माइल्ड स्टील प्लेट: धातू निर्मितीचे कामगार

माइल्ड स्टील प्लेट्सचे गुणधर्म: रचना, मजबुती आणि मूल्य

माइल्ड स्टील प्लेट्सची रचना आणि सूक्ष्मसंरचना

माइल्ड स्टील प्लेट्सची बहुमुखी प्रतिभा त्यांच्या कार्बन अंतर्गतावर अवलंबून असते, जी सामान्यतः 0.05% ते 0.25% च्या दरम्यान असते. त्यात मॅग्नीज आणि सिलिकॉन सारख्या इतर घटकांच्या लहान प्रमाणात उपस्थिती असते. या प्लेट्सना इतके कार्यक्षम बनवणारी गोष्ट म्हणजे त्यांची सूक्ष्मरचना जी मऊ, लवचिक फेराईट क्रिस्टल्सचे संयोजन करते आणि गोष्टी मजबूत तर राहतातच पण लवचिकही ठेवते. फॅब्रिकेटर्स त्यांच्यासोबत काम करणे पसंत करतात कारण त्यांना आकार देता, कापता आणि आकारित करता येते आणि त्यांचे बल गुणधर्म टिकून राहतात. उच्च कार्बन स्टीलच्या तुलनेत जी नाजूक असते, माइल्ड स्टील कार्बाइड्स सहज तयार करत नाही, ज्यामुळे कटिंग किंवा वेल्डिंग करताना कमी फाटे पडतात. ही एकटी वैशिष्ट्य अनेक उत्पादन प्रक्रियांमध्ये वेळ आणि पैसा वाचवते.

यांत्रिक गुणधर्म: बल, लवचिकता आणि टिकाऊपणा

माइल्ड स्टील प्लेट्सच्या यांत्रिक कामगिरीची व्याख्या त्यांच्या संतुलित मिश्रधातू प्रोफाइलद्वारे केली जाते:

या गुणधर्मांमुळे मृदु पोलाद हे अपघटनाच्या अपेक्षित पद्धतींची आवश्यकता असलेल्या अनुप्रयोगांसाठी—जसे की ऑटोमोटिव्ह क्रम्पल झोन्स—आणि सायक्लिक तणावांना तोंड देणाऱ्या घटकांसाठी आदर्श आहे, जसे की ब्रिज ट्रसेस.

उच्च-कार्बन आणि मिश्र इस्पाताची तुलना

• मशीन करण्याची सोय : मृदु पोलादाची 180 HB कठोरता मिश्र इस्पातापेक्षा (220–350 HB) जलद यंत्रण गतीला परवानगी देते, ज्यामुळे साधनाच्या घिसण्यात 40% पर्यंत कमी होते (CSteel India 2024).
• खर्च : $650–$900/टन या दराने मृदु पोलादाच्या प्लेट्सची किंमत 53–68% कमी 4140 मिश्र इस्पाताच्या ($1,400–$1,900/टन) तुलनेत.
• थार्मल कटिंगसाठी योग्यता : उच्च-कार्बन स्टीलप्रमाणे प्रीहीटिंगची आवश्यकता नसते, ज्यामध्ये फुटणे टाळण्यासाठी 200–300°C प्रीहीटची आवश्यकता असते.

उद्योगात कमी ताकद म्हणजे कमी मूल्य नाही हे का

माइल्ड स्टील प्लेट्स थंड केलेल्या किंवा मिश्र धातूच्या स्टीलच्या ताकदीशी तगडे ठरू शकत नाहीत, परंतु पैसे वाचवताना चांगले परिणाम मिळवण्याच्या बाबतीत त्यांचे विशेष महत्त्व आहे. खरं तर, बहुतेक इमारतींमध्ये त्यांच्या फ्रेम्ससाठी माइल्ड स्टीलचा वापर केला जातो, कारण एकूण सुमारे तीन चतुर्थांश सांरचनात्मक कामांमध्ये याच द्रव्याचा वापर होतो. का? कारण अतिभारित झाल्यावर, माइल्ड स्टील अचानक पूर्णपणे तुटण्यापूर्वी वाकते आणि ताणाची चिन्हे दाखवते. अभियंते या गुणधर्माचे खूप कौतुक करतात कारण त्यामुळे ते सुरक्षित आणि बजेट-अनुकूल इमारती तयार करू शकतात. कल्पना करा की फक्त त्या चढ-चढ उच्च-एंड सामग्रीपासून समान कामगिरी मिळवण्यासाठी आपण आत्ताच्या तुलनेत दुप्पट किंवा तिप्पट खर्च करावा लागेल.

उद्योगांमध्ये माइल्ड स्टील प्लेट्सचे मुख्य उपयोग

इमारतीत मृदु इस्पात: संरचनात्मक चौकट आणि प्रबळीकरण

आधुनिक बांधकामात मृदु इस्पाताच्या प्लेट्स महत्त्वाची भूमिका बजावतात, ज्यामध्ये अ‍ॅल्युमिनियमपेक्षा 15% जास्त ताकद-वजन गुणोत्तर असूनही त्यांना सहज वेल्ड किंवा आकार देता येते. त्यांचा वापर मोठ्या प्रमाणात खालीलप्रमाणे होतो:

• उंच इमारतींच्या कंकालासाठी
• पुल समर्थन प्रणाली
• काँक्रीटसाठी प्रबळीकरण जाळी

35–40% पर्यंत लांबीच्या क्षमतेमुळे, त्यांना फाटके न झाल्यास I-बीम आणि कोपरे यासारखे आकार देता येतात—ज्यामुळे ते भूकंप प्रवण भागांसाठी विशेष महत्त्वाचे ठरतात. अमेरिकेतील 60% पेक्षा जास्त औद्योगिक गोदामांमध्ये मृदु इस्पाताच्या प्लेट चौकटीचा वापर केला जातो, कारण त्यांची किंमत कमी असून त्यांची पूर्वनिर्मितीशी सुसंगतता आहे.

उत्पादन आणि औद्योगिक उपकरणांमध्ये वापर

उत्पादन क्षेत्रात, मशीन्सच्या आधारांसाठी आणि भारी घटकांसाठी मृदु इस्पाताच्या प्लेट्सची पसंती केली जाते. त्यांची एकसमान सूक्ष्मरचना सीएनसी मशिनिंगमध्ये सातत्यपूर्ण कामगिरी सुनिश्चित करते, ज्यामुळे उच्च-कार्बन इस्पाताच्या तुलनेत साधनांचा घसरण 30% पर्यंत कमी होतो. सामान्य वापरात खालील शामिल आहेत:

• प्रेस ब्रेक डायज
• कन्व्हेयर सिस्टम रोलर्स
• हायड्रॉलिक प्रेस प्लॅटन्स

2023 च्या एका उद्योग सर्वेक्षणात असे आढळून आले की 78% उत्पादक मशीन करण्याची सोय (80–90 HB) आणि भार वाहून नेण्याच्या क्षमतेच्या संतुलित संयोजनामुळे कस्टम जिग्स आणि फिक्सचर्ससाठी मृदू पोलाद पसंत करतात.

जहाज बांधणी आणि समुद्री संरचनांमधील अनुप्रयोग

हलच्या बांधणीमध्ये ग्रेड-ए मृदू पोलादाच्या प्लेट्स मानक आहेत, ज्यांची ताण सामर्थ्य 350–470 MPa इतके आहे, जे सागरी दबाव सहन करण्यास पुरेसे आहे. त्यांच्या उत्कृष्ट वेल्डिंग सोयीमुळे वक्र भागांमध्ये जोडण्याच्या अपयशात कमी होते—विशेषत: कारण 90% मालवाहू जहाजांमध्ये मृदू पोलादाचा समावेश असतो:

• बल्कहेड
• डेक सपोर्ट्स
• बॅलस्ट टाक्या

थर्मल-स्प्रेड अ‍ॅल्युमिनियम (TSA) सारख्या कोटिंग्जद्वारे दुर्गंधी प्रतिकार वाढवला जातो, ज्यामुळे मीठ्या पाण्यात सेवा आयुष्य वाढते आणि स्टेनलेस स्टीलच्या तुलनेत 40% कमी खर्च राखला जातो.

परिवहन पायाभूत सुविधांमधील भूमिका

माइल्ड स्टील प्लेट्समध्ये चांगली धक्का प्रतिकार क्षमता असते, जी -20 अंश सेल्सिअस सारख्या थंड तापमानातही सुमारे 25 ते 30 ज्यूल पर्यंत शोषून घेते. यामुळे परिवहन उपयोजनांमधील सुरक्षा प्रणालींसाठी हे उत्तम पर्याय बनतात. सामग्रीच्या लवचिकतेमुळे अभियंते सेतू समर्थन आणि रस्त्याच्या कडेला असलेल्या अपघात अवरोधकांमध्ये दिसणाऱ्या वक्र भागांमध्ये त्याचे आकारमोल घडवू शकतात. तसेच, जस्ताचे पुढे (गॅल्व्हनायझेशन) लेपित केल्यानंतर, या प्लेट्स वेळी खारफुटी हवामानाशी बरेच चांगले तगडे राहतात. जगभरात जवळपास सर्व मेट्रो स्टेशन्सपैकी निम्मे (सुमारे 55%) माइल्ड स्टील फ्रेमवर्कचा वापर करतात कारण ते कंपने प्रभावीपणे कमी करतात आणि मोठ्या प्रमाणात उत्पादनाच्या गरजेसाठी चांगले काम करतात. बहुतेक बांधकाम कंपन्या वेगवेगळ्या प्रकल्पांमध्ये कार्यक्षमता आणि खर्चाच्या दृष्टिकोनातून संतुलन राखल्यामुळे ही सामग्री पसंद करतात.

उत्पादन आणि प्रक्रिया: माइल्ड स्टील प्लेट्स कापणे, आकार देणे आणि वेल्डिंग

माइल्ड स्टील प्लेट्स कापणे, वाकवणे आणि आकार देणे

मऊ इस्पातामधील कमी कार्बन सामग्री, सामान्यतः 0.05% ते 0.25% च्या दरम्यान, विविध कटिंग पद्धतींचा वापर करताना, जसे की लेझर, प्लाझ्मा टॉर्च आणि ऑक्सी-ॲसिटिलीन उपकरणे, खूप सोपी करते. पातळ साहित्यावर लेझर कटिंग सुमारे प्लस किंवा माइनस 0.1mm च्या अचूक परिणाम मिळवू शकते, तर प्लाझ्मा कटिंग 150mm पर्यंतच्या जाड प्लेट्सवरही विकृतीशिवाय चांगले काम करते. 20mm पेक्षा कमी जाडीच्या प्लेट्ससाठी, सीएनसी प्रेस ब्रेक्स त्यांना सुसंगतपणे आकार देण्यात उत्तम काम करतात. परंतु जाड भागांसह काम करताना, प्रक्रियेदरम्यान फुटणे टाळण्यासाठी कधीकधी त्यांना हळूहळू वाकवणे आवश्यक असते. इतर पद्धतींमुळे निर्माण होणाऱ्या त्रासदायी उष्णता-प्रभावित झोन्स न निर्माण करता 100mm जाडीपर्यंतच्या प्लेट्समध्ये जटिल डिझाइनसाठी वॉटरजेट कटिंग विशेषत: उपयोगी ठरते.

मऊ इस्पात प्लेट्ससाठी सामान्य वेल्डिंग पद्धती

GMAW किंवा MIG वेल्डिंग हे बहुतेक स्ट्रक्चरल अ‍ॅप्लिकेशनसाठी जाण्याचे पद्धत म्हणून राहते कारण ते प्रति तास 8 ते 12 किलोग्राम इतक्या आश्चर्यकारक गतीने सामग्री ठेवू शकते आणि 3mm पासून ते जवळजवळ 25mm जाडीपर्यंतच्या स्टील प्लेट्सवर चांगले काम करते. शील्डेड मेटल आर्क वेल्डिंग तेव्हा तिचे स्थान राखते जेव्हा कामगारांना फील्डमध्ये लगेच दुरुस्त्या करायच्या असतात किंवा इतर तंत्रांना अडचणीचे ठरू शकणारे अवघड अंधभागाचे जोड घ्यायचे असतात. 25mm च्या खालोखाल जाड सामग्रीसह व्यवहार करताना, सबमर्ज्ड आर्क वेल्डिंग इतर पद्धतींपेक्षा अधिक खोलवर जाते आणि फारसे छिध्र निर्माण न करता पसरटपणा कमी करते म्हणून पसंतीची निवड बनते. नवीन पल्स्ड MIG तंत्रज्ञानामुळे विकृतीच्या समस्या खूप कमी होतात, अभ्यासात असे दिसून आले आहे की पारंपारिक पद्धतींच्या तुलनेत 10mm ते 15mm जाडीच्या प्लेट्समध्ये 18% ते 22% पर्यंत कमी विकृती होते.

माइल्ड स्टील प्रक्रियाकरणात यंत्रोपयोगिता आणि साधन कार्यक्षमता

माइल्ड स्टीलसह काम करताना, त्यांच्या कठोरतेच्या श्रेणी 130 ते 170 HB दरम्यान असल्याने, हाय स्पीड स्टील (HSS) साधनांचा आयुर्मान कार्बाइड पर्यायांच्या तुलनेत सुमारे 30 ते 40 टक्के जास्त असतो. 15 मिमी छिद्रे 20 मिमी जाड प्लेट्समध्ये ड्रिल करणाऱ्यांसाठी, HSLA स्टील्सच्या तुलनेत सामान्यत: 20% ते 35% पर्यंत कमी टॉर्कची आवश्यकता असते. यामुळे लहान CNC मशीन्स थोड्या प्रमाणात उत्पादन चालवणे सोपे जाते. आणि जेव्हा 4 फ्ल्यूट एंड मिल्सचा वापर करून 200 ते 300 SFM दरम्यान गतीने मिलिंग केले जाते, तेव्हा कटिंग प्रक्रियेदरम्यान कूलंटची गरज न पडता बाहेर आलेल्या पृष्ठभागाची पूर्णता Ra 3.2 ते 6.3 मायक्रोमीटर श्रेणीत सामान्यत: मिळते.

थांबलेल्या भागांच्या वेल्डिंगमध्ये पूर्वतापन आवश्यकता: सामान्य गैरसमज आणि उत्तम पद्धती

नवीनतम AWS D1.1 मार्गदर्शक तत्त्वांनुसार, सभोवतालचे तापमान 5 अंश सेल्सियसपेक्षा जास्त असेल तर 38mm पेक्षा कमी जाडीच्या मृदु स्टील प्लेट्ससाठी प्रीहीटिंगची आवश्यकता नाही. तथापि, 40 ते 75mm च्या श्रेणीतील जाड प्लेट्ससाठी, अनेक वेल्डिंग पासेस दरम्यान विकसित होणार्‍या हायड्रोजन फुटण्यांपासून बचाव करण्यासाठी स्थानिक इंडक्शन हीटिंग 95 ते 120 अंश सेल्सियसभोवती लागू करणे मदत करते. काही वास्तविक जगातील चाचण्यांमध्ये एक आकर्षक गोष्ट दिसून आली आहे: माइनस 20 अंश सेवा परिस्थितींना उघडे पडलेल्या सामग्रीसाठी इंटरपास तापमान 250 अंश सेल्सियसपेक्षा कमी ठेवल्यास खरोखर चार्पी इम्पॅक्ट परिणाम अंदाजे 12 ते 15 ज्युल ने वाढतात. हे निष्कर्ष विविध क्षेत्र अनुप्रयोगांमध्ये खूप सातत्याने आढळून आले आहेत.

अधिक कार्यक्षमतेसाठी दुय्यम उत्पादन तंत्र

CNC पंचिंग (∏16mm प्लेट) आणि थ्रेड रोलिंग (M6–M24 थ्रेड्स) सारख्या वेल्डिंगनंतरच्या प्रक्रिया मूलभूत गुणधर्मांना बाधा न घालता कार्यक्षमता जोडतात. 3–8mm प्लेट्समध्ये स्व-टॅपिंग फास्टनर्ससाठी बरर-मुक्त छिद्रे तयार करण्यासाठी फ्लो ड्रिलिंग वापरली जाते, ज्यामुळे अ‍ॅसेंब्ली वेळ 40% ने कमी होते. लेझर टेक्सचरिंग (50–200 µm पॅटर्न) हायब्रिड धातू-संयुगे संरचनांमध्ये चिकणवणूक बळ 60–80% ने वाढवते.

मृदु स्टील प्लेट्ससाठी सतह उपचार आणि दगडी संरक्षण

हॉट-रोल्ड आणि कोल्ड-रोल्ड MS प्लेट्स: उत्पादन आणि सतह गुणवत्ता

1,100–1,300°C तापमानावर प्रक्रिया केल्यामुळे हॉट-रोल्ड मृदु स्टील प्लेट्सच्या सतहीवर थर तयार होतो, ज्याची दगडीपासून संवेदनशील अनुप्रयोगांपूर्वी स्वच्छता आवश्यक असते. कोल्ड-रोल्ड प्लेट्स खोलीच्या तापमानावर रोलिंगला गुणतात, ज्यामुळे अधिक निराळी पृष्ठभाग पूर्तता (Ra 0.4–1.6 µm) आणि अधिक जवळची सहनशीलता (±0.13 mm) मिळते. या गुणांमुळे वास्तुकला आणि दृश्य घटकांसाठी कोल्ड-रोल्ड प्रकार अधिक पसंतीचे ठरतात.

संरक्षक कोटिंग्स आणि दगडी प्रतिकारकता धोरणे

दुर्बलतेच्या समस्यांशी लढण्यासाठी गॅल्व्हनाइझिंग हे अजूनही सर्वोत्तम मूल्य पर्यायांपैकी एक आहे. सामान्य परिस्थितींमध्ये मऊ इस्पातावर लावलेली झिंकची थर 20 ते 50 वर्षांपर्यंत टिकू शकते, जसे की 2023 च्या स्ट्रक्चरल स्टील अॅनालिसिस रिपोर्टमधील अलीकडील आढळण्यात आले आहे. संरक्षक थरांकडे पाहिल्यास, तीन-थर इपॉक्सी-पॉलियुरेथेन प्रणालींनी आपले महत्त्व सिद्ध केले आहे, ज्यांनी स्टँडर्ड सॉल्ट स्प्रे चाचण्यांमध्ये (ASTM B117) 10 हजार तासांपेक्षा अधिक काळ टिकवले आहे. हे सामान्य अॅक्रिलिक रंगांच्या तुलनेत अंदाजे आठ पट चांगले आहे. अधिकाधिक कारखाने आता या विशेष झिंक-अ‍ॅल्युमिनियम-मॅग्नेशियम मिश्रधातू थरांकडे वळत आहेत कारण ते 'त्याग अॅनोड क्रिया' नावाच्या गोष्टीमुळे स्वत: लहान खरचट दुरुस्त करू शकतात, ज्यामुळे कठोर औद्योगिक वातावरणात जिथे दुरुस्ती नेहमी शक्य नसते तिथे ते विशेषत: उपयुक्त ठरतात.

टिकाऊपणा आणि देखावा वाढवण्यासाठी फिनिशिंग पद्धती

• पावडर कोटिंग : इलेक्ट्रोस्टॅटिक अर्ज 60–120 µm थर निर्माण करतात जे चिपिंग आणि UV घसरण यांना प्रतिरोधक असतात
• यांत्रिक बनावट : शॉट पीनिंग (०.२०.६ मिमी अल्मेन तीव्रता) पेंटचे चिकटणे ४०% वाढवते
• रासायनिक रूपांतरण लेप : फॉस्फेट उपचाराने वेल्डेबिलिटी कायम ठेवून गंज प्रतिकार वाढतो

या उपचाराने साध्या सौम्य स्टील प्लेट्सचे नाविक, वाहन आणि वास्तू वापरासाठी उच्च कार्यक्षमतेचे घटक बनतात.

मोठ्या प्रमाणात उत्पादनात सौम्य स्टील प्लेट्सचे आर्थिक फायदे

औद्योगिक आणि पायाभूत प्रकल्पांसाठी सौम्य स्टील प्लेट्स अनपेक्षित खर्च कार्यक्षमता आणि लॉजिस्टिक लवचिकता प्रदान करतात. त्यांच्या संतुलित गुणधर्मामुळे उत्पादकांना संरचनात्मक अखंडतेचा त्याग न करता सामग्री बजेट आणि उत्पादन वेळापत्रक अनुकूलित करण्याची परवानगी मिळते.

मोठ्या प्रमाणात औद्योगिक आणि बांधकाम प्रकल्पांमध्ये खर्च-प्रभावी

सौम्य स्टीलच्या प्लेट्समुळे प्रकल्पाची किंमत कमी होते. 40–60%उच्च कार्बन किंवा धातूंचे मिश्रण असलेल्या स्टीलच्या तुलनेत (2023 ग्लोबल स्टील मार्केट रिपोर्ट) खालील कारणांमुळे

• सोप्या मिश्रधातू कारणास्तव कच्च्या मालाची कमी लागणारी किंमत
• वेल्डिंग आणि आकार देणे सोपे असल्यामुळे उत्पादन खर्चात कपात
• उच्च यंत्रोपयोगामुळे कमीतकमी अपवाह

उदाहरणार्थ, पूल प्रकल्पांमध्ये बचत होते $120–$180 प्रति टन स्टेनलेस स्टीलऐवजी मृदु स्टील वापरल्यामुळे. ही बचत मोठ्या प्रमाणातील बांधकामांमध्ये गुणाकाराने वाढते—जसे की गोदामे किंवा ऑफशोर प्लॅटफॉर्म्स—ज्यामध्ये 500 टनांहून अधिक साहित्य लागते.

मृदु स्टील ग्रेडची उपलब्धता आणि प्रमाणाबाहेर वापर करण्याची क्षमता

जगभरात दरवर्षी सुमारे 85 दशलक्ष मेट्रिक टन ASTM A36 आणि इतर मृदु स्टील ग्रेड तयार केले जातात, जे खरोखर सर्व विशेष स्टीलपेक्षा चौपट अधिक आहे. हे विशाल उत्पादन म्हणजे गरज असताना नेहमीच पुरेसा साठा उपलब्ध असतो, विविध पुरवठादारांकडून मिळणाऱ्या गुणवत्तेत सुसंगतता राहते आणि कंपन्यांना गुंतागुंतीच्या साठ्याच्या व्यवस्थापनाबद्दल फारशी चिंता करावी लागत नाही. उदाहरणार्थ, कोस्टल कॉरिडॉर इनिशिएटिव्हने तीन वेगवेगळ्या खंडांमधून 12,000 टनांहून अधिक मृदु स्टील मिळवण्यात यश मिळवले. आजच्या युगात जागतिक पुरवठा साखळ्या किती टिकाऊ आहेत याचे हे एक उत्तम उदाहरण आहे. मोठ्या प्रमाणातील ऑर्डर पूर्ण करण्याच्या बाबतीत, बहुतेक मिल 21 दिवसांच्या कमाल मुदतीत 5,000 टन किंवा त्यापेक्षा अधिक वितरण सहज हाताळू शकतात. म्हणून जर काही तातडीचे झाले तरी उत्पादकांना सामग्रीच्या प्रतीक्षेत अनेक काळ बसावे लागत नाही.

FAQ खंड

• मृदु स्टील प्लेट्समध्ये सामान्यतः कार्बनचे प्रमाण किती असते?

  सामान्यतः, मृदु स्टील प्लेट्समध्ये 0.05% ते 0.25% पर्यंत कार्बनचे प्रमाण असते.

• बांधकामासाठी मृदु स्टील प्लेट्स का प्राधान्याने वापरल्या जातात?

  खर्चात सक्षमता, यंत्रोपकरणाची सोय, वेल्डिंगची सोय आणि तुटण्याशिवाय वाकण्याची क्षमता यामुळे मृदु स्टील प्लेट्स प्राधान्याने वापरल्या जातात, ज्यामुळे त्या सुरक्षित संरचनात्मक फ्रेमवर्कसाठी आदर्श ठरतात.

• खर्चाच्या दृष्टीने मृदु स्टीलची उच्च-कार्बन स्टीलशी तुलना कशी केली जाते?

  मृदु स्टील प्लेट्स खूप स्वस्त असून, उच्च-कार्बन स्टीलपेक्षा 53–68% कमी खर्च येतो.

• मृदु स्टील प्लेट्सची सामान्य अनुप्रयोग कोणती आहेत?

  मृदु स्टील प्लेट्स बांधकाम, उत्पादन, जहाज निर्मिती आणि वाहतूक पायाभूत सुविधांमध्ये वापरल्या जातात.

• वेल्डिंगसाठी मृदु स्टील प्लेट्सना पूर्वतापनाची आवश्यकता असते का?

  38 मिमी पेक्षा कमी जाडीच्या मृदु स्टील प्लेट्ससाठी सामान्यतः पूर्वतापनाची आवश्यकता नसते.