তাপ-প্রতিরোধী সংকর ধাতু। বিশেষ ইস্পাত এবং খাদ. তাপ-প্রতিরোধী খাদ উত্পাদন এবং ব্যবহার

2024 লেখক: Howard Calhoun | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2023-12-17 10:20

আধুনিক শিল্প ইস্পাতের মতো উপাদান ছাড়া কল্পনা করা যায় না। আমরা প্রায় প্রতিটি মোড়ে এটি সম্মুখীন. এর গঠনে বিভিন্ন রাসায়নিক উপাদান প্রবর্তন করে, যান্ত্রিক এবং কর্মক্ষম বৈশিষ্ট্যগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করা যেতে পারে৷

ইস্পাত কি

ইস্পাত হল একটি সংকর ধাতু যাতে কার্বন এবং লোহা থাকে। এছাড়াও, এই জাতীয় সংকর ধাতুতে (নীচের ছবি) অন্যান্য রাসায়নিক উপাদানের অমেধ্য থাকতে পারে।

বিভিন্ন কাঠামোগত অবস্থা আছে। যদি কার্বনের পরিমাণ 0.025-0.8% এর মধ্যে থাকে, তাহলে এই স্টিলগুলিকে হাইপোইউটেক্টয়েড বলা হয় এবং তাদের গঠনে পার্লাইট এবং ফেরাইট থাকে। যদি ইস্পাত হাইপার্যুটেক্টয়েড হয়, তবে মুক্তা এবং সিমেন্টাইট পর্যায়গুলি লক্ষ্য করা যেতে পারে। ফেরাইট কাঠামোর একটি বৈশিষ্ট্য হল এর উচ্চ প্লাস্টিকতা। সিমেন্টাইটেরও যথেষ্ট কঠোরতা রয়েছে। পার্লাইট উভয় পূর্ববর্তী পর্যায়ে ফর্ম. এটির একটি দানাদার আকৃতি থাকতে পারে (সিমেন্টাইটের অন্তর্ভুক্তিগুলি ফেরাইটের দানার সাথে অবস্থিত, যার একটি গোলাকার আকৃতি রয়েছে) এবং ল্যামেলার (উভয় পর্যায়গুলি প্লেটের মতো দেখায়)। যদি ইস্পাত তাপমাত্রার উপরে উত্তপ্ত হয়পলিমরফিক পরিবর্তন ঘটে, গঠন অস্টেনিটিক পরিবর্তিত হয়। এই পর্যায়ে প্লাস্টিকতা বৃদ্ধি পেয়েছে। যদি কার্বনের পরিমাণ 2.14% এর বেশি হয়, তাহলে এই জাতীয় পদার্থ এবং সংকর ধাতুগুলিকে ঢালাই লোহা বলা হয়৷

ইস্পাতের প্রকার

কম্পোজিশনের উপর নির্ভর করে, ইস্পাত কার্বন এবং মিশ্রিত হতে পারে। 0.25% এর কম কার্বন উপাদান হালকা ইস্পাতকে চিহ্নিত করে। যদি এর পরিমাণ 0.55% ছুঁয়ে যায়, তাহলে আমরা একটি মাঝারি-কার্বন খাদ সম্পর্কে কথা বলতে পারি। ইস্পাত, যার গঠনে 0.6% এর বেশি কার্বন রয়েছে, তাকে উচ্চ-কার্বন ইস্পাত বলা হয়। যদি, একটি সংকর ধাতু তৈরির প্রক্রিয়ায়, প্রযুক্তিতে নির্দিষ্ট রাসায়নিক উপাদানগুলির প্রবর্তন জড়িত থাকে, তবে এই ইস্পাতটিকে সংকর বলা হয়। বিভিন্ন উপাদানের প্রবর্তন উল্লেখযোগ্যভাবে এর বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করে। যদি তাদের সংখ্যা 4% এর বেশি না হয়, তবে খাদটি নিম্ন-সংকরযুক্ত। মাঝারি-সংকর এবং উচ্চ-সংকরযুক্ত ইস্পাত যথাক্রমে 11% এবং 12% এর বেশি অন্তর্ভুক্তি রয়েছে। যে এলাকায় ইস্পাত খাদ ব্যবহার করা হয় তার উপর নির্ভর করে, সেগুলি এই ধরনের রয়েছে: টুল, কাঠামোগত এবং বিশেষ স্টিল এবং অ্যালয়৷

উৎপাদন প্রযুক্তি

ইস্পাত গলানোর প্রক্রিয়াটি বেশ শ্রমসাধ্য। এটি বেশ কয়েকটি পর্যায় অন্তর্ভুক্ত করে। প্রথমত, আপনার কাঁচামাল দরকার - লোহা আকরিক। প্রথম পর্যায়ে একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় গরম করা জড়িত। এই ক্ষেত্রে, অক্সিডেটিভ প্রক্রিয়া ঘটে। দ্বিতীয় পর্যায়ে তাপমাত্রা অনেক বেশি হয়ে যায়। কার্বন অক্সিডেশনের প্রক্রিয়াগুলি আরও নিবিড়। অক্সিজেনের সাথে খাদের অতিরিক্ত সমৃদ্ধি সম্ভব। অপ্রয়োজনীয় অমেধ্য অপসারণ করা হয়স্ল্যাগ পরবর্তী ধাপ হল ইস্পাত থেকে অক্সিজেন অপসারণ করা, কারণ এটি উল্লেখযোগ্যভাবে যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য হ্রাস করে। এটি একটি প্রসারণ বা precipitating পদ্ধতিতে বাহিত হতে পারে. যদি ডিঅক্সিডেশন প্রক্রিয়া না ঘটে, তবে ফলস্বরূপ ইস্পাতকে ফুটন্ত ইস্পাত বলা হয়। শান্ত খাদ গ্যাস নির্গত করে না, অক্সিজেন সম্পূর্ণরূপে সরানো হয়। একটি মধ্যবর্তী অবস্থান আধা-শান্ত ইস্পাত দ্বারা দখল করা হয়। লোহার মিশ্রণের উৎপাদন ওপেন-হার্ট, ইন্ডাকশন ফার্নেস, অক্সিজেন কনভার্টারে হয়।

ইস্পাত খাদ

ইস্পাতের নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্য প্রাপ্ত করার জন্য, বিশেষ সংকর ধাতুগুলি এর রচনায় প্রবর্তন করা হয়। এই খাদটির প্রধান সুবিধাগুলি হ'ল বিভিন্ন বিকৃতির প্রতিরোধের বৃদ্ধি, অংশ এবং অন্যান্য কাঠামোগত উপাদানগুলির নির্ভরযোগ্যতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। শক্ত হওয়া ফাটল এবং অন্যান্য ত্রুটির শতাংশ হ্রাস করে। প্রায়শই বিভিন্ন উপাদানের সাথে সম্পৃক্ততার এই পদ্ধতিটি রাসায়নিক ক্ষয় প্রতিরোধের জন্য ব্যবহৃত হয়। কিন্তু কিছু অসুবিধাও আছে। তাদের অতিরিক্ত প্রক্রিয়াকরণের প্রয়োজন, ফ্লেক্সের উপস্থিতির সম্ভাবনা বেশি। এ ছাড়া উপকরণের দামও বেড়ে যায়। ক্রোমিয়াম, নিকেল, টংস্টেন, মলিবডেনাম, কোবাল্ট সবচেয়ে সাধারণ সংকর উপাদান। তাদের আবেদনের পরিধি বেশ বড়। এর মধ্যে রয়েছে যান্ত্রিক প্রকৌশল, এবং পাইপলাইন, পাওয়ার প্ল্যান্ট, বিমান চলাচল এবং আরও অনেক কিছুর জন্য যন্ত্রাংশ তৈরি করা।

তাপ প্রতিরোধ এবং তাপ প্রতিরোধের ধারণা

তাপ প্রতিরোধের ধারণাটি উচ্চ তাপমাত্রায় কাজ করার সময় একটি ধাতু বা সংকর ধাতুর সমস্ত বৈশিষ্ট্য ধরে রাখার ক্ষমতাকে বোঝায়। এমন পরিবেশে প্রায়ইগ্যাসের ক্ষয় পরিলক্ষিত হয়। অতএব, উপাদান অবশ্যই তার ক্রিয়া প্রতিরোধী হতে হবে, অর্থাৎ, তাপ-প্রতিরোধী হতে হবে। সুতরাং, উল্লেখযোগ্য তাপমাত্রায় ব্যবহৃত সংকর ধাতুগুলির বৈশিষ্ট্যের মধ্যে এই উভয় ধারণাই অন্তর্ভুক্ত থাকতে হবে। তবেই এই ধরনের ইস্পাত অংশ, সরঞ্জাম এবং অন্যান্য কাঠামোগত উপাদানগুলির জন্য প্রয়োজনীয় পরিষেবা জীবন প্রদান করবে৷

তাপ প্রতিরোধী ইস্পাতের বৈশিষ্ট্য

যে ক্ষেত্রে তাপমাত্রা উচ্চ মান পর্যন্ত পৌঁছায়, সেক্ষেত্রে সংকর ধাতুর ব্যবহার প্রয়োজন যা ভেঙে পড়বে না এবং বিকৃতির শিকার হবে না। এই ক্ষেত্রে, তাপ-প্রতিরোধী alloys ব্যবহার করা হয়। এই জাতীয় উপকরণগুলির জন্য অপারেটিং তাপমাত্রা 500ºС এর উপরে। গুরুত্বপূর্ণ পয়েন্টগুলি যা এই ধরনের স্টিলের বৈশিষ্ট্যগুলি হল উচ্চ সহনশীলতা সীমা, প্লাস্টিকতা, যা দীর্ঘ সময়ের জন্য স্থায়ী হয়, সেইসাথে শিথিল স্থিতিশীলতা। অনেকগুলি উপাদান রয়েছে যা উচ্চ তাপমাত্রার প্রতিরোধকে উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করতে পারে: কোবাল্ট, টংস্টেন, মলিবডেনাম। ক্রোমিয়ামও একটি প্রয়োজনীয় উপাদান। এটি শক্তিকে এতটা প্রভাবিত করে না কারণ এটি স্কেল প্রতিরোধের বৃদ্ধি করে। ক্রোমিয়াম জারা প্রক্রিয়া প্রতিরোধ করে। এই ধরনের সংকর ধাতুগুলির আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য হল ধীরগতি।

গঠন অনুসারে তাপ-প্রতিরোধী ইস্পাতের শ্রেণিবিন্যাস

তাপ-প্রতিরোধী এবং তাপ-প্রতিরোধী সংকরগুলি ফেরিটিক শ্রেণীর, মার্টেনসিটিক, অস্টেনিটিক এবং ফেরিটিক-মার্টেনসিটিক কাঠামো সহ। আগেরটিতে প্রায় 30% ক্রোমিয়াম থাকে। বিশেষ প্রক্রিয়াকরণের পরে, গঠনটি সূক্ষ্ম দানাদার হয়ে যায়। যদি গরম করার তাপমাত্রা 850ºС অতিক্রম করে, তাহলে শস্যবৃদ্ধি পায়, এবং এই ধরনের তাপ-প্রতিরোধী উপকরণ ভঙ্গুর হয়ে যায়। মার্টেনসিটিক ক্লাস নিম্নলিখিত ক্রোমিয়াম সামগ্রী দ্বারা চিহ্নিত করা হয়: 4% থেকে 12% পর্যন্ত। নিকেল, টাংস্টেন এবং অন্যান্য উপাদানও অল্প পরিমাণে থাকতে পারে। অটোমোবাইলের টারবাইন এবং ভালভের অংশগুলি তাদের থেকে তৈরি করা হয়। যে ইস্পাতগুলির কাঠামোতে মার্টেনসাইট এবং ফেরাইট রয়েছে তা ধ্রুবক উচ্চ তাপমাত্রায় এবং দীর্ঘমেয়াদী অপারেশনের জন্য উপযুক্ত। ক্রোমিয়াম সামগ্রী 14% পৌঁছেছে। Austenite তাপ-প্রতিরোধী খাদ মধ্যে নিকেল প্রবর্তন দ্বারা প্রাপ্ত করা হয়. একই কাঠামোর ইস্পাতগুলির অনেকগুলি গ্রেড রয়েছে৷

নিকেল ভিত্তিক সংকর ধাতু

নিকেলের বেশ কিছু উপকারী বৈশিষ্ট্য রয়েছে। এটি ইস্পাত (গরম এবং ঠান্ডা উভয়ই) এর কার্যক্ষমতার উপর ইতিবাচক প্রভাব ফেলে। যদি একটি অংশ বা টুল একটি আক্রমনাত্মক পরিবেশে কাজ করার জন্য ডিজাইন করা হয়, তাহলে এই উপাদানটির সাথে অ্যালোয়িং উল্লেখযোগ্যভাবে জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ায়। নিকেল-ভিত্তিক তাপ-প্রতিরোধী উপকরণগুলি নিম্নলিখিত গ্রুপে বিভক্ত: তাপ-প্রতিরোধী এবং প্রকৃতপক্ষে তাপ-প্রতিরোধী। পরেরটিরও ন্যূনতম তাপ-প্রতিরোধী বৈশিষ্ট্য থাকা উচিত। কাজের তাপমাত্রা 1200ºС পৌঁছায়। উপরন্তু, ক্রোমিয়াম বা টাইটানিয়াম যোগ করা হয়। বৈশিষ্ট্যগতভাবে, নিকেল দিয়ে মিশ্রিত ইস্পাতে অল্প পরিমাণে অমেধ্য থাকে যেমন বেরিয়াম, ম্যাগনেসিয়াম, বোরন, তাই শস্যের সীমানা আরও মজবুত হয়। এই ধরনের তাপ-প্রতিরোধী অ্যালয়গুলি ফোরজিংস এবং ঘূর্ণিত পণ্যগুলির আকারে উত্পাদিত হয়। এটি অংশ নিক্ষেপ করাও সম্ভব। তাদের প্রয়োগের প্রধান ক্ষেত্র হ'ল গ্যাস টারবাইন উপাদানগুলির উত্পাদন। নিকেল-ভিত্তিক তাপ-প্রতিরোধী মিশ্রণে 30% পর্যন্ত ক্রোমিয়াম থাকে।তারা স্ট্যাম্পিং, ঢালাই করার জন্য নিজেদেরকে যথেষ্ট ধার দেয়। উপরন্তু, স্কেল প্রতিরোধের একটি উচ্চ স্তরে হয়. এটি গ্যাস পাইপলাইন সিস্টেমে তাদের ব্যবহার করা সম্ভব করে তোলে৷

তাপ-প্রতিরোধী টাইটানিয়াম খাদ ইস্পাত

টাইটানিয়াম অল্প পরিমাণে চালু করা হয়েছে (0.3% পর্যন্ত)। এই ক্ষেত্রে, এটি খাদ শক্তি বৃদ্ধি করে। যদি এর বিষয়বস্তু অনেক বেশি হয়, তবে কিছু যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের অবনতি ঘটে (কঠোরতা, শক্তি)। কিন্তু প্লাস্টিকতা বৃদ্ধি পায়। এটি ইস্পাত প্রক্রিয়াকরণ সহজতর. অন্যান্য উপাদানগুলির সাথে একসাথে টাইটানিয়াম প্রবর্তনের সাথে, তাপ-প্রতিরোধী বৈশিষ্ট্যগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করা সম্ভব। যদি একটি আক্রমনাত্মক পরিবেশে কাজ করার প্রয়োজন হয় (বিশেষত যখন নকশাটি ঢালাইয়ের সাথে জড়িত), তবে এই রাসায়নিক উপাদানটির সাথে মিশ্রিত করা ন্যায়সঙ্গত।

কোবল্ট সংকর ধাতু

অনেক পরিমাণ কোবাল্ট (80% পর্যন্ত) তাপ-প্রতিরোধী এবং তাপ-প্রতিরোধী সংকর ধাতুর মতো উপাদান তৈরিতে যায়, কারণ এটি খুব কমই বিশুদ্ধ আকারে ব্যবহৃত হয়। উচ্চ তাপমাত্রায় কাজ করার সময় এর প্রবর্তন প্লাস্টিকতা বৃদ্ধি করে, সেইসাথে প্রতিরোধ ক্ষমতাও বৃদ্ধি করে। এবং এটি যত বেশি, খাদটিতে কোবাল্টের পরিমাণ তত বেশি। কিছু ব্র্যান্ডে, এর সামগ্রী 30% পর্যন্ত পৌঁছেছে। এই ধরনের স্টিলের আরেকটি বৈশিষ্ট্যগত বৈশিষ্ট্য হল চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্যের উন্নতি। যাইহোক, কোবাল্টের উচ্চ মূল্যের কারণে, এর ব্যবহার বরং সীমিত।

তাপ-প্রতিরোধী সংকর ধাতুর উপর মলিবডেনামের প্রভাব

এই রাসায়নিক উপাদানটি উচ্চ তাপমাত্রায় উপাদানের শক্তিকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করে।

অন্যান্য উপাদানের সাথে একসাথে ব্যবহার করলে এটি বিশেষভাবে কার্যকর। এটি উল্লেখযোগ্যভাবে স্টিলের কঠোরতা বৃদ্ধি করে (ইতিমধ্যে 0.3% এর সামগ্রীতে)। প্রসার্য শক্তিও বৃদ্ধি পায়। মলিবডেনামের সাথে মিশ্রিত তাপ-প্রতিরোধী সংকর ধাতুগুলির আরেকটি ইতিবাচক বৈশিষ্ট্য হল অক্সিডেটিভ প্রক্রিয়াগুলির প্রতিরোধের উচ্চ মাত্রা। মলিবডেনাম শস্য পিষে অবদান রাখে। অসুবিধা হল ঢালাইয়ের অসুবিধা।

অন্যান্য বিশেষ ইস্পাত এবং সংকর ধাতু

নির্দিষ্ট কার্য সম্পাদনের জন্য, নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্যযুক্ত উপকরণ প্রয়োজন। সুতরাং, আমরা বিশেষ সংকর ধাতুগুলির ব্যবহার সম্পর্কে কথা বলতে পারি, যা খাদ এবং কার্বন উভয়ই হতে পারে। পরবর্তীতে, একটি বিশেষ প্রযুক্তি ব্যবহার করে খাদ তৈরি এবং তাদের প্রক্রিয়াকরণের কারণে প্রয়োজনীয় বৈশিষ্ট্যগুলির সেটটি অর্জন করা হয়। এমনকি বিশেষ সংকর ধাতু এবং ইস্পাত কাঠামোগত এবং টুলে বিভক্ত। এই ধরণের উপকরণগুলির জন্য প্রধান কাজগুলির মধ্যে, নিম্নলিখিতগুলিকে আলাদা করা যেতে পারে: ক্ষয় এবং পরিধান প্রক্রিয়াগুলির প্রতিরোধ, একটি আক্রমণাত্মক পরিবেশে কাজ করার ক্ষমতা এবং উন্নত যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য। এই বিভাগে তাপ-প্রতিরোধী স্টিল এবং উচ্চ পরিচালন তাপমাত্রা সহ সংকর ধাতু এবং ক্রায়োজেনিক স্টিল যা -296ºС পর্যন্ত সহ্য করতে পারে।

টুল ইস্পাত

সরঞ্জাম উৎপাদনে বিশেষ টুল ইস্পাত ব্যবহার করা হয়। তাদের কাজের অবস্থা ভিন্ন হওয়ার কারণে, উপকরণগুলিও পৃথকভাবে নির্বাচিত হয়। যেহেতু সরঞ্জামগুলির জন্য প্রয়োজনীয়তাগুলি বেশ উচ্চ, তাদের জন্য খাদগুলির বৈশিষ্ট্যগুলিউত্পাদন উপযুক্ত: এগুলি অবশ্যই তৃতীয় পক্ষের অমেধ্য, অন্তর্ভুক্তি থেকে মুক্ত হতে হবে, ডিঅক্সিডেশন প্রক্রিয়াটি ভালভাবে সঞ্চালিত হয় এবং কাঠামোটি একজাতীয়। পরিমাপের যন্ত্রগুলির স্থিতিশীল পরামিতি থাকা এবং পরিধান প্রতিরোধ করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। যদি আমরা কাটার সরঞ্জামগুলির বিষয়ে কথা বলি, তবে তারা উচ্চ তাপমাত্রায় কাজ করে (প্রান্তের উত্তাপ রয়েছে), ধ্রুবক ঘর্ষণ এবং বিকৃতি। অতএব, উত্তপ্ত হলে তাদের প্রাথমিক কঠোরতা বজায় রাখা তাদের জন্য খুবই গুরুত্বপূর্ণ। আরেকটি ধরনের টুল ইস্পাত উচ্চ গতির ইস্পাত। মূলত, এটি টংস্টেন দিয়ে ডোপ করা হয়। প্রায় 600ºС তাপমাত্রা পর্যন্ত কঠোরতা বজায় রাখা হয়। ডাই স্টিলও আছে। তারা গরম এবং ঠান্ডা উভয় গঠনের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে৷

বিশেষ খাদ অ্যাপ্লিকেশন

যে শিল্পগুলি বিশেষ বৈশিষ্ট্য সহ সংকর ধাতু ব্যবহার করে। তাদের উন্নত গুণাবলীর কারণে, তারা যান্ত্রিক প্রকৌশল, নির্মাণ এবং তেল শিল্পে অপরিহার্য। তাপ-প্রতিরোধী এবং তাপ-প্রতিরোধী সংকর টারবাইন যন্ত্রাংশ, গাড়ির খুচরা যন্ত্রাংশ তৈরিতে ব্যবহৃত হয়। উচ্চ ক্ষয়-বিরোধী বৈশিষ্ট্যযুক্ত ইস্পাতগুলি পাইপ, কার্বুরেটর সূঁচ, ডিস্ক এবং রাসায়নিক শিল্পের বিভিন্ন উপাদান উত্পাদনের জন্য অপরিহার্য। রেলওয়ে রেল, বালতি, যানবাহনের জন্য ট্র্যাক - পরিধান-প্রতিরোধী ইস্পাত এই সবের ভিত্তি। বোল্ট, বাদাম এবং অন্যান্য অনুরূপ অংশগুলির ব্যাপক উত্পাদনে, স্বয়ংক্রিয় অ্যালয় ব্যবহার করা হয়। স্প্রিংস অবশ্যই যথেষ্ট স্থিতিস্থাপক এবং পরিধান-প্রতিরোধী হতে হবে। এই জন্যতাদের জন্য উপাদান বসন্ত ইস্পাত. এই গুণমান উন্নত করার জন্য, তারা অতিরিক্তভাবে ক্রোমিয়াম, মলিবডেনাম দিয়ে মিশ্রিত করা হয়। নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্যের একটি সেট সহ সমস্ত বিশেষ সংকর ধাতু এবং ইস্পাতগুলি সেই অংশগুলির খরচ কমাতে পারে যেখানে অ লৌহঘটিত ধাতুগুলি আগে ব্যবহার করা হয়েছিল৷