নকল খাদ ইস্পাত কি
নকল অ্যালয় ইস্পাত হল ইস্পাত যা সংকোচনমূলক বল প্রয়োগের মাধ্যমে তৈরি করা হয়েছে — হাতুড়ির আঘাত বা ডাই প্রেসিং — উন্নত তাপমাত্রায়, এবং যার রচনায় মৌলিক লোহা-কার্বন সূত্রের বাইরে সংকর উপাদানগুলির ইচ্ছাকৃত সংযোজন অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। সাধারন সংযোজনের মধ্যে রয়েছে ক্রোমিয়াম, মলিবডেনাম, নিকেল, ভ্যানাডিয়াম এবং ম্যাঙ্গানিজ, প্রত্যেকটি যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য যেমন শক্তি, দৃঢ়তা, কঠোরতা, পরিধান প্রতিরোধ বা জারা প্রতিরোধের ক্ষেত্রে নির্দিষ্ট উন্নতিতে অবদান রাখে।
ফোরজিং প্রক্রিয়া নিজেই খাদ রসায়নের মতো গুরুত্বপূর্ণ। যখন উত্তপ্ত ইস্পাত কম্প্রেসিভ ফোর্স এর অধীনে কাজ করা হয়, তখন ঢালাই শস্যের কাঠামো - যার মধ্যে শূন্যতা, ডেনড্রাইটিক সেগ্রিগেশন এবং এলোমেলো অভিযোজনে সারিবদ্ধ অন্তর্ভুক্তি রয়েছে - ভেঙ্গে এবং পরিমার্জিত হয়। শস্যগুলি একটি সূক্ষ্ম, আরও অভিন্ন কাঠামোতে পুনরায় ক্রিস্টালাইজ করে এবং উপাদান প্রবাহের রেখাগুলি (যাকে শস্য প্রবাহও বলা হয়) ফোর্জিংয়ের আকৃতির সাথে সারিবদ্ধ হয়। এই ওরিয়েন্টেড গ্রেইন স্ট্রাকচার হল নকল মিশ্র স্টিলের প্রাথমিক যান্ত্রিক সুবিধা ঢালাই বা মেশিন থেকে দণ্ডের সমতুল্য : নকল অংশগুলি ক্লান্তি ক্র্যাকিং, প্রভাব লোডিং, এবং স্ট্রেস প্রতিরোধ করে যেখানে পরিষেবা লোড সবচেয়ে বেশি।
নকল খাদ ইস্পাত উপাদান গ্রেড বিস্তৃত জুড়ে. AISI 4140 (ক্রোমিয়াম-মলিবডেনাম) এবং AISI 4340 (নিকেল-ক্রোমিয়াম-মলিবডেনাম) এর মতো নিম্ন-অ্যালয় স্টিলগুলি হল স্বয়ংচালিত, তেল এবং গ্যাস এবং ভারী যন্ত্রপাতি প্রয়োগের কাজের ঘোড়া। উচ্চ-অ্যালয় টুল স্টিল, ডাই স্টিল এবং স্টেইনলেস গ্রেডগুলিও ফোরজিংস হিসাবে উত্পাদিত হয় যখন অ্যাপ্লিকেশনটি মাইক্রোস্ট্রাকচারাল অখণ্ডতার দাবি করে যা একা কাস্টিং নির্ভরযোগ্যভাবে প্রদান করতে পারে না।
ST 37 ইস্পাত কি?
ST 37 হল প্রাক্তন জার্মান DIN স্ট্যান্ডার্ড সিস্টেম থেকে একটি কাঠামোগত ইস্পাত পদবি, যেখানে "ST" স্ট্রাকচারাল স্টিল নির্দেশ করে এবং "37" এর ন্যূনতম প্রসার্য শক্তি নির্দেশ করে 370 এমপিএ . গ্রেডটি বর্তমান EN 10025 ইউরোপীয় স্ট্যান্ডার্ডের অধীনে S235 এর সমতুল্য এবং মার্কিন সিস্টেমে ASTM A36 এর সাথে ব্যাপকভাবে তুলনীয়, যদিও সুনির্দিষ্ট সমতা নির্দিষ্ট সাব-গ্রেড এবং তাপ চিকিত্সা অবস্থার উপর নির্ভর করে।
ST 37 হল একটি নিম্ন-কার্বন, অবিকৃত কাঠামোগত ইস্পাত। এটির সাধারণ কার্বনের পরিমাণ 0.17% এর নিচে, যা এটিকে ভাল ওয়েল্ডেবিলিটি এবং গঠনযোগ্যতা দেয় কিন্তু খাদ বা তাপ-চিকিত্সা গ্রেডের তুলনায় এর শক্তি সীমিত করে। ফলন শক্তি সাধারণত কাছাকাছি হয় 235 এমপিএ এবং প্রায় 26% বিরতিতে প্রসারিত, সর্বাধিক লোড বহন ক্ষমতার পরিবর্তে নমনীয়তা এবং বানোয়াট সহজতার জন্য অপ্টিমাইজ করা উপাদান প্রতিফলিত করে।
ST 37/S235-এর জন্য আবেদনগুলি প্রাথমিকভাবে সাধারণ কাঠামোগত তৈরি করা হয়: বিল্ডিং ফ্রেম, ব্রিজ, সাপোর্ট স্ট্রাকচার, মেশিনারি বেস এবং সাধারণ ইঞ্জিনিয়ারিং উপাদান যেখানে লোডিং মাঝারি এবং ওয়েল্ডেবিলিটি একটি অগ্রাধিকার। এটি একটি শক্তযোগ্য ইস্পাত নয় এবং সাধারণত উচ্চ ক্লান্তি প্রতিরোধ বা পৃষ্ঠের কঠোরতা প্রয়োজন এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয় না। যখন উচ্চতর শক্তির প্রয়োজন হয়, তখন এটি S355 (পূর্বে ST 52) বা 4140 এর মতো অ্যালয় গ্রেড দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়।
| সম্পত্তি | ST 37/S235 | ST 52/S355 | AISI 4140 (প্রশ্ন ও টি) |
|---|---|---|---|
| প্রসার্য শক্তি | 370-500 MPa | 470-630 MPa | 850-1,000 MPa |
| ফলন শক্তি | ~235 MPa | ~355 এমপিএ | ~655 MPa |
| কার্বন সামগ্রী | <0.17% | <0.24% | 0.38-0.43% |
| ঢালাইযোগ্যতা | চমৎকার | ভাল | প্রিহিট প্রয়োজন |
| সাধারণ ব্যবহার | সাধারণ কাঠামো | ভারী কাঠামো | খাদ, গিয়ার, মারা যায় |
নকল ইস্পাত রিং : প্রক্রিয়া, প্রকার এবং অ্যাপ্লিকেশন
নকল ইস্পাতের রিং হল রিং রোলিং এর মাধ্যমে উত্পাদিত বৃত্তাকার উপাদান — একটি বিশেষ ফোরজিং প্রক্রিয়া যেখানে একটি উত্তপ্ত, ছিদ্র করা স্টিলের বিলেট একটি ম্যান্ড্রেলের উপর স্থাপন করা হয় এবং ম্যান্ড্রেল এবং একটি চালিত রোলের মধ্যে ক্রমান্বয়ে ঘূর্ণিত হয়, একটি নিয়ন্ত্রিত ক্রস-সেকশন প্রোফাইল বজায় রাখার সময় প্রাচীরের পুরুত্ব হ্রাস করে এবং ব্যাস বৃদ্ধি করে। প্রক্রিয়াটি কয়েক সেন্টিমিটার থেকে ওভার পর্যন্ত রিং তৈরি করতে পারে 9 মিটার ব্যাস , সরঞ্জাম ক্ষমতা উপর নির্ভর করে.
রিং রোলিং প্রক্রিয়া একটি অবিচ্ছিন্ন, পরিধিযুক্ত শস্য প্রবাহ তৈরি করে যা রিংয়ের জ্যামিতি অনুসরণ করে। এই অভিযোজন কার্যক্ষমতার জন্য গুরুত্বপূর্ণ: ঘূর্ণায়মান যন্ত্রপাতি, চাপের জাহাজ এবং ভারবহন ঘোড়দৌড়ের চাপগুলি পরিধিগতভাবে কাজ করে এবং সারিবদ্ধ শস্য কাঠামো প্লেট বা বার থেকে কাটা রিংয়ের চেয়ে এই চাপগুলিকে আরও কার্যকরভাবে প্রতিরোধ করে, যেখানে শস্য প্রবাহ অংশ জ্যামিতির সাথে সম্পর্কহীন একটি নির্দিষ্ট রৈখিক দিকে চলে।
নকল ইস্পাত রিং এর প্রকার
নকল রিং দুটি প্রাথমিক ক্রস-সেকশন বিভাগে উত্পাদিত হয়:
- সমতল রিং (আয়তক্ষেত্রাকার ক্রস-সেকশন): সবচেয়ে সাধারণ প্রকার, ফ্ল্যাঞ্জ, গিয়ার ফাঁকা, বিয়ারিং রেস এবং কাঠামোগত রিং হিসাবে ব্যবহৃত হয়। রিং রোলিং করার পরে, ফ্ল্যাট রিংগুলি সাধারণত তাপ চিকিত্সা করা হয় এবং তারপরে চূড়ান্ত মাত্রায় মেশিন করা হয়।
- কনট্যুর-ঘূর্ণিত রিং (প্রোফাইল ক্রস-সেকশন): একটি কাছাকাছি-নেট-আকৃতির প্রোফাইল তৈরি করতে আকৃতির ম্যান্ড্রেল এবং অক্ষীয় রোল ব্যবহার করে উত্পাদিত হয় — ফ্ল্যাঞ্জ, ধাপ, খাঁজ বা টেপার — ঘূর্ণায়মান প্রক্রিয়ার সময়ই। কনট্যুর রোলিং প্রয়োজনীয় যন্ত্রের পরিমাণ হ্রাস করে, উপাদানের বর্জ্য হ্রাস করে এবং প্রোফাইলের গুরুত্বপূর্ণ অংশের মাধ্যমে শস্য প্রবাহকে উন্নত করতে পারে।
জাল রিং জন্য সাধারণ ইস্পাত গ্রেড
একটি নকল ইস্পাত রিং জন্য উপাদান পছন্দ অপারেটিং পরিবেশ এবং যান্ত্রিক প্রয়োজনীয়তা উপর নির্ভর করে:
- কার্বন স্টিলস (AISI 1045, 1020): সাধারণ-উদ্দেশ্যের ফ্ল্যাঞ্জ এবং কাঠামোগত রিংগুলির জন্য ব্যবহৃত হয় যেখানে উচ্চ খাদ সামগ্রীর প্রয়োজন হয় না।
- অ্যালয় স্টিলস (AISI 4140, 4340, 8620): রিংগুলির জন্য স্ট্যান্ডার্ড পছন্দগুলি উচ্চ চাপ, ক্লান্তি লোডিং, বা থ্রু-হার্ডেনিং প্রয়োজন। তেল এবং গ্যাস, খনির, এবং বিদ্যুৎ উৎপাদন সরঞ্জামে সাধারণ।
- স্টেইনলেস স্টিল (304, 316, 17-4 PH): যেখানে ক্ষয় প্রতিরোধের প্রয়োজন হয় সেখানে ব্যবহৃত হয় — রাসায়নিক প্রক্রিয়াকরণ, অফশোর, খাদ্য এবং ফার্মাসিউটিক্যাল সরঞ্জাম।
- টুল স্টিল এবং বিয়ারিং স্টিল (52100, H13): ভারবহন ঘোড়দৌড়, ডাই উপাদান, এবং নির্দিষ্ট কঠোরতা প্রোফাইল প্রয়োজন উচ্চ পরিধান অ্যাপ্লিকেশনের জন্য নকল রিং হিসাবে উত্পাদিত.
যেখানে নকল ইস্পাত রিং ব্যবহার করা হয়
নকল ইস্পাত রিংগুলি কার্যত প্রতিটি ভারী শিল্প সেক্টরে উপস্থিত হয় যেখানে ঘূর্ণায়মান, চাপ-ধারণকারী, বা লোড-বহনকারী বালাকার উপাদানগুলির প্রয়োজন হয়। মূল আবেদন ক্ষেত্র অন্তর্ভুক্ত:
- বায়ু টারবাইন: টাওয়ার ফ্ল্যাঞ্জ, প্রধান শ্যাফ্ট ফ্ল্যাঞ্জ এবং পিচ এবং ইয়াও বিয়ারিং রিং। একটি একক বড় বায়ু টারবাইনে 20টিরও বেশি নকল রিং ফ্ল্যাঞ্জ থাকতে পারে। এই উপাদানগুলির জন্য ক্লান্তিকর জীবনের প্রয়োজনীয়তা - 20 বছরের চক্রীয় লোডিংয়ের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে - নকল উপাদানগুলিকে আদর্শ স্পেসিফিকেশন তৈরি করে৷
- তেল এবং গ্যাস: ওয়েলহেড ফ্ল্যাঞ্জ, চাপ জাহাজের অগ্রভাগ, সাবসি সংযোগকারী রিং এবং পাইপলাইন ফ্ল্যাঞ্জ। নিম্ন তাপমাত্রায় চাপের রেটিং এবং উপাদানের দৃঢ়তা (আর্কটিক বা গভীর জলের অ্যাপ্লিকেশনের জন্য) নকল ওভার কাস্ট উপাদানগুলির নির্বাচনকে চালিত করে।
- মহাকাশ: ইঞ্জিন ক্যাসিং, টারবাইন রিং এবং কাঠামোগত ফ্রেম। টাইটানিয়াম এবং নিকেল সুপারঅ্যালয় রিংগুলিও জেট ইঞ্জিনের গরম বিভাগের উপাদানগুলির জন্য রিং-ঘূর্ণিত হয়, ইস্পাতের মতো একই প্রক্রিয়া নীতি অনুসরণ করে।
- খনির এবং ভারী যন্ত্রপাতি: খননকারী এবং মিলের জন্য রিং ফাঁকা, পেষণকারী উপাদান এবং বড় গিয়ার ফাঁকা।
- পারমাণবিক শক্তি: চুল্লি চাপ জাহাজের রিং এবং বাষ্প জেনারেটর উপাদান, যেখানে উপাদান সনাক্তকরণ, অ-ধ্বংসাত্মক পরীক্ষা, এবং নিয়ন্ত্রিত ফোরজিং পদ্ধতি বাধ্যতামূলক।
416 স্টেইনলেস স্টীল কঠোরতা: বৈশিষ্ট্য এবং ব্যবহারিক বিবেচনা
AISI 416 হল একটি ফ্রি-মেশিনিং মার্টেনসিটিক স্টেইনলেস স্টীল — যা সব স্টেইনলেস গ্রেডের মধ্যে সবচেয়ে মেশিনযোগ্য — যা মান 12-13% ক্রোমিয়াম মার্টেনসিটিক কম্পোজিশনে সালফার (0.15% সর্বনিম্ন) যোগ করার মাধ্যমে অর্জিত হয়েছে। সালফারটি ম্যাঙ্গানিজ সালফাইড অন্তর্ভুক্তি তৈরি করে যা মেশিনিংয়ের সময় চিপ ব্রেকার হিসাবে কাজ করে, 410 বা 420-এর মতো গ্রেডের তুলনায় নাটকীয়ভাবে টুল পরিধান এবং চক্রের সময় হ্রাস করে।
অ্যানিলেড অবস্থায় কঠোরতা
অ্যানিলড (নরম) অবস্থায়, 416 স্টেইনলেস স্টিলের একটি সাধারণ ব্রিনেল কঠোরতা রয়েছে 185-200 HB , প্রায় 515 MPa এর প্রসার্য শক্তি এবং প্রায় 275 MPa এর ফলন শক্তি। এটি এমন অবস্থা যেখানে উপাদানটি সাধারণত সরবরাহ করা হয় এবং মেশিন করা হয় — সালফার সংযোজন এটিকে অ্যানিলেড অবস্থায় অবাধে কেটে দেয় এবং যে কোনও তাপ চিকিত্সা প্রয়োগ করার আগে সর্বাধিক নির্ভুল উপাদানগুলি মেশিন করা হয়।
তাপ চিকিত্সার পরে কঠোরতা
416 স্টেইনলেস একটি শক্তযোগ্য গ্রেড। 925-1,010 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় অস্টিনিটাইজ করার মাধ্যমে এবং তারপরে তেল নিভে যাওয়া এবং টেম্পারিংয়ের মাধ্যমে, উপাদানটিকে যথেষ্ট উচ্চতর কঠোরতার স্তরে নিয়ে আসা যেতে পারে:
- অবস্থা H900 সমতুল্য (নিম্ন টেম্পারিং তাপমাত্রা, ~175°C): পর্যন্ত কঠোরতা অর্জন করে 38-42 HRC (প্রায় 370-400 HB), 1,200 MPa-এর উপরে প্রসার্য শক্তি।
- মিড-রেঞ্জ টেম্পারিং (400-500°C): প্রায় কঠোরতা 28-35 HRC , উন্নত দৃঢ়তা এবং উচ্চ-কঠোরতা অবস্থার তুলনায় ভাল জারা প্রতিরোধের সঙ্গে.
- উচ্চ টেম্পারিং তাপমাত্রা (600-650°C): কঠোরতা পড়ে 22-26 HRC , শক্তি খরচে নমনীয়তা এবং বলিষ্ঠতা সর্বাধিক করা। যেখানে প্রভাব প্রতিরোধের কঠোরতার চেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ সেখানে ব্যবহৃত হয়।
টেম্পারিং তাপমাত্রা নির্বাচন গুরুত্বপূর্ণ কারণ 416, সমস্ত মার্টেনসিটিক স্টেইনলেস স্টিলের মতো, 425-595 ডিগ্রি সেলসিয়াস রেঞ্জে টেম্পারিং কম্পনের জন্য সংবেদনশীল। এই উইন্ডোর মধ্যে টেম্পারিং গ্রহণযোগ্য কঠোরতা রিডিং সত্ত্বেও দুর্বল প্রভাব দৃঢ়তা সহ একটি উপাদান তৈরি করে। এই পরিসীমা এড়ানো উচিত ; 200°C এর নিচে বা 600°C এর উপরে টেম্পারিং সামগ্রিক যান্ত্রিক কর্মক্ষমতা উন্নত করে।
416 স্টেইনলেস স্টিলের সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন
মেশিনিবিলিটি এবং হার্ডনেবিলিটির সংমিশ্রণ 416 স্টেইনলেস স্টিলকে উচ্চ-ভলিউম, নির্ভুল-মেশিনযুক্ত উপাদানগুলির জন্য আদর্শ পছন্দ করে তোলে যার জন্য মাঝারি জারা প্রতিরোধের এবং তাপ চিকিত্সার পরে একটি সংজ্ঞায়িত কঠোরতা স্তর প্রয়োজন:
- আগ্নেয়াস্ত্র উপাদান: ট্রিগার গ্রুপ, বোল্ট এবং অ্যাকশন উপাদান যেখানে মাত্রিক নির্ভুলতা, কঠোরতা এবং জারা প্রতিরোধের একই সাথে প্রয়োজন এবং মেশিনের পরিমাণ বেশি।
- স্ক্রু, বাদাম এবং বোল্ট: কার্বন স্টিলের বাইরে ক্ষয় প্রতিরোধের প্রয়োজন ফাস্টেনারগুলি কিন্তু স্বয়ংক্রিয় স্ক্রু মেশিনে উত্পাদিত হয় যেখানে সালফার-বর্ধিত যন্ত্র উত্পাদন দক্ষতা প্রদান করে।
- পাম্প শ্যাফ্ট এবং ভালভ কান্ড: অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য পৃষ্ঠের কঠোরতা, মাত্রিক নির্ভুলতা এবং হালকা ক্ষয়কারী মিডিয়ার মাঝারি প্রতিরোধের প্রয়োজন।
- গিয়ার এবং বুশিং: যেখানে 316 বা ডুপ্লেক্স স্টেইনলেসের মতো আরও জারা-প্রতিরোধী গ্রেডের প্রয়োজন যথেষ্ট গুরুতর নয় এমন পরিবেশে পরিধান প্রতিরোধের এবং কঠোরতা প্রয়োজন।
একটি গুরুত্বপূর্ণ সীমাবদ্ধতা: 416 এর সালফার সংযোজন নন-ফ্রি-মেশিনিং মার্টেনসিটিক গ্রেডের তুলনায় এর ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস করে। ক্লোরাইডযুক্ত পরিবেশ, অ্যাসিড, বা প্রতিরক্ষামূলক আবরণ ছাড়া জলে দীর্ঘায়িত নিমজ্জিত হওয়ার জন্য এটি নির্দিষ্ট করা উচিত নয়। যেখানে ফ্রি-মেশিনিং স্টেইনলেস গ্রেডে উচ্চতর জারা প্রতিরোধের প্রয়োজন হয়, সেখানে 303 (অস্টেনিটিক) হল সাধারণ বিকল্প — যদিও তাপ চিকিত্সার মাধ্যমে এটি শক্ত করা যায় না।
