યાંત્રિક ગુણધર્મો પર એલોયમાં તત્વોની અસરો 

એલોયમાં વિવિધ ધાતુ તત્વોનો ઉમેરો તેના યાંત્રિક ગુણધર્મોને નોંધપાત્ર રીતે અસર કરી શકે છે (જેમ કે તાકાત, કઠિનતા, નરમતા, કઠિનતા, કાટ પ્રતિકાર, વગેરે).

નીચેના એલોયમાં સામાન્ય ધાતુ તત્વોની ભૂમિકાઓ અને યાંત્રિક ગુણધર્મો પર તેમની અસરો છે:

1.કાર્બન (C)

(1).ઉપયોગ કરો: મુખ્યત્વે સ્ટીલ અને કાસ્ટ આયર્નમાં જોવા મળે છે, જે આયર્ન (જેમ કે Fe3C) સાથે કાર્બાઇડ બનાવે છે.

(2).પ્રભાવ:

①.શક્તિ/કઠિનતા: કાર્બનની સામગ્રીમાં વધારો થવાથી કઠિનતા અને શક્તિમાં નોંધપાત્ર વધારો થાય છે (જેમ કે ઉચ્ચ કાર્બન સ્ટીલ), પરંતુ વધુ પડતી માત્રા બરડપણું તરફ દોરી શકે છે.

②.નમ્રતા: કાર્બનનું પ્રમાણ જેટલું ઊંચું છે, તેટલું નીચું નમ્રતા અને કઠિનતા.

③.વેલ્ડેબિલિટી: ઉચ્ચ કાર્બન સ્ટીલમાં નબળા વેલ્ડીંગ ગુણધર્મો છે.

2.ક્રોમિયમ (Cr)

(1).ઉપયોગ કરો: સ્ટેનલેસ સ્ટીલ (જેમ કે 304, 316) અને ટૂલ સ્ટીલ માટે મુખ્ય તત્વ.

(2).પ્રભાવ:

①.કાટ પ્રતિકાર: ઓક્સિડેશન પ્રતિકાર અને કાટ પ્રતિકાર સુધારવા માટે નિષ્ક્રિય ઓક્સાઇડ ફિલ્મ (Cr2O3) બનાવે છે.

②.સખતતા/શક્તિ: કઠિનતા અને વસ્ત્રોના પ્રતિકારને સુધારવા માટે કાર્બન (જેમ કે Cr23C6) સાથે કાર્બાઇડ બનાવે છે.

③.ઉચ્ચ તાપમાન પ્રદર્શન: ઉચ્ચ તાપમાન શક્તિ (જેમ કે ગરમી-પ્રતિરોધક સ્ટીલ) વધારે છે.

3.નિકલ (ની)

(1). અરજીઓ: સ્ટેનલેસ સ્ટીલ (જેમ કે 304), ઉચ્ચ તાપમાન એલોય (જેમ કે ઇન્કોનલ) અને કાટ પ્રતિરોધક એલોય.

(2).પ્રભાવ:

①.કઠિનતા: નીચા તાપમાનની કઠિનતા અને નમ્રતા (જેમ કે નીચા તાપમાનના વાતાવરણ માટે નિકલ સ્ટીલ) સુધારે છે.

②.કાટ પ્રતિકાર: એસિડ અને આલ્કલી સામે પ્રતિકાર વધારે છે.

③.ઓસ્ટેનાઈટ સ્થિરીકરણ: સ્ટેનલેસ સ્ટીલમાં, તે ઓસ્ટેનિટિક માળખું (જેમ કે 304 સ્ટીલ) બનાવવા માટે ક્રોમિયમ સાથે સહકાર આપે છે.

4.મોલિબડેનમ (Mo)

(1). અરજીઓ: ઉચ્ચ શક્તિવાળા સ્ટીલ (જેમ કે 4140), સ્ટેનલેસ સ્ટીલ (જેમ કે 316) અને ઉચ્ચ તાપમાન એલોય.

(2).પ્રભાવ:

①.તાકાત/ગરમી પ્રતિકાર: ઉચ્ચ તાપમાન શક્તિ અને સળવળાટ પ્રતિકાર સુધારે છે.

②.કાટ પ્રતિકાર: ક્લોરાઇડ સ્ટ્રેસ કાટ સામે પ્રતિકાર વધારે છે (જેમ કે 316 સ્ટેનલેસ સ્ટીલ).

③.અનાજ શુદ્ધિકરણ: સખ્તાઇ સુધારે છે.

5. મેંગેનીઝ (Mn)

(1). અરજીઓ: કાર્બન સ્ટીલ (જેમ કે A36), હાઇ સ્ટ્રેન્થ લો એલોય સ્ટીલ (HSLA) અને ઓસ્ટેનિટિક મેંગેનીઝ સ્ટીલ (જેમ કે હેડફિલ્ડ સ્ટીલ).

(2).પ્રભાવ:

①.ડિઓક્સિડેશન/ડિસલ્ફ્યુરાઇઝેશન: સલ્ફરની હાનિકારક અસરો ઘટાડે છે (FeS ને બદલે MnS બનાવે છે).

②.સખતતા: કઠિનતા અને વસ્ત્રો પ્રતિકાર સુધારે છે (દા.ત. ઉત્ખનન ડોલ માટે ઉચ્ચ મેંગેનીઝ સ્ટીલ).

③.ઓસ્ટેનાઈટ સ્થિરીકરણ: સ્ટેનલેસ સ્ટીલમાં આંશિક નિકલ રિપ્લેસમેન્ટ.

6.સિલિકોન (Si)

(1).ઉપયોગ કરે છે: સ્પ્રિંગ સ્ટીલ (દા.ત. 65Mn), ઇલેક્ટ્રિકલ સ્ટીલ અને એલ્યુમિનિયમ એલોય (દા.ત. 4xxx શ્રેણી).

(2).પ્રભાવ:

①.શક્તિ/સ્થિતિસ્થાપકતા: સ્ટીલની મજબૂતાઈ અને સ્થિતિસ્થાપક મર્યાદા (દા.ત. સિલિકોન-મેંગેનીઝ સ્પ્રિંગ સ્ટીલ) સુધારે છે.

②.ડિઓક્સિડાઇઝર: સ્ટીલ નિર્માણ દરમિયાન ઓક્સિજન દૂર કરે છે.

③.ચુંબકીય ગુણધર્મો: ઇલેક્ટ્રિકલ સ્ટીલની ચુંબકીય અભેદ્યતા સુધારે છે.

7.એલ્યુમિનિયમ (અલ)

(1).ઉપયોગ કરે છે: એલ્યુમિનિયમ એલોય (દા.ત. 6061), ઉચ્ચ-તાપમાન એલોય (દા.ત. Fe-Cr-Al), અને ડીઓક્સિડાઇઝર્સ.

(2).પ્રભાવ:

①.હળવું: ઘનતા ઘટાડે છે (એલ્યુમિનિયમ એલોય સ્ટીલ કરતાં લગભગ 2/3 હળવા હોય છે).

②.કાટ પ્રતિકાર: Al2O3 રક્ષણાત્મક ફિલ્મ બનાવે છે.

③.અનાજ શુદ્ધિકરણ: સ્ટીલમાં અનાજની વૃદ્ધિને અટકાવે છે.

8.ટાઈટેનિયમ (Ti)

(1). અરજીઓ: ટાઇટેનિયમ એલોય (દા.ત. Ti-6Al-4V), સ્ટેનલેસ સ્ટીલ્સ (દા.ત. 321), અને ઉચ્ચ-તાપમાન એલોય.

(2).પ્રભાવ:

①.શક્તિ/વજન ગુણોત્તર: ટાઇટેનિયમ એલોય અત્યંત ઉચ્ચ વિશિષ્ટ શક્તિ ધરાવે છે.

②.કાટ પ્રતિકાર: દરિયાઈ પાણી અને ક્લોરાઇડ કાટનો પ્રતિકાર કરે છે.

③.કાર્બાઇડ રચના: ઇન્ટરગ્રેન્યુલર કાટ (દા.ત. 321 સ્ટેનલેસ સ્ટીલ) રોકવા માટે સ્ટીલમાં કાર્બનને ઠીક કરે છે.

9.કોપર (Cu)

(1). અરજીઓ: પિત્તળ (Cu-Zn), કાંસ્ય (Cu-Sn), અને અવક્ષેપ-સખ્ત સ્ટીલ્સ (દા.ત. 17-4PH).

(2).પ્રભાવ:

①.કાટ પ્રતિકાર: વાતાવરણીય કાટ પ્રતિકાર (દા.ત. વેધરિંગ સ્ટીલ) સુધારે છે.

②.ઇલેક્ટ્રિકલ/થર્મલ વાહકતા: કોપર એલોય ઉત્તમ વિદ્યુત વાહકતા ધરાવે છે.

③.વરસાદને મજબૂત બનાવવું: સ્ટીલમાં ε-Cu તબક્કો બનાવે છે (દા.ત. 17-4PH સ્ટેનલેસ સ્ટીલ).

10.વેનેડિયમ (V)

(1). અરજીઓ: ટૂલ સ્ટીલ્સ (દા.ત. D2), હાઇ-સ્ટ્રેન્થ લો-એલોય સ્ટીલ્સ (HSLA).

(2).પ્રભાવ:

①.અનાજ શુદ્ધિકરણ: અનાજની વૃદ્ધિને રોકવા માટે કાર્બોનિટ્રાઇડ્સ (જેમ કે VC) ની રચના.

②.શક્તિ/કઠિનતા: કઠિનતા (જેમ કે HSLA સ્ટીલ) જાળવી રાખીને તાકાતમાં સુધારો કરો.

11.ટંગસ્ટન (W)

(1). અરજીઓ: હાઇ-સ્પીડ સ્ટીલ (જેમ કે M2), સિમેન્ટેડ કાર્બાઇડ (WC-Co) અને ઉચ્ચ-તાપમાન એલોય.

(2).પ્રભાવ:

①.ઉચ્ચ-તાપમાન કઠિનતા: વસ્ત્રો-પ્રતિરોધક કાર્બાઇડની રચના (જેમ કે W2C).

②.લાલ કઠિનતા: હાઇ-સ્પીડ સ્ટીલ ઊંચા તાપમાને કઠિનતા જાળવી રાખે છે.

12.ઝીંક (Zn)

(1). અરજીઓ: ગેલ્વેનાઈઝ્ડ સ્ટીલ (રસ્ટ નિવારણ), પિત્તળ (Cu-Zn) અને એલ્યુમિનિયમ એલોય (જેમ કે 7xxx શ્રેણી).

(2).પ્રભાવ:

①.બલિદાન એનોડ રક્ષણ: ઝીંક સ્તર સ્ટીલ મેટ્રિક્સનું રક્ષણ કરે છે.

②.શક્તિ: એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં મજબૂતીકરણનો તબક્કો બનાવે છે (જેમ કે Zn-Mg-Cu, 7075 એલ્યુમિનિયમ એલોય).

સારાંશ: યાંત્રિક ગુણધર્મો પર તત્વોનો મુખ્ય પ્રભાવ

આ તત્વોની સામગ્રી અને સંયોજનને સમાયોજિત કરીને, એલોયને ચોક્કસ જરૂરિયાતો (જેમ કે ઉચ્ચ-શક્તિવાળા સ્ટીલ્સ, કાટ-પ્રતિરોધક એલોય, અથવા ઉચ્ચ-તાપમાન એલોય) ને સંતોષવા માટે ડિઝાઇન કરી શકાય છે.