રમણ અથવા આંશિક તબક્કા સંક્રમણ
5. ઉપયોગ દ્વારા વર્ગીકૃત કરો
(1) બાંધકામ અને એન્જિનિયરિંગ સ્ટીલ: a. સામાન્ય કાર્બન માળખાકીય સ્ટીલ; B. લો એલોય માળખાકીય સ્ટીલ; C. પ્રબલિત સ્ટીલ.
(2) માળખાકીય સ્ટીલ:
A. મશીનરી સ્ટીલ: (a) ટેમ્પર્ડ સ્ટ્રક્ચરલ સ્ટીલ; (b) સપાટી સખ્તાઇવાળા માળખાકીય સ્ટીલ્સ: કાર્બ્યુરાઇઝ્ડ, એમોનિએટેડ અને સપાટી સખ્તાઇવાળા સ્ટીલ્સ સહિત; (c) સરળ કટીંગ માળખાકીય સ્ટીલ; (d) કોલ્ડ પ્લાસ્ટિક ફોર્મિંગ સ્ટીલ: કોલ્ડ સ્ટેમ્પિંગ સ્ટીલ અને કોલ્ડ હેડિંગ સ્ટીલ સહિત.
B. સ્પ્રિંગ સ્ટીલ
C. બેરિંગ સ્ટીલ
(3) ટૂલ સ્ટીલ: a. કાર્બન ટૂલ સ્ટીલ; B. એલોય ટૂલ સ્ટીલ; C. હાઇ સ્પીડ ટૂલ સ્ટીલ.
(4) વિશેષ પ્રદર્શન સ્ટીલ: a. સ્ટેનલેસ એસિડ-પ્રતિરોધક સ્ટીલ; B. હીટ-રેઝિસ્ટન્ટ સ્ટીલ: એન્ટી-ઓક્સિડેશન સ્ટીલ, હીટ-સ્ટ્રેન્થ સ્ટીલ અને વાલ્વ સ્ટીલ સહિત; C. ઇલેક્ટ્રોથર્મલ એલોય સ્ટીલ; D. વસ્ત્રો-પ્રતિરોધક સ્ટીલ; E. નીચા તાપમાને સ્ટીલ; F. ઇલેક્ટ્રિકલ સ્ટીલ.
(5) વ્યવસાયિક સ્ટીલ – જેમ કે બ્રિજ સ્ટીલ, શિપ સ્ટીલ, બોઈલર સ્ટીલ, પ્રેશર વેસલ સ્ટીલ, એગ્રીકલ્ચર મશીનરી સ્ટીલ વગેરે.
6. વ્યાપક વર્ગીકરણ
(1) સામાન્ય સ્ટીલ
A. કાર્બન માળખાકીય સ્ટીલ: (a) Q195; (b) Q215 (A, B); (c) Q235 (A, B, C); (d) Q255 (A, B); (e) Q275.
B. લો એલોય સ્ટ્રક્ચરલ સ્ટીલ
C. વિશિષ્ટ હેતુઓ માટે સામાન્ય માળખાકીય સ્ટીલ
(2) ઉચ્ચ ગુણવત્તાની સ્ટીલ (ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા સ્ટીલ સહિત)
A. માળખાકીય સ્ટીલ: (a) ઉચ્ચ ગુણવત્તાની કાર્બન માળખાકીય સ્ટીલ; (b) એલોય માળખાકીય સ્ટીલ; (c) સ્પ્રિંગ સ્ટીલ; (d) સરળ કટીંગ સ્ટીલ; (e) બેરિંગ સ્ટીલ; (f) વિશિષ્ટ હેતુઓ માટે ઉચ્ચ ગુણવત્તાની માળખાકીય સ્ટીલ.
B. ટૂલ સ્ટીલ: (a) કાર્બન ટૂલ સ્ટીલ; (b) એલોય ટૂલ સ્ટીલ; (c) હાઇ-સ્પીડ ટૂલ સ્ટીલ.
C. સ્પેશિયલ પર્ફોર્મન્સ સ્ટીલ: (a) સ્ટેનલેસ અને એસિડ-પ્રતિરોધક સ્ટીલ; (b) ગરમી-પ્રતિરોધક સ્ટીલ; (c) ઇલેક્ટ્રિક હીટ એલોય સ્ટીલ; (d) ઇલેક્ટ્રિકલ સ્ટીલ; (e) ઉચ્ચ મેંગેનીઝ વસ્ત્રો-પ્રતિરોધક સ્ટીલ.
7. સ્મેલ્ટિંગ પદ્ધતિ દ્વારા વર્ગીકરણ
(1) ભઠ્ઠીના પ્રકાર મુજબ
A. કન્વર્ટર સ્ટીલ: (a) એસિડ કન્વર્ટર સ્ટીલ; (b) આલ્કલાઇન કન્વર્ટર સ્ટીલ. અથવા (a) તળિયે-ફૂંકાયેલ કન્વર્ટર સ્ટીલ; (b) સાઇડ-બ્લોન કન્વર્ટર સ્ટીલ; (c) ટોપ બ્લોન કન્વર્ટર સ્ટીલ.
B. ઇલેક્ટ્રિક ફર્નેસ સ્ટીલ: (a) ઇલેક્ટ્રિક આર્ક ફર્નેસ સ્ટીલ; (b) ઇલેક્ટ્રોસ્લેગ ફર્નેસ સ્ટીલ; (c) ઇન્ડક્શન ફર્નેસ સ્ટીલ; (d) વેક્યુમ ઉપભોજ્ય ભઠ્ઠી સ્ટીલ; (e) ઇલેક્ટ્રોન બીમ ફર્નેસ સ્ટીલ.
(2) ડીઓક્સિડાઇઝેશન ડિગ્રી અને રેડવાની સિસ્ટમ અનુસાર
A. ઉકળતા સ્ટીલ; B. અર્ધ-શાંત સ્ટીલ; C. કિલ્ડ સ્ટીલ; D. ખાસ માર્યા ગયેલ સ્ટીલ.

IV. ચીનમાં સ્ટીલ નંબર રિપ્રેઝન્ટેશન મેથડની ઝાંખી

ઉત્પાદન બ્રાન્ડને સામાન્ય રીતે ચાઇનીઝ મૂળાક્ષરો, રાસાયણિક તત્વ પ્રતીક અને અરબી સંખ્યાને જોડીને રજૂ કરવામાં આવે છે. તે છે:
(1) સ્ટીલ નંબરોમાં રાસાયણિક તત્વો આંતરરાષ્ટ્રીય રાસાયણિક પ્રતીકો દ્વારા રજૂ થાય છે, જેમ કે Si, Mn, Cr, વગેરે. મિશ્ર દુર્લભ પૃથ્વી તત્વો RE (અથવા Xt) દ્વારા રજૂ થાય છે.
(2) ઉત્પાદનનું નામ, ઉપયોગ, ગંધ અને રેડવાની પદ્ધતિઓ, વગેરે, સામાન્ય રીતે ચાઇનીઝ ધ્વન્યાત્મકતાના સંક્ષેપ દ્વારા વ્યક્ત કરવામાં આવે છે.
(3) સ્ટીલમાં મુખ્ય રાસાયણિક તત્વો (%) ની સામગ્રી અરબી અંકો દ્વારા વ્યક્ત કરવામાં આવે છે.
ઉત્પાદનના નામ, ઉપયોગ, લાક્ષણિકતાઓ અને પ્રક્રિયા પદ્ધતિને દર્શાવવા માટે ચાઇનીઝ મૂળાક્ષરોનો ઉપયોગ કરતી વખતે, ઉત્પાદનના નામને દર્શાવવા માટે સામાન્ય રીતે પ્રથમ અક્ષર ચાઇનીઝ મૂળાક્ષરોમાંથી પસંદ કરવામાં આવે છે. જ્યારે અન્ય ઉત્પાદનના પસંદ કરેલા અક્ષર સાથે પુનરાવર્તન કરવામાં આવે ત્યારે, બીજા અથવા ત્રીજા અક્ષરનો ઉપયોગ કરી શકાય છે, અથવા બે ચાઇનીઝ અક્ષરોના પ્રથમ મૂળાક્ષરો એક જ સમયે પસંદ કરી શકાય છે.
જ્યાં હાલમાં કોઈ ચાઈનીઝ અક્ષર અથવા ચાઈનીઝ મૂળાક્ષરો ઉપલબ્ધ ન હોય ત્યાં ચિહ્નો અંગ્રેજી અક્ષરો હોવા જોઈએ.