Alloy steel
એલોય સ્ટીલ એ સ્ટીલ છે જે તેના યાંત્રિક ગુણધર્મોને સુધારવા માટે વજન દ્વારા કુલ 1 થી 50 ટકાની વચ્ચે વિવિધ ઘટકો સાથે મિશ્ર કરવામાં આવે છે. એલોય સ્ટીલ એલોય સ્ટીલના પ્રકારને બે જૂથોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છેઃ લો એલોય સ્ટીલ અને હાઇ એલોય સ્ટીલ. બન્ને વચ્ચેનો તફાવત વિવાદિત છે. સ્મિથ અને હાશેમી 4.0 ટકાના તફાવતને વ્યાખ્યાયિત કરે છે, જ્યારે ડેગાર્મો અને અન્ય લોકો તેને 8.0 ટકાના તફાવતને વ્યાખ્યાયિત કરે છે. સૌથી સામાન્ય રીતે, "એલોય સ્ટીલ" શબ્દસમૂહ લો-એલોય સ્ટીલનો ઉલ્લેખ કરે છે. કડક શબ્દોમાં કહીએ તો, દરેક સ્ટીલ એક મિશ્ર ધાતુ છે, પરંતુ તમામ સ્ટીલને "મિશ્ર ધાતુની સ્ટીલ" કહેવામાં આવતી નથી. સૌથી સરળ સ્ટીલ કાર્બન (સી) (પ્રકાર પર આધાર રાખીને આશરે 0.1% થી 1%) સાથે મિશ્ર ધાતુના આયર્ન (ફે) છે અને બીજું કંઈ નથી (સહેજ અશુદ્ધિઓ દ્વારા નજીવા નિશાન સિવાય); આને કાર્બન સ્ટીલ કહેવામાં આવે છે. જો કે, "એલોય સ્ટીલ" શબ્દ એ પ્રમાણભૂત શબ્દ છે જે કાર્બન ઉપરાંત ઇરાદાપૂર્વક ઉમેરવામાં આવેલા અન્ય એલોય તત્વો સાથે સ્ટીલનો ઉલ્લેખ કરે છે. સામાન્ય મિશ્રધાતુઓમાં મેંગેનીઝ (એમએન) (સૌથી સામાન્ય), નિકલ (ની), ક્રોમિયમ (સીઆર), મોલિબ્ડેનમ (એમઓ), વેનેડિયમ (વી), સિલિકોન (સી) અને બોરોન (બી) નો સમાવેશ થાય છે. ઓછા સામાન્ય મિશ્રધાતુઓમાં એલ્યુમિનિયમ (Al), કોબાલ્ટ (Co), કોપર (Cu), સેરિયમ (Ce), નિયોબિયમ (Nb), ટાઇટેનિયમ (Ti), ટંગસ્ટન (W), ટીન (Sn), ઝિંક (Zn), લીડ (Pb) અને ઝિર્કોનિયમ (Zr) નો સમાવેશ થાય છે. ગુણધર્મો એલોય સ્ટીલ્સમાં સુધારેલા ગુણધર્મોની શ્રેણી નીચે મુજબ છે (કાર્બન સ્ટીલ્સની સરખામણીમાં): તાકાત, કઠિનતા, કઠોરતા, વસ્ત્રો પ્રતિકાર, કાટ પ્રતિકાર, કઠોરતા અને ગરમ કઠિનતા. આમાંના કેટલાક સુધારેલા ગુણધર્મો હાંસલ કરવા માટે ધાતુને હીટ ટ્રીટમેન્ટની જરૂર પડી શકે છે. એલોય સ્ટીલ સદીઓથી બનાવવામાં આવે છે, તેમ છતાં ઓગણીસમી સદીના આગળ વધતા રાસાયણિક વિજ્ઞાને તેમની રચનાઓ જાહેર ન કરી ત્યાં સુધી તેમની ધાતુશાસ્ત્ર સારી રીતે સમજી શકાયું ન હતું. અગાઉના સમયની એલોય સ્ટીલ "ગુપ્ત વાનગીઓ" ના નમૂના પર બનાવવામાં આવતી મોંઘી વૈભવી વસ્તુઓ હતી અને છરીઓ અને તલવારો જેવા સાધનોમાં બનાવટી હતી. મશીન યુગની આધુનિક એલોય સ્ટીલને સુધારેલા ટૂલ સ્ટીલ તરીકે અને નવા ઉપલબ્ધ સ્ટેઈનલેસ સ્ટીલ તરીકે વિકસાવવામાં આવી હતી. આજે એલોય સ્ટીલનો ઉપયોગ રોજિંદા હાથના સાધનો અને ફ્લેટવેરથી માંડીને જેટ એન્જિનના ટર્બાઇન બ્લેડ અને પરમાણુ રિએક્ટર જેવા અત્યંત માંગવાળા ઉપયોગોમાં થાય છે. આયર્નના લોહચુંબકીય ગુણધર્મોને કારણે, કેટલાક સ્ટીલ એલોય્સ મહત્વપૂર્ણ ઉપયોગો શોધે છે જ્યાં વિદ્યુત મોટર અને ટ્રાન્સફોર્મર્સ સહિત ચુંબકત્વ પ્રત્યેના તેમના પ્રતિભાવો ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. લો-એલોય સ્ટીલ્સ કેટલીક સામાન્ય લો એલોય સ્ટીલ્સ છેઃ D6AC 300M 256A મટિરિયલ સાયન્સ મટિરિયલમાં ચોક્કસ ગુણધર્મો પ્રાપ્ત કરવા માટે એલોય તત્વો ઉમેરવામાં આવે છે. મિશ્ર ધાતુના ઘટકો ગુણધર્મોને બદલી અને વ્યક્તિગત કરી શકે છે-તેમની લવચીકતા, શક્તિ, રચનાક્ષમતા અને કઠિનતા. માર્ગદર્શિકા તરીકે, મિશ્ર ધાતુના ઘટકોને તાકાત અથવા કઠિનતા વધારવા માટે ઓછી ટકાવારી (5 ટકાથી ઓછી) માં ઉમેરવામાં આવે છે, અથવા કાટ પ્રતિકાર અથવા ભારે તાપમાન સ્થિરતા જેવા વિશેષ ગુણધર્મો પ્રાપ્ત કરવા માટે મોટી ટકાવારી (5 ટકાથી વધુ) માં ઉમેરવામાં આવે છે. સ્ટીલ બનાવવાની પ્રક્રિયા દરમિયાન ઓગળેલા ઓક્સિજન, સલ્ફર અને ફોસ્ફરસને ઓગળવાથી દૂર કરવા માટે મેંગેનીઝ, સિલિકોન અથવા એલ્યુમિનિયમ ઉમેરવામાં આવે છે. ફેરાઇટમાં નક્કર દ્રાવણ બનાવીને તાકાત વધારવા માટે મેંગેનીઝ, સિલિકોન, નિકલ અને તાંબુ ઉમેરવામાં આવે છે. ક્રોમિયમ, વેનેડિયમ, મોલિબ્ડેનમ અને ટંગસ્ટન બીજા તબક્કાના કાર્બાઇડ બનાવીને તાકાતમાં વધારો કરે છે. નિકલ અને તાંબુ ઓછી માત્રામાં કાટ પ્રતિકારમાં સુધારો કરે છે. મોલિબ્ડેનમ ભંગારનો પ્રતિકાર કરવામાં મદદ કરે છે. ઝિર્કોનિયમ, સેરિયમ અને કેલ્શિયમ સમાવેશના આકારને નિયંત્રિત કરીને કઠિનતામાં વધારો કરે છે. સલ્ફર (મેંગેનીઝ સલ્ફાઇડના સ્વરૂપમાં), સીસું, બિસ્મથ, સેલેનિયમ અને ટેલુરિયમ યંત્રક્ષમતામાં વધારો કરે છે. મિશ્ર ધાતુઓ કાં તો નક્કર દ્રાવણ અથવા સંયોજનો અથવા કાર્બાઇડ બનાવે છે. નિકલ ફેરાઇટમાં ખૂબ જ દ્રાવ્ય હોય છે; તેથી, તે સંયોજનો બનાવે છે, સામાન્ય રીતે Ni3Al. એલ્યુમિનિયમ ફેરાઇટમાં ઓગળી જાય છે અને Al2O3 અને AlN સંયોજનો બનાવે છે. સિલિકોન પણ ખૂબ જ દ્રાવ્ય છે અને સામાન્ય રીતે SiO2 • MxOy સંયોજન બનાવે છે. મેંગેનીઝ મોટે ભાગે એમ. એન. એસ., એમ. એન. ઓ. સી. ઓ. 2 સંયોજનો બનાવતા ફેરાઇટમાં ઓગળી જાય છે, પરંતુ (ફે, એમ. એન.) 3સી. ના સ્વરૂપમાં કાર્બાઇડ પણ બનાવશે. ક્રોમિયમ સ્ટીલમાં ફેરાઇટ અને કાર્બાઇડ તબક્કાઓ વચ્ચે વિભાજન બનાવે છે, જે (ફે, સીઆર 3) સી, સીઆર 7 સી 3 અને સીઆર 23 સી 6 બનાવે છે. ક્રોમિયમ જે કાર્બાઇડ બનાવે છે તે કાર્બનની માત્રા અને અન્ય પ્રકારના મિશ્ર ધાતુના ઘટકો પર આધાર રાખે છે. ટંગસ્ટન અને મોલિબ્ડેનમ કાર્બાઇડ બનાવે છે જો ત્યાં પૂરતો કાર્બન હોય અને મજબૂત કાર્બાઇડ બનાવતા ઘટકોની ગેરહાજરી હોય (એટલે કે, ટાઇટેનિયમ અને નિયોબિયમ), તો તેઓ અનુક્રમે કાર્બાઇડ W2C અને Mo2C બનાવે છે. વેનેડિયમ, ટાઇટેનિયમ અને નિયોબિયમ મજબૂત કાર્બાઇડ બનાવતા તત્વો છે, જે અનુક્રમે વેનેડિયમ કાર્બાઇડ, ટાઇટેનિયમ કાર્બાઇડ અને નિયોબિયમ કાર્બાઇડ બનાવે છે. મિશ્ર ધાતુના ઘટકોની અસર સ્ટીલના યુટેક્ટોઇડ તાપમાન પર પણ પડે છે. મેંગેનીઝ અને નિકલ યુટેક્ટોઇડ તાપમાન ઘટાડે છે અને ઓસ્ટેનાઇટ સ્થિર તત્વો તરીકે ઓળખાય છે. આમાંના પૂરતા ઘટકો સાથે ઑસ્ટેનિટિક માળખું ઓરડાના તાપમાને મેળવી શકાય છે. કાર્બાઇડ બનાવતા ઘટકો યુટેક્ટોઇડ તાપમાનમાં વધારો કરે છે; આ ઘટકો ફેરાઇટ સ્થિર તત્વો તરીકે ઓળખાય છે. એચ. એસ. એલ. એ. સ્ટીલ માઇક્રો એલોય્ડ સ્ટીલ એસ. એ. ઈ. સ્ટીલ ગ્રેડ રેનોલ્ડ્સ 531 સંદર્ભ ગ્રંથસૂચિ પણ જુઓ. ગ્રૂવર, એમ. પી., 2007, પી. 105-106, ફંડામેન્ટલ્સ ઓફ મોડર્ન મેન્યુફેક્ચરિંગઃ મટિરિયલ્સ, પ્રોસેસિસ એન્ડ સિસ્ટમ્સ, ત્રીજી આવૃત્તિ, જ્હોન વિલી એન્ડ સન્સ, ઇન્ક., હોબોકેન, એનજે. સ્ટીલ્સ