ইস্পাতের তাপ চিকিত্সা।

Ⅰ. তাপ চিকিত্সার মৌলিক ধারণা।

উ: তাপ চিকিৎসার মৌলিক ধারণা।
এর মৌলিক উপাদান এবং কার্যাবলীতাপ চিকিৎসা:
১.গরম করা
উদ্দেশ্য হল একটি অভিন্ন এবং সূক্ষ্ম অস্টেনাইট কাঠামো অর্জন করা।
২. ধরে রাখা
লক্ষ্য হল ওয়ার্কপিসটি পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে উত্তপ্ত করা এবং ডিকার্বুরাইজেশন এবং জারণ রোধ করা।
৩.কুলিং
উদ্দেশ্য হল অস্টেনাইটকে বিভিন্ন মাইক্রোস্ট্রাকচারে রূপান্তর করা।
তাপ চিকিত্সার পরে মাইক্রোস্ট্রাকচার
গরম করার এবং ধরে রাখার পর শীতলকরণ প্রক্রিয়ার সময়, অস্টেনাইট শীতলকরণের হারের উপর নির্ভর করে বিভিন্ন মাইক্রোস্ট্রাকচারে রূপান্তরিত হয়। বিভিন্ন মাইক্রোস্ট্রাকচার বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে।
খ. তাপ চিকিৎসার মৌলিক ধারণা।
গরম এবং শীতলকরণ পদ্ধতির উপর ভিত্তি করে শ্রেণীবিভাগ, সেইসাথে ইস্পাতের মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং বৈশিষ্ট্য
১. প্রচলিত তাপ চিকিত্সা (সামগ্রিক তাপ চিকিত্সা): টেম্পারিং, অ্যানিলিং, নরমালাইজিং, কোয়েঞ্চিং
2. সারফেস হিট ট্রিটমেন্ট: সারফেস কোয়েঞ্চিং, ইন্ডাকশন হিটিং সারফেস কোয়েঞ্চিং, ফ্লেম হিটিং সারফেস কোয়েঞ্চিং, ইলেকট্রিক্যাল কন্টাক্ট হিটিং সারফেস কোয়েঞ্চিং।
৩.রাসায়নিক তাপ চিকিত্সা: কার্বারাইজিং, নাইট্রাইডিং, কার্বোনিট্রাইডিং।
৪. অন্যান্য তাপ চিকিৎসা: নিয়ন্ত্রিত বায়ুমণ্ডল তাপ চিকিৎসা, ভ্যাকুয়াম তাপ চিকিৎসা, বিকৃতি তাপ চিকিৎসা।

গ. ইস্পাতের গুরুত্বপূর্ণ তাপমাত্রা

ইস্পাতের গ্রিটিক্যাল তাপমাত্রা

তাপ চিকিত্সার সময় গরম, ধারণ এবং শীতলকরণ প্রক্রিয়া নির্ধারণের জন্য ইস্পাতের গুরুত্বপূর্ণ রূপান্তর তাপমাত্রা একটি গুরুত্বপূর্ণ ভিত্তি। এটি আয়রন-কার্বন ফেজ ডায়াগ্রাম দ্বারা নির্ধারিত হয়।

মূল উপসংহার:ইস্পাতের প্রকৃত সমালোচনামূলক রূপান্তর তাপমাত্রা সর্বদা তাত্ত্বিক সমালোচনামূলক রূপান্তর তাপমাত্রার চেয়ে পিছিয়ে থাকে। এর অর্থ হল গরম করার সময় অতিরিক্ত গরম করা প্রয়োজন, এবং শীতল করার সময় আন্ডারকুলিং প্রয়োজন।

Ⅱ. ইস্পাতের অ্যানিলিং এবং স্বাভাবিকীকরণ

১. অ্যানিলিং এর সংজ্ঞা
অ্যানিলিং এর মধ্যে রয়েছে ইস্পাতকে ক্রিটিক্যাল পয়েন্ট Ac₁ এর উপরে বা নীচে তাপমাত্রায় গরম করা, এবং তারপর ধীরে ধীরে ঠান্ডা করা, সাধারণত চুল্লির মধ্যে, যাতে ভারসাম্যের কাছাকাছি একটি কাঠামো অর্জন করা যায়।
2. অ্যানিলিং এর উদ্দেশ্য
①যন্ত্রের কঠোরতা সামঞ্জস্য করুন: HB170~230 এর মধ্যে যন্ত্রযোগ্য কঠোরতা অর্জন করা।
②অবশিষ্ট চাপ উপশম করুন: পরবর্তী প্রক্রিয়াগুলির সময় বিকৃতি বা ফাটল প্রতিরোধ করে।
③শস্যের গঠন পরিমার্জন করুন: ক্ষুদ্র গঠন উন্নত করে।
④চূড়ান্ত তাপ চিকিত্সার প্রস্তুতি: পরবর্তী নিভানোর এবং টেম্পারিংয়ের জন্য দানাদার (গোলাকার) মুক্তা সংগ্রহ করে।

৩. গোলকীয়করণ অ্যানিলিং
প্রক্রিয়ার স্পেসিফিকেশন: গরম করার তাপমাত্রা Ac₁ পয়েন্টের কাছাকাছি।
উদ্দেশ্য: ইস্পাতের সিমেন্টাইট বা কার্বাইডগুলিকে গোলকায়িত করা, যার ফলে দানাদার (গোলাকার) মুক্তা তৈরি হয়।
প্রযোজ্য পরিসর: ইউটেক্টয়েড এবং হাইপারইউটেক্টয়েড রচনা সহ স্টিলের জন্য ব্যবহৃত।
৪. ডিফিউজিং অ্যানিলিং (হোমোজেনাইজিং অ্যানিলিং)
প্রক্রিয়ার স্পেসিফিকেশন: তাপীকরণের তাপমাত্রা ফেজ ডায়াগ্রামে দেখানো দ্রাবক রেখার সামান্য নিচে।
উদ্দেশ্য: বিচ্ছিন্নতা দূর করা।

অ্যানিলিং

①নিম্ন-কার্বন ইস্পাত০.২৫% এর কম কার্বন উপাদান সহ, প্রস্তুতিমূলক তাপ চিকিত্সা হিসাবে অ্যানিলিংয়ের চেয়ে স্বাভাবিককরণকে অগ্রাধিকার দেওয়া হয়।
②০.২৫% থেকে ০.৫০% এর মধ্যে কার্বন উপাদান সহ মাঝারি-কার্বন ইস্পাতের জন্য, প্রস্তুতিমূলক তাপ চিকিত্সা হিসাবে অ্যানিলিং বা নরমালাইজিং ব্যবহার করা যেতে পারে।
③ ০.৫০% থেকে ০.৭৫% কার্বন উপাদান সহ মাঝারি থেকে উচ্চ-কার্বন ইস্পাতের জন্য, সম্পূর্ণ অ্যানিলিং করার পরামর্শ দেওয়া হয়।
④উচ্চ-কার্বন ইস্পাত০.৭৫% এর বেশি কার্বনের পরিমাণ থাকলে, প্রথমে Fe₃C নেটওয়ার্ক নির্মূল করার জন্য নরমালাইজিং ব্যবহার করা হয়, তারপরে স্ফেরয়েডাইজিং অ্যানিলিং করা হয়।

Ⅲ. ইস্পাতের নিভানো এবং টেম্পারিং

তাপমাত্রা

উ: নিভানো
১. নিভানোর সংজ্ঞা: নিভানোর মধ্যে রয়েছে ইস্পাতকে Ac₃ বা Ac₁ বিন্দুর উপরে একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় গরম করা, সেই তাপমাত্রায় ধরে রাখা এবং তারপর মার্টেনসাইট তৈরির জন্য গুরুত্বপূর্ণ শীতলকরণ হারের চেয়ে বেশি হারে ঠান্ডা করা।
২. নিভানোর উদ্দেশ্য: প্রাথমিক লক্ষ্য হল ইস্পাতের কঠোরতা এবং পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধির জন্য মার্টেনসাইট (অথবা কখনও কখনও কম বেনাইট) প্রাপ্ত করা। নিভানোর প্রক্রিয়া হল ইস্পাতের জন্য সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে একটি।
৩. বিভিন্ন ধরণের ইস্পাতের জন্য নিভানোর তাপমাত্রা নির্ধারণ করা
হাইপোইউটেকটয়েড স্টিল: Ac₃ + 30°C থেকে 50°C
ইউটেক্টয়েড এবং হাইপারইউটেক্টয়েড ইস্পাত: Ac₁ + 30°C থেকে 50°C
অ্যালয় স্টিল: গুরুত্বপূর্ণ তাপমাত্রার চেয়ে ৫০°C থেকে ১০০°C বেশি

৪. একটি আদর্শ নিভানোর মাধ্যমের শীতলকরণ বৈশিষ্ট্য:
"নাক" তাপমাত্রার আগে ধীরে ধীরে ঠান্ডা করা: তাপীয় চাপ যথেষ্ট পরিমাণে কমাতে।
"নাক" তাপমাত্রার কাছাকাছি উচ্চ শীতলকরণ ক্ষমতা: অ-মার্টেনসিটিক কাঠামো গঠন এড়াতে।
M₅ পয়েন্টের কাছাকাছি ধীর শীতলকরণ: মার্টেনসিটিক রূপান্তরের ফলে সৃষ্ট চাপ কমাতে।

শীতলকরণের বৈশিষ্ট্য
নিভানোর পদ্ধতি

৫. নিভানোর পদ্ধতি এবং তাদের বৈশিষ্ট্য:
①সরল নিভানোর যন্ত্র: পরিচালনা করা সহজ এবং ছোট, সরল আকৃতির ওয়ার্কপিসের জন্য উপযুক্ত। ফলে তৈরি মাইক্রোস্ট্রাকচার হল মার্টেনসাইট (M)।
②ডাবল কোয়েঞ্চিং: আরও জটিল এবং নিয়ন্ত্রণ করা কঠিন, জটিল আকৃতির উচ্চ-কার্বন ইস্পাত এবং বৃহত্তর অ্যালয় স্টিলের ওয়ার্কপিসের জন্য ব্যবহৃত হয়। ফলে মাইক্রোস্ট্রাকচার হল মার্টেনসাইট (M)।
③ভাঙা নিভানোর প্রক্রিয়া: একটি আরও জটিল প্রক্রিয়া, যা বৃহৎ, জটিল আকৃতির অ্যালয় স্টিলের ওয়ার্কপিসের জন্য ব্যবহৃত হয়। ফলে তৈরি মাইক্রোস্ট্রাকচার হল মার্টেনসাইট (M)।
④আইসোথার্মাল কোয়েঞ্চিং: উচ্চ প্রয়োজনীয়তা সহ ছোট, জটিল আকৃতির ওয়ার্কপিসের জন্য ব্যবহৃত হয়। ফলে মাইক্রোস্ট্রাকচার হল নিম্ন বেনাইট (B)।

৬. দৃঢ়তা প্রভাবিতকারী উপাদানগুলি
ইস্পাতে সুপারকুলড অস্টেনাইটের স্থায়িত্বের উপর কঠোরতার মাত্রা নির্ভর করে। সুপারকুলড অস্টেনাইটের স্থায়িত্ব যত বেশি হবে, কঠোরতা তত ভালো হবে এবং তদ্বিপরীতও।
সুপারকুলড অস্টেনাইটের স্থায়িত্বকে প্রভাবিত করার কারণগুলি:
সি-কার্ভের অবস্থান: যদি সি-কার্ভ ডানদিকে সরে যায়, তাহলে নিভানোর জন্য গুরুত্বপূর্ণ শীতলকরণ হার হ্রাস পায়, যার ফলে শক্ততা বৃদ্ধি পায়।
মূল উপসংহার:
সি-বক্ররেখা ডানদিকে স্থানান্তরিত করে এমন যেকোনো ফ্যাক্টর ইস্পাতের শক্ততা বৃদ্ধি করে।
প্রধান ফ্যাক্টর:
রাসায়নিক গঠন: কোবাল্ট (Co) ব্যতীত, অস্টেনাইটে দ্রবীভূত সমস্ত সংকর উপাদান কঠোরতা বৃদ্ধি করে।
কার্বন ইস্পাতে কার্বনের পরিমাণ ইউটেক্টয়েড গঠনের যত কাছাকাছি, সি-কার্ভ তত বেশি ডানদিকে সরে যায় এবং শক্ততা তত বেশি হয়।

৭. দৃঢ়তা নির্ধারণ এবং প্রতিনিধিত্ব
①শেষ নিভানোর কঠোরতা পরীক্ষা: শেষ-নিভানোর পরীক্ষা পদ্ধতি ব্যবহার করে কঠোরতা পরিমাপ করা হয়।
②ক্রিটিক্যাল কোয়েঞ্চ ব্যাস পদ্ধতি: ক্রিটিক্যাল কোয়েঞ্চ ব্যাস (D₀) ইস্পাতের সর্বোচ্চ ব্যাসকে প্রতিনিধিত্ব করে যা একটি নির্দিষ্ট কোয়েঞ্চিং মাধ্যমে সম্পূর্ণরূপে শক্ত করা যেতে পারে।

শক্ততা

খ. টেম্পারিং

১. টেম্পারিংয়ের সংজ্ঞা
টেম্পারিং হল একটি তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়া যেখানে নিভে যাওয়া ইস্পাতকে A₁ বিন্দুর নীচের তাপমাত্রায় পুনরায় গরম করা হয়, সেই তাপমাত্রায় ধরে রাখা হয় এবং তারপর ঘরের তাপমাত্রায় ঠান্ডা করা হয়।
2. টেম্পারিংয়ের উদ্দেশ্য
অবশিষ্ট চাপ কমানো বা দূর করা: ওয়ার্কপিসের বিকৃতি বা ফাটল রোধ করে।
অবশিষ্ট অস্টেনাইট হ্রাস বা নির্মূল করুন: ওয়ার্কপিসের মাত্রা স্থিতিশীল করে।
নিভে যাওয়া ইস্পাতের ভঙ্গুরতা দূর করে: ওয়ার্কপিসের প্রয়োজনীয়তা পূরণের জন্য মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং বৈশিষ্ট্যগুলিকে সামঞ্জস্য করে।
গুরুত্বপূর্ণ দ্রষ্টব্য: ইস্পাতকে নিভানোর পর দ্রুত টেম্পার করা উচিত।

৩. টেম্পারিং প্রক্রিয়া

১.নিম্ন তাপমাত্রা
উদ্দেশ্য: নিভানোর চাপ কমানো, ওয়ার্কপিসের শক্ততা উন্নত করা এবং উচ্চ কঠোরতা এবং পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা অর্জন করা।
তাপমাত্রা: ১৫০°C ~ ২৫০°C।
কর্মক্ষমতা: কঠোরতা: HRC 58 ~ 64। উচ্চ কঠোরতা এবং পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা।
প্রয়োগ: সরঞ্জাম, ছাঁচ, বিয়ারিং, কার্বারাইজড অংশ এবং পৃষ্ঠ-শক্ত উপাদান।
2. উচ্চ টেম্পারিং
উদ্দেশ্য: পর্যাপ্ত শক্তি এবং কঠোরতার সাথে উচ্চ দৃঢ়তা অর্জন করা।
তাপমাত্রা: ৫০০°C ~ ৬০০°C।
কর্মক্ষমতা: কঠোরতা: HRC 25 ~ 35। ভালো সামগ্রিক যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য।
অ্যাপ্লিকেশন: শ্যাফ্ট, গিয়ার, সংযোগকারী রড ইত্যাদি।
তাপীয় পরিশোধন
সংজ্ঞা: উচ্চ-তাপমাত্রার টেম্পারিং-এর পরে নিঃসরণকে তাপীয় পরিশোধন বা কেবল টেম্পারিং বলা হয়। এই প্রক্রিয়া দ্বারা প্রক্রিয়াজাত ইস্পাতের সামগ্রিক কর্মক্ষমতা চমৎকার এবং এটি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

Ⅳ. ইস্পাতের পৃষ্ঠ তাপ চিকিত্সা

A. ইস্পাতের পৃষ্ঠ নিভানোর ব্যবস্থা

১. পৃষ্ঠ শক্তকরণের সংজ্ঞা
পৃষ্ঠ শক্তকরণ হল একটি তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়া যা একটি ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠ স্তরকে দ্রুত গরম করে অস্টেনাইটে রূপান্তরিত করে এবং তারপর দ্রুত ঠান্ডা করে শক্তিশালী করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। এই প্রক্রিয়াটি স্টিলের রাসায়নিক গঠন বা উপাদানের মূল কাঠামো পরিবর্তন না করেই সম্পন্ন করা হয়।
2. পৃষ্ঠ শক্তকরণ এবং শক্তকরণ-পরবর্তী কাঠামোর জন্য ব্যবহৃত উপকরণ
পৃষ্ঠ শক্ত করার জন্য ব্যবহৃত উপকরণ
সাধারণ উপকরণ: মাঝারি কার্বন ইস্পাত এবং মাঝারি কার্বন খাদ ইস্পাত।
প্রাক-চিকিৎসা: সাধারণ প্রক্রিয়া: টেম্পারিং। যদি মূল বৈশিষ্ট্যগুলি গুরুত্বপূর্ণ না হয়, তাহলে স্বাভাবিকীকরণ ব্যবহার করা যেতে পারে।
শক্ত হওয়ার পরের কাঠামো
পৃষ্ঠের গঠন: পৃষ্ঠের স্তরটি সাধারণত মার্টেনসাইট বা বেনাইটের মতো একটি শক্ত কাঠামো তৈরি করে, যা উচ্চ কঠোরতা এবং পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদান করে।
মূল কাঠামো: ইস্পাতের মূল সাধারণত তার মূল কাঠামো, যেমন পার্লাইট বা টেম্পার্ড অবস্থা ধরে রাখে, প্রাক-চিকিৎসা প্রক্রিয়া এবং বেস উপাদানের বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে। এটি নিশ্চিত করে যে মূলটি ভাল শক্ততা এবং শক্তি বজায় রাখে।

খ. আবেশন পৃষ্ঠ শক্তকরণের বৈশিষ্ট্য
১. উচ্চ তাপীকরণ তাপমাত্রা এবং দ্রুত তাপমাত্রা বৃদ্ধি: আবেশন পৃষ্ঠ শক্তকরণে সাধারণত উচ্চ তাপীকরণ তাপমাত্রা এবং দ্রুত তাপীকরণ হার জড়িত থাকে, যা অল্প সময়ের মধ্যে দ্রুত তাপীকরণের সুযোগ দেয়।
২.পৃষ্ঠ স্তরে সূক্ষ্ম অস্টেনাইট শস্যের গঠন: দ্রুত উত্তাপ এবং পরবর্তী নিভানোর প্রক্রিয়ার সময়, পৃষ্ঠ স্তরটি সূক্ষ্ম অস্টেনাইট শস্য তৈরি করে। নিভানোর পরে, পৃষ্ঠটি মূলত সূক্ষ্ম মার্টেনসাইট দিয়ে তৈরি হয়, যার কঠোরতা সাধারণত প্রচলিত নিভানোর চেয়ে ২-৩ HRC বেশি থাকে।
৩. ভালো পৃষ্ঠের গুণমান: কম গরম করার সময় থাকার কারণে, ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠটি জারণ এবং ডিকার্বুরাইজেশনের ঝুঁকি কম থাকে এবং নিভে যাওয়ার ফলে বিকৃতি হ্রাস পায়, যা পৃষ্ঠের ভাল গুণমান নিশ্চিত করে।
৪. উচ্চ ক্লান্তি শক্তি: পৃষ্ঠ স্তরে মার্টেনসিটিক ফেজ রূপান্তর সংকোচনশীল চাপ তৈরি করে, যা ওয়ার্কপিসের ক্লান্তি শক্তি বৃদ্ধি করে।
৫. উচ্চ উৎপাদন দক্ষতা: ইন্ডাকশন সারফেস শক্তকরণ ব্যাপক উৎপাদনের জন্য উপযুক্ত, যা উচ্চ কর্মক্ষম দক্ষতা প্রদান করে।

C. রাসায়নিক তাপ চিকিত্সার শ্রেণীবিভাগ
কার্বুরাইজিং, কার্বুরাইজিং, কার্বুরাইজিং, ক্রোমাইজিং, সিলিকনাইজিং, সিলিকনাইজিং, সিলিকনাইজিং, কার্বোনিট্রাইডিং, বোরোকারবুরাইজিং

ঘ. গ্যাস কার্বুরাইজিং
গ্যাস কার্বুরাইজিং হল এমন একটি প্রক্রিয়া যেখানে একটি ওয়ার্কপিসকে একটি সিল করা গ্যাস কার্বুরাইজিং চুল্লিতে রাখা হয় এবং এমন তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করা হয় যা ইস্পাতকে অস্টেনাইটে রূপান্তরিত করে। তারপর, একটি কার্বুরাইজিং এজেন্ট চুল্লিতে ড্রিপ করা হয়, অথবা একটি কার্বুরাইজিং বায়ুমণ্ডল সরাসরি প্রবর্তন করা হয়, যা কার্বন পরমাণুগুলিকে ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠ স্তরে ছড়িয়ে দিতে দেয়। এই প্রক্রিয়াটি ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠে কার্বনের পরিমাণ (wc%) বৃদ্ধি করে।
√কার্বুরাইজিং এজেন্ট:
• কার্বন সমৃদ্ধ গ্যাস: যেমন কয়লা গ্যাস, তরলীকৃত পেট্রোলিয়াম গ্যাস (এলপিজি) ইত্যাদি।
• জৈব তরল: যেমন কেরোসিন, মিথানল, বেনজিন ইত্যাদি।
√কার্বুরাইজিং প্রক্রিয়ার পরামিতি:
• কার্বারাইজিং তাপমাত্রা: ৯২০~৯৫০°C।
• কার্বারাইজিং সময়: কার্বারাইজড স্তরের কাঙ্ক্ষিত গভীরতা এবং কার্বারাইজিং তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে।

কার্বারাইজিংয়ের পর তাপ চিকিৎসা
কার্বারাইজেশনের পর ইস্পাতকে তাপ চিকিত্সার মধ্য দিয়ে যেতে হবে।
কার্বারাইজিংয়ের পরে তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়া:
√নিবারণ + নিম্ন-তাপমাত্রার তাপমাত্রা বৃদ্ধি
১. প্রি-কুলিং + নিম্ন-তাপমাত্রার টেম্পারিং এর পর সরাসরি নিভিয়ে ফেলা: ওয়ার্কপিসটি কার্বারাইজিং তাপমাত্রা থেকে কোরের Ar₁ তাপমাত্রার ঠিক উপরে প্রি-কুল করা হয় এবং তারপর তাৎক্ষণিকভাবে নিভিয়ে ফেলা হয়, তারপরে ১৬০~১৮০°C তাপমাত্রায় নিম্ন-তাপমাত্রার টেম্পারিং করা হয়।
২. প্রি-কুলিং + কম তাপমাত্রার টেম্পারিংয়ের পরে একক নিভানোর পদ্ধতি: কার্বারাইজ করার পরে, ওয়ার্কপিসটি ধীরে ধীরে ঘরের তাপমাত্রায় ঠান্ডা করা হয়, তারপর নিভানোর এবং কম তাপমাত্রার টেম্পারিংয়ের জন্য পুনরায় গরম করা হয়।
৩. প্রি-কুলিং + কম-তাপমাত্রার টেম্পারিং-এর পরে ডাবল কোয়েঞ্চিং: কার্বারাইজিং এবং ধীর ঠান্ডা হওয়ার পরে, ওয়ার্কপিসটি গরম এবং কোয়েঞ্চিংয়ের দুটি পর্যায়ে যায়, তারপরে কম-তাপমাত্রার টেম্পারিং হয়।

Ⅴ. ইস্পাতের রাসায়নিক তাপ চিকিত্সা

১.রাসায়নিক তাপ চিকিত্সার সংজ্ঞা
রাসায়নিক তাপ চিকিত্সা হল একটি তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়া যেখানে একটি ইস্পাত ওয়ার্কপিসকে একটি নির্দিষ্ট সক্রিয় মাধ্যমে স্থাপন করা হয়, উত্তপ্ত করা হয় এবং তাপমাত্রায় ধরে রাখা হয়, যার ফলে মাধ্যমের সক্রিয় পরমাণুগুলি ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠে ছড়িয়ে পড়ে। এটি ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠের রাসায়নিক গঠন এবং মাইক্রোস্ট্রাকচার পরিবর্তন করে, যার ফলে এর বৈশিষ্ট্যগুলি পরিবর্তন হয়।
2. রাসায়নিক তাপ চিকিত্সার মৌলিক প্রক্রিয়া
পচন: উত্তাপের সময়, সক্রিয় মাধ্যমটি পচে যায়, সক্রিয় পরমাণু মুক্ত করে।
শোষণ: সক্রিয় পরমাণুগুলি ইস্পাতের পৃষ্ঠ দ্বারা শোষিত হয় এবং ইস্পাতের কঠিন দ্রবণে দ্রবীভূত হয়।
প্রসারণ: ইস্পাতের পৃষ্ঠে শোষিত এবং দ্রবীভূত সক্রিয় পরমাণুগুলি অভ্যন্তরে স্থানান্তরিত হয়।
ইন্ডাকশন সারফেস হার্ডেনিংয়ের প্রকারভেদ
ক. উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ইন্ডাকশন হিটিং
বর্তমান ফ্রিকোয়েন্সি: 250~300 kHz।
শক্ত স্তরের গভীরতা: ০.৫~২.০ মিমি।
অ্যাপ্লিকেশন: মাঝারি এবং ছোট মডিউল গিয়ার এবং ছোট থেকে মাঝারি আকারের শ্যাফ্ট।
খ. মাঝারি ফ্রিকোয়েন্সি ইন্ডাকশন হিটিং
বর্তমান ফ্রিকোয়েন্সি: 2500~8000 kHz।
শক্ত স্তরের গভীরতা: 2~10 মিমি।
অ্যাপ্লিকেশন: বৃহত্তর শ্যাফ্ট এবং বৃহৎ থেকে মাঝারি মডিউল গিয়ার।
গ. পাওয়ার-ফ্রিকোয়েন্সি ইন্ডাকশন হিটিং
বর্তমান ফ্রিকোয়েন্সি: ৫০ হার্জ।
শক্ত স্তরের গভীরতা: ১০~১৫ মিমি।
প্রয়োগ: ওয়ার্কপিস যার জন্য খুব গভীর শক্ত স্তর প্রয়োজন।

3. আবেশন পৃষ্ঠ শক্তকরণ
আবেশন পৃষ্ঠ শক্ত করার মৌলিক নীতি
ত্বকের প্রভাব:
যখন ইন্ডাকশন কয়েলে অল্টারনেটিং কারেন্ট ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠে একটি কারেন্ট প্ররোচিত করে, তখন প্ররোচিত কারেন্টের বেশিরভাগই পৃষ্ঠের কাছাকাছি ঘনীভূত হয়, যখন প্রায় কোনও কারেন্ট ওয়ার্কপিসের অভ্যন্তর দিয়ে যায় না। এই ঘটনাটি ত্বকের প্রভাব নামে পরিচিত।
আবেশন পৃষ্ঠ শক্ত করার নীতি:
ত্বকের প্রভাবের উপর ভিত্তি করে, ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠটি দ্রুত অস্টেনিটাইজিং তাপমাত্রায় উত্তপ্ত হয় (কয়েক সেকেন্ডের মধ্যে 800~1000°C পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়), যখন ওয়ার্কপিসের অভ্যন্তরটি প্রায় অ-উত্তপ্ত থাকে। এরপর ওয়ার্কপিসটি জল স্প্রে করে ঠান্ডা করা হয়, যার ফলে পৃষ্ঠ শক্ত হয়ে যায়।

মেজাজ ভঙ্গুরতা

৪. মেজাজ ভঙ্গুরতা
নিভে যাওয়া ইস্পাতে ভঙ্গুরতা টেম্পারিং
টেম্পারিং ভঙ্গুরতা বলতে সেই ঘটনাকে বোঝায় যেখানে নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় টেম্পার করার সময় নিভে যাওয়া ইস্পাতের প্রভাব শক্ততা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়।
প্রথম ধরণের টেম্পারিং ভঙ্গুরতা
তাপমাত্রা পরিসীমা: 250°C থেকে 350°C।
বৈশিষ্ট্য: যদি নিভে যাওয়া ইস্পাতকে এই তাপমাত্রার সীমার মধ্যে টেম্পার করা হয়, তাহলে এই ধরণের টেম্পারিং ভঙ্গুরতা তৈরি হওয়ার সম্ভাবনা বেশি, যা দূর করা যাবে না।
সমাধান: এই তাপমাত্রার সীমার মধ্যে নিভে যাওয়া ইস্পাতকে টেম্পারিং করা এড়িয়ে চলুন।
প্রথম ধরণের টেম্পারিং ভঙ্গুরতাকে নিম্ন-তাপমাত্রার টেম্পারিং ভঙ্গুরতা বা অপরিবর্তনীয় টেম্পারিং ভঙ্গুরতাও বলা হয়।

Ⅵ.টেম্পারিং

১. টেম্পারিং হলো একটি চূড়ান্ত তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়া যা নিভানোর পরে ঘটে।
কেন নিভে যাওয়া ইস্পাতের টেম্পারিং প্রয়োজন?
নিভানোর পর মাইক্রোস্ট্রাকচার: নিভানোর পর, ইস্পাতের মাইক্রোস্ট্রাকচারে সাধারণত মার্টেনসাইট এবং অবশিষ্ট অস্টেনাইট থাকে। উভয়ই মেটাস্টেবল পর্যায় এবং নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে রূপান্তরিত হবে।
মার্টেনসাইটের বৈশিষ্ট্য: মার্টেনসাইট উচ্চ কঠোরতা দ্বারা চিহ্নিত করা হয় কিন্তু উচ্চ ভঙ্গুরতাও (বিশেষ করে উচ্চ-কার্বন সুই-সদৃশ মার্টেনসাইটে), যা অনেক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে না।
মার্টেনসাইটে রূপান্তরের বৈশিষ্ট্য: মার্টেনসাইটে রূপান্তর খুব দ্রুত ঘটে। নিভানোর পরে, ওয়ার্কপিসে অবশিষ্ট অভ্যন্তরীণ চাপ থাকে যা বিকৃতি বা ফাটল সৃষ্টি করতে পারে।
উপসংহার: ওয়ার্কপিসটি নিভানোর পর সরাসরি ব্যবহার করা যাবে না! অভ্যন্তরীণ চাপ কমাতে এবং ওয়ার্কপিসের শক্ততা উন্নত করতে, এটি ব্যবহারের জন্য উপযুক্ত করে তুলতে টেম্পারিং প্রয়োজন।

2. শক্তকরণ ক্ষমতা এবং শক্তকরণ ক্ষমতার মধ্যে পার্থক্য:
শক্তকরণ:
শক্ততা বলতে বোঝায় ইস্পাতের নিভানোর পর একটি নির্দিষ্ট গভীরতা (কঠিন স্তরের গভীরতা) অর্জনের ক্ষমতা। এটি ইস্পাতের গঠন এবং কাঠামোর উপর নির্ভর করে, বিশেষ করে এর সংকর উপাদান এবং ইস্পাতের ধরণের উপর। শক্ততা হল নিভানোর প্রক্রিয়া চলাকালীন ইস্পাত তার পুরুত্ব জুড়ে কতটা শক্ত হতে পারে তার একটি পরিমাপ।
কঠোরতা (কঠিনতা ক্ষমতা):
কঠোরতা, বা শক্ত করার ক্ষমতা বলতে বোঝায় ইস্পাতে সর্বোচ্চ কঠোরতা যা নিভানোর পরে অর্জন করা যায়। এটি মূলত ইস্পাতের কার্বন উপাদান দ্বারা প্রভাবিত হয়। উচ্চ কার্বন উপাদান সাধারণত উচ্চ সম্ভাব্য কঠোরতার দিকে পরিচালিত করে, তবে এটি ইস্পাতের সংকর উপাদান এবং নিভানোর প্রক্রিয়ার কার্যকারিতা দ্বারা সীমিত হতে পারে।

3. ইস্পাতের শক্ততা
√কঠিনতার ধারণা
শক্ততা বলতে বোঝায় ইস্পাতের অস্টেনিটাইজিং তাপমাত্রা থেকে নিভানোর পর মার্টেনসাইট শক্ত হওয়ার একটি নির্দিষ্ট গভীরতা অর্জনের ক্ষমতা। সহজ ভাষায়, এটি নিভানোর সময় মার্টেনসাইট তৈরি করার জন্য ইস্পাতের ক্ষমতা।
কঠোরতা পরিমাপ
নিভানোর পর নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে প্রাপ্ত শক্ত স্তরের গভীরতা দ্বারা শক্ত হওয়ার আকার নির্দেশিত হয়।
শক্ত স্তরের গভীরতা: এটি ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠ থেকে সেই অঞ্চল পর্যন্ত গভীরতা যেখানে কাঠামোটি অর্ধেক মার্টেনসাইট।
সাধারণ শোধন মাধ্যম:
• জল
বৈশিষ্ট্য: শক্তিশালী শীতলকরণ ক্ষমতা সহ সাশ্রয়ী, তবে স্ফুটনাঙ্কের কাছাকাছি শীতলকরণের হার বেশি, যা অতিরিক্ত শীতলকরণের কারণ হতে পারে।
প্রয়োগ: সাধারণত কার্বন স্টিলের জন্য ব্যবহৃত হয়।
লবণাক্ত জল: পানিতে লবণ বা ক্ষারের দ্রবণ, যার উচ্চ তাপমাত্রায় পানির তুলনায় বেশি শীতল করার ক্ষমতা থাকে, যা এটিকে কার্বন স্টিলের জন্য উপযুক্ত করে তোলে।
•তেল
বৈশিষ্ট্য: কম তাপমাত্রায় (ফুটনাঙ্কের কাছাকাছি) ধীর শীতলকরণ হার প্রদান করে, যা কার্যকরভাবে বিকৃতি এবং ফাটলের প্রবণতা হ্রাস করে, তবে উচ্চ তাপমাত্রায় শীতলকরণ ক্ষমতা কম থাকে।
প্রয়োগ: অ্যালয় স্টিলের জন্য উপযুক্ত।
প্রকারভেদ: এর মধ্যে রয়েছে শোধন তেল, মেশিন তেল এবং ডিজেল জ্বালানি।

গরম করার সময়
গরম করার সময় গরম করার হার (কাঙ্ক্ষিত তাপমাত্রায় পৌঁছাতে সময়) এবং ধরে রাখার সময় (লক্ষ্য তাপমাত্রায় বজায় রাখা সময়) উভয়ই নিয়ে গঠিত।
গরম করার সময় নির্ধারণের নীতিমালা: পুরো ওয়ার্কপিসে, ভেতরে এবং বাইরে, সমান তাপমাত্রা বন্টন নিশ্চিত করুন।
সম্পূর্ণ অস্টেনাইটাইজেশন নিশ্চিত করুন এবং তৈরি অস্টেনাইট যেন একজাতীয় এবং সূক্ষ্ম হয়।
তাপীকরণের সময় নির্ধারণের ভিত্তি: সাধারণত অভিজ্ঞতামূলক সূত্র ব্যবহার করে অনুমান করা হয় অথবা পরীক্ষার মাধ্যমে নির্ধারিত হয়।
শোধন মাধ্যম
দুটি মূল দিক:
ক. শীতলকরণ হার: উচ্চতর শীতলকরণ হার মার্টেনসাইট গঠনে সহায়তা করে।
খ. অবশিষ্ট চাপ: উচ্চতর শীতলকরণের হার অবশিষ্ট চাপ বৃদ্ধি করে, যার ফলে ওয়ার্কপিসে বিকৃতি এবং ফাটল ধরার প্রবণতা বেশি হতে পারে।

Ⅶ.সাধারণীকরণ

১. স্বাভাবিকীকরণের সংজ্ঞা
নরমালাইজিং হল একটি তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়া যেখানে ইস্পাতকে Ac3 তাপমাত্রার চেয়ে 30°C থেকে 50°C তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করা হয়, সেই তাপমাত্রায় ধরে রাখা হয় এবং তারপর বায়ু-ঠান্ডা করা হয় যাতে ভারসাম্য অবস্থার কাছাকাছি একটি মাইক্রোস্ট্রাকচার পাওয়া যায়। অ্যানিলিংয়ের তুলনায়, নরমালাইজিংয়ের দ্রুত শীতলকরণের হার থাকে, যার ফলে একটি সূক্ষ্ম মুক্তা কাঠামো (P) এবং উচ্চ শক্তি এবং কঠোরতা তৈরি হয়।
2. স্বাভাবিকীকরণের উদ্দেশ্য
স্বাভাবিকীকরণের উদ্দেশ্য অ্যানিলিংয়ের মতোই।
৩. স্বাভাবিকীকরণের প্রয়োগ
•নেটওয়ার্কযুক্ত সেকেন্ডারি সিমেন্টাইট অপসারণ করুন।
• কম প্রয়োজনীয়তা সম্পন্ন যন্ত্রাংশের জন্য চূড়ান্ত তাপ চিকিত্সা হিসেবে কাজ করে।
• কম এবং মাঝারি কার্বন স্ট্রাকচারাল স্টিলের যন্ত্রগতি উন্নত করার জন্য প্রস্তুতিমূলক তাপ চিকিত্সা হিসেবে কাজ করে।

৪. অ্যানিলিং এর প্রকারভেদ
প্রথম ধরণের অ্যানিলিং:
উদ্দেশ্য এবং কার্যকারিতা: লক্ষ্যটি পর্যায় রূপান্তর প্ররোচিত করা নয় বরং ইস্পাতকে একটি ভারসাম্যহীন অবস্থা থেকে একটি ভারসাম্যপূর্ণ অবস্থায় রূপান্তর করা।
প্রকার:
• ডিফিউশন অ্যানিলিং: পৃথকীকরণ দূর করে রচনাটিকে একজাতকরণের লক্ষ্য।
• পুনঃক্রিস্টালাইজেশন অ্যানিলিং: কাজের শক্ত হওয়ার প্রভাব দূর করে নমনীয়তা পুনরুদ্ধার করে।
• স্ট্রেস রিলিফ অ্যানিলিং: মাইক্রোস্ট্রাকচার পরিবর্তন না করেই অভ্যন্তরীণ চাপ কমায়।
দ্বিতীয় ধরণের অ্যানিলিং:
উদ্দেশ্য এবং কার্যকারিতা: মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করার লক্ষ্যে, একটি পার্লাইট-প্রধান মাইক্রোস্ট্রাকচার অর্জন করা। এই ধরণেরটি নিশ্চিত করে যে পার্লাইট, ফেরাইট এবং কার্বাইডের বিতরণ এবং রূপবিদ্যা নির্দিষ্ট প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে।
প্রকার:
• সম্পূর্ণ অ্যানিলিং: ইস্পাতকে Ac3 তাপমাত্রার উপরে উত্তপ্ত করে এবং তারপর ধীরে ধীরে ঠান্ডা করে একটি অভিন্ন মুক্তা পাথরের কাঠামো তৈরি করে।
• অসম্পূর্ণ অ্যানিলিং: কাঠামোকে আংশিক রূপান্তরিত করার জন্য ইস্পাতকে Ac1 এবং Ac3 তাপমাত্রার মধ্যে উত্তপ্ত করে।
• আইসোথার্মাল অ্যানিলিং: ইস্পাতকে Ac3 এর উপরে উত্তপ্ত করে, তারপরে দ্রুত আইসোথার্মাল তাপমাত্রায় ঠান্ডা করে এবং কাঙ্ক্ষিত কাঠামো অর্জনের জন্য ধরে রাখে।
• গোলকীয় অ্যানিলিং: একটি গোলকীয় কার্বাইড কাঠামো তৈরি করে, যা যন্ত্রের দক্ষতা এবং দৃঢ়তা উন্নত করে।

Ⅷ.1. তাপ চিকিৎসার সংজ্ঞা
তাপ চিকিৎসা বলতে এমন একটি প্রক্রিয়া বোঝায় যেখানে ধাতুকে উত্তপ্ত করা হয়, একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় ধরে রাখা হয় এবং তারপর শক্ত অবস্থায় ঠান্ডা করা হয় যাতে এর অভ্যন্তরীণ গঠন এবং মাইক্রোস্ট্রাকচার পরিবর্তন করা যায়, যার ফলে কাঙ্ক্ষিত বৈশিষ্ট্য অর্জন করা যায়।
2. তাপ চিকিত্সার বৈশিষ্ট্য
তাপ চিকিত্সা ওয়ার্কপিসের আকৃতি পরিবর্তন করে না; পরিবর্তে, এটি ইস্পাতের অভ্যন্তরীণ কাঠামো এবং মাইক্রোস্ট্রাকচার পরিবর্তন করে, যা ফলস্বরূপ ইস্পাতের বৈশিষ্ট্যগুলিকে পরিবর্তন করে।
৩. তাপ চিকিত্সার উদ্দেশ্য
তাপ চিকিত্সার উদ্দেশ্য হল ইস্পাতের (বা ওয়ার্কপিসের) যান্ত্রিক বা প্রক্রিয়াকরণ বৈশিষ্ট্য উন্নত করা, ইস্পাতের সম্ভাব্যতা সম্পূর্ণরূপে কাজে লাগানো, ওয়ার্কপিসের গুণমান বৃদ্ধি করা এবং এর পরিষেবা জীবন বাড়ানো।
৪. মূল উপসংহার
তাপ চিকিত্সার মাধ্যমে কোনও উপাদানের বৈশিষ্ট্য উন্নত করা সম্ভব কিনা তা নির্ভর করে গরম এবং শীতলকরণ প্রক্রিয়ার সময় এর মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং কাঠামোতে কোনও পরিবর্তন হয় কিনা তার উপর।


পোস্টের সময়: আগস্ট-১৯-২০২৪