मॉलिब्डेनम – पोलादामध्ये मिसळला जाणारा एक घटक
मॉलिब्डेनम (Mo) हा पोलादामध्ये वापरल्या जाणाऱ्या प्रमुख संमिश्रण घटकांपैकी एक आहे, जो त्याच्या संरचनेवर आणि यांत्रिक गुणधर्मांवर प्रभाव टाकतो. त्याचे अद्वितीय गुणधर्म पोलादाची मजबुती, क्षरण व विसर्पण प्रतिरोध आणि कठीणता वाढवतात.
लोहामध्ये मॉलिब्डेनमची विद्राव्यता
लोहाच्या विविध अपरूपांमध्ये त्याची विद्राव्यता मर्यादित असते:
- γ लोह (ऑस्टेनाइट) मध्ये – सुमारे ३% पर्यंत.
- सुमारे ०.३०% कार्बन असलेल्या ऑस्टेनाइटमध्ये – सुमारे ८% पर्यंत.
- अल्फा लोह (फेराइट) मध्ये – ३२% पर्यंत, आणि तापमान कमी झाल्यावर विद्राव्यता देखील कमी होते.
मॉलिब्डेनम – भौतिक-रासायनिक गुणधर्म
| पॅरामीटर | जुना डेटा (विश्वकोश) | समकालीन डेटा (आययुपीएसी / सीआरसी २०२३) |
| रासायनिक चिन्ह | Mo | Mo |
| अणुक्रमांक Z | 42 | 42 |
| अणुवस्तुमान [u] | 95,94 | 95,95 |
| आवर्त सारणीतील गट | ५ (संक्रमण धातू) | ५ (संक्रमण धातू) |
| इलेक्ट्रॉन संरचना | [Kr] 4d⁵ 5s¹ | [Kr] 4d⁵ 5s¹ |
| घनता (२० °C) [ग्रॅम/सेमी³] | 10,2 | 10,28 |
| वितळणबिंदू [°C] | 2600 डिग्री से | 2623 डिग्री से |
| उत्कलन बिंदू [°C] | 4600 डिग्री से | 4639 डिग्री से |
| कठोरता (मोह्स) | ~ 5,5 | 5,5 |
| रंग आणि स्वरूप | चंदेरी पांढरा, धातूसारखा, कठीण | चंदेरी पांढरा, धातूसारखा, कठीण |
| यंगचा मापांक (E) [GPa] | डेटा नाही | ~ 329 |
| कर्तन मापांक (G) [GPa] | डेटा नाही | ~ 126 |
| स्थूल मापांक (केल्विन) [GPa] | डेटा नाही | ~ 230 |
| विद्युत वाहकता [एमएस/मी] | डेटा नाही | ~५.० (२७% IACS) |
| औष्णिक वाहकता [W m⁻¹ K⁻¹] | डेटा नाही | ~ 138 |
| विशिष्ट उष्णता cp [J kg⁻¹ K⁻¹] | डेटा नाही | 251 |
| वितळण्याची एन्थाल्पी [किलो जूल/मोल] | डेटा नाही | ~ 37,5 |
| बाष्पीभवनाची एन्थाल्पी [किलो जूल/मोल] | डेटा नाही | ~ 598 |
| इलेक्ट्रोनेगेटिव्हिटी (पॉलिंग) | ~ 1,8 | 2,16 |
| स्थिर समस्थानिके | डेटा नाही | ⁹²मो, ⁹⁴मो, ⁹⁵मो, ⁹⁶मो, ⁹⁷मो, ⁹⁸मो, ¹⁰⁰मो |
रासायनिक वैशिष्ट्यीकरण
- मॉलिब्डेनम हा एक उच्च तापमानात वितळण्यास आणि सरकण्यास प्रतिरोधक असलेला उष्णतारोधक धातू आहे.
- पृष्ठभाग लवकरच MoO₃ च्या पातळ थराने झाकला जातो, जो क्षरणापासून अंशतः संरक्षण करतो.
- ते पोलादामध्ये विरघळते, त्यामुळे त्याची प्रतिकारशक्ती वाढते. खड्डेयुक्त गंज आणि फटीमध्ये (विशेषतः Cl⁻ आयन असलेल्या वातावरणात).
- टूल स्टीलमध्ये त्यामुळे कठोरता आणि टेम्परिंगला असलेला प्रतिकार वाढतो.
- घर्षण प्रतिरोध वाढवणारे स्थिर कार्बाइड (Mo₂C) तयार करते.
- उत्प्रेरणात (उदा. पेट्रोकेमिस्ट्री) सल्फाइड (MoS₂) च्या स्वरूपात वापरले जाते.
- स्टीलवर परिणाम
क्रोमियमप्रमाणेच, हे एक फेराइट-निर्माण करणारे अ‍ॅडिटीव्ह आहे आणि कार्बनसाठी तीव्र आकर्षण दर्शवते—क्रोमियम आणि टंगस्टनपेक्षाही जास्त. त्याची किंमत जास्त असूनही, त्याच्या अद्वितीय गुणधर्मांमुळे त्याचा वापर स्टीलच्या विविध ग्रेडमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो, ज्यामध्ये खालील ग्रेडचा समावेश आहे:
- संरचनात्मक पोलाद (२–४% Mo)
- थंड कामासाठीचे अवजार पोलाद आणि उष्ण (०.२–०.५% Mo)
- हाय-स्पीड स्टीलमध्ये (अंदाजे ५% Mo)
- आम्ल-प्रतिरोधक स्टेनलेस स्टील (२–४% Mo)
मॉलिब्डेनम मिसळण्याचे प्रमुख परिणाम
- गंज प्रतिकार – विशेषतः क्लोराइड आणि आम्ल असलेल्या वातावरणात, ज्यामुळे ते अपरिहार्य ठरते स्टेनलेस स्टील.
- सुधारित क्रिप सामर्थ्य – उच्च तापमानात दीर्घकालीन भारांना तोंड देण्याची पोलादाची प्रतिकारशक्ती वाढवते.
- टेम्परिंग ब्रिटलनेस कमी करणे – कठोर आणि तापवलेल्या पोलादामध्ये तापामुळे येणारा ठिसूळपणा निर्माण होण्यास प्रतिबंध करते.
- वाढलेली कठीणता – या बाबतीत ते क्रोमियम आणि टंगस्टनपेक्षा श्रेष्ठ आहे, ज्यामुळे मॉलिब्डेनम स्टील त्यांना अधिक सहजपणे एकसमान कठीण रचना प्राप्त होते.
- टिकून राहिलेल्या ऑस्टेनाइटच्या प्रमाणात घट – साठी महत्त्वाचे केस-हार्डनिंग स्टील i कडक होणे पृष्ठभाग.
- जास्त गरम होण्याची शक्यता कमी होते - मॉलिब्डेनम स्टील ऑस्टेनाइट कणांची अत्यधिक वाढ होण्याची शक्यता कमी असते.
- टेम्परिंग दरम्यान कडकपणा कमी होण्यास प्रतिकार – कार्बाइड स्राव आणि गोठण्याच्या प्रक्रियांना विलंब लावते.
मॉलिब्डेनम – मॉलिब्डेनम स्टीलचा वापर
याचा वापर स्ट्रक्चरल, टूल आणि स्पेशालिटी स्टीलमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो. याचा वापर यामध्ये होतो:
- उष्णता-प्रतिरोधक पोलाद – उदा. ऊर्जा आणि विमान वाहतूक उद्योगांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या, अतिरिक्त क्रोमियम आणि व्हॅनेडियम असलेल्या मिश्रधातू.
- गरम कामासाठीचे अवजार पोलाद आणि हाय-स्पीड स्टील – टिकाऊपणा आणि उच्च तापमानाला प्रतिकार करण्याची क्षमता वाढवते.
- स्टेनलेस स्टील i आम्ल-प्रतिरोधक – आम्लांविरुद्ध, विशेषतः सल्फ्यूरिक आणि ऍसिटिक आम्लांविरुद्ध प्रतिकारशक्ती सुधारते.
- उच्च तापमानात कार्यरत असलेल्या घटकांसाठी लागणारे पोलाद – क्रीप रेझिस्टन्स वाढवण्याच्या क्षमतेमुळे.
मॉलिब्डेनमच्या मर्यादा आणि आव्हाने
त्याचे अनेक फायदे असूनही, त्याच्या काही मर्यादाही आहेत:
- उच्च किंमत – त्यामुळे काही कमी किमतीच्या पोलादांमध्ये त्याचा वापर मर्यादित होतो.
- ऑक्सिडेशनला कमी झालेला प्रतिकार – उच्च तापमानात ते बाष्पशील MoO₃ ऑक्साईड तयार करते, ज्यामुळे उष्णतारोधक पोलादामध्ये त्याचा वापर मर्यादित होऊ शकतो.
- कमी तापमानात फेराइटमध्ये मर्यादित विद्राव्यता – ज्यामुळे काही स्टील ग्रेडच्या सूक्ष्म संरचनेवर परिणाम होतो.
मॉलिब्डेनम स्टीलचे भविष्य
तंत्रज्ञानाच्या प्रगतीमुळे आधुनिक पोलादामध्ये मॉलिब्डेनमची मागणी वाढत आहे. उदाहरणार्थ, उच्च-मिश्रधातू मार्टेन्सिटिक पोलाद हे, हा घटक असलेल्या आंतरधातू संयुगांच्या अवक्षेपणाद्वारे अवक्षेपण-कठिनीकृत केले जाते. भविष्यात, पदार्थ अभियांत्रिकीमध्ये त्याचे महत्त्व वाढतच राहील अशी अपेक्षा आहे, विशेषतः अशा उपयोगांमध्ये जिथे उच्च क्रीप, क्षरण आणि थकवा प्रतिरोध आवश्यक असतो.