माइल्ड स्टील प्लेट: धातू निर्मितीचे कामगार

माइल्ड स्टील प्लेट म्हणजे काय? रचना आणि मुख्य ग्रेड

माइल्ड स्टील प्लेट, ज्यामध्ये 0.05% ते 0.25% कार्बन असतो, तो कमी कार्बन स्टीलचा प्रकार आहे, जो संरचनात्मक आणि औद्योगिक निर्मितीच्या मागे खऱ्या अर्थाने खांब आहे. कमी कार्बन अंश लवचिकता आणि वेल्डेबिलिटी वाढवतो, तरीही भार वाहून नेण्यासाठी पुरेसे बळ टिकवून ठेवतो.

माइल्ड स्टील प्लेटची व्याख्या आणि मूलभूत गुणधर्म

उच्च-कार्बन स्टीलप्रमाणे नाही, मृदु स्टील प्लेट्स कठोरतेपेक्षा काम करण्याच्या सोयीला प्राधान्य देतात. 370–540 MPa (ASTM A36 मानदंड) च्या तान्याच्या शक्तीच्या श्रेणीसह, ही सामग्री आकार घेण्याची क्षमता आणि संरचनात्मक अखंडता यांचे संतुलन साधते. प्राथमिक मिश्रधातू घटक—मॅंगनीज (0.25%–0.75%) आणि अल्प प्रमाणात सिलिकॉन—करपत विरोधकता कमी न करता यंत्रणेची सोय सुधारतात.

सामग्री गुणधर्म ठरवण्यात कार्बन सामग्रीची भूमिका

कार्बन सामग्री थेट महत्त्वाच्या कार्यक्षमता मापदंडांवर परिणाम करते:

• लवचिकता : कमी कार्बन (≤0.15%) जटिल आकार देण्यासाठी 20% पेक्षा जास्त लांबीचे प्रमाण सक्षम करते
• थार्मल कटिंगसाठी योग्यता : कमी कार्बन वेल्डिंग दरम्यान मार्टेन्साइट निर्मिती कमी करते
• कठोरता : सतहीची कठोरता 150 HBW खाली राहते, ज्यामुळे यंत्रणा सोपी होते

EN S235JR सारख्या ग्रेडमधील इष्ट कार्बन श्रेणी (0.15%–0.25%) थंड आकार देण्याच्या क्रियांमध्ये भगरूपता रोखते तर 355 MPa पर्यंत उत्पादन शक्तीला समर्थन देते.

औद्योगिक फॅब्रिकेशनमधील सामान्य मृदु स्टील ग्रेड

तीन मानकीकृत ग्रेड जागतिक बाजारात प्रभुत्व गाजवतात:

1. एएसटीएम ए३६ : बीम आणि फ्रेमसाठी सामान्य-उद्देशाच्या संरचनात्मक प्लेट्स
2. EN 10025 S235JR : सुधारित धक्का प्रतिकार क्षमतेसह युरोपियन मानक ग्रेड
3. IS 2062 E250 : भूकंपरोधक बांधकामासाठी भारतीय तपशील

या ग्रेड्सचे जाडी 1.5mm ते 300mm पर्यंत सुसंगत कामगिरी सुनिश्चित करण्यासाठी कठोर रासायनिक विश्लेषण केले जाते, जे ISO 630 आणि BS 1449 अनुपालन आवश्यकता पूर्ण करतात.

यांत्रिक गुणधर्म: ताकद, लवचिकता आणि उष्णतेचे वर्तन

वास्तविक जगातील अनुप्रयोगांमध्ये लवचिकता आणि आघातवर्धनीयता

माइल्ड स्टील प्लेट्सचा वापर इतका सामान्यपणे का केला जातो हे त्यांच्या कार्बन सामग्रीवर अवलंबून असते, जी 0.25% पेक्षा कमी राहते. असे झाल्यावर, ही सामग्री पूर्णपणे तुटण्यापूर्वी सुमारे 15 ते 25 टक्के पर्यंत ताणली जाऊ शकते. या लवचिकतेमुळे, उत्पादक इमारतींमध्ये दिसणाऱ्या आकर्षक वक्र संरचना किंवा गाड्यांवरील वक्र बॉडी भाग यासारख्या विविध गुंतागुंतीच्या आकारांमध्ये त्यांचे आकारमान करू शकतात, उत्पादनादरम्यान फुटण्याची चिंता न करता. बांधकाम बीम्सचा आणखी एक चांगला नमुना घ्या. यांची निर्मिती सामान्यत: हायड्रॉलिक साधनांवर अवलंबून थंड आकार देण्याच्या प्रक्रियेद्वारे I-आकाराच्या भागांमध्ये दाबून केली जाते. यास शक्य ते माइल्ड स्टीलची गुणवत्ता कायम ठेवते, जी 5 ते 10 टक्के स्थायू स्वरूपात विकृत होऊ शकते, परंतु बदलांनंतरही तिची घनता कायम राखते.

ताण सहनशक्ति आणि संरचनात्मक विश्वासार्हता

माइल्ड स्टील प्लेट्सची यिल्ड स्ट्रेंथ जवळपास 250 MPa इतकी असते, तर त्यांची अल्टिमेट टेन्साइल स्ट्रेंथ 400 ते 500 MPa पर्यंत असू शकते. ही एकत्रितता या प्लेट्सना वजन सहजतेने वाकण्यापासून रोखण्याची योग्य मात्रा देते. या अद्वितीय गुणधर्मामुळे, अभियंते वेळोवेळी भार सहन करणाऱ्या रचनांसाठी माइल्ड स्टीलचा वापर करतात. पुरेशी सहाय्य मिळण्यासाठी बांधलेल्या पुलांचे किंवा गोदामांमधील भारी भार ठेवण्याच्या रॅक्सचे उदाहरण घ्या. अधिक ठिसूळ सामग्रीपासून माइल्ड स्टीलला वेगळे करणारी गोष्ट म्हणजे ताणाची प्रतिक्रिया. दबावाखाली अचानक फुटण्याऐवजी, माइल्ड स्टील हळूहळू वाकते आणि स्वत: आकार बदलते, ज्यामुळे अपूर्ण परिस्थितींमध्ये धोकादायक अपघात टाळण्यास मदत होते.

उष्णता वाहकता आणि उष्णताउपचाराला प्रतिसाद

माइल्ड स्टीलची उष्णताप्रवणता 45 ते 50 W/m·K दरम्यान असते, ज्याचा अर्थ ढोबळ मजुरी करताना उष्णता बरोबर समान वितरित होते. परंतु, जर ढोबळ मजुरीनंतर धातू खूप लवकर थंड झाली, तर कठोरता सुमारे 20 ते 30 टक्क्यांनी वाढते, परंतु याची किंमत म्हणून सामग्री कमी लवचिक होते. जेव्हा उत्पादक योग्य यंत्रक्षमता गुणधर्म पुन्हा मिळवू इच्छितात, तेव्हा ते सहसा प्रक्रियेदरम्यान निर्माण झालेल्या आंतरिक तणाव कमी करण्यासाठी 650 ते 700 अंश सेल्सिअस तापमानात एनीलिंग उपचार करतात. नॉर्मलायझिंग ही उद्योगात वापरली जाणारी आणखी एक तंत्रज्ञान आहे जी धातूमध्ये अधिक एकसमान धान्य संरचना तयार करण्यास मदत करते. तापमानातील बदल चांगल्या प्रकारे सहन करण्याच्या क्षमतेमुळे माइल्ड स्टील उच्च तापमान पाईपिंग प्रणालीपासून ते विशिष्ट उष्णता उपचार प्रक्रियांची आवश्यकता असलेल्या विविध प्रकारच्या औजार घटकांपर्यंत विविध अनुप्रयोगांमध्ये वापरली जाते.

उत्पादन फायदे: ढोबळ मजुरी, यंत्रक्षमता आणि आकार देणे

माइल्ड स्टील प्लेट्स कटिंग, वाकवणे आणि आकार देण्यास सोपे

त्यांच्या कमी कार्बन सामग्रीमुळे माइल्ड स्टील प्लेट्स तीव्र फॉर्मिंग प्रक्रियांसह सहन करू शकतात, ज्यामुळे 180° पर्यंत थंड वाकवणे फाटण्याशिवाय होऊ शकते. सामग्री निवड मार्गदर्शक तत्त्वांवरील उद्योग अभ्यासात लेझर कटिंग, शिअरिंग आणि रोल फॉर्मिंगशी सुसंगतता दिसून येते—ज्या प्रक्रियांमध्ये स्ट्रक्चरल घटकांमध्ये ±1 मिमी अचूकता साधली जाते.

कार्यक्षम उत्पादनासाठी उत्कृष्ट वेल्डेबिलिटी आणि मशिनेबिलिटी

0.05–0.25% कार्बन श्रेणीमुळे MIG, TIG किंवा स्टिक वेल्डिंगच्या वापराने द्रावण-मुक्त वेल्ड्स होतात. स्वचालित CNC मशिनिंग 3.2 µm Ra खालील पृष्ठभाग परिष्करण साध्य करते, ज्यामुळे उच्च-कार्बन स्टील्सच्या तुलनेत दुय्यम डीग्रिंगची गरज 30% ने कमी होते.

दुय्यम फॅब्रिकेशन तंत्र आणि उद्योगातील सर्वोत्तम पद्धती

• उष्णतारहित ड्रिलिंग : कार्बाइड साधने 200°C खाली त्यांची अखंडता राखतात
• प्रेस ब्रेक फॉर्मिंग : गुंतागुंतीच्या भूमितीसाठी हस्तचालित आकार देण्यापेक्षा 10 पट वेगवान
• सरफेस रोलिंग : लोड-वाहून घेणाऱ्या भागांमध्ये 15% थकवा प्रतिकारशक्ती सुधारते

उच्च वेल्डेबिलिटीचे संतुलन आणि वेल्डिंगनंतरच्या विकृतीचा धोका

मृदु स्टीलमध्ये उत्कृष्ट संलयन गुणधर्म असले तरी, वेगवान थंड होण्यामुळे 5 मिमी/मी पेक्षा जास्त कोनीय विकृती होऊ शकते. चांगल्या दर्जाच्या उत्पादन तंत्रज्ञानातील आंतरराष्ट्रीय नियतकालिकातील आंतरराष्ट्रीय नियतकालिक उन्नत उत्पादन तंत्रज्ञान दाखविले आहे की टप्प्याटप्प्याने वेल्डिंग प्रक्रिया वारफेज 40% कमी करते, तर जाड विभागांच्या उत्पादनामध्ये 150°C पर्यंत पूर्वतापमान उर्वरित तणाव कमी करते.

मृदु स्टील प्लेट्सची औद्योगिक अनुप्रयोग

बांधकामातील मृदु स्टील: बीम, फ्रेम आणि पायाभूत सुविधा

आजच्या बांधकाम जगतात मृदु स्टील प्लेट्स अत्यंत आवश्यक आहेत. 2023 च्या धातू उद्योगाच्या एका अभ्यासानुसार, वाणिज्यिक इमारतींच्या सुमारे 78% रचनांवर या साहित्यावर अवलंबून असतात. मृदु स्टील इतका लोकप्रिय का आहे? त्याच्या वजनाच्या तुलनेत उत्कृष्ट बळ देण्याची क्षमता आणि कमी खर्च यामुळे हे लोकप्रिय आहे. म्हणूनच आपण भार वाहून नेणाऱ्या बीमपासून ते भूकंपरोधी फ्रेम्स आणि राष्ट्रीय महामार्गावरील पुलांच्या भागांपर्यंत याचा वापर होताना पाहतो. आणखी एक मोठा फायदा म्हणजे त्याची लवचिकता, जी सुमारे 100 मिमी जाडीपर्यंतही कायम राहते. हे गुणधर्म अतिरिक्त साहित्य खर्च न करताच कठोर बांधकाम नियम पूर्ण करण्यास मदत करतात. बांधकाम करणारे यामुळे पैसे वाचवतात आणि तरीही सर्व काही सुरक्षित आणि मजबूत ठेवतात.

यंत्रसामग्री, उपकरणे आणि ऑटोमोटिव्ह घटकांमध्ये वापर

प्रत्येक वर्षी, कार उत्पादन व्यवसाय कार फ्रेम, इंजिन सपोर्ट्स आणि सस्पेंशनचे भाग बनवण्यासाठी फक्त 22 दशलक्ष टन मृदु स्टील प्लेट्सचा वापर करतो. हायड्रॉलिक प्रेस आणि कन्व्हेयर बेल्ट्स सारख्या गोष्टी बनवण्यासाठी कार निर्माते या सामग्रीवर खूप अवलंबून असतात कारण त्याचे वेल्डिंग अत्यंत स्थिर असते. आणि मान्य करावे लागेल, सतत चळवळ आणि दाब अनुभवणाऱ्या भागांच्या बांधणीमध्ये चांगले वेल्डिंग महत्त्वाचे असते. नवीन लेझर कटिंग तंत्रज्ञानाच्या आगमनामुळे, EV बॅटरी केसिंगसाठी देखील काही अत्यंत जटिल डिझाइन तयार केले जात आहेत. हे दर्शवते की तंत्रज्ञानातील बदलांनुसार उद्योगाच्या गरजेनुसार मृदु स्टील कसे त्याची पातळी राखते.

प्रकरण अभ्यास: औद्योगिक साठा टाक्या आणि दीर्घकालीन कामगिरी

एका दशकात रासायनिक साठा टाक्यांचे निरीक्षण केल्यास सामग्रीबद्दल एक मनोरंजक गोष्ट दिसून येते. योग्य प्रकारे लेपित केलेल्या मृदु स्टील प्लेट्सनी त्यांच्या मूळ बलाचे सुमारे 94% टिकवून ठेवले, तर अप्रलेपित असल्यास फक्त 81%. झिंकलेपित मृदु स्टील टाक्यांनाही दगडी पाण्याच्या परिस्थितीतही दर वर्षी 0.1 मिमी पेक्षा कमी नुकसान होते, ज्यामुळे त्यांचे आयुर्मान कधीकधी 7 ते 12 वर्षांनी अधिक असते. त्यामुळे नवीन साठा सुविधा स्थापित करताना बहुतांश व्यवसाय मृदु स्टील प्लेट्सची निवड करतात. सर्व अलीकडील स्थापनांपैकी सुमारे दोन तृतीयांश या पर्यायाची निवड करतात कारण हा पर्याय आर्थिक आणि व्यावहारिक दृष्टिकोनातून योग्य ठरतो.

दगडीपणास अवरोध, पृष्ठभाग उपचार आणि खर्चाची कार्यक्षमता

दगडीपणास अवरोध आणि संरक्षक फिनिशेसमध्ये मर्यादा

माइल्ड स्टील प्लेट्समध्ये मिश्र धातूंचे प्रमाण कमी असल्याने त्यांची दगडीकरणाविरुद्ध सहनशीलता कमी असते. ओल्या परिस्थितीत किंवा कठोर रासायनिक पदार्थांच्या संपर्कात आल्यानंतर हे स्टील लवकर ऑक्सिडाइझ होते. स्टेनलेस स्टीलची कथा वेगळी आहे, कारण त्यामध्ये सुमारे 10.5% क्रोमियम असते जे पृष्ठभागावर संरक्षक थर तयार करते. दुसरीकडे, माइल्ड स्टीलमध्ये सुमारे 0.25% किंवा त्यापेक्षा कमी कार्बन असल्याने ते उत्पादनादरम्यान काम करण्यास सोपे जाते. उद्योग अहवालांमधील अलीकडील माहिती पाहिल्यास, आपल्याला दिसून येते की समुद्रकिनाऱ्याजवळ असंरक्षित ठेवलेल्या माइल्ड स्टीलमध्ये फक्त 6 ते 18 महिन्यांनंतर घसरण दिसू लागते. हे अॅल्युमिनियम मिश्र धातूंपेक्षा खूप जलद आहे जे 3 ते 7 वर्षे टिकतात, किंवा झिंकचा थर चढवलेल्या स्टीलपेक्षाही जलद जे परिस्थितीनुसार 5 ते 15 वर्षे टिकते. या समस्यांविरुद्ध लढण्यासाठी, अनेक उत्पादक झिंक युक्त प्रायमर किंवा एपॉक्सी पेंट सारख्या विशेष कोटिंग्ज लावतात. हे उपचार पाणी आणि हवा दोन्ही बाहेर रोखणारे शील्ड म्हणून काम करतात आणि जाळण्याच्या अपरिहार्य प्रक्रियेला खूप मंद करतात.

अधिक टिकाऊपणा सुनिश्चित करण्यासाठी गॅल्व्हनायझिंग, पावडर कोटिंग आणि पेंटिंग

कोरोजन पासून संरक्षणासाठी हॉट डिप गॅल्व्हनायझिंग अद्यापही सर्वोत्तम मूल्य पर्यायांपैकी एक मानले जाते. यामध्ये 50 ते 150 मायक्रॉन जाडीची झिंकची थर लावली जाते, जी सामान्य वातावरणात साधारणपणे 20 ते 50 वर्षे टिकते. जेव्हा देखावा महत्त्वाचा असतो, तेव्हा पावडर कोटिंग ही प्रमुख निवड बनते. या कोटिंग्ज फक्त चांगल्या दिसण्यासाठीच नव्हे तर रासायनिक पदार्थांशी सुद्धा चांगली प्रतिकारशक्ती दर्शवितात. यूव्ही स्थिर आवृत्ती बाहेर अंदाजे 15 ते 25 वर्षे घासण्याची चिन्हे न दाखवता टिकू शकतात. ज्यांना गंज पूर्णपणे टाळायचा आहे त्यांच्यासाठी ऑटोमोटिव्ह ग्रेड पेंटिंग प्रणाली विचारात घेण्यासारखी आहे. यामध्ये फॉस्फेट उपचारांनंतर पेंटच्या अनेक थर लावले जातात, ज्यामुळे काच्याच्या पृष्ठभागाच्या तुलनेत कोरोजन समस्या सुमारे तीन-चतुर्थांशपर्यंत कमी होतात, असे गेल्या वर्षी मटेरियल्स परफॉर्मन्स जर्नलमध्ये प्रकाशित अभ्यासातून सिद्ध झाले आहे.

माइल्ड स्टील प्लेट्सची खर्चात माफकता आणि टिकाऊपणा

वर्ल्ड स्टील असोसिएशनच्या 2023 च्या डेटानुसार, माइल्ड स्टीलची किंमत प्रति टन $600 ते $800 दरम्यान असते, ज्यामुळे प्रति टन $2,100 ते $2,800 च्या दरम्यान असलेल्या स्टेनलेस स्टीलच्या तुलनेत सुमारे 40 ते 60 टक्के बचत होते. अ‍ॅल्युमिनियमही फारसे स्वस्त नाही, ज्याची किंमत सुमारे प्रति टन $2,400 ते $3,000 इतकी आहे. ज्या मोठ्या बांधकाम प्रकल्पांमध्ये सामग्रीचा खर्च बजेटाचा मोठा भाग घेते, तेथे अशा बचतींचे महत्त्व असते. जसे की इमारतींमधील संरचनात्मक सहाय्यासाठी किंवा कारखान्यांमधील मोठी साठवणूक प्रणाली. आणखी चांगली बातमी म्हणजे, आजकालच्या अनेक आधुनिक स्टील उत्पादन सुविधांमध्ये इलेक्ट्रिक आर्क भट्ट्यांचा वापर केला जातो, ज्यामध्ये जवळपास तीन-चौथाई पुनर्वापर केलेले धातूचे तुकडे वापरले जातात. जुन्या उत्पादन पद्धतींच्या तुलनेत या पद्धतीमुळे ऊर्जेचा वापर जवळपास दोन-तृतीयांशाने कमी होतो, ज्यामुळे आजच्या घडीला स्टील उत्पादन आर्थिक आणि पर्यावरणीय दृष्टिकोनातून अधिक चांगले झाले आहे.

आधुनिक उत्पादनात पुनर्वापर आणि पर्यावरणीय प्रभाव

2023 मधील स्टील रिसायकलिंग इन्स्टिट्यूटच्या अलीकडील माहितीनुसार, जगभरात मृदु स्टीलचा पुनर्वापर दर 93% इतका आहे, जो प्लास्टिक्सच्या 9% आणि कॉम्पोझिट्सच्या 5% खालील दरापेक्षा खूप पुढे आहे. जेव्हा आपण संसाधनांच्या दृष्टीने याचा अर्थ बघतो, तेव्हा प्रत्येक पुनर्वापर केलेल्या टनमध्ये जवळपास 1.4 टन लोह अयरन वाचवले जातात आणि जवळपास 0.8 टन कार्बन डायऑक्साइड उत्सर्जन कमी होते. अशा प्रकारचा प्रभाव आजकाल बरेच लोक चर्चा करत असलेल्या सर्कुलर अर्थव्यवस्थेच्या कल्पनेला खरोखरच पाठिंबा देतो. प्लाझ्मा कटिंग सारख्या दुय्यम उत्पादन प्रक्रियांदरम्यानही, जवळपास 15 ते 20 टक्के फालतू साहित्य निर्माण होते. पण येथे गोष्टींचा वेग वाढतो: बहुतेक उत्पादक 30 दिवसांच्या आत या फालतू साहित्याचा पुन्हा ताज्या कॉइल्समध्ये वापर करतात. यामुळे उद्योगातील लोक ज्याला 'क्लोज्ड लूप सिस्टम' म्हणतात ते तयार होते, जे आज बहुतेक प्लास्टिक साहित्यासाठी शक्य नाही.

वारंवार विचारले जाणारे प्रश्न (FAQ)

मऊ इस्पात प्लेट्स वापरण्याचा मुख्य फायदा काय आहे?

उच्च लवचिकता, वेल्ड करण्याची सोय आणि किमतीच्या बाबतीत कार्यक्षमतेमुळे मऊ इस्पात प्लेट्स प्राधान्याने वापरल्या जातात, ज्यामुळे त्या रचनात्मक अनुप्रयोग आणि औद्योगिक उत्पादनांसाठी आदर्श ठरतात.

भंगार प्रतिरोधकतेच्या दृष्टीने मऊ इस्पात प्लेट्सची स्टेनलेस स्टीलशी तुलना कशी केली जाते?

मिश्र धातू घटकांच्या कमी अंशामुळे मऊ इस्पात प्लेट्स स्टेनलेस स्टीलपेक्षा कमी भंगार प्रतिरोधक असतात. गॅल्व्हनाइझिंग सारख्या संरक्षित परिणामांमुळे भंगारकारक वातावरणात त्यांची टिकाऊपणा सुधारते.

उच्च तापमान अनुप्रयोगांसाठी मऊ इस्पात प्लेट्स योग्य आहेत का?

होय, उच्च तापमान पाईपिंग प्रणाली आणि औजार घटकांमध्ये मऊ इस्पात प्लेट्स सामान्यत: वापरल्या जातात. त्यांच्या उष्णता वाहकता आणि उष्णता उपचारांना सहन करण्याच्या क्षमतेमुळे अशा अनुप्रयोगांसाठी त्या योग्य ठरतात.