হাই পারফরম্যান্স অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টীল -- ধাতব ওভারভিউ-এর নির্দেশিকা

1. স্টেইনলেস স্টীল প্রকার

স্টেইনলেস স্টিল হল একটি লোহা-ভিত্তিক খাদ যার ক্রোমিয়ামের পরিমাণ 10.5 শতাংশের কম নয়। এটির ভাল জারা প্রতিরোধের এবং উচ্চ তাপমাত্রার কার্যকারিতার কারণে এটি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। যখন ক্রোমিয়ামের পরিমাণ 10.5 শতাংশে পৌঁছায়, তখন ইস্পাতের পৃষ্ঠে ক্রোমিয়াম সমৃদ্ধ অক্সাইডের একটি স্তর তৈরি হবে, যাকে প্যাসিভেশন লেয়ার বা প্যাসিভেশন ফিল্ম বলা হয়। এই ফিল্মটি স্টেইনলেস স্টিলকে সাধারণ স্টিলের মতো মরিচা থেকে রক্ষা করে। অনেক ধরণের স্টেইনলেস স্টীল রয়েছে, তবে সমস্ত স্টেইনলেস স্টিলের ন্যূনতম ক্রোমিয়াম সামগ্রীর প্রয়োজনীয়তা পূরণ করা উচিত।

স্টেইনলেস স্টিলকে পাঁচটি ভাগে ভাগ করা হয়েছে: অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিল, ফেরিটিক স্টেইনলেস স্টিল, ডুপ্লেক্স স্টেইনলেস স্টিল (ফেরাইট এবং অস্টেনাইটের মিশ্র গঠন সহ), মার্টেনসিটিক স্টেইনলেস স্টীল এবং রেসিপিটেশন হার্ডেনিং স্টেইনলেস স্টিল। এই বিভাগগুলির শ্রেণীবিভাগ স্ফটিক কাঠামো (পারমাণবিক বিন্যাস) এবং স্টেইনলেস স্টিলের তাপ চিকিত্সার সাথে সম্পর্কিত। একটি ধাতুতে একই স্ফটিক গঠন সহ একদল স্ফটিককে পর্যায় বলা হয়। স্টেইনলেস স্টিলের তিনটি প্রধান পর্যায় রয়েছে: অস্টেনাইট, ফেরাইট এবং মার্টেনসাইট। স্টেইনলেস স্টিলের মেটালোগ্রাফিক কাঠামোর ধরন এবং পরিমাণ স্ট্যান্ডার্ড মেটালোগ্রাফিক পরিদর্শন প্রক্রিয়া এবং অপটিক্যাল মেটালোগ্রাফিক মাইক্রোস্কোপ দ্বারা নির্ধারণ করা যেতে পারে।

অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের বৈশিষ্ট্য হল যে মেটালোগ্রাফিক কাঠামোটি প্রধানত অস্টেনিটিক। অস্টিনাইট ফেজের স্ফটিক কাঠামো হল মুখ-কেন্দ্রিক ঘনক (fcc) কাঠামো, অর্থাৎ, ঘনকের প্রতিটি মুখের প্রতিটি কোণে এবং কেন্দ্রে একটি পরমাণু রয়েছে। বিপরীতে, ফেরাইট ফেজের স্ফটিক কাঠামো হল বডি-কেন্দ্রিক কিউবিক (bcc) গঠন, যার প্রতিটি কোণে এবং ঘনকের কেন্দ্রে একটি করে পরমাণু থাকে। মার্টেনসাইট পর্বের স্ফটিক কাঠামো উচ্চ স্ট্রেন বডি-কেন্দ্রিক টেট্রাগোনাল কাঠামো।

অস্টেনাইট ফেজের স্ফটিক গঠন হল মুখ-কেন্দ্রিক কিউবিক (fcc) জালি, ফেরাইট ফেজ হল শরীর-কেন্দ্রিক ঘনক (bcc) জালি, এবং মার্টেনসাইট ফেজ হল দেহ-কেন্দ্রিক টেট্রাগোনাল (bct) জালি।

 

1.1 অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টীল:

অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের কোন চুম্বকত্ব, মাঝারি ফলন শক্তি, উচ্চ পরিশ্রম শক্ত হওয়ার হার, উচ্চ প্রসার্য শক্তি, ভাল প্লাস্টিকতা এবং চমৎকার নিম্ন-তাপমাত্রা শক্ততা নেই। অন্যান্য স্টেইনলেস স্টীল থেকে ভিন্ন, অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের শক্ততা তাপমাত্রা হ্রাসের সাথে ধীরে ধীরে হ্রাস পায়। অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের কোন নির্দিষ্ট নমনীয়-ভঙ্গুর স্থানান্তর তাপমাত্রা (DBTT) নেই, তাই এটি নিম্ন তাপমাত্রা প্রয়োগের জন্য একটি আদর্শ উপাদান।

অস্টেনিটিক, ফেরিটিক এবং ডুপ্লেক্স (অস্টেনিটিক-ফেরিটিক) স্টেইনলেস স্টিলের নমনীয়-ভঙ্গুর পরিবর্তন তাপমাত্রার (DBTT) চিত্র। প্রকৃত ডিবিটিটি বিভাগের বেধ, রাসায়নিক গঠন এবং শস্যের আকারের উপর নির্ভর করে। ফেরিটিক স্টেইনলেস স্টিলের ডিবিটিটি সাধারণত 20 থেকে - 30 ডিগ্রি সেলসিয়াস (70 থেকে - 22 ডিগ্রি ফারেনহাইট)।

 

অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের ভাল ওয়েল্ডিবিলিটি রয়েছে এবং এটি বিভিন্ন জটিল আকারে তৈরি করা যেতে পারে। স্টেইনলেস স্টিলের এই সিরিজটি তাপ চিকিত্সার মাধ্যমে শক্ত বা শক্তিশালী করা যায় না, তবে ঠান্ডা গঠন বা কাজ শক্ত করে শক্তিশালী করা যেতে পারে (এএসটিএম A666 দেখুন)। অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টীল, বিশেষ করে স্ট্যান্ডার্ড অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের একটি সম্ভাব্য অসুবিধা রয়েছে, অর্থাৎ, ফেরিটিক স্টেইনলেস স্টীল এবং ডুপ্লেক্স স্টেইনলেস স্টিলের তুলনায়, এটি ক্লোরাইড স্ট্রেস জারা ক্র্যাকিং প্রবণ।

300 সিরিজ বা স্ট্যান্ডার্ড অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলে সাধারণত 8 শতাংশ ~ 11 শতাংশ নিকেল এবং 16 শতাংশ ~ 20 শতাংশ ক্রোমিয়াম থাকে। স্ট্যান্ডার্ড অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের মেটালোগ্রাফিক কাঠামো মূলত অস্টেনিটিক দানা দিয়ে গঠিত এবং এতে δ ফেরাইট ফেজ (চিত্র 3) এর অল্প পরিমাণ (সাধারণত 1~5 শতাংশ) থাকে। ফেরাইট ফেজের উপস্থিতির কারণে, এই অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের সামান্য চুম্বকত্ব রয়েছে।

নকল স্টেইনলেস স্টীল 304L এর সাধারণ ধাতব কাঠামোটি অস্টেনিটিক দানা এবং পৃথক স্ট্রিপ ফেরাইট © TMR স্টেইনলেস দ্বারা গঠিত।

 

300 সিরিজের স্টেইনলেস স্টিলের সাথে তুলনা করে, 200 সিরিজের অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলে কম Ni কন্টেন্ট আছে, কিন্তু Mn এবং N কন্টেন্ট বেশি। 200 সিরিজের স্টেইনলেস স্টিলের শক্তি এবং স্ট্রেন হার্ডনিং সহগ 300 সিরিজের স্টেইনলেস স্টিলের চেয়ে বেশি। কম নিকেল সামগ্রীর কারণে, 200 সিরিজের স্টেইনলেস স্টিল কখনও কখনও 300 সিরিজের স্টেইনলেস স্টিলের সস্তা বিকল্প হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

উচ্চ কর্মক্ষমতা অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের মাইক্রোস্ট্রাকচার হল ফেরোম্যাগনেটিজম ছাড়াই সমস্ত অস্টেনিটিক ফেজ (চিত্র 4)। স্ট্যান্ডার্ড অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের সাথে তুলনা করে, উচ্চ-কার্যকারিতা অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলে বেশি নিকেল, ক্রোমিয়াম এবং মলিবডেনাম উপাদান থাকে এবং সাধারণত নাইট্রোজেন থাকে। এই স্টেইনলেস স্টিলের ক্ষয়কারী পরিবেশে শক্তিশালী ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে যেমন শক্তিশালী অ্যাসিড, শক্তিশালী ক্ষার এবং উচ্চ ক্লোরাইড মিডিয়া, লোনা জল, সমুদ্রের জল এবং নোনা জল সহ। স্ট্যান্ডার্ড অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের সাথে তুলনা করে, উচ্চ-পারফরম্যান্স অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের উচ্চ শক্তির গ্রেড এবং স্ট্রেস জারা ক্র্যাকিংয়ের জন্য আরও ভাল প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে।

মেটালোগ্রাফিক স্ট্রাকচার 6 শতাংশ মো হাই পারফরম্যান্স অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিল, সবই অস্টেনিটিক দানা দিয়ে গঠিত © TMR স্টেইনলেস।

 

1.2 ফেরিটিক স্টেইনলেস স্টীল:

ফেরিটিক স্টেইনলেস স্টিলের মাইক্রোস্ট্রাকচার হল ফেরাইট ফেজ। ফেরিটিক স্টেইনলেস স্টিলের নিকেল উপাদান কম বা নেই এবং এটি ফেরোম্যাগনেটিক। তাপ চিকিত্সা দ্বারা এটি শক্ত করা যাবে না। এই ধরণের স্টেইনলেস স্টিলের ফেরোম্যাগনেটিক বৈশিষ্ট্যগুলি কার্বন স্টিলের মতোই। ফেরিটিক স্টেইনলেস স্টিলের ভাল শক্তি এবং ক্লোরাইড স্ট্রেস জারা ক্র্যাকিং প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে স্ট্যান্ডার্ড 300 সিরিজের অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের চেয়ে অনেক ভাল। যাইহোক, তাদের গঠনযোগ্যতা এবং ওয়েল্ডেবিলিটি দুর্বল। তাদের দৃঢ়তা অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের মতো ভাল নয় এবং অংশের বেধ বৃদ্ধির সাথে সাথে হ্রাস পাবে। তাপমাত্রা হ্রাসের সাথে, ফেরিটিক স্টেইনলেস স্টীল সুস্পষ্ট নমনীয়-ভঙ্গুর রূপান্তর দেখাবে। এই কারণগুলির দ্বারা সীমিত, ফেরিটিক স্টেইনলেস স্টিলের ব্যবহার সাধারণত পাতলা প্রাচীরের বেধের পণ্যগুলির মধ্যে সীমাবদ্ধ থাকে, যেমন পাতলা প্লেট, স্ট্রিপ এবং পাতলা দেয়ালযুক্ত টিউব।

 

1.3 ডুপ্লেক্স স্টেইনলেস স্টীল:

ডুপ্লেক্স স্টেইনলেস স্টীল ফেরাইট ফেজ এবং অস্টেনাইট ফেজ দ্বারা গঠিত, প্রতিটি অ্যাকাউন্ট প্রায় অর্ধেক। ডুপ্লেক্স স্টেইনলেস স্টিলের অস্টেনিটিক এবং ফেরিটিক স্টেইনলেস স্টিলের অনেক বৈশিষ্ট্য রয়েছে। যদিও তাপ চিকিত্সা এই ধরনের স্টিলগুলিকে শক্ত করতে পারে না, তবে তাদের ফলন শক্তি সাধারণত স্ট্যান্ডার্ড অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের চেয়ে দ্বিগুণ হয় এবং তাদের চৌম্বকীয় আকর্ষণ ফেরাইট ফেজের ভলিউম ভগ্নাংশের সমানুপাতিক। ডুপ্লেক্স স্টেইনলেস স্টিলের মেটালোগ্রাফিক কাঠামোর ডুপ্লেক্স সম্পত্তি স্ট্যান্ডার্ড অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের তুলনায় স্ট্রেস জারা ক্র্যাকিংয়ের প্রতিরোধকে আরও ভাল করে তোলে।

 

1.4 মার্টেনসিটিক স্টেইনলেস স্টীল:

মার্টেনসিটিক স্টেইনলেস স্টিলের মাইক্রোস্ট্রাকচারটি মূলত মার্টেনসাইট, যাতে অল্প পরিমাণে গৌণ পর্যায় যেমন ফেরাইট, অস্টেনাইট এবং কার্বাইড থাকতে পারে। মার্টেনসিটিক স্টেইনলেস স্টিল ফেরোম্যাগনেটিক এবং কার্বন স্টিলের মতো। চূড়ান্ত কঠোরতা নির্দিষ্ট তাপ চিকিত্সার উপর নির্ভর করে। মার্টেনসিটিক স্টেইনলেস স্টিলের উচ্চ শক্তি, ভাল পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা, দুর্বল দৃঢ়তা এবং উচ্চ নমনীয়-ভঙ্গুর রূপান্তর তাপমাত্রা রয়েছে। এগুলি ঝালাই করা কঠিন এবং সাধারণত ঢালাই পরবর্তী তাপ চিকিত্সার প্রয়োজন হয়। অতএব, মার্টেনসিটিক স্টেইনলেস স্টীল সাধারণত অ-ওয়েল্ডিং অ্যাপ্লিকেশনের মধ্যে সীমাবদ্ধ। মার্টেনসিটিক স্টেইনলেস স্টিলের ক্রোমিয়ামের পরিমাণ খুব বেশি নয়। কিছু ক্রোমিয়াম উপাদান কার্বাইডের আকারে অবক্ষয় ঘটায়, যার ফলে কম জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা হয়, সাধারণত স্ট্যান্ডার্ড 304/304L অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের চেয়ে কম। দরিদ্র দৃঢ়তা এবং জারা প্রতিরোধের কারণে, মার্টেনসিটিক স্টেইনলেস স্টীল সাধারণত উচ্চ শক্তি এবং কঠোরতা, যেমন টুলস, ফাস্টেনার এবং শ্যাফ্টের জন্য প্রয়োজনীয় অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য ব্যবহৃত হয়।

 

1.5 বৃষ্টিপাত শক্ত স্টেইনলেস স্টীল:

বৃষ্টিপাত হার্ডেনিং (PH) স্টেইনলেস স্টীল তাপ চিকিত্সা দ্বারা শক্তিশালী করা যেতে পারে। এই ধরনের স্টেইনলেস স্টিলের মৌলিক বৈশিষ্ট্য হল যে এটির আংশিক শক্তিশালীকরণ বৃষ্টিপাতের প্রক্রিয়া দ্বারা অর্জন করা হয়। সূক্ষ্ম ইন্টারমেটালিক প্রিসিপিটেটগুলি শক্তি উন্নত করার জন্য বার্ধক্য শক্ত হওয়া তাপ চিকিত্সা দ্বারা উত্পাদিত হয়। উচ্চ ক্রোমিয়াম সামগ্রীর কারণে, বৃষ্টিপাত শক্ত হওয়া স্টেইনলেস স্টিলের মার্টেনসিটিক স্টেইনলেস স্টিলের চেয়ে ভাল জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে এবং ভাল জারা প্রতিরোধের প্রয়োজন উচ্চ-শক্তি প্রয়োগের জন্য উপযুক্ত। বর্ষণ শক্তকারী স্টেইনলেস স্টীল প্রধানত স্প্রিংস, ফাস্টেনার, বিমানের অংশ, শ্যাফ্ট, গিয়ার, বেলো এবং জেট ইঞ্জিনের অংশগুলির জন্য ব্যবহৃত হয়।

 

2. পর্যায় রচনা:

অ্যালোয়িং উপাদানগুলি ফেজ ভারসাম্য সম্পর্ককে প্রভাবিত করে এবং অস্টেনাইট, ফেরাইট এবং মার্টেনসাইট পর্যায়গুলির স্থায়িত্বের উপর শক্তিশালী প্রভাব ফেলে। স্টেইনলেস স্টিলে যোগ করা উপাদানগুলিকে ফেরাইট ফেজ গঠনকারী উপাদান বা অস্টেনাইট ফেজ গঠনকারী উপাদানে ভাগ করা যায়। ফেজ ভারসাম্য রাসায়নিক গঠন, অ্যানিলিং তাপমাত্রা এবং ইস্পাতের শীতল হারের উপর নির্ভর করে। জারা প্রতিরোধ, শক্তি, দৃঢ়তা, জোড়যোগ্যতা এবং গঠনযোগ্যতা সবই ফেজ ভারসাম্য দ্বারা প্রভাবিত হয়।

ফেরাইট গঠনকারী উপাদানগুলি ফেরাইট ফেজ গঠনে অবদান রাখে, যখন অস্টেনাইট গঠনকারী উপাদানগুলি অস্টিনাইট ফেজ গঠনে অবদান রাখে। সারণি 3 সাধারণ ফেরাইট এবং অস্টিনাইট ফেজ গঠনকারী উপাদানগুলির তালিকা করে। স্টেইনলেস স্টিলের গ্রেড এবং এর প্রয়োগ প্রয়োজনীয় ফেজ ব্যালেন্স নির্ধারণ করে। বেশিরভাগ স্ট্যান্ডার্ড অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলগুলিতে সলিউশন অ্যানিলিং এর অধীনে অল্প পরিমাণে ফেরাইট ফেজ থাকে। সলিউশন অ্যানিলিং উচ্চ তাপমাত্রায় জোড়যোগ্যতা এবং বলিষ্ঠতা উন্নত করতে পারে। যাইহোক, যদি ফেরাইট ফেজের বিষয়বস্তু খুব বেশি হয়, তবে অন্যান্য বৈশিষ্ট্য যেমন জারা প্রতিরোধের এবং শক্ততা হ্রাস পাবে। উচ্চ-কর্মক্ষমতা অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টীল সমাধান অ্যানিলিং অবস্থার অধীনে সমস্ত অস্টেনিটিক পর্যায় অনুসারে ডিজাইন করা হয়েছে।

 

স্টিলের ফেজ কম্পোজিশন এবং এইভাবে স্টিলের বৈশিষ্ট্যগুলি নিয়ন্ত্রণ করতে, খাদ উপাদানগুলিকে ভারসাম্য বজায় রাখা প্রয়োজন। শেফলার স্ট্রাকচার ডায়াগ্রাম (চিত্র 5) স্টেইনলেস স্টিলের রাসায়নিক গঠন এবং দৃঢ়ীকরণ অবস্থায় প্রত্যাশিত ফেজ কাঠামোর মধ্যে সম্পর্ককে প্রতিফলিত করে, যেমনটি ওয়েল্ড মাইক্রোস্ট্রাকচার দ্বারা প্রকাশ করা হয়েছে। এইভাবে, ব্যবহারকারীরা প্রদত্ত রাসায়নিক গঠনের উপর ভিত্তি করে ফেজ ভারসাম্যের পূর্বাভাস দিতে পারে। রাসায়নিক গঠন থেকে "নিকেল সমতুল্য" এবং "ক্রোমিয়াম সমতুল্য" গণনা করুন এবং তাদের চিত্রে আঁকুন। Schaeffler সংস্থার চার্টের সাধারণ পরামিতিগুলির সূত্রটি নিম্নরূপ:

নিকেল সমতুল্য{{0}} শতাংশ Ni প্লাস 30 শতাংশ সি প্লাস 0.5 শতাংশ Mn প্লাস 30 শতাংশ N

ক্রোমিয়াম সমতুল্য{{0}} শতাংশ Cr প্লাস শতাংশ Mo প্লাস 1.5 শতাংশ Si প্লাস 0.5 শতাংশ Nb

সাধারণ উচ্চ-পারফরম্যান্স অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলে প্রায় 20 শতাংশ Cr, 6 শতাংশ Mo, 20 শতাংশ Ni এবং 0.2 শতাংশ N থাকে, যা চিত্রের একক-ফেজ অস্টেনিটিক ফেজ জোনে অবস্থিত, "ফেরিটিক" এর কাছাকাছি " প্রায় 24 এর নিকেল সমতুল্য এবং প্রায় 26 এর ক্রোমিয়ামের সমতুল্য রেখা। বিপরীতে, স্ট্যান্ডার্ড স্টেইনলেস স্টিলের রাসায়নিক গঠন (যেমন 304) অল্প পরিমাণে ফেরাইটের সাথে অস্টেনাইট প্লাস ফেরাইট (এ প্লাস এফ) এর ডুপ্লেক্স জোনের সাথে মিলে যায়। পর্যায়. ফেরিটিক স্টেইনলেস স্টিল চিত্রে ফেরাইট ফেজ জোনে রয়েছে এবং ডুপ্লেক্স স্টেইনলেস স্টিল অস্টেনাইট প্লাস ফেরাইট (এ প্লাস এফ) ডুপ্লেক্স জোনে রয়েছে।