फोर्जिंग के लिए प्रयुक्त सामग्री क्या हैं?

फोर्जिंग एक व्यापक रूप से अपनाई जाने वाली निर्माण प्रक्रिया है जिसका उपयोग उच्च दबाव में धातुओं को आकार देने के लिए किया जाता है। यह मज़बूत, विश्वसनीय और दोष-प्रतिरोधी घटकों के उत्पादन के लिए जानी जाती है जो ऑटोमोटिव, एयरोस्पेस, तेल और गैस, निर्माण और मशीनरी जैसे उच्च-प्रदर्शन उद्योगों में आवश्यक हैं। हालाँकि, सभी धातुएँ फोर्जिंग के लिए उपयुक्त नहीं होती हैं।

फोर्जिंग के लिए प्रयुक्त सामग्रीप्रक्रिया और अंतिम अनुप्रयोग की माँगों को पूरा करने के लिए, इसमें शक्ति, तन्यता, तापीय स्थिरता और मशीनीकरण का सही संयोजन होना चाहिए। यह लेख सबसे आम फोर्जिंग सामग्रियों, उनके प्रमुख गुणों और विभिन्न उद्योगों और वातावरणों के लिए उनके चयन के कारणों पर चर्चा करता है।

साकीस्टील

फोर्जिंग सामग्री का अवलोकन

फोर्जिंग में प्रयुक्त सामग्री तीन प्राथमिक श्रेणियों में आती है:

1. लौह धातुएँ(लौह युक्त)

2. अलौह धातु(मुख्यतः लोहा नहीं)

3. विशेष मिश्र धातु(निकल-आधारित, टाइटेनियम और कोबाल्ट मिश्र धातु)

प्रत्येक प्रकार ताकत, संक्षारण प्रतिरोध, लागत प्रभावशीलता या उच्च तापमान प्रदर्शन के लिए अद्वितीय लाभ प्रदान करता है।

फोर्जिंग में प्रयुक्त लौह धातुएँ

1. कार्बन स्टील

कार्बन स्टील अपनी बहुमुखी प्रतिभा और लागत-दक्षता के कारण सबसे आम फोर्जिंग सामग्रियों में से एक है।

• कम कार्बन स्टील (0.3% कार्बन तक)

  • उच्च लचीलापन और मशीनीकरण

  • ऑटोमोटिव पार्ट्स, हाथ के औजारों और फिटिंग में उपयोग किया जाता है

• मध्यम कार्बन स्टील (0.3%–0.6% कार्बन)

  • बेहतर ताकत और कठोरता

  • शाफ्ट, गियर, कनेक्टिंग रॉड में आम

• उच्च कार्बन स्टील (0.6%–1.0% कार्बन)

  • बहुत कठोर और घिसाव-प्रतिरोधी

  • चाकू, डाई और स्प्रिंग में उपयोग किया जाता है

प्रमुख ग्रेड: एआईएसआई 1018, एआईएसआई 1045, एआईएसआई 1095

2. अलॉय स्टील

मिश्र धातु इस्पात को कठोरता, ताकत और घिसाव प्रतिरोध में सुधार के लिए क्रोमियम, मोलिब्डेनम, निकल और वैनेडियम जैसे तत्वों से संवर्धित किया जाता है।

• उत्कृष्ट कठोरता और थकान शक्ति

• विशिष्ट यांत्रिक गुणों के लिए ताप-उपचार किया जा सकता है

• मांग वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श

सामान्य उपयोग: क्रैंकशाफ्ट, ट्रांसमिशन गियर, संरचनात्मक घटक

प्रमुख ग्रेड: 4140, 4340, 8620, 42CrMo4

3. स्टेनलेस स्टील

जब संक्षारण प्रतिरोध प्राथमिकता होती है तो फोर्जिंग के लिए स्टेनलेस स्टील को चुना जाता है।

• उच्च क्रोमियम सामग्री ऑक्सीकरण और संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करती है

• अच्छी ताकत और कठोरता

• खाद्य प्रसंस्करण, समुद्री और चिकित्सा उद्योगों के लिए उपयुक्त

प्रकार:

• ऑस्टेनिटिक (उदाहरण, 304, 316): गैर-चुंबकीय, उच्च संक्षारण प्रतिरोध

• मार्टेंसिटिक (उदाहरण, 410, 420): चुंबकीय, उच्च कठोरता

• फेरिटिक (उदाहरणार्थ, 430): मध्यम शक्ति और संक्षारण प्रतिरोध

सामान्य जाली भाग: फ्लैंज, पंप शाफ्ट, सर्जिकल उपकरण, फास्टनर

साकीस्टीलविभिन्न अनुप्रयोगों के लिए अनुकूलित स्टेनलेस स्टील फोर्जिंग की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान करता है।

फोर्जिंग में प्रयुक्त अलौह धातुएँ

1. एल्यूमीनियम और एल्यूमीनियम मिश्र धातु

एल्यूमीनियम का उपयोग इसके हल्के वजन, संक्षारण प्रतिरोध और उत्कृष्ट शक्ति-से-भार अनुपात के कारण फोर्जिंग में व्यापक रूप से किया जाता है।

• फोर्जिंग और मशीनिंग में आसान

• एयरोस्पेस, ऑटोमोटिव और परिवहन भागों के लिए आदर्श

प्रमुख ग्रेड:

• 6061 – उच्च शक्ति और संक्षारण प्रतिरोध

• 7075 - उच्च शक्ति, अक्सर एयरोस्पेस में उपयोग किया जाता है

• 2024 – उत्कृष्ट थकान प्रतिरोध

विशिष्ट अनुप्रयोग: नियंत्रण भुजाएँ, विमान फिटिंग, पहिया हब

2. तांबा और तांबा मिश्र धातु (कांस्य और पीतल)

तांबा आधारित सामग्री उत्कृष्ट विद्युत और तापीय चालकता प्रदान करती है।

• विद्युत कनेक्टर, प्लंबिंग फिटिंग, समुद्री घटकों में उपयोग किया जाता है

• जालीदार भाग घिसाव और क्षरण का प्रतिरोध करते हैं

प्रमुख मिश्रधातु:

• C110 (शुद्ध तांबा)

• C360 (पीतल)

• C95400 (एल्यूमीनियम कांस्य)

3. मैग्नीशियम मिश्र धातु

यद्यपि यह कम प्रचलित है, मैग्नीशियम मिश्रधातु का उपयोग वहां किया जाता है जहां हल्की सामग्री महत्वपूर्ण होती है।

• उच्च शक्ति-से-भार अनुपात

• अक्सर एयरोस्पेस और इलेक्ट्रॉनिक्स में उपयोग किया जाता है

• नियंत्रित फोर्जिंग स्थितियों की आवश्यकता होती है

सीमाएँ: प्रसंस्करण के दौरान अधिक महंगा और प्रतिक्रियाशील

फोर्जिंग में प्रयुक्त विशेष मिश्रधातु

1. निकल-आधारित मिश्र धातु

निकल मिश्रधातुओं को उनके उत्कृष्ट उच्च तापमान और संक्षारण प्रतिरोध के लिए गढ़ा जाता है।

• रासायनिक प्रसंस्करण, बिजली उत्पादन और एयरोस्पेस में आवश्यक

• अत्यधिक तनाव, गर्मी और रासायनिक हमले का सामना करना

प्रमुख ग्रेड:

• इनकोनेल 625, 718

• मोनेल 400

• हेस्टेलोय सी-22, सी-276

साकीस्टीलगंभीर सेवा स्थितियों के लिए निकल मिश्र धातु फोर्जिंग की आपूर्ति करता है।

2. टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातु

टाइटेनियम शक्ति, कम घनत्व और संक्षारण प्रतिरोध का एक अनूठा संयोजन प्रदान करता है।

• एयरोस्पेस, समुद्री और चिकित्सा अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है

• महँगा लेकिन आदर्श जहाँ प्रदर्शन लागत को उचित ठहराता है

प्रमुख ग्रेड:

• ग्रेड 2 (व्यावसायिक रूप से शुद्ध)

• Ti-6Al-4V (उच्च शक्ति एयरोस्पेस ग्रेड)

3. कोबाल्ट मिश्र धातु

कोबाल्ट आधारित फोर्जिंग अत्यधिक घिसाव प्रतिरोधी होती है तथा उच्च तापमान पर भी अपनी मजबूती बनाए रखती है।

• टरबाइन घटकों, इंजन भागों, चिकित्सा प्रत्यारोपण में आम

• उच्च लागत के कारण उपयोग बहुत विशिष्ट अनुप्रयोगों तक सीमित हो जाता है

फोर्जिंग में सामग्री चयन को प्रभावित करने वाले कारक

फोर्जिंग के लिए सही सामग्री का चयन कई प्रमुख कारकों पर निर्भर करता है:

• यांत्रिक शक्ति आवश्यकताएँ

• संक्षारण और ऑक्सीकरण प्रतिरोध

• परिचालन तापमान

• मशीनीकरण और आकार देने योग्यता

• थकान और घिसाव प्रतिरोध

• लागत और उपलब्धता

इंजीनियरों को इन कारकों को संतुलित करना होगा ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि फोर्ज्ड घटक अपने अंतिम उपयोग के वातावरण में विश्वसनीय ढंग से कार्य करे।

सामग्री के प्रकार के अनुसार सामान्य जाली उत्पाद