लौह धातु क्या है? – What Is A Ferrous Metal in Hindi

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लौह धातु क्या है? – What Is A Ferrous Metal in Hindi

फेरस एक लैटिन शब्द है जो फेरम से आया है, जिसका अर्थ होता है “लौह युक्त धातु यौगिक” लौह धातुएं वे होती हैं जिनकी संरचना में केवल थोड़ी मात्रा में ही लोहा होता है। लौह धातुएं चुंबकीय भी होती हैं और उनमें लोहे की मात्रा के कारण उच्च शक्ति और कठोरता भी होती है।

लौह धातु कोई भी वह धातु है जो मुख्य रूप से लोहे से बनी होती है और इसमें चुंबकीय गुण भी होते हैं। लौह धातु अपनी कठोरता, स्थायित्व और तन्य शक्ति के लिए भी जानी जाती है। कुछ सामान्य लौह धातुओं में मिश्र धातु इस्पात, कार्बन स्टील, कच्चा लोहा और ढलवा लोहा भी शामिल होता हैं। लौह धातुओं को उनकी ताकत के लिए भी जाना जाता है और उनका उपयोग भी अधिक किया जाता है।

लौह धातुएं अपने उच्च कार्बन अणु मैटेरियल के कारण नमी या अम्लीय या संक्षारक वातावरण के संपर्क में आने पर जंग के लिए अत्यधिक संवेदनशील भी होती हैं। जैसे, वांछित गुण प्राप्त करने के लिए वे आम तौर पर कई अलग-अलग मिश्र धातु तत्वों के साथ भी मिश्रित होते हैं।

उपयोग किए गए मिश्र धातु तत्वों के कुछ उदाहरणों में क्रोमियम, वैनेडियम, निकल और मैंगनीज भी शामिल होते हैं। ये तत्व लौह स्टील्स को भौतिक गुण दे सकते हैं जो उन्हें विभिन्न इंजीनियरिंग उद्योगों में व्यापक रूप से उपयोग कर सकते हैं।

कुछ वांछनीय लौह धातु गुणों में स्थायित्व, अधिक तन्यता ताकत, चुंबकीयता, जंग के लिए कम प्रतिरोध, चांदी का रंग, पुनर्नवीनीकरण की क्षमता और विद्युत चालन भी शामिल हैं। लौह धातुओं के बीच सामान्य गुणों को निर्दिष्ट करना भी मुश्किल है, क्योंकि विभिन्न प्रकार के मिश्र धातु तत्वों का उपयोग उनकी विशेषताओं को बदलने के लिए किया जाता है।

उनके पास जो गुण होता हैं, वे उन्हें गगनचुंबी इमारतों, पुलों, रेलमार्ग परियोजनाओं और वाहनों जैसी परियोजनाओं के लिए औद्योगिक और वास्तुशिल्प दोनों क्षेत्रों में उपयोग भी करने के लिए सही बनाते हैं। उनके चुंबकीय गुणों के कारण, विभिन्न उपकरणों और इंजनों में लौह धातुओं का भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

हालांकि, लौह धातुओं में उच्च कार्बन मैटेरियल होती है, जिससे आमतौर पर उनमें जंग लगने की संभावना बढ़ जाती है; स्टेनलेस स्टील इसकी क्रोमियम मैटेरियल के कारण अपवाद है, जैसा कि गढ़ा हुआ लोहा है, इसकी लौह मैटेरियल की शुद्धता के कारण। लौह धातुओं का व्यापक रूप से लगभग सभी उद्योगों में उपयोग किया जाता है जैसे कि शिपिंग कंटेनर, औद्योगिक पाइपिंग, ऑटोमोबाइल, रेल की पटरियों, जहाजों और भी कई वाणिज्यिक और घरेलू उपकरणों के निर्माण में भी।

लौह क्या है? What Is Ferrous

रसायनिक विज्ञान में, विशेषण फेरस एक यौगिक को इंगित करता है जिसमें लोहा (II) होता है, जिसका अर्थ है कि इसकी +2-ऑक्सीकरण अवस्था में लोहा, संभवतः द्विसंयोजक धनायन Fe2+ के रूप में। यह “फेरिक” या लोहे (III) का विरोध करता है, जिसका अर्थ है कि इसकी +3-ऑक्सीकरण अवस्था में लोहा, जैसे कि त्रिसंयोजक धनायन Fe3+ ।

इस उपयोग को अधिक पैमाने पर IUPAC नामकरण द्वारा बदल दिया गया है, जो ऑक्सीकरण अवस्था के लिए होता है, कोष्ठक में रोमन अंकों द्वारा ही इंगित किया जाता है, जैसे फेरस ऑक्साइड (FeO) के लिए आयरन (II) ऑक्साइड, फेरिक ऑक्साइड के लिए आयरन (III) ऑक्साइड (Fe2O3) , और लौह (II, III) ऑक्साइड Fe3O4 ऑक्साइड के लिए जिसमें लोहे के दोनों रूप भी होते हैं।

रसायनिक शास्त्र के बाहर, “लौह” का अर्थ आम तौर पर “लोहा युक्त” होता है। यह शब्द लैटिन शब्द फेरम (“लोहा”) से लिया गया है। लौह धातुओं में स्टील और पिग आयरन (कुछ प्रतिशत कार्बन मैटेरियल के साथ) और अन्य धातुओं (जैसे स्टेनलेस स्टील) के साथ लोहे के मिश्र धातु शामिल होता हैं। “अलौह” का उपयोग उन धातुओं और मिश्र धातुओं का वर्णन करने के लिए भी किया जाता है जिनमें पर्याप्त मात्रा में लोहा नहीं होता है।

शब्द “लौह” आमतौर पर केवल धातुओं और मिश्र धातुओं पर ही लागू होता है। विशेषण फेरुगिनस का उपयोग गैर-धातु पदार्थों को संदर्भित करने के लिए किया जाता है जिनमें लोहा होता है, जैसे कि “फेरुगिनस पानी” या जंग के समान नारंगी-भूरे रंग के रंग के लिए होता है।

लौह धातुओं के गुण Properties Of Ferrous Metals

लौह धातुओं में कुछ बुनियादी गुण भी होते हैं, जिनमें जंग लगने की संभावना और चुंबकीय होना भी शामिल होता है। सामान्य लौह धातु गुणों की सूची में शामिल होता हैं:-

• टिकाऊ Durable
• अच्छा तन्यता ताकत Good tensile strength
• अच्छी विद्युत चालकता Good electrical conductivity
• कम संक्षारण प्रतिरोध Low corrosion resistance
• रंग में चांदी Silver in color
• रीसायकल Recyclable
• आमतौर पर, चुंबकीय Usually, magnetic

लौह धातुओं में क्रोमियम, निकल, मैंगनीज, मोलिब्डेनम, और वैनेडियम, मैंगनीज के साथ विभिन्न मिश्र धातु तत्वों की एक फैला हुआ श्रृंखला शामिल होता है। ये मिश्र धातु तत्व लौह मैटेरियल को विभिन्न गुण प्रदान करते हैं जो उन्हें विभिन्न प्रकार के इंजीनियरिंग और अन्य अनुप्रयोगों में उपयोग करने की अनुमति दे देते हैं जिनमें उपकरण, पाइपलाइन, कंटेनर, कटलरी और गगनचुंबी इमारतों जैसे बड़े बड़े निर्माण भी शामिल हैं।

लौह धातुओं की सूची List Of Ferrous Metals

कुछ सामान्य लौह धातु में मिश्र धातु इस्पात, कार्बन स्टील, कच्चा लोहा और ढलवा लोहा भी शामिल हैं, उनमें से प्रत्येक पर एक एक करके नजर डालते हैं।

स्टील Steel

लोहे को कार्बन में मिलाकर ही स्टील बनाया जाता है जो लोहे को ठोस कर देता है। मिश्र धातु इस्पात और भी ठोस हो जाता है क्योंकि क्रोमियम और निकल जैसे अन्य तत्व मिक्स किए जाते हैं। लौह अयस्क को भट्टियों में गर्म करके तथा पिघलाकर स्टील बनाया जाता है। स्टील कैन को भट्टियों से टैप किया जाता है और स्टील बार बनाने के लिए सांचों में डाल दिया जाता है। निर्माण और निर्माण उद्योगों में स्टील का व्यापक रूप से उपयोग भी किया जाता है।

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कार्बन स्टील Carbon Steel

कार्बन स्टील में अन्य स्टील की तुलना में अधिक कार्बन मेटेरियल होती है, जो इसे असाधारण रूप से ठोस बनाती है। यह आमतौर पर मशीन टूल्स, ड्रिल, ब्लेड, टैप और स्प्रिंग्स के निर्माण में उपयोग भी किया जाता है। यह एक तेज धार भी रखता है।

मिश्र धातु इस्पात Alloy Steel

मिश्र धातु इस्पात में क्रोमियम, निकेल और टाइटेनियम जैसे तत्व मिक्स होते हैं जो वजन को बढ़ाए बिना अधिक मजबूती और स्थायित्व प्रदान करते हैं। स्टेनलेस स्टील क्रोमियम का उपयोग करके बनाया गया महत्वपूर्ण मिश्र धातु इस्पात होता है। मिश्र धातु इस्पात का उपयोग निर्माण, मशीन टूल्स और विद्युत पार्ट में किया जाता है।

कास्ट आयरन Cast Iron

कच्चा लोहा लोहा, कार्बन और सिलिकॉन से बना एक मिश्र धातु होता है। कच्चा लोहा भंगुर और कठोर और घिसने के लिए प्रतिरोधी होता है। इसका उपयोग पानी के पाइप, मशीन टूल्स, ऑटोमोबाइल इंजन और स्टोव में भी किया जाता है।

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कच्चा लोहा तब बनता है जब 1.5-4% कार्बन की मात्रा लोहे के साथ मिश्रित की गयी होती है। सिलिकॉन, मैंगनीज, सल्फर और फास्फोरस सहित अन्य भी तत्व मौजूद होते हैं, लेकिन केवल कम मात्रा में। कच्चा लोहा भंगुर होता है लेकिन इसकी कठोरता के कारण घिसने का प्रतिरोध अच्छा होता है। इसे कास्ट करना भी आसान होता है, अपेक्षाकृत सस्ता भी है, इसमें उच्च संपीड़न शक्ति होता है, और इसका गलनांक भी कम होता है।

ढलवा लोहा Wrought Iron

ढलवा लोहा एक मिश्र धातु है जिसमें इतनी कम कार्बन मैटेरियल होती है कि यह लगभग शुद्ध लोहा होता है। निर्माण प्रक्रिया के दौरान, कुछ स्लैग जोड़ा जाता है जो लोहे को जंग और ऑक्सीकरण के लिए उत्कृष्ट प्रतिरोध देता है, हालांकि, यह कठोरता और थकान शक्ति में कम होता है। ढलवा लोहे का उपयोग बाड़ लगाने और रेलिंग, कृषि उपकरण, कील, कांटेदार तार, जंजीरों और विभिन्न आभूषणों के लिए भी किया जाता है।

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उदाहरण और उपयोग Examples And Uses

लौह मैटेरियल के विभिन्न गुणों के कारण, उनके पास विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोग होते हैं जो धातु के उपयोग के आधार पर भिन्न भिन्न होते हैं:-

गैर-मिश्र धातु स्टील्स Non-Alloy Steels

कार्बन स्टील्स के रूप में जाना जाता है, गैर-मिश्र धातु स्टील्स कार्बन को मिश्र धातु तत्व के रूप में उपयोग करते हैं। इन स्टील्स में मैंगनीज, सिलिकॉन, सल्फर और फास्फोरस जैसे अन्य तत्व भी शामिल होते हैं, लेकिन इन तत्वों की मैटेरियल इतनी कम होती है कि वे भौतिक गुणों को प्रभावित नहीं करते हैं।

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गैर-मिश्र धातु स्टील्स को कम, मध्यम या उच्च कार्बन मैटेरियल के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, और प्रत्येक की अलग अलग विशेषताएं और उपचार विधियां भी होती हैं:-

लो कार्बन स्टील Low Carbon Steel

लो कार्बन स्टील्स, जिन्हें माइल्ड स्टील्स भी कहा जाता है, इसमें सिर्फ 0.05-0.25% कार्बन ही होता है। कम लागत और निंदनीय, इन स्टील्स का व्यापक रूप से नट और बोल्ट या फोर्जिंग जैसी वस्तुओं के लिए भी उपयोग किया जाता है। इन स्टील्स की सतह की कठोरता को कार्बराइजिंग द्वारा बढ़ाया जाता है।

मध्यम कार्बन स्टील Medium Carbon Steel

मध्यम कार्बन स्टील्स, इसमें 0.25-0.6% कार्बन होता है। यह उच्च कार्बन मैटेरियल कम कार्बन स्टील्स पर पॉवर और कठोरता में वृद्धि प्रदान करती है। हालांकि, इन स्टील्स ने लो कार्बन स्टील्स की तुलना में लचीलापन कम होता है।

मध्यम कार्बन स्टील्स में कार्बन और मैंगनीज के बढ़े हुए स्तर का मतलब होता है कि उन्हें टेम्पर्ड और झुकाया जा सकता है। इन स्टील्स का व्यापक रूप से मोटर वाहन उद्योग के लिए पार्ट बनाने के लिए भी उपयोग किया जाता है, जैसे कि गियर, एक्सल और शाफ्ट, लेकिन रेलवे अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए भी उपयुक्त होता है।

उच्च कार्बन स्टील High Carbon Steel

उच्च कार्बन स्टील्स, इसमें 0.6-1% कार्बन होता है और गैर-मिश्र धातु वाले स्टील्स में सबसे मजबूत भी होते हैं। यह ताकत उन्हें यांत्रिक पहनने के प्रतिरोध की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाती है, जबकि ये अपने आकार को बनाए रखने में अच्छे होते हैं।

नकारात्मक पक्ष पर, जब वेल्डेबिलिटी, डक्टिलिटी और प्रभाव क्रूरता की बात आ जाती है तो ये स्टील लो कार्बन स्टील्स से नीच ही होते हैं। उच्च कार्बन स्टील का उपयोग स्प्रिंग्स, ब्लेड, रेल स्टील्स, तार रस्सी, पहनने के लिए प्रतिरोधी प्लेट, उपकरण, और बहुत कुछ किया जाता है।

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मिश्र धातु इस्पात और मिश्र धातु तत्व Alloy Steels And The Alloying Elements

मिश्र धातु इस्पात लौह धातुओं का एक और समूह बनाते हैं, जिसमें प्रत्येक मिश्र धातु तत्व का भौतिक गुणों पर अपना प्रभाव भी होता है। इन मिश्र धातु तत्वों में क्रोम, तांबा, निकल, सिलिकॉन और टाइटेनियम भी शामिल होते हैं, लेकिन गुणों की एक श्रृंखला प्रदान करने के लिए संयुक्त किया जाता है। इन मिश्रधातु तत्वों में सबसे आम धातुओं के गुण यहां दिए गए हैं:-

क्रोमियम Chromium

क्रोमियम का उपयोग स्टेनलेस स्टील बनाने के लिए किया जाता है, जिसमें क्रोमियम का स्तर 11% से अधिक होता है जो धातुओं को संक्षारण प्रतिरोधी भी बनाता है। धातु के ऊपर एक ऑक्सीकृत क्रोमियम परत अंतर्निहित धातु को ऑक्सीजन के संपर्क में आने से रोकेटी है, जिससे जंग की संभावना बहुत कम हो जाती है। क्रोमियम धातु की कठोरता, तन्य शक्ति, कठोरता और पहनने के प्रतिरोध को भी बढ़ा देता है।

मैंगनीज Manganese

लोहे के सल्फाइड को बनने से रोकने के लिए मैंगनीज का उपयोग मिश्र धातु के रूप में भी किया जाता है, साथ ही उच्च तापमान पर ताकत बढ़ाने, लचीलापन में सुधार और प्रतिरोध वियर के लिए भी किया जाता है। मैंगनीज भी शमन के माध्यम से कठोरता में सुधार करता है, दोष गठन के खतरे को कम करता है और धातु को और अधिक स्थिर बनाता है।

निकिल Nickel

निकल, जब अन्य तत्वों के साथ प्रयोग किया जा सकता है, तो लचीलापन और संक्षारण प्रतिरोध भी बढ़ाता है। उदाहरण के लिए, 18% क्रोमियम और 8% निकल का मिश्रण एक अधिक टिकाऊ स्टेनलेस स्टील बनाता है।

सिलिकॉन Silicon

सिलिकॉन का उपयोग धातु के चुंबकीय गुणों को बढ़ाने के साथ ही साथ ताकत में सुधार करने और स्प्रिंग्स जैसे अनुप्रयोगों के लिए लचीलापन प्रदान करने के लिए किया जाता है।

टाइटेनियम Titanium

टाइटेनियम का उपयोग धातु की ताकत और संक्षारण प्रतिरोध में सुधार के साथ ही साथ ऑस्टेनाइट अनाज के आकार को सीमित करने के लिए भी किया जाता है।

वैनेडियम Vanadium

वैनेडियम कार्बाइड एक धातु के दाने के आकार को भी सीमित कर देता है, जिससे मिश्र धातु की मैटेरियल की लचीलापन भी बढ़ जाती है। वैनेडियम भी ताकत, कठोरता, वियर और शॉक प्रभाव प्रतिरोध में सुधार करता है। हालांकि, अगर बहुत अधिक मात्रा में उपयोग किया जाता है तो इसका भौतिक गुणों पर नकारात्मक प्रभाव भी पड़ता है।

मोलिब्डेनम Molybdenum

मोलिब्डेनम उच्च तापमान पर चलने वाले स्टील मिश्र धातुओं पर अच्छा प्रभाव भी डालता है। यह न ही केवल यांत्रिक गुणों में सुधार करता है, बल्कि जंग और जंग के लिए उच्च प्रतिरोध भी प्रदान करता है, और अन्य मिश्र धातु तत्वों के प्रभाव को भी बढ़ा देता है।

FAQs

निष्कर्ष

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यहां निचे कुछ और भी मैकेनिकल से सम्बंधित हमारे आर्टिकल दिए गए हैं, उम्मीद है कि आपके लिए उपयोगी होंगी।