फास्टनरों के लिए सामान्य सामग्रियों की खोज

अधिकांश फास्टनर स्टील के बने होते हैं। फास्टनर उद्योग में काम करने वाले व्यक्ति के लिए, इनमें होने वाले बदलावों, अंतरों और अनुप्रयोगों को समझना आवश्यक है। फास्टनर में उपयोग होने वाली विभिन्न प्रकार की सामग्रियों को समझना किसी विशिष्ट अनुप्रयोग के लिए सही सामग्री का चयन करने के लिए महत्वपूर्ण है। यहाँ सामान्य फास्टनर सामग्रियों, उनकी संरचना और विशिष्ट अनुप्रयोगों का संक्षिप्त विवरण दिया गया है:

 

Ⅰ. कार्बन स्टील

संघटनकार्बन स्टील में मुख्य रूप से लोहा होता है, जिसमें कार्बन की थोड़ी मात्रा (आमतौर पर 1.7% से कम) और कभी-कभी मैंगनीज, सिलिकॉन या सल्फर जैसे अन्य तत्व होते हैं।

 

ग्रेडनिम्न कार्बन (माइल्ड) स्टील, मध्यम कार्बन स्टील, उच्च कार्बन स्टील।

♦ कम कार्बन इस्पात, जिसे माइल्ड स्टील भी कहा जाता है, में कार्बन की मात्रा 0.10% से 0.30% तक होती है। कम कार्बन इस्पात को फोर्जिंग, वेल्डिंग और कटिंग जैसी विभिन्न प्रक्रियाओं के लिए आसानी से अनुकूलित किया जा सकता है और इसका उपयोग अक्सर चेन, रिवेट, बोल्ट, शाफ्ट आदि बनाने में किया जाता है। इसमें अधिकांश साधारण कार्बन संरचनात्मक इस्पात और कुछ उच्च गुणवत्ता वाले कार्बन संरचनात्मक इस्पात शामिल हैं। इनमें से अधिकांश का उपयोग बिना ऊष्मा उपचार के इंजीनियरिंग संरचनात्मक भागों के लिए किया जाता है, और कुछ का उपयोग उन यांत्रिक भागों के लिए किया जाता है जिन्हें कार्बनीकरण और अन्य ऊष्मा उपचारों के बाद घिसाव प्रतिरोध की आवश्यकता होती है।

 

♦ मध्यम कार्बन इस्पात एक ऐसा कार्बन इस्पात है जिसमें कार्बन की मात्रा 0.25% से 0.60% तक होती है। कार्बन के अलावा, इसमें थोड़ी मात्रा में मैंगनीज (0.70% से 1.20%) भी हो सकता है। उत्पाद की गुणवत्ता के आधार पर, इसे साधारण कार्बन संरचनात्मक इस्पात और उच्च-गुणवत्ता वाले कार्बन संरचनात्मक इस्पात में विभाजित किया जाता है। इसमें गर्म करने और काटने की क्षमता अच्छी होती है, लेकिन वेल्डिंग की क्षमता कम होती है। इसकी मजबूती और कठोरता निम्न कार्बन इस्पात से अधिक होती है, जबकि प्लास्टिसिटी और टफनेस निम्न कार्बन इस्पात से कम होती है। शमन और तापन के बाद मध्यम कार्बन इस्पात के समग्र यांत्रिक गुण अच्छे होते हैं। इसलिए, मध्यम मजबूती स्तर वाले विभिन्न उपयोगों में मध्यम कार्बन इस्पात का सबसे अधिक उपयोग होता है। निर्माण सामग्री के रूप में उपयोग किए जाने के अलावा, इसका उपयोग विभिन्न यांत्रिक भागों के निर्माण में भी व्यापक रूप से किया जाता है।

 

♦ उच्च कार्बन इस्पात, जिसे अक्सर औजार इस्पात कहा जाता है, में कार्बन की मात्रा 0.60% से 1.70% तक होती है और इसे कठोर और तपाकर तैयार किया जा सकता है।

 

मुख्य उपयोग एवं अनुप्रयोग: आमतौर पर सामान्य प्रयोजन वाले फास्टनरों के लिए उपयोग किया जाता है जैसे बोल्टनट्स शिकंजाऔर स्टड। ये अच्छी मजबूती प्रदान करते हैं और किफायती भी हैं। जंग प्रतिरोधकता बढ़ाने के लिए जिंक प्लेटिंग जैसे सतही उपचार किए जा सकते हैं।

 

 

II. स्टेनलेस स्टील

संघटनयह लोहे, क्रोमियम (क्रोमियम की मात्रा 12% से 30%) और निकल, मोलिब्डेनम और नाइट्रोजन जैसे अन्य तत्वों का मिश्रधातु है। क्रोमियम की उपस्थिति इसे उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करती है।

 

क्रोमियम वह मूल तत्व है जो स्टेनलेस स्टील को संक्षारण-प्रतिरोधी बनाता है। जब स्टील में क्रोमियम की मात्रा लगभग 1.2% तक पहुँच जाती है, तो क्रोमियम संक्षारक माध्यम में ऑक्सीजन के साथ अभिक्रिया करके स्टील की सतह पर एक बहुत पतली ऑक्साइड परत (स्व-संरोधक परत) बनाता है, जो स्टील मैट्रिक्स के आगे संक्षारण को रोक सकती है। क्रोमियम के अलावा, विभिन्न उपयोगों के लिए स्टेनलेस स्टील की संरचना और प्रदर्शन की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए आमतौर पर निकेल, मोलिब्डेनम, टाइटेनियम, नाइओबियम, तांबा, नाइट्रोजन आदि मिश्रधातुओं का उपयोग किया जाता है।

 

प्रकार: ऑस्टेनिटिक (जैसे, 201, 304, 316), मार्टेंसिटिक (जैसे, 410, 420), फेरिटिक (जैसे, 430, 446)।

मुख्य उपयोग एवं अनुप्रयोगइसका उपयोग उन वातावरणों में किया जाता है जहां संक्षारण प्रतिरोध अत्यंत महत्वपूर्ण है, जैसे कि समुद्री, रासायनिक और खाद्य प्रसंस्करण उद्योग। यह उच्च तापमान वाले अनुप्रयोगों के लिए भी उपयुक्त है।

 

स्टेनलेस स्टील में जंग, गड्ढे, संक्षारण या घिसाव नहीं होता। निर्माण में प्रयुक्त धातु सामग्रियों में स्टेनलेस स्टील सबसे मजबूत सामग्रियों में से एक है। जंग प्रतिरोधक क्षमता अच्छी होने के कारण, यह संरचनात्मक घटकों के इंजीनियरिंग डिज़ाइन की अखंडता को स्थायी रूप से बनाए रख सकता है। क्रोमियम युक्त स्टेनलेस स्टील में यांत्रिक शक्ति और उच्च खिंचाव दोनों गुण होते हैं, जिससे इसके घटकों का प्रसंस्करण और निर्माण आसान हो जाता है।

 

 

3. मिश्र धातु इस्पात

संघटनइसमें कार्बन स्टील की तुलना में मिश्रधातु तत्वों (जैसे, क्रोमियम, निकेल, मोलिब्डेनम, वैनेडियम) का प्रतिशत अधिक होता है, जो मजबूती, कठोरता और दृढ़ता जैसे गुणों को बेहतर बनाता है।

 

यदि मिश्रधातु में क्रोमियम की मात्रा लगभग 12% तक पहुँच जाती है, तो इस्पात की सतह पर सघन क्रोमियम ऑक्साइड का निर्माण होता है, जिससे ऑक्सीकरण माध्यमों में इस्पात के संक्षारण प्रतिरोध में अचानक परिवर्तन होता है और इसमें काफी सुधार होता है। क्रोमियम, एल्युमीनियम और सिलिकॉन जैसे तत्व उच्च तापमान वाली गैसों के प्रति इस्पात के ऑक्सीकरण प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ा सकते हैं, लेकिन एल्युमीनियम और सिलिकॉन की अधिक मात्रा इस्पात की ऊष्मारोधी क्षमता को कम कर देती है। निकल का मुख्य उपयोग ऑस्टेनाइट संरचना के निर्माण और उसे स्थिर करने के लिए किया जाता है, जिससे इस्पात को अच्छे यांत्रिक गुण, संक्षारण प्रतिरोध और प्रक्रिया प्रदर्शन प्राप्त होते हैं। मोलिब्डेनम स्टेनलेस अम्ल-प्रतिरोधी इस्पात को शीघ्रता से निष्क्रिय कर सकता है और क्लोराइड आयनों वाले विलयनों और अन्य गैर-ऑक्सीकरण माध्यमों के प्रति इसके संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ा सकता है।

 

ग्रेडमिश्रधातु तत्वों की मात्रा के आधार पर, इसे निम्न मिश्रधातु इस्पात (मात्रा 10%) में विभाजित किया गया है।

मुख्य उपयोग एवं अनुप्रयोगइसका उपयोग ऑटोमोटिव, एयरोस्पेस और भारी मशीनरी के लिए उच्च-शक्ति वाले फास्टनरों में किया जाता है, जहां अधिक तन्यता शक्ति और घिसाव प्रतिरोध की आवश्यकता होती है।

 

Ⅳ. तांबा

संघटनशुद्ध तांबा या अन्य धातुओं जैसे टिन (कांस्य) या जस्ता (पीतल) की थोड़ी मात्रा के साथ मिश्रित धातुएँ।

 

बैंगनी-लाल चमक वाली धातु तांबा का घनत्व 8.92 ग्राम/सेमी³ है। इसका गलनांक 1083.4±0.2℃ और क्वथनांक 2567℃ है। तांबा मानव द्वारा खोजी गई सबसे प्रारंभिक धातुओं में से एक है और शुद्ध धातुओं में भी श्रेष्ठ है। यह थोड़ी कठोर, अत्यंत मजबूत और घिसाव-प्रतिरोधी होती है। इसमें अच्छी तन्यता भी होती है। इसकी तापीय और विद्युत चालकता भी अच्छी होती है। तांबा और इसके कुछ मिश्रधातुओं में संक्षारण प्रतिरोधकता अच्छी होती है और ये शुष्क हवा में बहुत स्थिर होते हैं। लेकिन नम हवा में इसकी सतह पर हरे रंग की क्षारीय तांबा कार्बोनेट की परत बन सकती है, जिसे वर्डीग्रिस कहते हैं। यह नाइट्रिक अम्ल और गर्म सांद्र सल्फ्यूरिक अम्ल में घुलनशील है, और हाइड्रोक्लोरिक अम्ल में थोड़ी घुलनशील है। क्षार द्वारा यह आसानी से संक्षारित हो जाता है।

 

मुख्य उपयोग एवं अनुप्रयोगअपनी उत्कृष्ट विद्युत चालकता और संक्षारण प्रतिरोध के लिए जाने जाने वाले तांबे और पीतल के फास्टनरों का उपयोग अक्सर विद्युत कनेक्शनों और समुद्री अनुप्रयोगों में किया जाता है।

 

V. एल्युमिनियम

संघटन: शुद्ध एल्युमीनियम या एल्युमीनियम मिश्र धातु, जिसमें तांबा, मैग्नीशियम, सिलिकॉन या जस्ता जैसे तत्व शामिल हो सकते हैं।

 

एल्युमीनियम एक चांदी जैसा सफेद चमकदार धातु है जिसका घनत्व 2.702 ग्राम/सेमी³, गलनांक 660.37°C और क्वथनांक 2467°C है। इसमें अच्छी तापीय चालकता, विद्युत चालकता और तन्यता होती है। एल्युमीनियम को एक सक्रिय धातु तत्व कहा जाता है, लेकिन हवा में इसकी सतह पर एक घनी ऑक्साइड परत बन जाती है, जो इसे ऑक्सीजन और पानी के साथ प्रतिक्रिया करने से रोकती है। यह उच्च तापमान पर ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करके बड़ी मात्रा में ऊष्मा उत्पन्न कर सकता है। थर्मिट अभिक्रिया के सिद्धांत का उपयोग उत्पादन में किया जा सकता है, जैसे कि स्टील रेल की वेल्डिंग, दुर्दम्य धातुओं का गलाने और पारंपरिक आतिशबाजी बनाने में।

 

मुख्य उपयोग एवं अनुप्रयोगहल्के वजन और जंग प्रतिरोधक क्षमता के कारण ये एयरोस्पेस, ऑटोमोटिव और समुद्री अनुप्रयोगों के लिए आदर्श हैं। एल्युमीनियम फास्टनरों का उपयोग निर्माण और इलेक्ट्रॉनिक्स में भी किया जाता है, क्योंकि इनका वजन कम होता है और ये गैर-चुंबकीय होते हैं।

 

मानकों

• आईएसओ(अंतर्राष्ट्रीय मानकीकरण संगठन): वैश्विक स्तर पर लागू होने वाले अंतर्राष्ट्रीय मानक प्रदान करता है।

• जीबी(गुओबियाओ, चीन राष्ट्रीय मानक): चीनी राष्ट्रीय मानक।

• से(जर्मन मानकीकरण संस्थान): अंतरराष्ट्रीय स्तर पर व्यापक रूप से मान्यता प्राप्त जर्मन मानक।

• AISI/SAE(अमेरिकन आयरन एंड स्टील इंस्टीट्यूट / सोसाइटी ऑफ ऑटोमोटिव इंजीनियर्स): अमेरिकी मानक, विशेष रूप से इस्पात के लिए।

• वह (जापानी औद्योगिक मानक): जापानी मानक, जिनका उपयोग अक्सर एशियाई देशों में किया जाता है।

 

प्रत्येक सामग्री के अपने-अपने फायदे होते हैं और इनका चयन उपयोग की विशिष्ट आवश्यकताओं, जैसे कि मजबूती, जंग प्रतिरोध, तापमान और लागत के आधार पर किया जाता है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि फास्टनर अपने निर्धारित वातावरण में विश्वसनीय रूप से कार्य करे, उपयुक्त सामग्री और ग्रेड का चयन करना महत्वपूर्ण है।

 

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