ইস্পাত কি ধরনের খাদ? সরাসরি উত্তর
ইস্পাত মৌলিকভাবে একটি লোহা-কার্বন খাদ , যেখানে কার্বনের পরিমাণ ওজন অনুসারে 0.02% থেকে 2.14% পর্যন্ত। কার্বনের সেই সংকীর্ণ ব্যান্ডটি অন্যথায় ভঙ্গুর পিগ আয়রনকে একটি উপাদানে রূপান্তরিত করে যা সেতু, হাউজিং টারবাইন এবং আধুনিক অবকাঠামোর মেরুদণ্ড তৈরি করতে সক্ষম। এই মৌলিক লোহা-কার্বন সমন্বয়ের বাইরে, খাদ ইস্পাত সুনির্দিষ্ট যান্ত্রিক, তাপীয় এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য প্রকৌশলী করার জন্য - যেমন ম্যাঙ্গানিজ, ক্রোমিয়াম, নিকেল, মলিবডেনাম, ভ্যানাডিয়াম, এবং সিলিকন-এর মতো অতিরিক্ত সংকর উপাদানগুলি প্রবর্তন করে যা সাধারণ কার্বন ইস্পাত সহজভাবে অর্জন করতে পারে না।
"খাদ ইস্পাত" শব্দটি সুনির্দিষ্ট এবং বিস্তৃত উভয়ই। কঠোর ধাতুবিদ্যাগত অর্থে, সমস্ত ইস্পাত একটি খাদ কারণ এতে কমপক্ষে দুটি উপাদান রয়েছে। কিন্তু শিল্প অনুশীলনে, "খাদ ইস্পাত" বিশেষভাবে ইস্পাতকে বোঝায় যেখানে ইচ্ছাকৃতভাবে এক বা একাধিক অ্যালোয়িং উপাদানের সংযোজন কার্যকারিতাকে স্ট্যান্ডার্ড কার্বন ইস্পাত গ্রেডের বাইরে ঠেলে দেয়। যখন এই উপাদানটি গরম বা ঠাণ্ডা অবস্থায় কম্প্রেসিভ বলের মাধ্যমে আকার ধারণ করে, তখন ফলাফল হয় খাদ ইস্পাত fবাgings — উপাদানগুলি তাদের দিকনির্দেশক শস্য প্রবাহ, উচ্চতর দৃঢ়তা, এবং চাহিদাপূর্ণ পরিষেবা পরিবেশ জুড়ে ক্লান্তি প্রতিরোধের জন্য মূল্যবান।
কিভাবে ইস্পাত একটি খাদ হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়
ধাতুবিদরা তাদের বেস ধাতু এবং অতিরিক্ত উপাদানের প্রকৃতির উপর ভিত্তি করে খাদকে শ্রেণীবদ্ধ করে। ইস্পাত বিস্তৃত পরিবারের মধ্যে বসে লৌহঘটিত সংকর ধাতু — খাদ যেখানে লোহা প্রভাবশালী উপাদান। লৌহঘটিত সংকর ধাতুগুলির মধ্যে, কার্বন উপাদান প্রথম প্রধান বিভাজক রেখা আঁকে:
ইস্পাত পরিবারের মধ্যে, আমেরিকান আয়রন অ্যান্ড স্টিল ইনস্টিটিউট (AISI) এবং সোসাইটি অফ অটোমোটিভ ইঞ্জিনিয়ার্স (SAE) ব্যাপকভাবে গৃহীত পদবী ব্যবস্থা বজায় রাখে। কার্বন স্টিলগুলি সংমিশ্রণকারী উপাদানগুলির কম ঘনত্ব বহন করে, যেখানে খাদ স্টিলগুলি ইচ্ছাকৃতভাবে যে কোনও একক উপাদানের জন্য নিম্নলিখিত থ্রেশহোল্ড ঘনত্ব (AISI দ্বারা সংজ্ঞায়িত) অতিক্রম করে: 1.65% ম্যাঙ্গানিজ, 0.60% সিলিকন, বা 0.60% তামা , অথবা অ্যালুমিনিয়াম, ক্রোমিয়াম, কোবাল্ট, নাইওবিয়াম, মলিবডেনাম, নিকেল, টাইটানিয়াম, টংস্টেন, ভ্যানাডিয়াম বা জিরকোনিয়ামের নির্দিষ্ট ন্যূনতম পরিমাণ অন্তর্ভুক্ত করুন৷
এই শ্রেণীবিভাগ ক্রয়, ঢালাই পদ্ধতির যোগ্যতা, তাপ চিকিত্সা পরিকল্পনা এবং উৎপাদনের ক্ষেত্রে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ খাদ ইস্পাত forgings . একটি ফোরজিং শপ সোর্সিং 4340 অ্যালয় স্টিল (একটি নিকেল-ক্রোমিয়াম-মলিবডেনাম গ্রেড) প্রি-হিট তাপমাত্রা, নিভেন মিডিয়া এবং টেম্পারিং চক্রের পরিপ্রেক্ষিতে একটি প্লেইন 1045 কার্বন ইস্পাত থেকে এটিকে খুব আলাদাভাবে ব্যবহার করতে হবে।
| ইস্পাত Category | কার্বন সামগ্রী | কী অ্যালোয়িং উপাদান | সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন |
|---|---|---|---|
| নিম্ন-কার্বন ইস্পাত | ০.০২%–০.৩০% | Mn, সি (অপ্রাপ্তবয়স্ক) | শীট ধাতু, তার, কাঠামোগত beams |
| মাঝারি-কার্বন ইস্পাত | ০.৩০%–০.৬০% | Mn, Si | খাদ, গিয়ার, রেলওয়ের চাকা |
| উচ্চ-কার্বন ইস্পাত | 0.60% – 2.14% | Mn, Si | স্প্রিংস, কাটার সরঞ্জাম, পিয়ানো তার |
| কম খাদ ইস্পাত | 0.10%–0.50% | ক্র, নি, মো, V (<5% মোট) | চাপ জাহাজ, পাইপলাইন, খাদ ইস্পাত forgings |
| উচ্চ খাদ ইস্পাত (যেমন স্টেইনলেস) | পরিবর্তিত হয় | Cr (>10.5%), Ni, Mo | খাদ্য সরঞ্জাম, চিকিৎসা ডিভাইস, সামুদ্রিক |
প্রতিটি অ্যালোয়িং উপাদান ইস্পাতকে আসলে কী করে
কেন ইস্পাত যেভাবে তৈরি করা হয় তা বোঝার জন্য প্রতিটি উপাদান কী অবদান রাখে তা জানা প্রয়োজন। এই জ্ঞান জন্য বিশেষভাবে প্রাসঙ্গিক খাদ ইস্পাত forgings , যেখানে চূড়ান্ত মাইক্রোস্ট্রাকচার ফোরজিং তাপমাত্রা, হ্রাস অনুপাত, এবং পরবর্তী তাপ চিকিত্সার সাথে মিথস্ক্রিয়াকারী খাদ রসায়নের উপর নির্ভর করে।
কার্বন
সবচেয়ে প্রভাবশালী উপাদান. কার্বনের প্রতিটি 0.10% বৃদ্ধি নমনীয়তা হ্রাস করার সাথে সাথে প্রায় 65-70 MPa দ্বারা প্রসার্য শক্তি বাড়ায়। কার্বন আয়রন কার্বাইড (Fe3C, সিমেন্টাইট) গঠন করে, যা ম্যাট্রিক্সকে শক্ত করে। উচ্চ স্তরে, ঢালাইযোগ্যতা এবং প্রভাবের দৃঢ়তা তীব্রভাবে হ্রাস পায়।
ম্যাঙ্গানিজ
কার্যত সমস্ত বাণিজ্যিক ইস্পাতে 0.30%-1.80% এ উপস্থিত। ম্যাঙ্গানিজ গলে যাওয়াকে ডিসালফারাইজ করে, গরম-স্বল্পতা রোধ করে। এটি কঠোরতাও বাড়ায় — যে গভীরতায় ইস্পাতকে শক্ত করা যেতে পারে — এটিকে স্ট্রাকচারাল অ্যালয় স্টিল গ্রেড এবং ভারী ফোরজিংসে অপরিহার্য করে তোলে।
ক্রোমিয়াম
কঠোরতা এবং পরিধান প্রতিরোধের জন্য 0.50% ঊর্ধ্বগামী থেকে যোগ করা হয়েছে। 10.5% এর উপরে স্তরে, ক্রোমিয়াম একটি স্ব-নিরাময় প্যাসিভ অক্সাইড স্তর গঠন করে, যা স্টেইনলেস স্টিলকে সংজ্ঞায়িত করে। টুল স্টিল এবং ডাই স্টিলে, ক্রোমিয়াম কার্বাইড ব্যতিক্রমী ঘর্ষণ প্রতিরোধের প্রদান করে। 52100 বিয়ারিং স্টিল এবং H13 টুল স্টিলের মধ্যে সাধারণ।
নিকেল
নিকেল কঠোরতা হ্রাস না করেই ফেরাইটকে শক্তিশালী করে, একটি বিরল সংমিশ্রণ। এটি সাব-জিরো তাপমাত্রায় বিশেষভাবে কার্যকর, যে কারণে নিকেল অ্যালয় স্টিলগুলি (যেমন, 9% নি ইস্পাত) -196 ডিগ্রি সেলসিয়াসে তরলীকৃত গ্যাস স্টোরেজের জন্য ব্যবহৃত হয়। ইন খাদ ইস্পাত forgings মহাকাশ ল্যান্ডিং গিয়ার বা প্রতিরক্ষা অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, 1.8%–4.0% নিকেল সামগ্রী সাধারণ (4340 এবং 300M হিসাবে)।
মলিবডেনাম
এমনকি ছোট সংযোজন (0.15%–0.30%) নাটকীয়ভাবে কঠোরতাকে উন্নত করে এবং মেজাজ ক্ষয় রোধ করে — যখন নির্দিষ্ট অ্যালয় স্টীলগুলিকে 250°C–400°C এর মধ্যে দিয়ে ধীরে ধীরে ঠাণ্ডা করা হয় তখন শক্ততার ক্ষতি ঘটে। মলিবডেনাম উচ্চ-তাপমাত্রার শক্তিও উন্নত করে, এটিকে বিদ্যুত উত্পাদন সরঞ্জামের জন্য ক্রীপ-প্রতিরোধী স্টিলে অপরিহার্য করে তোলে।
ভ্যানডিয়াম
একটি শস্য পরিশোধক. ভ্যানডিয়াম কার্বাইড এবং নাইট্রাইড গরম কাজ এবং তাপ চিকিত্সার সময় অস্টিনাইট শস্যের সীমানা পিন করে, মাইক্রোস্ট্রাকচার ঠিক রাখে। সূক্ষ্ম শস্যের আকার একই সাথে শক্তি এবং দৃঢ়তা উভয়কেই উন্নত করে — একটি ট্রেড-অফ যা অন্যথায় অর্জন করা কঠিন। ভ্যানডিয়াম মাইক্রোঅ্যালয়েড স্টিল, নকল ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্ট এবং উচ্চ-গতির টুল স্টিলে ব্যবহৃত হয়।
সিলিকন
ইস্পাত তৈরির সময় একটি ডিঅক্সিডাইজার, সিলিকন ফেরাইটকে শক্তিশালী করে। 1%-2% স্তরে, এটি স্প্রিং স্টিল (যেমন, 9260) এবং বৈদ্যুতিক স্টিলের প্রাথমিক অ্যালোয়িং উপাদান, যেখানে এটি বৈদ্যুতিক প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়িয়ে মূল ক্ষয়ক্ষতি হ্রাস করে। সিলিকন স্থিতিস্থাপক সীমা বাড়ায়, যার কারণে কয়েল স্প্রিংগুলি প্লেইন কার্বন গ্রেডের পরিবর্তে সিলিকন-ম্যাঙ্গানিজ অ্যালয় ইস্পাত।
বোরন
ক্ষুদ্র সংযোজনে অসাধারণ শক্তিশালী। 0.0005%-0.003% বোরন অন্যান্য যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যকে প্রভাবিত না করে নাটকীয়ভাবে কঠোরতা বৃদ্ধি করে। বোরন-চিকিত্সা করা স্টিল (AISI উপাধিতে "B" প্রত্যয়, যেমন, 10B30) নিকেল এবং মলিবডেনামের মতো আরও ব্যয়বহুল উপাদানগুলিকে হ্রাস করার অনুমতি দেয়, যা কঠোর করার ক্ষমতাকে ত্যাগ না করেই খরচ কমিয়ে দেয়।
অ্যালয় স্টিল ফোরজিংস: কেন ফরজিং অ্যালয় স্টিলের জন্য সঠিক প্রক্রিয়া
সমস্ত ইস্পাত উপাদান সমান তৈরি হয় না, এমনকি যখন অভিন্ন রসায়ন থেকে তৈরি হয়। উত্পাদন রুট — ঢালাই, বার থেকে মেশিনিং, বা ফোরজিং — অংশটির অভ্যন্তরীণ কাঠামো নির্ধারণ করে এবং তাই লোডের অধীনে এর কার্যকারিতা নির্ধারণ করে। খাদ ইস্পাত forgings কাঠামোগত সুবিধার একটি সেট সরবরাহ করে যা অন্য কোনও প্রক্রিয়া সম্পূর্ণরূপে প্রতিলিপি করতে পারে না।
শস্য প্রবাহ এবং দিকনির্দেশক শক্তি
যখন একটি খাদ ইস্পাত বিলেট নকল হয়, তখন প্লাস্টিকের বিকৃতি অংশটির কনট্যুর বরাবর ধাতুর শস্য কাঠামোকে সারিবদ্ধ করে। এটা বলা হয় ফাইবার প্রবাহ বা শস্য প্রবাহ। একটি নকল ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্টে, উদাহরণস্বরূপ, উপাদানের আকৃতি অনুসরণ করে, প্রতিটি নিক্ষেপ এবং জার্নালের চারপাশে দানা রেখাগুলি ক্রমাগত মোড়ানো থাকে। বার স্টক থেকে একটি মেশিনযুক্ত ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্ট কাটা সেই শস্য রেখাগুলিকে বিচ্ছিন্ন করে, শেষ-শস্য চাপের ঘনত্বের পয়েন্টে উন্মুক্ত করে। ফলাফল: নকল ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্টগুলি নিয়মিতভাবে সমতুল্য ক্লান্তি লোডিংয়ের অধীনে 2-3x এর একটি ফ্যাক্টর দ্বারা প্রকাশিত ক্লান্তি পরীক্ষার তুলনা (ASM হ্যান্ডবুক, ভলিউম 14A, মেটালওয়ার্কিং: বাল্ক ফর্মিং) দ্বারা সমাপ্ত হয়।
পোরোসিটি নির্মূল এবং ঘনত্ব অভিন্নতা
ঢালাই ইস্পাতে অন্তর্নিহিত সংকোচন ছিদ্র, গ্যাসের ছিদ্র এবং ডেনড্রাইটিক বিভাজন রয়েছে — এগুলি সবই স্থানীয় দুর্বল দাগ তৈরি করে। কম্প্রেসিভ ফোর্সগুলি এই শূন্যস্থানগুলি বন্ধ করে দেয় এবং ঢালাই করে। 4340 অ্যালয় স্টিলের একটি ইংগট যা পরিমাপযোগ্য পোরোসিটি দিয়ে শুরু হয় ASTM A388 মান অনুযায়ী অতিস্বনক পরিদর্শন দ্বারা প্রায় শূন্য সনাক্তযোগ্য শূন্যতার সাথে একটি ফোর্জিং তৈরি করে। ভালভ বডির মতো চাপযুক্ত উপাদানগুলির ক্ষেত্রে এটি সমালোচনামূলকভাবে গুরুত্বপূর্ণ, যেখানে ছিদ্রের মাধ্যমে অভ্যন্তরীণ ফুটো পথগুলি অগ্রহণযোগ্য হবে।
উচ্চতর যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য
একটি সরাসরি তুলনা স্পষ্টভাবে গল্প বলে:
| সম্পত্তি | 4340 অ্যালয় স্টিল ফোরজিং (প্রশ্ন ও টি) | 4340 কাস্ট স্টিল (প্রশ্ন ও টি) |
|---|---|---|
| চূড়ান্ত প্রসার্য শক্তি | 1,034–1,172 MPa | 930-1,000 MPa |
| ফলন শক্তি | 862–1,000 MPa | 760–860 MPa |
| Charpy ইমপ্যাক্ট (CVN) | 54–81 J -40° সে | 27-41 J -40° সে |
| ক্লান্তির সীমা (R = -1) | ~586 MPa | ~448 MPa |
| এলাকা হ্রাস (%) | 58-65% | ৩৫-৪৫% |
খাদ ইস্পাত Forgings ব্যবহৃত সাধারণ গ্রেড
- 4130 (ক্রোমোলি): 0.28–0.33% C, 0.80–1.10% Cr, 0.15–0.25% Mo। বিমানের কাঠামোগত ফিটিং, রোল খাঁচা এবং সাইকেল ফ্রেমে ব্যবহৃত হয়। একটি খাদ ইস্পাত জন্য ভাল weldability.
- 4140: 0.38–0.43% C, 0.80–1.10% Cr, 0.15–0.25% Mo। বিশ্বব্যাপী সবচেয়ে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত কম খাদ ইস্পাত। Forgings তেল-ক্ষেত্র ড্রিল কলার, গিয়ার, ডাইস, এবং ফাস্টেনার অন্তর্ভুক্ত।
- 4340: 0.38–0.43% C, 1.65–2.00% Ni, 0.70–0.90% Cr, 0.20–0.30% Mo। সবচেয়ে সক্ষম স্ট্রাকচারাল অ্যালয় স্টিলের মধ্যে একটি। এয়ারক্রাফট ল্যান্ডিং গিয়ার, বড় ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্ট এবং পর্যাপ্ত দৃঢ়তা সহ অত্যন্ত উচ্চ শক্তির প্রয়োজন অর্ডন্যান্স উপাদানগুলির জন্য ব্যবহৃত হয়।
- 8620: 0.18–0.23% C, 0.40–0.70% Ni, 0.40–0.60% Cr, 0.15–0.25% Mo. একটি কেস-কঠিন ইস্পাত। ফোরজিংস পরবর্তীকালে কার্বারাইজড বা কার্বোনিট্রাইড করা হয় যাতে একটি শক্ত কোরের উপর একটি শক্ত, পরিধান-প্রতিরোধী পৃষ্ঠ তৈরি করা হয়। রিং এবং পিনিয়ন গিয়ারের জন্য স্ট্যান্ডার্ড।
- 52100: 0.93–1.05% C, 1.35-1.60% Cr উচ্চ-কার্বন ক্রোমিয়াম বহনকারী ইস্পাত। রোলিং এলিমেন্ট বিয়ারিং-এ প্রায় একচেটিয়াভাবে ব্যবহৃত হয়, যেখানে শক্ত হওয়ার পর পৃষ্ঠের কঠোরতা 60-64 HRC প্রয়োজন হয়।
- 300M: অতিরিক্ত সিলিকন (1.45–1.80%) এবং ভ্যানাডিয়াম সহ একটি পরিবর্তিত 4340। 1,930 MPa এর উপরে প্রসার্য শক্তি অর্জনযোগ্য। গুরুত্বপূর্ণ মহাকাশ অ্যালয় স্টিল ফোরজিংসে ব্যবহৃত হয় যেখানে ওজন এবং শক্তি উভয়ই প্রিমিয়ামে থাকে।
খাদ ইস্পাত প্রধান প্রকার এবং তাদের শিল্প ভূমিকা
খাদ ইস্পাতের বৃহত্তর শ্রেণীতে বেশ কিছু স্বতন্ত্র উপ-পরিবার রয়েছে, প্রত্যেকটি কর্মক্ষমতা চাহিদার একটি নির্দিষ্ট সেটের জন্য তৈরি করা হয়েছে। এগুলি কেবল বিপণন লেবেল নয় - প্রতিটি প্রকারের একটি স্বতন্ত্র রসায়ন দর্শন রয়েছে এবং তাপ-চিকিৎসা ভিন্নভাবে করা হয়।
উচ্চ-শক্তি কম খাদ ইস্পাত (HSLA)
HSLA স্টিলগুলিতে 0.35% এর কম কার্বন এবং নিওবিয়াম, ভ্যানাডিয়াম, টাইটানিয়াম বা তামার ছোট সংযোজন থাকে - সাধারণত 2% এর নিচে। পরিমিত রসায়ন সত্ত্বেও, 350-700 MPa এর ফলন শক্তি শস্য পরিশোধন এবং বৃষ্টিপাতের মাধ্যমে শক্ত হওয়ার পরিবর্তে অর্জিত হয়। HSLA গ্রেড যেমন A572 গ্রেড 50, A36, এবং API 5L X70 ভবন, সেতু এবং পাইপলাইনের জন্য কাঠামোগত ইস্পাত ব্যবহার করা হয়। ঐতিহ্যবাহী মিশ্র স্টিলের তুলনায় তাদের ঢালাইযোগ্যতা এবং কম খরচ 1960 সাল থেকে নির্মাণে তাদের প্রভাবশালী করে তোলে। ওয়ার্ল্ড স্টিল অ্যাসোসিয়েশন (worldsteel.org) অনুমান করে যে HSLA স্টিলগুলি বিশ্বব্যাপী উত্পাদিত সমস্ত ইস্পাতের প্রায় 12% প্রতিনিধিত্ব করে।
স্টেইনলেস স্টীল
একটি সর্বনিম্ন দ্বারা সংজ্ঞায়িত 10.5% ক্রোমিয়াম , স্টেইনলেস স্টীল হল সর্বোচ্চ-প্রোফাইল হাই-অ্যালয় ইস্পাত পরিবার। ক্রোমিয়াম বায়ুমণ্ডলীয় অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে একটি ন্যানোমিটার-পুরু Cr2O3 ফিল্ম তৈরি করে যা পৃষ্ঠকে নিষ্ক্রিয় করে এবং আরও জারণ রোধ করে। প্রধান গ্রেডগুলি — 304, 316, 410, 17-4 PH — নিকেল সামগ্রী, মলিবডেনাম সংযোজন এবং কার্বন স্তরে পার্থক্য রয়েছে। Austenitic গ্রেড (300-সিরিজ) অ-চৌম্বকীয় এবং চমৎকার জারা প্রতিরোধের প্রস্তাব; মার্টেনসিটিক গ্রেড (400-সিরিজ) শক্ত হয়ে যায় এবং কাটলারি, অস্ত্রোপচারের যন্ত্র এবং অ্যালয় স্টিল ফোরজিংসের জন্য ব্যবহৃত হয় যার জন্য কঠোরতা এবং জারা প্রতিরোধের উভয়ই প্রয়োজন।
টুল ইস্পাত
টুল ইস্পাতগুলি হল মিশ্র স্টিল যা কাটা, আকৃতি বা অন্যান্য উপকরণ তৈরি করার জন্য ইঞ্জিনিয়ার করা হয়। তারা উচ্চ কার্বন (0.60%–2.30%) এবং শক্ত কার্বাইড গঠনকারী উপাদানগুলির মাধ্যমে 55-68 HRC এর কঠোরতা অর্জন করে। AISI শ্রেণীবিভাগ টুল ইস্পাতকে দলে ভাগ করে: W (জল-হার্ডেনিং), O (তেল-শক্তকরণ), D (ডাই স্টিলস), H (হট-ওয়ার্ক), M (মলিবডেনাম হাই-স্পিড), এবং T (টাংস্টেন হাই-স্পিড)। H13, একটি 5% ক্রোমিয়াম হট-ওয়ার্ক টুল স্টিল, অ্যালুমিনিয়াম ডাই কাস্টিং এবং ওয়ার্ম-ফোরজিং ডাইগুলির জন্য আদর্শ ডাই উপাদান। M2 এবং M4 হাই-স্পিড স্টিলগুলিতে 600°C এর উপরে তাপমাত্রা কাটাতে কঠোরতা বজায় রাখার জন্য টংস্টেন, মলিবডেনাম, ক্রোমিয়াম এবং ভ্যানাডিয়াম থাকে।
Maraging ইস্পাত
একটি অস্বাভাবিক উপ-পরিবার: ম্যারেজিং স্টিলে খুব কম কার্বন থাকে (0.03% এর নিচে) কিন্তু এতে 17%-19% নিকেল, প্লাস কোবাল্ট, মলিবডেনাম এবং টাইটানিয়াম থাকে। এগুলি কার্বন মার্টেনসাইটের মাধ্যমে নয় বরং প্রায় 480 ডিগ্রি সেলসিয়াসে বার্ধক্যের সময় আন্তঃধাতু যৌগগুলির বৃষ্টিপাতের মাধ্যমে শক্তিশালী হয়। ফলাফল হল 1,400-2,400 MPa এর প্রসার্য শক্তি যার ফ্র্যাকচার শক্ততা সমতুল্য শক্তিতে উচ্চ-কার্বন স্টিলের চেয়ে অনেক বেশি। ব্যবহারের মধ্যে রয়েছে রকেট মোটর ক্যাসিং, অতি-উচ্চ-শক্তির বিমান ফোরজিংস, এবং মহাকাশ কম্পোজিট তৈরির জন্য নির্ভুল টুলিং।
বিয়ারিং স্টিল
বিয়ারিং স্টিল, প্রাথমিকভাবে 52100 এবং M50-এর জন্য চরম পরিচ্ছন্নতা প্রয়োজন — অক্সিজেন এবং সালফারের প্রতি মিলিয়ন অংশে পরিমাপ করা হয় — কারণ ননমেটালিক অন্তর্ভুক্তিগুলি ঘূর্ণায়মান যোগাযোগে ক্লান্তি ফাটল সূচনা সাইট হিসাবে কাজ করে। ভ্যাকুয়াম আর্ক রিমেল্টিং (VAR) বা ইলেক্ট্রোস্ল্যাগ রিমেল্টিং (ESR) হল প্রমিত উৎপাদন পদ্ধতি। ফলস্বরূপ ইস্পাত, যখন 60-64 HRC এবং নির্ভুল গ্রাউন্ডে শক্ত হয়, তখন বিলিয়ন স্ট্রেস চক্রের মধ্যে পরিমাপ করা একটি ঘূর্ণায়মান যোগাযোগ ক্লান্তি জীবন প্রদান করে। বিয়ারিং স্টিলগুলি খাদ ইস্পাত মান নিয়ন্ত্রণের জন্য সবচেয়ে চাহিদাপূর্ণ অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে একটিকে প্রতিনিধিত্ব করে।
খাদ স্টিলের জন্য ফোরজিং প্রক্রিয়া: বিলেট থেকে শেষ অংশ পর্যন্ত
উৎপাদন করছে খাদ ইস্পাত forgings একটি মাল্টি-স্টেজ ম্যানুফ্যাকচারিং প্রক্রিয়া যা প্রতিটি ধাপে ঘনিষ্ঠ নিয়ন্ত্রণের দাবি রাখে। ইস্পাতের রসায়ন, কাজ করার জন্য তাপমাত্রার জানালা, ব্যবহৃত সরঞ্জাম এবং পরবর্তীতে প্রয়োগ করা তাপ চিকিত্সা সবই চূড়ান্ত বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করতে পারস্পরিক ক্রিয়া করে।
স্টক প্রস্তুতি
খাদ ইস্পাত ইঙ্গট, পুষ্প, বিলেট বা বার হিসাবে ফোর্জে আসে। সমালোচনামূলক মহাকাশ বা শক্তি-খাতের ফোরজিংসের জন্য, ইস্পাতটি এর মাধ্যমে উত্পাদিত হতে পারে ভ্যাকুয়াম আর্ক রিমেল্টিং (VAR) or ইলেক্ট্রোস্ল্যাগ রিমেলিং (ESR) সালফাইড অন্তর্ভুক্তি এবং অক্সিজেন সামগ্রী অত্যন্ত নিম্ন স্তরে কমাতে। আগত উপাদানটি অতিস্বনকভাবে পরিদর্শন করা হয় (এএসটিএম A388 বা সমতুল্য প্রতি) এবং প্রক্রিয়াকরণ শুরু করার আগে অবশ্যই নির্দিষ্ট রসায়ন এবং পরিচ্ছন্নতার প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে হবে।
Forging তাপমাত্রা গরম করা
খাদ ইস্পাত নির্দিষ্ট ফোরজিং তাপমাত্রা পরিসীমা আছে. 4140-এর জন্য, ফরজিং পরিসীমা সাধারণত 1,177°C থেকে 982°C (2,150°F থেকে 1,800°F) . বিলেট ফাটতে পারে এমন তাপীয় গ্রেডিয়েন্ট এড়াতে গ্যাস-চালিত বা বৈদ্যুতিক প্রতিরোধের চুল্লিগুলিতে উত্তাপ অবশ্যই ধীর এবং অভিন্ন হতে হবে। ভিজানোর সময় নিশ্চিত করে যে বিলেটটি তার ক্রস-সেকশন জুড়ে সমানভাবে তাপমাত্রায় রয়েছে — 300 মিমি-এর বেশি বড়-ব্যাসের ফোরজিংসের জন্য গুরুত্বপূর্ণ, যেখানে তাপীয় বিচ্ছুরণতা সীমিত করে যে কোরটি কত দ্রুত উত্তপ্ত হয়।
ফরজিং অপারেশন
আংশিক জ্যামিতি এবং উৎপাদনের পরিমাণের উপর নির্ভর করে, একটি হাতুড়ি (মাধ্যাকর্ষণ ড্রপ, বায়ুসংক্রান্ত বা কাউন্টারব্লো), একটি যান্ত্রিক প্রেস, একটি হাইড্রোলিক প্রেস, বা একটি রিং-রোলিং মিলের উপর ফোরজিং করা যেতে পারে। ওপেন-ডাই ফরজিং ফ্ল্যাট বা কনট্যুরড ডাইয়ের মধ্যে বিলেটকে আকার দেয়, ক্রমবর্ধমানভাবে শস্য প্রবাহ তৈরি করে — বড় শ্যাফ্ট, ডিস্ক এবং কাস্টম আকারের জন্য ব্যবহৃত হয়। ক্লোজড-ডাই (ইমপ্রেশন-ডাই) ফরজিং গরম বিলেটকে মিলিত ডাই ক্যাভিটিগুলিতে চাপ দেয়, চমৎকার মাত্রিক সামঞ্জস্য এবং পৃষ্ঠের ফিনিস সহ কাছাকাছি-নেট-আকৃতির অংশ তৈরি করে।
নিয়ন্ত্রিত কুলিং
ফোরজি করার পরে, মিশ্র স্টিলের উপাদানগুলিকে অবশ্যই নিয়ন্ত্রিত উপায়ে ঠান্ডা করতে হবে যাতে ক্র্যাকিং এড়াতে (থার্মাল গ্রেডিয়েন্ট থেকে) এবং শক্ত, ভঙ্গুর মার্টেনসাইট গঠন রোধ করা যায়। বড় অ্যালয় স্টিলের ফোরজিংস প্রায়শই উত্তাপযুক্ত বাক্সে বা গর্তে রাখা হয়, বালিতে পুঁতে দেওয়া হয় বা চুল্লিতে ধীরে ধীরে ঠান্ডা করা হয়। এই অ্যানিলিং বা স্বাভাবিককরণের পদক্ষেপটি মাইক্রোস্ট্রাকচারকে একজাত করে এবং ফোরজিং স্ট্রেস থেকে মুক্তি দেয়, পরবর্তী তাপ চিকিত্সা বা মেশিনিংয়ের জন্য অংশ প্রস্তুত করে।
তাপ চিকিত্সা: নিভৃত এবং মেজাজ
স্ট্রাকচারাল পরিষেবার জন্য অভিপ্রেত বেশিরভাগ অ্যালয় স্টিল ফোরজিংস পায় মেজাজ নিভিয়ে ফেলা (প্রশ্ন ও টি) তাপ চিকিত্সা। ফোরজিংকে অস্টেনাইজ করা হয় — 4140-এর জন্য 845°C–899°C তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করা হয়, উদাহরণস্বরূপ — তারপর দ্রুত তেল, জল বা পলিমারে নিভিয়ে মার্টেনসাইট তৈরি করা হয়। তারপরে মার্টেনসাইটকে টেম্পার করা হয় (150°C–650°C-তে পুনরায় গরম করা হয়) যাতে নমনীয়তা এবং শক্ততা পুনরুদ্ধার করা হয় এবং বেশির ভাগ কঠোরতা ধরে রাখা হয়। টেম্পারিং তাপমাত্রা হল শক্তি এবং দৃঢ়তার ভারসাম্যের জন্য প্রাথমিক লিভার: নিম্ন মেজাজ তাপমাত্রা উচ্চ শক্তি প্রদান করে; উচ্চ তাপমাত্রা শক্তি হ্রাস কিন্তু প্রভাব দৃঢ়তা উন্নত.
পরিদর্শন এবং পরীক্ষা
ফিনিশড অ্যালয় স্টিলের ফোরজিংস ডেলিভারির আগে মাত্রিক পরিদর্শন, যান্ত্রিক পরীক্ষা (টেনসিল, কঠোরতা, চার্পি ইমপ্যাক্ট), এবং ননডেস্ট্রাকটিভ পরীক্ষা (NDE) এর মধ্য দিয়ে যায়। অতিস্বনক পরীক্ষা (UT) অভ্যন্তরীণ ত্রুটি সনাক্ত করে; চৌম্বকীয় কণা পরিদর্শন (MPI) পৃষ্ঠ এবং কাছাকাছি-পৃষ্ঠের ফাটল প্রকাশ করে। অ্যারোস্পেস ফোরজিংসের জন্য, অতিরিক্ত প্রয়োজনীয়তার মধ্যে ডাই-পেনিট্রান্ট পরিদর্শন, রাসায়নিক বিশ্লেষণ যাচাইকরণ এবং তাপ চিকিত্সার রেকর্ডগুলির পর্যালোচনা অন্তর্ভুক্ত থাকতে পারে। গ্রহণযোগ্যতার মানদণ্ড গ্রাহকের স্পেসিফিকেশন বা শিল্প মান যেমন AMS, ASTM, বা EN দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয়।
খাদ ইস্পাত Forgings উপর নির্ভর করে যে শিল্প
উচ্চতর যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য, ঘনত্ব অভিন্নতা এবং নকশা নমনীয়তার সমন্বয় তৈরি করে খাদ ইস্পাত forgings কার্যত প্রতিটি ভারী-শুল্ক শিল্প সেক্টর জুড়ে পছন্দের উত্পাদন পদ্ধতি। নীচে এই উপাদানগুলি কোথায় উপস্থিত হয় এবং কেন ফোরজিংস বিশেষভাবে নির্দিষ্ট করা হয় তার একটি ঘনিষ্ঠ দৃষ্টিভঙ্গি।
মহাকাশ
ল্যান্ডিং গিয়ার, ইঞ্জিন শ্যাফ্ট, টারবাইন ডিস্ক, উইং অ্যাটাচমেন্ট ফিটিং এবং বিমানের কাঠামোগত বন্ধনীগুলি নিয়মিতভাবে গ্রেড 4340, 300M, বা 17-4 PH স্টেইনলেস গ্রেডে অ্যালয় স্টিল ফোরজিংস হিসাবে নির্দিষ্ট করা হয়। উচ্চ সুনির্দিষ্ট শক্তি (শক্তি-থেকে-ওজন অনুপাত) এবং ফ্র্যাকচার শক্ততার সংমিশ্রণ ফ্লাইট-সমালোচনামূলক উপাদানগুলিতে আলোচনাযোগ্য নয়। বোয়িং এর 737 ল্যান্ডিং গিয়ার, উদাহরণস্বরূপ, প্রধান ওলিও স্ট্রট সিলিন্ডারের জন্য 300M অ্যালয় স্টিল ফোরজিংস ব্যবহার করে।
মোটরগাড়ি
ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্ট, সংযোগকারী রড, ক্যামশ্যাফ্ট, স্টিয়ারিং নাকল, হুইল হাব, ট্রান্সমিশন গিয়ার এবং সিভি জয়েন্ট উপাদানগুলি হল প্রধান স্বয়ংচালিত অ্যালয় স্টিল ফোরজিংস। 1045 পরিবর্তিত বা 4140 ইস্পাত থেকে নকল একটি সাধারণ 4-সিলিন্ডার ইঞ্জিন ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্টের ওজন 9-14 কেজি এবং গাড়ির জীবনকাল ধরে টর্সনাল ক্লান্তি লোড সহ্য করতে হবে। 2022 সালে বিশ্বব্যাপী স্বয়ংচালিত ফোরজিং বাজারের মূল্য ছিল প্রায় USD 74.4 বিলিয়ন (উৎস: গ্র্যান্ড ভিউ রিসার্চ, 2023) এবং যানবাহন উৎপাদনের হারের পাশাপাশি বৃদ্ধি অব্যাহত রয়েছে।
তেল ও গ্যাস
ড্রিল কলার, স্টেবিলাইজার, রোটারি শোল্ডার টুল জয়েন্ট, ওয়েলহেড ফ্ল্যাঞ্জ, এবং তেল ও গ্যাস সেক্টরে উচ্চ-চাপ ভালভ বডিগুলি অ্যালয় স্টিল ফোরজিংস থেকে তৈরি করা হয়, প্রাথমিকভাবে 4140, 4145H, এবং 4340৷ আমেরিকান পেট্রোলিয়াম ইনস্টিটিউট (API) এই API-6-এর জন্য API-6-এর স্পেসিফিকেশন এবং স্পেসিফিকেশনগুলির প্রয়োজন উপাদান, যা কিছু অ্যাপ্লিকেশনে 138 MPa (20,000 psi) এর বেশি ডাউনহোল চাপ সহ্য করতে হবে।
পাওয়ার জেনারেশন
স্টিম টারবাইন রোটর, জেনারেটর শ্যাফ্ট, এবং তাপ ও পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রে চাপ জাহাজের অগ্রভাগগুলি উৎপাদিত সবচেয়ে বড় অ্যালয় স্টিলের ফোরজিংসের মধ্যে রয়েছে। একটি একক স্টিম টারবাইন রটার ফোর্জিং 100 টনের বেশি ওজনের হতে পারে এবং ইংগট থেকে ফিনিশ-মেশিন উপাদান পর্যন্ত কয়েক মাস প্রক্রিয়াকরণের প্রয়োজন হয়। 26NiCrMoV14-5 (Cr-Mo-V অ্যালয় স্টিলস) এর মতো গ্রেডগুলি উচ্চ-তাপমাত্রার পরিষেবার জন্য ব্যবহার করা হয়, যেখানে 500°C–580°C-তে ক্রীপ প্রতিরোধ রুম-তাপমাত্রার প্রসার্য বৈশিষ্ট্যের মতো গুরুত্বপূর্ণ।
প্রতিরক্ষা এবং অর্ডন্যান্স
ট্যাঙ্ক ট্র্যাক, আর্টিলারি ব্রীচ ব্লক, বন্দুক ব্যারেল, আর্মার প্লেট এবং মিসাইল এয়ারফ্রেম ফোরজিংস সবই অ্যালয় স্টিলের ফোরজিংসের উপর নির্ভর করে। মিলিটারি স্পেসিফিকেশন (MIL-SPEC) এবং প্রতিরক্ষা মান (DEF STAN) রসায়ন, যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং পরীক্ষার প্রয়োজনীয়তা নির্ধারণ করে। গ্রেড 4340 ট্যাঙ্ক স্প্রোকেট এবং ড্রাইভ চাকার জন্য ব্যবহৃত হয়, যখন H-11 টুল ইস্পাত (5% Cr হট-ওয়ার্ক গ্রেড) বন্দুক ব্যারেলের জন্য নিযুক্ত করা হয় উচ্চ কঠোরতা, তাপীয় স্থিতিশীলতা এবং প্রোপেলান্ট গ্যাস থেকে ক্ষয় প্রতিরোধের কারণে।
খাদ ইস্পাত বনাম কার্বন ইস্পাত বনাম স্টেইনলেস স্টীল: সঠিক উপাদান নির্বাচন করা
একটি নকল উপাদানের জন্য উপাদান নির্বাচন খরচ, প্রাপ্যতা, এবং উত্পাদনশীলতার বিরুদ্ধে কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তা ভারসাম্য জড়িত। এখানে প্রকৌশলী এবং ক্রেতাদের জ্ঞাত পছন্দ করতে সাহায্য করার জন্য তিনটি সবচেয়ে সাধারণ কাঠামোগত ইস্পাত পরিবারের একটি সরাসরি তুলনা রয়েছে৷
- প্রসার্য শক্তি: গ্রেড এবং তাপ চিকিত্সার উপর নির্ভর করে 600-2,000 MPa
- ক্রস-বিভাগের মাধ্যমে চমৎকার কঠোরতা; বড় forgings জন্য উপযুক্ত
- চমৎকার প্রভাব দৃঢ়তা ভাল, বিশেষ করে Ni যোগ সঙ্গে
- ক্ষয়কারী পরিবেশে প্রতিরক্ষামূলক আবরণ বা প্রলেপ প্রয়োজন
- খরচ: মাঝারি থেকে উচ্চ, খাদ সামগ্রীর উপর নির্ভর করে
- এর জন্য সেরা: মহাকাশ, প্রতিরক্ষা, তেল-ক্ষেত্র সরঞ্জাম, স্বয়ংচালিত ড্রাইভট্রেন, পাওয়ার জেন
- প্রসার্য শক্তি: 400-900 MPa; বড় বিভাগে কঠোরতা দ্বারা সীমাবদ্ধ
- ~50 মিমি ব্যাসের উপরে অংশের আকারের সাথে কঠোরতা দ্রুত হ্রাস পায়
- কম-মাঝারি কার্বন এ ভাল দৃঢ়তা; উচ্চ কার্বনে ভঙ্গুর
- মরিচা সাপেক্ষে; পৃষ্ঠ সুরক্ষা প্রয়োজন
- খরচ: স্ট্রাকচারাল স্টিলের মধ্যে সর্বনিম্ন
- এর জন্য সেরা: সাধারণ যন্ত্রপাতি, হ্যান্ড টুলস, অ-সমালোচনামূলক কাঠামোগত অংশ
- প্রসার্য শক্তি: 500-1,700 MPa (বর্ষণ-শক্তকরণ গ্রেড)
- খাদ সহজাত চমৎকার জারা প্রতিরোধের; কোন আবরণ প্রয়োজন
- অস্টেনিটিক গ্রেডগুলি ক্রায়োজেনিক তাপমাত্রার জন্য শক্ত থাকে
- উচ্চতর কাঁচামাল খরচ (নিকেল এবং ক্রোমিয়াম সামগ্রী)
- কার্বন বা কম খাদ গ্রেডের তুলনায় মেশিন এবং নকল করা আরও কঠিন
- এর জন্য সেরা: খাদ্য প্রক্রিয়াকরণ, চিকিৎসা, সামুদ্রিক, রাসায়নিক উদ্ভিদ উপাদান
এই উপাদান পরিবারের মধ্যে সিদ্ধান্ত সাধারণত উপর hings শক্তি স্তরের সমন্বয় প্রয়োজন, বিভাগের আকার, জারা পরিবেশ, এবং বাজেট . উদাহরণস্বরূপ, নোনা জলের পরিবেশে একটি সাবসি রাইজার ক্ল্যাম্প একটি ডুপ্লেক্স স্টেইনলেস স্টিল ফোরজিংয়ের দিকে নির্দেশ করবে, যেখানে একটি অ-ক্ষয়কারী পরিবেশে কাজ করা একটি ভারী-শুল্ক মাইনিং ড্রিল রড উল্লেখযোগ্যভাবে কম খরচে 4140 অ্যালয় স্টিল ফোরজিং-এ নির্দিষ্ট করা হবে।
অ্যালয় স্টিল ফোরজিংসের তাপ চিকিত্সা: সম্পূর্ণ সম্পত্তি পরিসীমা আনলক করা
প্রতিযোগী উপকরণের তুলনায় অ্যালয় স্টিলের ফোরজিংসের একটি সংজ্ঞায়িত সুবিধা হল তাপ চিকিত্সার মাধ্যমে অর্জনযোগ্য বৈশিষ্ট্যের প্রস্থ। একই 4140 অ্যালয় স্টিল ফোরজিং তাপ চিকিত্সা চক্রের উপর নির্ভর করে 620 MPa (ভারী টেম্পারড, সর্বাধিক নমনীয়তা) থেকে 1,380 MPa (ন্যূনতম টেম্পারড, উচ্চ কঠোরতা) পর্যন্ত প্রসার্য শক্তি সরবরাহ করতে পারে। এই বিভাগে প্রাথমিক তাপ চিকিত্সার রুট এবং চূড়ান্ত বৈশিষ্ট্যের উপর তাদের প্রভাব ব্যাখ্যা করে।
স্বাভাবিককরণ
স্বাভাবিককরণের মধ্যে ফোরজিংকে উপরের ক্রিটিক্যাল তাপমাত্রা (Ac3) থেকে 40°C–55°C-তে গরম করা, সম্পূর্ণরূপে অস্টেনিটাইজ হওয়া পর্যন্ত ধরে রাখা, তারপর বায়ু শীতল করা। উদ্দেশ্য হট ওয়ার্কিং পরে শস্য গঠন পরিমার্জিত এবং একজাত করা। নরমালাইজড অ্যালয় স্টিল ফোরজিংস পুরো বিভাগে সামঞ্জস্যপূর্ণ যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে — গুরুত্বপূর্ণ যখন একটি বড় ফোরজিং চূড়ান্ত তাপ চিকিত্সার আগে ব্যাপকভাবে মেশিন করা হবে। নরমালাইজিংকে নিভিয়ে ফেলা এবং মেজাজ বা কেস শক্ত করার আগে একটি প্রস্তুতিমূলক পদক্ষেপ হিসাবেও ব্যবহার করা হয়।
অ্যানিলিং
সম্পূর্ণ অ্যানিলিং — 10°C–30°C প্রতি ঘন্টায় ফার্নেস কুলিংয়ের পরে অস্টিনিটাইজিং — অ্যালয় স্টিলের সবচেয়ে নরম, সবচেয়ে নমনীয় অবস্থা তৈরি করে। 150-200 HB-এর কঠোরতার মানগুলি অ্যানিলড 4140-এর জন্য সাধারণ৷ যখন তাপ চিকিত্সা শেষ করার আগে সর্বাধিক যন্ত্রের প্রয়োজন হয়, বা একাধিক প্রক্রিয়াকরণ অপারেশনগুলির মধ্যে যখন মধ্যবর্তী স্ট্রেস রিলিফ প্রয়োজন হয় তখন ফোরজিংস অ্যানিল করা হয়৷
শান্ত এবং মেজাজ (প্রশ্ন ও টি)
কাঠামোগত জন্য সবচেয়ে সাধারণ তাপ চিকিত্সা খাদ ইস্পাত forgings . একটি মার্টেনসিটিক মাইক্রোস্ট্রাকচার তৈরি করতে অস্টিনিটাইজড ফোরজিং দ্রুত নিভে যায় (অধিকাংশ খাদ স্টিলের জন্য তেলে, জলে বা নিম্ন-অ্যালয় গ্রেডের জন্য পলিমারে), তারপর প্রয়োজনীয় কঠোরতা/কঠিনতা ভারসাম্যের জন্য টেম্পারড করা হয়। সম্পর্কটি বিপরীত: উচ্চ টেম্পারিং তাপমাত্রা কঠোরতা কমায় কিন্তু চার্পি প্রভাব দৃঢ়তা বাড়ায়। একটি 4340 অ্যালয় স্টিলের ফোরজিং 200°C তাপমাত্রায় 1,930 MPa এর কাছাকাছি প্রসার্য শক্তি অর্জন করে যার CVN প্রভাব মানের ~14 J; 600°C তাপমাত্রায়, প্রসার্য শক্তি ~1,035 MPa-এ নেমে আসে কিন্তু CVN ~81 J-এ বেড়ে যায় (ASM হ্যান্ডবুক, ভলিউম 4, হিট ট্রিটিং)।
কেস হার্ডেনিং (কারবারাইজিং এবং কার্বোনিট্রাইডিং)
লো-কার্বন অ্যালয় স্টিল যেমন 8620, 9310, এবং 4320 উদ্দেশ্যপ্রণোদিতভাবে ডিজাইন করা হয়েছে কোর কার্বন কন্টেন্ট খুব কম যাতে তাৎপর্যপূর্ণভাবে শক্ত করা যায় না, কিন্তু অ্যালোয়িং উপাদান দিয়ে যা কার্বারাইজড কেসের শক্ততা বাড়ায়। ফোরজিং এবং মেশিনিংয়ের পরে, অংশটিকে কার্বন সমৃদ্ধ বায়ুমণ্ডলে 900°C–955°C তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করা হয় যাতে কার্বনকে পৃষ্ঠের মধ্যে একটি নিয়ন্ত্রিত গভীরতায় (সাধারণত 0.5-2.5 মিমি) ছড়িয়ে দেওয়া হয়, তারপর নিভে যায়। এর ফলাফল হল একটি শক্ত, পরিধান-প্রতিরোধী পৃষ্ঠ (58-64 HRC) একটি শক্ত, প্রভাব-প্রতিরোধী কোরের উপর — ঠিক গিয়ার দাঁত এবং ক্যাম লোবে প্রয়োজনীয় সমন্বয়।
স্ট্রেস রিলিভিং
মেশিনিং বা ঢালাইয়ের পরে, অ্যালয় স্টিল ফোরজিংস Ac1-এর কম তাপমাত্রায় (সাধারণত অ্যালয় স্টিলের জন্য 550°C–650°C) স্ট্রেস উপশম হতে পারে যাতে উল্লেখযোগ্যভাবে কঠোরতা বা শক্তি পরিবর্তন না করে অবশিষ্ট চাপ কমানো যায়। এই পদক্ষেপটি নির্ভুল যন্ত্রের সময় বিকৃতি রোধ করে, মাত্রিক স্থিতিশীলতা উন্নত করে এবং পরিষেবাতে স্ট্রেস জারা ক্র্যাকিংয়ের ঝুঁকি হ্রাস করে।
অ্যালয় স্টিল ফোরজিংসে গুণমান নিয়ন্ত্রণ: পরীক্ষার পদ্ধতি এবং মান
এর গুণমান খাদ ইস্পাত forgings অনুমান করা হয় না — এটি পরীক্ষা এবং পরিদর্শনের একটি পদ্ধতিগত প্রোগ্রামের মাধ্যমে যাচাই করা হয় যা আগত কাঁচামাল দিয়ে শুরু হয় এবং চূড়ান্ত বিতরণের মাধ্যমে চলতে থাকে। নীচে আধুনিক ফোরজিং মান নিয়ন্ত্রণে ব্যবহৃত মূল পদ্ধতিগুলি রয়েছে৷
অপটিক্যাল এমিশন স্পেকট্রোমেট্রি (OES) বা এক্স-রে ফ্লুরোসেন্স (XRF) যাচাই করে যে তাপ রসায়ন নির্দিষ্ট গ্রেডের সাথে মেলে। ল্যাডল বিশ্লেষণ এবং পণ্য বিশ্লেষণ (ফরজিং থেকে) উভয়ই বেশিরভাগ উপাদান নির্দিষ্টকরণের অধীনে প্রয়োজন। কার্বন, সালফার এবং ফসফরাস বিশেষ উদ্বেগের বিষয়: 0.030% এর উপরে সালফার ট্রান্সভার্স শক্ততা হ্রাস করে; 0.035% এর উপরে ফসফরাস ক্ষত সৃষ্টি করে।
রকওয়েল (এইচআরসি), ব্রিনেল (এইচবি), বা ভিকারস (এইচভি) কঠোরতা ফোরজিংয়ের নির্দিষ্ট স্থানে পরিমাপ করা হয়। থ্রু-কঠিন উপাদানগুলির জন্য, পৃষ্ঠ থেকে কোর পর্যন্ত একটি কঠোরতা অতিক্রম করে (জোমিনি এন্ড-কোনচ ডেটা) পর্যাপ্ত শক্ততা নিশ্চিত করে। কঠোরতা তাপ-চিকিত্সা করা স্টিলের প্রসার্য শক্তির সবচেয়ে অর্থনৈতিক সূচক।
ASTM A370 অনুযায়ী, টেনসিল নমুনাগুলি ফোরজিংয়ের প্রলম্বন (এক্সটেনশন) থেকে বা একই তাপ চিকিত্সা অবস্থায় আলাদাভাবে নকল পরীক্ষার রিং থেকে মেশিন করা হয়। চূড়ান্ত প্রসার্য শক্তি, 0.2% প্রমাণ শক্তি, প্রসারণ এবং এলাকা হ্রাস রিপোর্ট করা হয় এবং ন্যূনতম নির্দিষ্ট মান পূরণ করতে হবে।
V-notch Charpy নমুনাগুলি (10 × 10 × 55 মিমি প্রতি ASTM E23) প্রভাবের শক্ততা পরিমাপের জন্য নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় ভাঙ্গা হয়। ASME সেকশন VIII প্রতি চাপের জাহাজ ফোরজিংসের মতো জটিল অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য, -40 ডিগ্রি সেলসিয়াসে প্রভাব পরীক্ষাগুলি নিয়মিত। ন্যূনতম গড় শোষিত শক্তি প্রয়োজনীয়তা সাধারণত প্রয়োগের তীব্রতার উপর নির্ভর করে 27 J থেকে 68 J পর্যন্ত হয়।
উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি শব্দ তরঙ্গ (1-10 MHz) ফোরজিংয়ের মাধ্যমে প্রেরণ করা হয়; অভ্যন্তরীণ ত্রুটির প্রতিফলন A-স্ক্যান ডিসপ্লেতে ইঙ্গিত হিসাবে উপস্থিত হয়। ASTM A388 হল স্টিল ফোরজিংসের অতিস্বনক পরীক্ষার জন্য আদর্শ পদ্ধতি। গ্রহণযোগ্যতার মানদণ্ড সর্বাধিক অনুমোদিত ইঙ্গিত আকার এবং ফ্রিকোয়েন্সি নির্দিষ্ট করে। UT অভ্যন্তরীণ seams, laps, এবং পৃষ্ঠ থেকে অদৃশ্য যে porosity সনাক্ত করার জন্য বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ।
ফেরিটিক এবং মার্টেনসিটিক অ্যালয় স্টিলগুলিতে ব্যবহৃত, MPI চৌম্বক ক্ষেত্র এবং আয়রন অক্সাইড কণা প্রয়োগ করে পৃষ্ঠ এবং কাছাকাছি-পৃষ্ঠের বিচ্ছিন্নতা সনাক্ত করে। ফাটল, সীম, এবং ল্যাপগুলি যা ছেদ করে বা পৃষ্ঠের কাছাকাছি আসে তারা কণাগুলিকে আকর্ষণ করবে, দৃশ্যমান ইঙ্গিত তৈরি করবে। ASTM E709 ইস্পাত ফোরজিংসের MPI পরিচালনা করে। মহাকাশ এবং প্রতিরক্ষা অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ অ্যালয় স্টিল ফোরজিংসের জন্য এই পরীক্ষাটি বাধ্যতামূলক।
গ্লোবাল মার্কেট এবং অ্যালয় স্টিল এবং ফোরজিংসের ভবিষ্যত প্রবণতা
অ্যালয় স্টিল এবং ফরজিং বাজারগুলি বৃহৎ, বৈশ্বিক এবং বিদ্যুতায়ন, স্থায়িত্বের চাপ এবং নতুন শিল্পের প্রয়োজনীয়তার প্রতিক্রিয়ায় বিকশিত হচ্ছে।
বিশ্বব্যাপী অপরিশোধিত ইস্পাত উৎপাদন পৌঁছেছে 2022 সালে 1,888 মিলিয়ন টন (সূত্র: ওয়ার্ল্ড স্টিল অ্যাসোসিয়েশন, worldsteel.org)। এর মধ্যে একটি উল্লেখযোগ্য এবং ক্রমবর্ধমান অংশ হল খাদ এবং বিশেষত্ব গ্রেড। বিশ্বব্যাপী নকল উপাদান বাজারের মূল্য ছিল আনুমানিক 2022 সালে USD 91.4 বিলিয়ন , 2030 সালের মধ্যে USD 130 বিলিয়ন ছাড়িয়ে যাওয়ার অনুমান সহ (গ্র্যান্ড ভিউ রিসার্চ, 2023), যা মূলত স্বয়ংচালিত, মহাকাশ, এবং পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি সেক্টরে বৃদ্ধির দ্বারা চালিত হয়।
বেশ কয়েকটি প্রবণতা চাহিদাকে নতুন আকার দিচ্ছে খাদ ইস্পাত forgings :
- বৈদ্যুতিক যানবাহন (EVs): যদিও ইভি পাওয়ারট্রেনগুলি ইঞ্জিনের ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্টকে নির্মূল করে, তারা নতুন নকল উপাদানগুলি প্রবর্তন করে: মোটর শ্যাফ্ট, রিডাকশন গিয়ার অ্যাসেম্বলি, ব্যাটারি হাউজিং ফ্রেম, এবং ভারী ব্যাটারি-বোঝাই প্ল্যাটফর্মগুলির জন্য সাসপেনশন নাকল। EV প্রতি ফোরজিং কন্টেন্ট অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিন যানের সাথে তুলনীয় বা তার বেশি হতে পারে, শুধুমাত্র বিভিন্ন উপাদানে।
- নবায়নযোগ্য শক্তি: অফশোর উইন্ড টারবাইনে প্রধান শ্যাফ্ট, প্ল্যানেট ক্যারিয়ার, রিং গিয়ার এবং টাওয়ার ফ্ল্যাঞ্জের জন্য বড় অ্যালয় স্টিলের ফোরজিংস প্রয়োজন। একটি একক 15 মেগাওয়াট অফশোর উইন্ড টারবাইনে এর ড্রাইভট্রেন এবং কাঠামোগত সংযোগগুলিতে 50 টন নকল খাদ ইস্পাত থাকতে পারে।
- হাইড্রোজেন অর্থনীতি: উচ্চ-চাপের হাইড্রোজেন সঞ্চয়স্থান এবং বিতরণের জন্য খুব পরিষ্কার, কম-হাইড্রোজেন-সংলগ্ন-সংবেদনশীল অ্যালয় ইস্পাত ফোরজিংস প্রয়োজন। 700 বারের উপরে চাপে হাইড্রোজেন-প্ররোচিত ক্র্যাকিংয়ের প্রতিরোধের সাথে নতুন গ্রেডগুলি তৈরি করা হচ্ছে।
- উন্নত উত্পাদন: সিমুলেশন সফ্টওয়্যার (এফইএ ফরজিং প্রসেস মডেলিং, ডিফর্ম, সিমুফ্যাক্ট) ফোরজিং ইঞ্জিনিয়ারদের ডাই ডিজাইন এবং প্রক্রিয়া প্যারামিটারগুলিকে কার্যত অপ্টিমাইজ করতে, ট্রায়াল-এন্ড-এরর কমাতে এবং উপাদানের ব্যবহার উন্নত করার অনুমতি দেয়। শস্য প্রবাহ এবং মাইক্রোস্ট্রাকচার ভবিষ্যদ্বাণী এখন প্রিমিয়াম ফরজিং শপগুলিতে নিয়মিত।
- সংযোজন উত্পাদন হাইব্রিড পদ্ধতি: কিছু ফোরজিং শপ হাইব্রিড রুট অন্বেষণ করছে যেখানে কাছাকাছি-নেট-আকৃতির নকল প্রিফর্মগুলি পাতলা-প্রাচীরের বৈশিষ্ট্যগুলি যুক্ত করার জন্য নির্দেশিত শক্তি জমা (DED) দ্বারা শেষ করা হয়, জটিল খাদ ইস্পাত উপাদানগুলিতে মেশিনিং বর্জ্য হ্রাস করে।







