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इस्पात क्या है?

इस्पात, शब्द विविध प्रकार के परस्पर अत्यधिक अलग गुणोंवाले पदार्थो के लिए प्रयोग किया जाता है और इस शब्द की ठीक-ठीक परिभाषा प्रस्तुत करना असंभव है। लेकिन इस्पात को  लोहे तथा कार्बन की मिश्र धातु ही माना जाता है फिर दूसरे तत्व साथ हों या न हों। इसमें कार्बन की मात्रा साधारण 2 % से ज्यादा नहीं होती। किसी अन्य तत्व की अपेक्षा कार्बन, लोहे के गुणों को ज्यादा प्रभावित करता है, इससे अद्वितीय विस्तार में विभिन्न गुण मिलते हैं। और कई अन्य साधारण तत्व मिलाए जाने पर लोहे और इस्पात के गुणों को बहुत परिवर्तित देते हैं, लेकिन  इनमें कार्बन ही प्रमुख मिश्रधातुकारी तत्व है। यह लोहे की कठोरता व पुष्टता समानुपातिक मात्रा में वृद्धि करता है, खासकर उचित उष्मा उपचार के पश्चात।
इस्पात एक प्रकार का मिश्रण है जिसमें अधिकतर लोहा होता है। इस्पात में 0.2 % से 2.14 % के बीच कार्बन पाया जाता है। लोहे के साथ कार्बन सबसे सस्ता मिश्रक होता है, लेकिन आवश्यकता के अनुसार इसमें मैंगनीज व क्रोमियम, वैंनेडियम, टंग्सटन भी मिलाया जाता हैं। कार्बन व दूसरे अन्य पदार्थ मिश्रधातु को कठोरता प्रदान करते हैं। लौहे के साथ उचित मात्रा में मिश्रक मिलाकर, लोहे को आवश्यक कठोरता, तन्यता, सुघट्यता प्रदान की जाती है। लौहे में जितना अधिक कार्बन मिलाते हैं इस्पात उतना ही ज्यादा कठोर बन जाता है, कठोरता में वृद्धि के साथ ही उसकी भंगुरता भी बढ़ जाती है। 1149डिग्री सेल्सियस तापमान पर लौहे में कार्बन की अधिकतम घुल्यता 2.14% है। कम तापमान पर अगर लौहे में अधिक मात्रा में कार्बन हो तो इससे सिमेंटाइट का निर्माण किया जाता है. अगर लौहे में इससे अधिक कार्बन हो तो यह कास्ट आयरन कहा जाता है, क्योंकि इसका गलनाक बहुत कम हो जाता है। इस्पात, कास्ट आयरन से इसलिए अलग होता है क्योंकि इसमें दूसरे तत्वों की मात्रा बहुत कम होती है सिर्फ 1 से 3 % के करीब इस्पात जंगरोधी होता है और इसे सरलता से वेल्ड किया जा सकता है।
आजकल गृह, पुल, बांध, सड़क निर्माण आदि में इस्पात का बड़े पैमाने पर प्रयोग किया जाता है और बाजार अलग-अलग गुण वाले इस्पात अलग-अलग दामों पर उपलब्ध होते है।

इस्पात की खासियत क्या है?
साधारण इस्पात में वह चाहे जिस विधि से बनाया गया हो, कार्बन, मैंगनीज़ 0.10 से 1.50 %, सिलिकन 0.20 से 0.25 %, गंधक व फासफोरस 0.01 से 0.10 % व ताँबा, ऐल्युमिनियम तथा  आरसेनिक न्यूनतम मात्रा में होते है। इसमें हाइड्रोजन, आक्सीजन, नाइट्रोजन भी कम मात्रा में रहते हैं। इस जाति के इस्पात कई तरह के काम में इस्तेमाल किये जाते हैं। फिर भी सभी इस्पात मिश्रधातु है, साधारण बोलचाल की भाषा में इस्पात को एक सरल धातु ही समझा जाता है। ऊपर दिए हुए विश्लेषण से यदि किसी तत्व की मात्रा ज्यादा हो, या फिर इस्पात में दूसरे तत्व, जैसे- क्रोमियम, वैनेडियम, टंग्स्टन, मालिब्डीनम, टाइटेनियम आदि हों, जो सामान्य इस्पात में नही पाए जाते तो इससे विशेष, मिश्र धात्वीय इस्पात बनता है। यांत्रिक गुणों की वृद्धि हेतु यह मिलावट की जाती है। इस्पात की कुछ खासियत है जो मिश्रधातुकारी तत्वों द्वारा प्रभावित होती हैं, वे इस प्रकार निम्नलिखित है:-

(क) यांत्रिक गुणों में वृद्धि करना 

(1) तैयार इस्पात की पुष्टता में वृद्धि करना 
(2) किसी निम्नतम कठोरता या फिर पुष्टता पर चिमड़ेपन या सुघट्यता में वृद्धि करना।
(3) उसकी अधिकतम मोटाई में वृद्धि करना जिसे बुझाकर वांछित सीमा तक कड़ा किया जाना संभव हो।
(4) बुझाकर कठोरीकरण की क्षमता में कमी करना।
(5) ठंढी रीति से कठोरीकरण की दर में वृद्धि करना।
(ख) चुबंकीय गुणों में वृद्धि करना 
(1) प्रारंभिक चुंबकशीलता या फिर अधिकतम प्रेरण में वृद्धि करना।
(2) प्रसाही बल, मंदायन तथा विद्युत् हानि में कमी करना।
(3) प्रसाही बल, चुंबकीय स्थायित्व में वृद्धि करना।
(4) सभी तरह के चुबंकीय गुणों में कमी लाना।
(ग) रासायनिक निष्क्रियता में वृद्धि करना 
(1) आर्द्र वातावरण में मोरचा लगने में कमी।
(2) उच्चताप पर भी रासायनिक क्रियाशीलता में कमी लाना।
(3) रासायनिक वस्तुओं द्वारा आक्रमण में कमी लाना।
इस्पात के गुण इसपर ही अत्यधिक आधारित होते हैं, ऑस्टेनाइट की संरचना तथा कण के परिमाण पर निर्भर करता है।
बुझाए हुए इस्पात कार्बन में मात्रा के अनुसार कठोरतावाले होते हैं। कठोरता के लिए सिर्फ  कार्बन पर ही निर्भर होने में इस्पात को एकाएक बुझाना होता है। इससे या तो दूसरी बुराइयाँ उत्पन्न हो सकती है या फिर भीतर तक कठोरीकरण नही हो पाता। कुछ उच्च मिश्रधात्वीय इस्पातों में साधारण ताप पर अपेक्षाकृत धीरे-धीरे ठंडा करके यह कठोरीकरण कुछ अंशों में प्राप्त किया जाता है।
बुझाए गए तथा कठोरीकृत इस्पातों में आंतरिक तनाव पाया जाता है, जो फिर से गर्म करके दूर किया जाता है। यह क्रिया पानी चढ़ाना कहलाती है।


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