स्टिल

स्टिल/ इस्पात फलाम र कार्बनको मिश्र धातु हो। फलामका अन्य रूपको तुलनामा यसमा स्ट्रेन्थ र फ्र्याक्चर रेजिस्टेन्स सुधारिएको हुन्छ।  धेरै अन्य तत्वहरू पनि मिलाइएको हुन   सक्छ। स्टेनलेस स्टिल, जुन खिया प्रतिरोधी र अक्सीकरण प्रतिरोधी हुन्छ, सामान्यतया अतिरिक्त ११ % क्रोमियम चाहिन्छ। यसको उच्च तन्य शक्ति र कम लागतको कारण स्टिलको प्रयोग भवन, पूर्वाधार, उपकरण, जहाज, रेल, कार, साइकल, मेसिन, विद्युतीय उपकरण, फर्निचर र हतियारहरूमा गरिन्छ। यसमा सजिलैसँग वेल्डिङ गर्न सकिन्छ ।

फलाम इस्पातको आधारभूत धातु हो। स्टिललाई फलाम र कार्बनको मिश्र धातु मानिन्छ (अन्य तत्वहरू पनि भए वा नभए पनि ) Prawoto, Yunan (2013). Integration of Mechanics into Materials Science Research: A Guide for Material Researchers in Analytical, Computational and Experimental Methods. Lulu.com. ISBN 9781300712350. कार्बनले फलामको गुणहरूलाई अन्य तत्वहरू भन्दा बढी प्रभावित गर्छ ; यसले अद्वितीय विस्ततारमा विभिन्न गुणहरू प्राप्त हुन्छ।अन्य धेरै साधारण तत्वहरू पनि थप्दा फलाम र इस्पातको गुणहरू परिवर्तन हुने भए पनि  यी मध्ये, कार्बन मुख्य तत्व हो। यसले फलामको कठोरता र शक्तिलाई समानुपातिक रूपमा बढाउँछ, विशेष गरी उचित ताप उपचार पछि। फलामसँग कार्बन सबैभन्दा किफायती हुन्छ , तर आवश्यकता अनुसार, म्यांगनीज, क्रोमियम, भ्यानेडियम र टंगस्टन पनि मिलाइन्छ। कार्बन र अन्य पदार्थले मिश्र धातुलाई कठोरता प्रदान गर्दछ। फलाममा उपयुक्त मात्रामा मिश्रक थपेर फलामलाई आवश्यक कठोरता (Hardness), तन्यता (Tensile Strength) र लचकता (Flexibility) प्रदान गरिन्छ। फलाममा जति धेरै कार्बन थपिन्छ, स्टिल जति कडा हुँदै जान्छ, कठोरता बढ्दै जान्छ । फलाममा कार्बनको अधिकतम घुलनशीलता ११४९ डिग्री सेल्सियसमा २.१४ प्रतिशत हुन्छ। कम तापक्रममा, यदि फलाममा अधिक कार्बन मिलाइयो भने सिमेन्टाइट बन्छ।  

यदि फलाममा यो भन्दा बढी कार्बन छ भने यसलाई कास्ट आयरन भनिन्छ, किनभने यसको पग्लने बिन्दु घट्छ। स्टिल यो कारणले पनि कास्ट आइरन भन्दा फरक छ किनभने यसमा अन्य तत्वहरूको मात्रा धेरै कम हुन्छ अर्थात् लगभग १ देखि ३ प्रतिशत।

स्टिलको उत्पादन हजारौं वर्षसम्म ब्लोमरी भट्टीमा गरिएको थियो, तर यसको वृहत स्तरमा, औद्योगिक प्रयोग १७ औं शताब्दीमा ब्लास्ट फर्नेसको परिचय र क्रूसिबल स्टिलको उत्पादनको साथ थप कुशल उत्पादन विधिहरू बनाइएपछि मात्र सुरु भयो। १९ औं शताब्दीको मध्यमा इङ्गल्याण्डमा बेसेमर प्रक्रिया र त्यसपछि ओपन-हर्थ फर्नेस को बिकास भयो। बेसेमर  प्रक्रियाको आविष्कार संगै, स्टिलको  बृहत उत्पादन को एक नयाँ युग शुरू भयो। माइल्ड स्टिल(
Mild steel)ले  रट आइरन(wrought iron) लाई प्रतिस्थापित गर्यो। जर्मन राज्य १९ औं शताब्दीमा युरोपमा ठूलो स्टिल शक्तिको रुपमा उदाए। 

आज, स्टिल विश्वमा सबैभन्दा सामान्य रूपमा निर्मित सामग्रीहरू मध्ये एक हो। विश्वमा वार्षिक १.६ बिलियन  टन भन्दा बढी  उत्पादन हुन्छ। 

आधुनिक स्टिल सामान्यतया विभिन्न मानक संगठनहरू द्वारा परिभाषित विभिन्न ग्रेडहरू द्वारा पहिचान गरिन्छ। 

आधुनिक स्टिल उद्योग संसारको सबैभन्दा ठूलो उत्पादन उद्योगहरू मध्ये एक हो, तर सबैभन्दा ऊर्जा र हरितगृह ग्यास उत्सर्जन तीव्र उद्योगहरू मध्ये पनि एक हो, जसले विश्वव्यापी उत्सर्जनको ८% योगदान गर्दछ।   यद्यपि, स्टिल धेरै पुन: प्रयोज्य पनि छ: यो विश्वको सबैभन्दा धेरै पुन: प्रयोग गरिने सामग्रीहरू मध्ये एक हो, विश्वव्यापी रूपमा ६०% भन्दा बढीको रिसाइकल दरको साथ।  

 गुणहरू 
स्टिलको घनत्व मिश्र धातुका घटकमा आधारित हुन्छ तर सामान्यतया    , वा   को बीचमा हुन्छ। 

 उत्पादन 
सन् २०२२ मा, विश्वको कुल कच्चा स्टिल उत्पादन लगभग १.९ अर्ब टन थियो। हाल सबैभन्दा ठूलो स्टिल उत्पादक देश चीन हो, जसले सन् २०२२ मा विश्वको इस्पात उत्पादनको ५४% ओगटेको थियो।  सन् २०२० मा, कोरोना महामारीको बाबजुद, चीन एक अर्ब टन भन्दा बढी स्टील उत्पादन गर्ने पहिलो देश बनेको थियो।  सन् २००८, २००९, २०१५ र २०१६ मा विश्वव्यापी मन्दीको परिणामस्वरुप अधिकांश स्टिल उत्पादक देशहरूमा उत्पादन घटेको थियो भने सन् २०१० र २०१७ मा, यो फेरि बढेको थियोे।

 उपयोग 

 ऐतिहासिक 
अङ्गुठाकार| एक कार्बन स्टील चक्कु
बेसेमर प्रक्रिया र अन्य आधुनिक उत्पादन प्रविधिहरूको विकास हुनु अघि, स्टिल महँगो थियो र सस्तो विकल्प नभएको ठाउँमा मात्र प्रयोग गरिन्थ्यो, विशेष गरी चक्कु, छुरा, तरवार र अन्य वस्तुहरूको काट्ने किनाराका लागि जहाँ कडा, धारिलो धार चाहिन्छ। यो घडीमा प्रयोग हुने स्प्रिङ्सका लगायतका लागि पनि प्रयोग गरिन्थ्यो। 

द्रुत र मितव्ययी उत्पादन विधिहरूको आगमन संगै, स्टिल बनाउन सजिलो र धेरै सस्तो भएको छ। यसले धेरै प्रायोजनमा रट आइरनलाई प्रतिस्थापन गरेको छ। यद्यपि, २० औं शताब्दीको उत्तरार्धमा प्लास्टिकको उपलब्धताले यी सामग्रीहरूलाई तिनको कम निर्माण लागत र तौलका कारण केही प्रयोगमा स्टिललाई प्रतिस्थापन गर्ने बाटो खुलेको छ।  कार्बन फाइबरले केही लागत असंवेदनशील प्रयोजनहरूमा जस्तै खेलकुद उपकरणहरू र उच्च-अन्तको अटोमोबाइलहरूमा स्टिललाई प्रतिस्थापन गर्दैछ।

 लामो 
अङ्गुठाकार| एउटा स्टिल पुल
अङ्गुठाकार| ओभरहेड पावर लाइनहरू झुन्डाइएको एउटा स्टिल पाइलन

 प्रबलित कंक्रीटमा प्रबलित बार र जालको रूपमा
 रेलमार्ग ट्र्याकहरू
 आधुनिक भवन र पुलहरूमा संरचनात्मक इस्पात
 तारहरु
 रिफर्जिङ एपहरूमा इनपुट

 सपाट कार्बन 

 प्रमुख उपकरणहरू
 चुम्बकीय कोर
 अटोमोबाइल, रेल र जहाजको भित्री र बाहिरी भाग।

 स्टेनलेस 
अङ्गुठाकार| एक स्टेनलेस स्टील ग्रेवी डुङ्गा

सन्दर्भ सामग्रीहरू

श्रेणी:मिश्रधातु