स्टेनलेस स्टील में निकल की मुख्य भूमिका यह है कि यह स्टील की क्रिस्टल संरचना को बदल देता है। स्टेनलेस स्टील में निकेल को जोड़ने के मुख्य कारणों में से एक ऑस्टेनिटिक क्रिस्टल संरचना का निर्माण है, जो स्टेनलेस स्टील के गुणों जैसे कि लचीलापन, वेल्डेबिलिटी और क्रूरता में सुधार करता है, इसलिए निकल को ऑस्टेनाइट पूर्व के रूप में जाना जाता है। साधारण कार्बन स्टील की क्रिस्टल संरचना को फेराइट कहा जाता है, जो एक शरीर-केंद्रित क्यूबिक (बीसीसी) संरचना है, और एक शरीर-केंद्रित क्यूबिक (बीसीसी) संरचना से एक चेहरे-केंद्रित क्यूबिक (एफसीसी) में क्रिस्टल संरचना को बढ़ावा देने के लिए निकल जोड़ा जाता है। ) संरचना, जिसे ऑस्टेनाइट कहा जाता है। हालांकि, निकेल ऐसे गुणों वाला कोई असामान्य तत्व नहीं है। आम ऑस्टेनाइट बनाने वाले तत्व हैं: निकल, कार्बन, नाइट्रोजन, मैंगनीज और तांबा। ऑस्टेनाइट बनाने में इन तत्वों के सापेक्ष महत्व का स्टेनलेस स्टील्स की क्रिस्टल संरचना की भविष्यवाणी के लिए महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। वर्तमान में, ऑस्टेनाइट बनाने वाले तत्वों के सापेक्ष महत्व को व्यक्त करने के लिए कई सूत्र विकसित किए गए हैं। सबसे प्रसिद्ध निम्नलिखित सूत्र है: ऑस्टेनाइट बनाने की क्षमता=Ni%+30C%+30N%+0.5Mn%+0.25Cu%
इस समीकरण से देखा जा सकता है कि कार्बन एक मजबूत ऑस्टेनाइट बनाने वाला तत्व है, जिसमें निकल की तुलना में ऑस्टेनाइट बनाने की क्षमता 30 गुना है, लेकिन इसे जंग-प्रतिरोधी स्टेनलेस स्टील में नहीं जोड़ा जा सकता है क्योंकि वेल्डिंग के बाद यह संवेदी क्षरण और बाद में अंतर-क्षरण का कारण बन सकता है। समस्या। नाइट्रोजन भी निकल की तुलना में ऑस्टेनाइट बनाने में 30 गुना अधिक सक्षम है, लेकिन यह एक गैस है और बिना सरंध्रता की समस्या पैदा किए स्टेनलेस स्टील में केवल सीमित मात्रा में नाइट्रोजन मिलाया जा सकता है। मैंगनीज और तांबे को जोड़ने से स्टील बनाने की प्रक्रिया में कम दुर्दम्य जीवन और वेल्डिंग की समस्या हो सकती है।
जैसा कि आप निकल समीकरण से देख सकते हैं, मैंगनीज का जोड़ ऑस्टेनाइट बनाने में बहुत प्रभावी नहीं है, लेकिन मैंगनीज के अलावा अधिक नाइट्रोजन की अनुमति देता है, जो कि स्टेनलेस स्टील में घुलने के लिए एक बहुत मजबूत ऑस्टेनाइट है। 200 श्रृंखला स्टेनलेस स्टील में, 100% ऑस्टेनिटिक संरचना बनाने के लिए निकल को बदलने के लिए पर्याप्त मैंगनीज और नाइट्रोजन है। निकल सामग्री जितनी कम होगी, मैंगनीज और नाइट्रोजन की मात्रा उतनी ही अधिक होगी जिसे जोड़ने की आवश्यकता है। उदाहरण के लिए, टाइप 201 स्टेनलेस स्टील में केवल 4.5% निकल और 0.25% नाइट्रोजन होता है। निकल समीकरण से, ये नाइट्रोजन ऑस्टेनाइट बनाने की क्षमता में 7.5% निकल के बराबर हैं, इसलिए 100% ऑस्टेनाइट संरचना भी बनाई जा सकती है। यह 200 श्रृंखला स्टेनलेस स्टील का गठन सिद्धांत भी है। कुछ 200 श्रृंखला स्टेनलेस स्टील्स में जो मानक को पूरा नहीं करते हैं, पर्याप्त मात्रा में मैंगनीज और नाइट्रोजन जोड़ने में असमर्थता के कारण, 100% ऑस्टेनिटिक संरचना बनाने के लिए, जोड़ा गया क्रोमियम की मात्रा कृत्रिम रूप से कम हो जाती है, जो अनिवार्य रूप से नेतृत्व करेगी स्टेनलेस स्टील के संक्षारण प्रतिरोध में गिरावट। .
स्टेनलेस स्टील में, दो विरोधी बल एक साथ कार्य करते हैं: फेराइट बनाने वाले तत्व फेराइट बनाते रहते हैं, और ऑस्टेनाइट बनाने वाले तत्व ऑस्टेनाइट बनाते रहते हैं। अंतिम क्रिस्टल संरचना दो प्रकार के अतिरिक्त तत्वों की सापेक्ष मात्रा पर निर्भर करती है। क्रोमियम एक फेराइट बनाने वाला तत्व है, इसलिए क्रोमियम स्टेनलेस स्टील क्रिस्टल संरचना के निर्माण में ऑस्टेनाइट बनाने वाले तत्वों के साथ प्रतिस्पर्धी संबंध में है। चूंकि लोहा और क्रोमियम दोनों फेराइट बनाने वाले तत्व हैं, 400 श्रृंखला स्टेनलेस स्टील पूरी तरह से फेरिटिक स्टेनलेस स्टील्स हैं जो चुंबकीय हैं। लौह-क्रोमियम स्टेनलेस स्टील में ऑस्टेनाइट बनाने वाले तत्व-निकल को जोड़ने की प्रक्रिया में, जैसे-जैसे निकल सामग्री बढ़ती है, तब तक गठित ऑस्टेनाइट धीरे-धीरे बढ़ेगा जब तक कि सभी फेराइट संरचना ऑस्टेनाइट संरचना में परिवर्तित न हो जाए, इस प्रकार 300 श्रृंखला स्टेनलेस स्टील का निर्माण होता है। यदि निकेल की केवल आधी मात्रा मिला दी जाए, तो 50% फेराइट और 50% ऑस्टेनाइट बनते हैं, एक संरचना जिसे डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील के रूप में जाना जाता है।
400 श्रृंखला स्टेनलेस स्टील एक लोहा, कार्बन-क्रोमियम मिश्र धातु है। इस स्टेनलेस स्टील में एक मार्टेंसिटिक संरचना और लोहा है, इसलिए इसमें सामान्य चुंबकीय गुण हैं। 400 श्रृंखला स्टेनलेस स्टील में उच्च तापमान ऑक्सीकरण के लिए मजबूत प्रतिरोध है, और कार्बन स्टील की तुलना में, इसके भौतिक और यांत्रिक गुणों में और सुधार होता है। अधिकांश 400 श्रृंखला स्टेनलेस स्टील्स को गर्मी का इलाज किया जा सकता है।
300 श्रृंखला स्टेनलेस स्टील एक मिश्र धातु सामग्री है जिसमें लोहा, कार्बन, निकल और क्रोमियम होता है, एक गैर-चुंबकीय स्टेनलेस स्टील सामग्री, जिसमें 400 श्रृंखला स्टेनलेस स्टील की तुलना में बेहतर निंदनीय गुण होते हैं। 300 श्रृंखला स्टेनलेस स्टील की ऑस्टेनिटिक संरचना के कारण, इसमें कई वातावरणों में मजबूत संक्षारण प्रतिरोध होता है, धातु के ओवरस्ट्रेस के कारण जंग के कारण फ्रैक्चर के लिए अच्छा प्रतिरोध होता है, और इसके भौतिक गुण गर्मी उपचार से प्रभावित नहीं होते हैं। प्रभाव।
