बोरॉन स्टील

बोरॉन स्टील, स्टील मिश्र धातु को संदर्भित करता है जिसमें बोरॉन की थोड़ी मात्रा सामान्यतः 1% से कम होती है। स्टील में बोरॉन मिलाने से मिश्र धातु की कठोरता बहुत बढ़ जाती है।

विवरण
बोरॉन को स्टील में फेरोबोरोन (~12-24% बी) के रूप में जोड़ा जाता है। चूंकि फेरोबोरोन के अतिरिक्त में सुरक्षात्मक तत्वों की कमी होती है, यह सामान्यतः ऑक्सीजन खोजी को जोड़ने के बाद जोड़ा जाता है।स्वामित्व योगज ऑक्सीजन/नाइट्रोजन खोजी के साथ भी उपस्थित हैं – इनमें से एक में 2% B प्लस Al, Ti, Si होता है। ऑक्सीजन, कार्बन और नाइट्रोजन स्टील में बोरॉन के साथ अभिक्रिया करके B2O3 (बोरान ट्राइऑक्साइड) बनाते हैं; Fe3(CB) (लौह बोरोनसेमेंटाइट) और Fe23(CB)6 (आयरन कार्बाइड); और बीएन (बोरॉन नाइट्राइड) क्रमशः है ।

कठोरता
घुलनशील बोरान स्टील्स में अनाज की सीमाओं के साथ व्यवस्थित होता है। यह प्रसार द्वारा γ-α परिवर्तनों (ऑस्टेनाइट से फेराइट परिवर्तन) को रोकता है और इसलिए ~ 0.0003 से 0.003% बी की इष्टतम सीमा के साथ कठोरता को बढ़ाता है। इसके अतिरिक्त Fe2B अनाज की सीमाओं पर अवक्षेपित पाया गया है, जो γ-α परिवर्तनों को भी मंद कर सकता है। उच्च B मानो पर Fe23(CB)6 बनने के बारे में सोचा जाता है, जो फेराइट न्यूक्लिएशन को बढ़ावा देता है, और इसलिए कठोरता को प्रतिकूल रूप से प्रभावित करता है।

बोरॉन बहुत कम सांद्रता पर प्रभावी होता है 30 पीपीएम बी समकक्ष 0.4% सीआर, 0.5% सी, या 0.12% वी को प्रतिस्थापित ले सकता है। 30 पीपीएम बी भी कम मिश्र धातु इस्पात में सख्त (~ + 50%) की गहराई को वृद्धि के लिए दिखाया गया है – एक ऑस्टेनिटाइजेशन उपचार से ठंडा होने पर नरम बैनाइट, फेराइट या मोती संरचनाओं के लिए ऑस्टेनाईट अपघटन की अपनी मंदता के कारण माना जाता है।

स्टील में कार्बन की उपस्थिति कठोरता को बढ़ावा देने में बोरॉन की सापेक्ष प्रभावशीलता को कम करती है।

30 पीपीएम से ऊपर बोरॉन कठोरता को कम करना प्रारंभ कर देता है, भंगुरता बढ़ाता है, और गर्म कमी उत्पन्न कर सकता है।

चरण आरेख
Fe-B चरण आरेख में दो यूटेक्टिक बिंदु होते हैं – 17% (मोल) एमपी पर 1149 डिग्री सेल्सियस; और 63.5% बोरॉन एम.पी. ~1500 डिग्री सेल्सियस। एक पीक एम.पी. 1:1 Fe:B पर, और क्रमशः Fe2B और Fe के अनुरूप 33% B पर एक नति परिवर्तन है ।

माना जाता है कि स्टील में बोरॉन की घुलनशीलता 1149 डिग्री सेल्सियस पर 0.021% होती है, जो 906 डिग्री सेल्सियस पर 0.0021% तक गिर जाती है। 710 °C पर केवल 0.00004% बोरॉन γ-Fe (ऑस्टेनाइट) में घुलता है।

उपयोग
बोरॉन मिश्र धातु स्टील्स में कार्बन, उच्च शक्ति वाले कम मिश्र धातु इस्पात, कार्बन-मैंगनीज और उपकरण स्टील्स सहित कम मिश्र धातु सम्मिलित हैं। बोरॉन के उच्च न्यूट्रॉन अवशोषण के कारण परमाणु उद्योग में उपयोग किए जाने वाले स्टेनलेस स्टील में बोरॉन जोड़ा जाता है – 4% तक किंतु अधिक सामान्यतः 0.5 से 1% तक है ।

बोरॉन स्टील्स का उपयोग कार उद्योग में होता है, सामान्यतः डोर फ्रेम के आसपास और सीटों को रिक्लाइन करने जैसे तत्वों को शसक्त करने के लिए किया जाता है। । 2000 के दशक के मध्य तक यह यूरोपीय कार निर्माताओं द्वारा सामान्य उपयोग में था। बोरॉन स्टील तत्वों की प्रारंभ ने दुर्घटना दृश्य बचावकर्ताओं के लिए उद्देश्य को प्रस्तुत किया क्योंकि इसकी उच्च शक्ति और कठोरता ने उस समय उपयोग में आने वाले कई पारंपरिक काटने के उपकरण (हाइड्रोलिक बचाव उपकरण) का विरोध किया।

ऑटोमोटिव उपयोग के लिए फ्लैट बोरॉन स्टील गर्म मुद्रांकन (स्टील) है जो ऑस्टेंटिक अवस्था से ठंडे सांचों में होता है (900-950 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करके प्राप्त किया जाता है)। इस प्रक्रिया के बाद एक विशिष्ट स्टील 22MnB5 600MPa के आधार से तन्य शक्ति में 2.5 गुना वृद्धि दर्शाता है। मुद्रांकन एक निष्क्रिय वातावरण में किया जा सकता है, अन्यथा अपघर्षक मापदंड बनते हैं – वैकल्पिक रूप से एक सुरक्षात्मक अल-सी कोटिंग का उपयोग किया जा सकता है। ( एल्युमिनाइज्ड स्टील देखें)। हाई टेंसाइल स्ट्रेंथ हॉट स्टैम्प्ड माइल्ड मैंगनीज बोरोन स्टील (22MnB5) (प्रमाण की ताकत 1200MPa तक, अत्यंत सहनशक्ति 1500MPa) की प्रारंभ से यूरोपीय कार उद्योग में डाउन गेजिंग के जरिए वजन कम करने में सहायता मिली थी ।

कट प्रतिरोध के लिए कुछ ताला के बंधनों में बोरॉन स्टील का उपयोग किया जाता है पर्याप्त शेकल मोटाई (15 मिमी या अधिक) के बोरॉन स्टील पैडलॉक अत्यधिक हैकसॉ, बोल्ट कटर और हथौड़ा-प्रतिरोधी होते हैं, चूंकि उन्हें एंगल ग्राइंडर से पराजित किया जा सकता है।

यह भी देखें

 * बोरिडिंग
 * आयरन बोराइड