स्टेनलेस स्टील एक प्रकार का स्टील है जिसमें क्रोमियम होता है, जो इसे मजबूत जंग प्रतिरोध प्रदान करता है। इसकी संरचना के आधार पर, स्टेनलेस स्टील को चार मुख्य प्रकारों में वर्गीकृत किया गया है: ऑस्टेनिटिक, फेरिटिक, मार्टेंसिटिक औरडुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील. प्रत्येक प्रकार की विशिष्ट विशेषताएं और विशिष्ट वेल्डिंग आवश्यकताएं होती हैं।
स्टेनलेस स्टील का उत्पादन स्टील में क्रोमियम मिलाकर किया जाता है, जिससे एक निष्क्रिय अवस्था बनती है जो सामग्री को जंग के प्रति प्रतिरोधी बनाती है। इस गुण के प्रभावी होने के लिए क्रोमियम की मात्रा कम से कम 12% होनी चाहिए। संक्षारण प्रतिरोध को और बढ़ाने के लिए, निष्क्रियता परत को मजबूत करने के लिए निकल और मोलिब्डेनम जैसे तत्वों को अक्सर जोड़ा जाता है।
सामान्य तौर पर, "स्टेनलेस स्टील" में मोटे तौर पर स्टेनलेस और एसिड-प्रतिरोधी स्टील दोनों शामिल होते हैं। जबकि स्टेनलेस स्टील हमेशा एसिड-प्रतिरोधी नहीं होता है, एसिड-प्रतिरोधी स्टील आमतौर पर अपनी बढ़ी हुई रासायनिक संरचना के कारण बेहतर जंग प्रतिरोध प्रदान करता है।
ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील और इसकी वेल्डिंग विशेषताएँ
ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील में क्रोमियम और निकल का उच्च अनुपात होता है, जो आमतौर पर कमरे के तापमान पर पूरी तरह से ऑस्टेनिटिक संरचना बनाता है। यह स्टील उत्कृष्ट प्लास्टिसिटी, कठोरता और संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करता है। हालाँकि, वेल्डिंग के दौरान, यह कई चुनौतियाँ प्रस्तुत करता है:
अंतरग्रंथि संक्षारण:
जब ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील लंबे समय तक 450 डिग्री से 850 डिग्री के तापमान रेंज के भीतर रहता है, तो Cr23C6 कार्बाइड अनाज की सीमाओं पर अवक्षेपित हो सकते हैं, जिससे क्रोमियम-क्षीण क्षेत्र बन सकते हैं और इंटरग्रेन्युलर क्षरण हो सकता है। निवारक उपायों में टाइटेनियम या नाइओबियम जैसे तत्वों के साथ अल्ट्रा-लो कार्बन या स्थिर वेल्डिंग सामग्री का उपयोग करना, कम गर्मी इनपुट वेल्डिंग तकनीक लागू करना और पोस्ट-वेल्ड समाधान उपचार करना शामिल है।
गरम दरारें:
अपने उच्च तापीय विस्तार गुणांक के कारण, ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील ठंडा होने के दौरान महत्वपूर्ण संकोचन तनाव का अनुभव करता है, जिससे इसमें गर्म टूटने का खतरा होता है। इसे रोकने के लिए, वेल्ड धातु संरचना को डुप्लेक्स संरचना बनाने के लिए समायोजित किया जा सकता है, जिसमें फेराइट सामग्री 3% और 5% के बीच नियंत्रित होती है। इसके अतिरिक्त, उपयुक्त इलेक्ट्रोड कोटिंग का चयन करने से क्रैकिंग के जोखिम को कम किया जा सकता है।
तनाव संक्षारण क्रैकिंग:
ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील में वेल्डेड जोड़ विशिष्ट संक्षारक वातावरण में तन्य तनाव के तहत देरी से टूटने का अनुभव कर सकते हैं। निवारक रणनीतियों में संगत वेल्डिंग सामग्री का चयन करना, वेल्ड और बेस मेटल के बीच उचित मिलान सुनिश्चित करना, उपयुक्त वेल्डिंग प्रक्रियाओं का उपयोग करना और वेल्ड के बाद तनाव राहत उपचार लागू करना शामिल है।
ख़राब वेल्ड गठन:
इसकी उच्च मिश्र धातु सामग्री और पिघले हुए पूल की कम तरलता के कारण, ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील के परिणामस्वरूप वेल्ड सतह की गुणवत्ता खराब हो सकती है। वेल्ड गठन में सुधार के लिए, रूट पास के लिए टंगस्टन अक्रिय गैस (टीआईजी) वेल्डिंग, गर्मी प्रभावित क्षेत्र की संवेदीकरण तापमान सीमा को नियंत्रित करने और संकीर्ण वेल्ड बीड तकनीक को लागू करने जैसी तकनीकों का उपयोग किया जा सकता है।
फेरिटिक स्टेनलेस स्टील और इसकी वेल्डिंग विशेषताएँ
फेरिटिक स्टेनलेस स्टील में 10.5% से 30% क्रोमियम होता है और इसमें शरीर-केंद्रित घन जाली संरचना होती है। इसमें आम तौर पर निकेल की कमी होती है लेकिन गुणों को बढ़ाने के लिए इसमें थोड़ी मात्रा में मोलिब्डेनम, टाइटेनियम या नाइओबियम शामिल हो सकता है। इस स्टील में उच्च तापीय चालकता, कम तापीय विस्तार और उत्कृष्ट ऑक्सीकरण और तनाव संक्षारण प्रतिरोध है। इसकी वेल्डिंग विशेषताओं में शामिल हैं:
वेल्डेबिलिटी:
अपने कम तापीय विस्तार गुणांक के कारण, फेरिटिक स्टेनलेस स्टील में वेल्डिंग तनाव विकसित होता है, जो दरार का कारण बन सकता है। तनाव को कम करने और टूटने से बचाने के लिए वेल्डिंग से पहले पहले से गरम करना और बाद में धीमी गति से ठंडा करना आवश्यक है।
अंतरग्रंथि संक्षारण:
फेरिटिक स्टेनलेस स्टील में अंतर-दानेदार जंग लगने का खतरा होता है, खासकर जब कार्बन की मात्रा अधिक होती है। इस जोखिम को कम करने के लिए, कम कार्बन या स्थिर वेल्डिंग सामग्री का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है।
संक्षारण प्रतिरोध:
फेरिटिक स्टेनलेस स्टील ऑस्टेनिटिक की तुलना में बेहतर संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करता है316 स्टेनलेस स्टील, विशेष रूप से उच्च क्लोरीन सामग्री वाले वातावरण में। यह इसे आक्रामक संक्षारक स्थितियों के लिए उपयुक्त बनाता है।
यांत्रिक विशेषताएं:
फेरिटिक स्टेनलेस स्टील में कम कार्बन स्टील की तुलना में थोड़ी अधिक उपज और तन्य शक्ति होती है, लेकिन लचीलापन कम होता है। वेल्डिंग के दौरान वेल्ड की प्लास्टिसिटी और कठोरता को बनाए रखने पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए।
भंगुरता:
फेरिटिक स्टेनलेस स्टील कमरे के तापमान पर भंगुर हो सकता है, विशेष रूप से उच्च-क्रोमियम ग्रेड। वेल्डिंग के दौरान शीतलन दर को नियंत्रित करने और वेल्ड के बाद उचित ताप उपचार लागू करने से इस समस्या को कम किया जा सकता है।
उच्च तापमान भंगुरता:
ऊंचे तापमान पर, फेरिटिक स्टेनलेस स्टील कार्बाइड वर्षा के कारण भंगुरता का अनुभव कर सकता है। स्टील में कार्बन और नाइट्रोजन की मात्रा को नियंत्रित करके इस जोखिम को कम किया जा सकता है।
मार्टेन्सिटिक स्टेनलेस स्टील और इसकी वेल्डिंग विशेषताएँ
मार्टेंसिटिक स्टेनलेस स्टील एक उच्च कार्बन स्टेनलेस स्टील है जिसमें बॉडी-केंद्रित क्यूबिक जाली संरचना होती है। यह गर्मी उपचार के माध्यम से उच्च शक्ति और कठोरता प्राप्त करता है लेकिन इसमें अपेक्षाकृत कम लचीलापन और कठोरता होती है। प्रमुख वेल्डिंग विशेषताओं में शामिल हैं:
सख्त होने की प्रवृत्ति:
वेल्डिंग के बाद ठंडा होने पर मार्टेंसिटिक स्टेनलेस स्टील एक कठोर और भंगुर मार्टेंसिटिक संरचना बनाता है, जिससे वेल्डेड जोड़ों में भंगुरता और दरार का खतरा बढ़ जाता है।
प्रीहीटिंग और पोस्ट-हीट उपचार:
वेल्डिंग तनाव को कम करने और दरार को रोकने के लिए, वेल्डिंग से पहले प्रीहीटिंग और पोस्ट-वेल्ड हीट ट्रीटमेंट लागू करना आवश्यक है। ये उपाय वेल्डेड क्षेत्र की कठोरता को बहाल करने में मदद करते हैं।
वेल्डिंग दरारें:
इसकी कठोरता और वेल्डिंग तनाव के कारण, मार्टेंसिटिक स्टेनलेस स्टील में ठंड से टूटने का खतरा होता है, खासकर अगर प्रीहीटिंग और पोस्ट-हीट उपचार ठीक से नहीं किया जाता है।
वेल्डिंग सामग्री चयन:
उपयुक्त वेल्डिंग सामग्री चुनना महत्वपूर्ण है। मूल सामग्री की रासायनिक संरचना से मेल खाने वाले कम-हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड या वेल्डिंग तारों का उपयोग आमतौर पर टूटने के जोखिम को कम करने के लिए किया जाता है।
वेल्डिंग प्रक्रिया:
सही वेल्डिंग प्रक्रिया का चयन करना, जैसे आर्क वेल्डिंग या टंगस्टन अक्रिय गैस (टीआईजी) वेल्डिंग, और वेल्डिंग मापदंडों को नियंत्रित करना उच्च गुणवत्ता वाले वेल्ड प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण हैं।
शीतलन दर:
वेल्डिंग के बाद शीतलन दर वेल्ड की गुणवत्ता को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती है। तेजी से ठंडा करने से सख्त होने और टूटने का खतरा बढ़ जाता है, जबकि धीमी गति से ठंडा करने से वेल्डेड क्षेत्र में कठोरता कम हो सकती है।
इसलिए, उच्च वेल्डिंग गुणवत्ता और प्रदर्शन सुनिश्चित करने में उपयुक्त वेल्डिंग सामग्री का चयन करना, वेल्डिंग मापदंडों को नियंत्रित करना और उपयुक्त पोस्ट-वेल्ड उपचार करना शामिल है। टिकाऊ मशीनरी के डिजाइन और निर्माण के लिए स्टेनलेस स्टील की वेल्डिंग विशेषताओं की गहन समझ महत्वपूर्ण है।
