ইস্পাতে কার্বন কি? বিষয়বস্তু, গ্রেড এবং ফরজিং গাইড

কার্বন হল একক উপাদান যা সাধারণ লোহাকে ইস্পাত থেকে আলাদা করে এবং উপস্থিত পরিমাণ, সাধারণত এর মধ্যে ওজন দ্বারা 0.05% এবং 2.0% , ইস্পাত একটি টুকরা লোড, তাপ, এবং একটি ফোরজিং হাতুড়ি অধীনে আচরণ কিভাবে প্রায় সবকিছু সম্পর্কে সিদ্ধান্ত নেয়. কার্বন শতাংশ বাড়ায় এবং ধাতু কঠোরতা এবং প্রসার্য শক্তি অর্জন করে কিন্তু নমনীয়তা এবং জোড়যোগ্যতা হারায়; এটিকে কম করুন এবং ইস্পাতটি নরম, গঠনযোগ্য এবং ঢালাই করা সহজ থাকে তবে মিশ্র উপাদানের সাহায্য ছাড়া শক্ত প্রান্ত বা উচ্চ শক্তি ধরে রাখতে পারে না। প্রতিটি মিল সার্টিফিকেট, প্রতিটি ফোরজিং ড্রইং, এবং প্রতিটি গ্রেড উপাধি যেমন 1045 বা 4140 এই একটি অনুপাতে ফিরে আসে।

কার্বন আসলে ইস্পাতের ভিতরে কি করে

লোহা নিজেই একটি নরম, অপেক্ষাকৃত দুর্বল ধাতু। যখন কার্বন পরমাণুগুলি গলানোর সময় প্রবর্তিত হয়, তখন তারা ক্রিস্টাল জালিতে লোহার পরমাণুর মধ্যে অবস্থান করে এবং ফেরাইট নামক একটি কঠিন দ্রবণের পাশাপাশি সিমেন্টাইট (আয়রন কার্বাইড, Fe3C) নামক যৌগ তৈরি করে। এই দুটি মাইক্রোস্ট্রাকচারের মধ্যে ভারসাম্য এবং পরে তাপ চিকিত্সার পরে পার্লাইট, মার্টেনসাইট এবং বেনাইটের মধ্যে ভারসাম্য ইস্পাতকে এর যান্ত্রিক ব্যক্তিত্ব দেয়।

এটিকে চিত্রিত করার একটি দরকারী উপায়: ফেরাইট হল কাঠামোর নরম, চৌম্বকীয়, সহজেই বাঁকানো অংশ, যখন সিমেন্টাইট শক্ত এবং ভঙ্গুর। কার্বনের পরিমাণ যত বাড়তে থাকে, তত বেশি সিমেন্টাইট তৈরি হয় এবং স্টিলের কঠোরতা মোটামুটি অনুমানযোগ্য বক্ররেখায় বৃদ্ধি পায়। ধাতুবিদরা বিংশ শতাব্দীর প্রথম দিক থেকে এই সম্পর্কটিকে ট্র্যাক করেছেন এবং এটি আজ প্রতিটি ধাতুবিদ্যার ক্লাসরুমে ব্যবহৃত আয়রন-কার্বন ফেজ ডায়াগ্রামের ভিত্তি হিসাবে রয়ে গেছে।

কেন কার্বন সামগ্রী শতাংশের ভগ্নাংশে পরিমাপ করা হয়

কারণ কার্বনের প্রভাব এত শক্তিশালী, পার্থক্য যতটা ছোট 0.10% একটি ইস্পাত এর শ্রেণীবিভাগ এবং এর উপযুক্ত প্রয়োগ পরিবর্তন করুন। একটি 1020 ইস্পাত (0.20% কার্বন) 1095 ইস্পাত (0.95% কার্বন) এর মতো আচরণ করে না যদিও উভয়ই প্রযুক্তিগতভাবে সাধারণ কার্বন স্টিল। এই কারণেই ইস্পাত উৎপাদনকারীরা মিলের পরীক্ষার রিপোর্টে কার্বনের পরিমাণকে শতকরা একশতাংশে রিপোর্ট করে, না করে কাছাকাছি পূর্ণ সংখ্যায় বৃত্তাকার করে।

শতাংশ দ্বারা কার্বন ইস্পাত শ্রেণীবিভাগ

প্লেইন কার্বন স্টিলগুলি কার্বন সামগ্রীর উপর ভিত্তি করে চারটি বিস্তৃত পরিবারে বিভক্ত। প্রতিটি পরিবারে সাধারণ ব্যবহারের একটি স্বতন্ত্র সেট রয়েছে, এবং ফোরজিরা তাদের মধ্যে থেকে বেছে নেয় শক্তির ভারসাম্য, দৃঢ়তা এবং সমাপ্ত অংশের জন্য প্রয়োজনীয় যন্ত্রের উপর ভিত্তি করে।

মোটামুটি উপরে 2.0% কার্বন , উপাদান আর ইস্পাত হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয় না; এটি ঢালাই লোহাতে পরিণত হয়, যা অনেক বেশি ভঙ্গুর এবং জাল বা ঘূর্ণায়মান না হয়ে ঢালাই দ্বারা আকৃতির হয়।

কিভাবে কার্বন সামগ্রী যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করে

কার্বন এবং যান্ত্রিক কর্মক্ষমতা মধ্যে সম্পর্ক উপকরণ প্রকৌশল সবচেয়ে সামঞ্জস্যপূর্ণ প্রবণতা এক. কার্বন শতাংশ বৃদ্ধির সাথে সাথে চারটি বৈশিষ্ট্য একটি অনুমানযোগ্য দিকে চলে যায়:

• কঠোরতা বেড়ে যায় — মাইক্রোস্ট্রাকচারে বেশি সিমেন্টাইট ইন্ডেন্টেশন এবং ঘর্ষণ প্রতিরোধ করে।
• প্রসার্য শক্তি বৃদ্ধি পায় - একটি বিন্দু পর্যন্ত, অতিরিক্ত কার্বন ইস্পাত ব্যর্থ হওয়ার আগে আরও লোড বহন করতে দেয়।
• নমনীয়তা পড়ে যায় - ফাটল হওয়ার আগে ইস্পাত কম বাঁকে এবং প্রসারিত হয়, তাই ঠান্ডা গঠন কঠিন হয়ে যায়।
• ওয়েল্ডেবিলিটি পড়ে যায় — উচ্চতর কার্বন স্টিলগুলি তাপ-আক্রান্ত অঞ্চলে ক্র্যাক হওয়ার প্রবণতা বেশি, যদি না আগে থেকে গরম করা হয় এবং সাবধানে নিয়ন্ত্রণ করা হয়।

এই কারণেই একটি নকল স্বয়ংচালিত অ্যাক্সেল শ্যাফ্ট, যার শক্তি এবং ছিন্ন না করে শক শোষণ করার ক্ষমতা উভয়ই প্রয়োজন, সাধারণত উচ্চ কার্বন স্টিলের জন্য পৌঁছানোর পরিবর্তে একটি মাঝারি কার্বন গ্রেড যেমন 1045 ব্যবহার করে যা একটি ল্যাব পরীক্ষায় শক্তিশালী হবে কিন্তু রাস্তার প্রভাবের জন্য খুব ভঙ্গুর।

কার্বন সামগ্রী এবং ইস্পাত Forging প্রক্রিয়া

স্টিল ফোরজিং কম্প্রেসিভ প্লাস্টিকের বিকৃতি দ্বারা ধাতুকে আকার দেয়, হাতুড়ি, প্রেস বা রোল ব্যবহার করে উত্তপ্ত ইস্পাতকে জোর করে ডাই বা পছন্দসই আকারে তৈরি করে। কার্বন কন্টেন্ট প্রথম হাতুড়ি ঘা জমির আগে একটি জাল দোকান প্রায় প্রতিটি সিদ্ধান্ত নিয়ন্ত্রণ করে।

ফোরজিং তাপমাত্রা উইন্ডোজ

নিম্ন এবং মাঝারি কার্বন ইস্পাত সাধারণত মধ্যে নকল হয় 1150°C এবং 1250°C (প্রায় 2100°F থেকে 2280°F), যেখানে উপাদানটি তার অস্টেনিটিক পর্যায়ে বসে এবং চাপের মধ্যে সহজেই প্রবাহিত হয়। উচ্চ কার্বন স্টিলগুলি সাধারণত সেই পরিসরের নীচের দিকে নকল করা হয়, যেহেতু উচ্চ কার্বন সামগ্রীর সাথে মিলিত অত্যধিক তাপ শস্যের বৃদ্ধি এবং পৃষ্ঠের ডিকারবুরাইজেশনকে উত্সাহিত করে, উভয়ই সমাপ্ত অংশকে দুর্বল করে।

কেন ফরজার্স মাঝারি কার্বন গ্রেড পছন্দ করে

1040, 1045, এবং 4140-এর মতো মাঝারি কার্বন স্টিলগুলি ফোরজিং শিল্পে আধিপত্য বিস্তার করে কারণ তারা একটি কার্যকর ভারসাম্য বজায় রাখে: পর্যাপ্ত কার্বন যা নিভিয়ে ফেলা এবং টেম্পারিংয়ের মতো পোস্ট-ফোরজিং তাপ চিকিত্সার জন্য ভাল প্রতিক্রিয়া জানায়, কিন্তু এত বেশি নয় যে বিলেটটি ডাইয়ের নীচে ফাটল ধরে। ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্ট, সংযোগকারী রড, গিয়ার, ফ্ল্যাঞ্জ এবং হ্যান্ড টুলের মতো উপাদানগুলি প্রায় সর্বদা এই মধ্যম ব্যান্ড থেকে নকল করা হয় না বরং চরম থেকে।

শস্য প্রবাহ এবং শক্তি লাভ

Forging আকৃতি ইস্পাত চেয়ে বেশি করে; এটি অংশের কনট্যুর বরাবর অভ্যন্তরীণ শস্য কাঠামোকে সারিবদ্ধ করে। একটি নকল উপাদান ক্রমাগত শস্য প্রবাহের লাইন অনুসরণ করে, যখন একটি মেশিনযুক্ত বা ঢালাই অংশ শস্য জুড়ে কাটে বা তার কিছুই নেই। শিল্প পরীক্ষায় বারবার দেখা গেছে যে নকল ইস্পাত অংশগুলি অভিন্ন রাসায়নিক সংমিশ্রণের ঢালাই বা মেশিনযুক্ত অংশগুলির তুলনায় অর্থপূর্ণভাবে উচ্চ ক্লান্তি প্রতিরোধ ক্ষমতা বহন করতে পারে, এই কারণেই নকল কার্বন ইস্পাত স্টিয়ারিং নাকলস এবং ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্টের মতো সুরক্ষা-গুরুত্বপূর্ণ উপাদানগুলির জন্য মান হিসাবে রয়ে গেছে।

খাদ ইস্পাত এবং স্টেইনলেস স্টীল সঙ্গে তুলনা কার্বন ইস্পাত

অন্য উপাদানের মিশ্রণে প্রবেশ করলে একা কার্বন বিষয়বস্তু পুরো গল্প বলে না। প্লেইন কার্বন ইস্পাত কোথায় তার মিশ্রিত কাজিনের তুলনায় বসে তা বোঝার কারণে একটি ফোরজিং ড্রয়িং কেন একটি পরিবারের উপর অন্য পরিবারের জন্য আহ্বান করতে পারে তা ব্যাখ্যা করতে সহায়তা করে।

বাস্তবে, একজন ক্রয় প্রকৌশলী প্লেইন কার্বন স্টিল বেছে নেন যখন অংশটি লেপা, আঁকা বা ঘরের ভিতরে রাখা হবে এবং অ্যালয় বা স্টেইনলেস গ্রেডের জন্য পৌঁছায় যখন অ্যাপ্লিকেশনটি মোটা ক্রস-সেকশনের মাধ্যমে ক্ষয় প্রতিরোধের বা উচ্চতর কঠোরতা দাবি করে।

একটি নকল অংশ জন্য একটি কার্বন ইস্পাত গ্রেড নির্বাচন

সঠিক কার্বন শতাংশ নির্বাচন করা তিনটি প্রশ্নের মধ্যে একটি ভারসাম্যমূলক কাজ: অংশটি কতটা শক্তিশালী হওয়া দরকার, এটি কতটা শক বা ক্লান্তি শোষণ করবে এবং কীভাবে এটি পরে মেশিন করা বা যুক্ত করা হবে।

1. লোডের ধরন সনাক্ত করুন। স্ট্যাটিক লোড উচ্চ কার্বন সামগ্রী সহ্য করে; বারবার প্রভাব লোড ভাল দৃঢ়তা সঙ্গে মাঝারি কার্বন পক্ষে.
2. পোস্ট ফরজিং অপারেশন চেক করুন. যদি অংশটি নিচের দিকে ঢালাই করা হয়, তবে কার্বনের পরিমাণ প্রায় 0.30% এর নিচে রাখুন যদি না প্রি-হিট এবং নিয়ন্ত্রিত কুলিং প্রক্রিয়া পরিকল্পনার অংশ হয়।
3. তাপ চিকিত্সার পথ নিশ্চিত করুন। মাঝারি এবং উচ্চ কার্বন ইস্পাত নিভিয়ে এবং মেজাজ চক্র ভাল প্রতিক্রিয়া; কম কার্বন ইস্পাত এর পরিবর্তে কেস শক্ত করা বা কার্বারাইজিং এর উপর নির্ভর করে।
4. কঠোরতা বিরুদ্ধে machinability ওজন. উচ্চতর কার্বন সামগ্রী সাধারণত মাধ্যমিক যন্ত্রের সময় ধীর কাটিং গতি এবং দ্রুত টুল পরিধানের মানে।

স্বয়ংচালিত বা কৃষি সরঞ্জাম প্রস্তুতকারকদের সরবরাহকারী একটি জালিয়াতির দোকান প্রায়শই মুষ্টিমেয় গ্রেডে মানক করে, সাধারণত 1045 সাধারণ shafting জন্য এবং 4140 যেখানে উচ্চতর শক্তি-থেকে-ওজন অনুপাতের প্রয়োজন হয়, সুনির্দিষ্টভাবে কারণ এই গ্রেডগুলি ফোরজিবিলিটি এবং ফিনিশড-পার্ট পারফরম্যান্সের মধ্যে মিষ্টি জায়গায় বসে।

Forging পরে তাপ চিকিত্সা

একা ফরজিং খুব কমই একটি অংশের চূড়ান্ত যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য প্রদান করে। কার্বন উপাদান নির্ধারণ করে যে কোন তাপ চিকিত্সা এমনকি পরেও সম্ভব।

স্বাভাবিককরণ

প্রায় সমস্ত কার্বন স্টিলের ফোরজিংস ফোরজিংয়ের পরে স্বাভাবিক করা হয়, গুরুত্বপূর্ণ তাপমাত্রার উপরে উত্তপ্ত করা হয় এবং বায়ু শীতল করা হয়, শস্যের গঠনকে পরিমার্জিত করতে এবং ফোরজিং প্রক্রিয়ার পিছনে থাকা অসম চাপগুলি থেকে মুক্তি দিতে।

শমন এবং টেম্পারিং

মাঝারি এবং উচ্চ কার্বন স্টিলগুলিকে তেল বা জলে নিভিয়ে মার্টেনসাইট তৈরি করা যেতে পারে, তারপর কঠোরতার জন্য কিছু কঠোরতা ফেরত দেওয়ার জন্য টেম্পারড করা যেতে পারে। কার্বন শতাংশ অর্জনযোগ্য কঠোরতার উপর একটি সিলিং সেট করে; প্রায় 0.30% কার্বনের নিচের একটি ইস্পাত কেবলমাত্র 1060 বা 1080 গ্রেডের মতো নির্বাপিত কঠোরতা পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে না, নির্বিশেষে তীব্রতা নির্বিশেষে।

কম কার্বন অংশ জন্য কেস শক্ত করা

নিম্ন কার্বন স্টিলগুলির জন্য একটি শক্ত পরিধানের পৃষ্ঠের প্রয়োজন কিন্তু একটি শক্ত কোর, যেমন গিয়ারগুলি, পরিবর্তে কার্বারাইজড হয়: কার্বন উচ্চ তাপমাত্রায় বাইরের পৃষ্ঠে ছড়িয়ে পড়ে, তারপর সেই পৃষ্ঠের স্তরটি একা শক্ত হয়ে যায় যখন নিম্ন কার্বন কোরটি নমনীয় থাকে।

প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী

কোন কার্বন শতাংশ ইস্পাতকে সরঞ্জামের জন্য যথেষ্ট শক্ত করে তোলে?

টুল অ্যাপ্লিকেশন সাধারণত চারপাশে শুরু হয় 0.60% কার্বন এবং মোটামুটি 1.0% পর্যন্ত যান, যেহেতু এই পরিসরটি নিভানোর মাধ্যমে ভালভাবে শক্ত হয় এবং একটি তীক্ষ্ণ প্রান্ত ধরে রাখে।

উচ্চ কার্বন সবসময় শক্তিশালী ইস্পাত মানে?

শুধুমাত্র একটি বিন্দু পর্যন্ত. কার্বন সামগ্রীর সাথে প্রসার্য এবং ফলন শক্তি বৃদ্ধি পায়, তবে প্রায় 0.80-0.90% লাভ সমতল হয় যখন ভঙ্গুরতা বাড়তে থাকে, তাই প্রতিটি প্রয়োগের জন্য আরও কার্বন স্বয়ংক্রিয়ভাবে ভাল হয় না।

কেন মাঝারি কার্বন ইস্পাত সবচেয়ে সাধারণ forging উপাদান?

এটি প্রশস্ত ব্যবহারিক উইন্ডো অফার করে: তাপ চিকিত্সার মাধ্যমে শক্ত করার জন্য যথেষ্ট কার্বন, তবুও বিলেট ফাটল না করে ফোরজিংয়ের সংকোচনকারী শক্তিকে প্রতিরোধ করার জন্য যথেষ্ট নমনীয়।

কম কার্বন ইস্পাত জাল করা যাবে?

হ্যাঁ। নিম্ন কার্বন ইস্পাত সহজে তার উচ্চ নমনীয়তার কারণে তৈরি হয় এবং এটি সাধারণত এমন অংশগুলির জন্য বেছে নেওয়া হয় যেগুলিকে ঢালাই করা হবে বা পৃষ্ঠের কঠোরতার পরিবর্তে একটি শক্ত, শক-প্রতিরোধী কোর প্রয়োজন।

কিভাবে একটি সমাপ্ত ইস্পাত অংশে কার্বন উপাদান পরিমাপ করা হয়?

প্রযোজকরা একটি নমুনা থেকে সরাসরি কার্বন শতাংশ পরিমাপ করতে দহন বিশ্লেষণ বা অপটিক্যাল নির্গমন স্পেকট্রোস্কোপি ব্যবহার করেন এবং ফলাফলটি উপাদানের সাথে থাকা মিল পরীক্ষার শংসাপত্রে রিপোর্ট করা হয়।

ফোরজিং অ্যাপ্লিকেশনের জন্য কার্বনের পরিমাণ খুব বেশি হলে কী হবে?

অতিরিক্ত কার্বন নমনীয়তা হ্রাস করে যেখানে কম্প্রেশনের সময় বিলেট ফাটতে পারে, বিশেষ করে ডাই কোণে এবং পাতলা অংশে, এই কারণেই নকলের দোকানগুলি বিস্তৃত মিল সহনশীলতা গ্রহণ করার পরিবর্তে কার্বন সামগ্রীর রেঞ্জ নির্দিষ্ট করে৷