ഓസ്റ്റെനിറ്റിക് സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീലിനെ കാന്തികമല്ലാത്തതാക്കുന്നത് എന്താണ്?

ആധുനിക എഞ്ചിനീയറിംഗിൽ ഏറ്റവും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന വസ്തുക്കളിൽ ഒന്നാണ് സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽ, അസാധാരണമായ നാശന പ്രതിരോധം, ഈട്, വൈവിധ്യം എന്നിവയ്ക്ക് പേരുകേട്ടതാണ്. അതിന്റെ പല തരങ്ങളിൽ,ഓസ്റ്റെനിറ്റിക് സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽഅടുക്കള ഉപകരണങ്ങൾ മുതൽ കെമിക്കൽ പ്ലാന്റുകൾ, മെഡിക്കൽ ഉപകരണങ്ങൾ, എയ്‌റോസ്‌പേസ് ഘടകങ്ങൾ എന്നിവയിൽ വരെ കാണപ്പെടുന്ന ഏറ്റവും സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഗ്രൂപ്പായി ഇത് വേറിട്ടുനിൽക്കുന്നു.

ഓസ്റ്റെനിറ്റിക് സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീലിന്റെ ഏറ്റവും വ്യതിരിക്തമായ സവിശേഷതകളിലൊന്ന് അത്കാന്തികമല്ലാത്തത്. ഈ ഗുണം, സ്വാഭാവികമായും കാന്തിക സ്വഭാവമുള്ള ഫെറിറ്റിക് അല്ലെങ്കിൽ മാർട്ടൻസിറ്റിക് ഗ്രേഡുകൾ പോലുള്ള മറ്റ് തരത്തിലുള്ള സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീലുകളിൽ നിന്ന് ഇതിനെ വ്യത്യസ്തമാക്കുന്നു. എന്നാൽ ഓസ്റ്റെനിറ്റിക് സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീലിനെ കാന്തികമല്ലാത്തതാക്കുന്നത് എന്താണ്?

ഈ ലേഖനത്തിൽ, അതിന്റെ കാന്തികേതര സ്വഭാവത്തിന് പിന്നിലെ ലോഹശാസ്ത്ര ശാസ്ത്രം, നിക്കൽ, നൈട്രജൻ തുടങ്ങിയ ലോഹസങ്കര മൂലകങ്ങളുടെ പങ്ക്, അതിന്റെ കാന്തിക സ്വഭാവത്തെ മാറ്റാൻ കഴിയുന്ന സാഹചര്യങ്ങൾ, വ്യവസായങ്ങൾ ഈ പ്രത്യേക വിഭാഗത്തിലുള്ള സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീലിനെ ആശ്രയിക്കുന്നത് എന്തുകൊണ്ടെന്ന് നമ്മൾ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യും. ഒരു പ്രമുഖ സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽ നിർമ്മാതാവ് എന്ന നിലയിൽ,സാക്കിസ്റ്റീൽഓസ്റ്റെനിറ്റിക് ഘടനകൾ എങ്ങനെ രൂപപ്പെടുന്നുവെന്നും ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി അവയുടെ കാന്തിക ഗുണങ്ങൾ എങ്ങനെ നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്നുവെന്നും ആഴത്തിലുള്ള ഉൾക്കാഴ്ച നൽകുന്നു.

1. ഓസ്റ്റെനിറ്റിക് സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽ എന്താണ്?

ഓസ്റ്റെനിറ്റിക് സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽ എന്നത് ഒരു തരം സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽ ആണ്, അതിന്മുഖം കേന്ദ്രീകരിച്ച ക്യൂബിക് (FCC)ക്രിസ്റ്റൽ ഘടന. ഈ സൂക്ഷ്മഘടന നിർദ്ദിഷ്ട അലോയിംഗ് മൂലകങ്ങളാൽ സ്ഥിരപ്പെടുത്തപ്പെടുന്നു - പ്രധാനമായുംനിക്കൽ, ക്രോമിയം, ചിലപ്പോൾമാംഗനീസ്ഒപ്പംനൈട്രജൻ.

FCC ഘടന അതിന്റെ പ്രധാന ഘടകമാണ്കാന്തികമല്ലാത്തത്പ്രകൃതി. ഈ ക്രമീകരണത്തിൽ, ഓരോ ആറ്റവും ഒരു ക്യൂബിക് ലാറ്റിസിൽ 12 ആറ്റങ്ങളാൽ ചുറ്റപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, ഇത് കാന്തിക ഡൊമെയ്‌നുകൾ എളുപ്പത്തിൽ വിന്യസിക്കുന്നത് തടയുന്നു. ഡൊമെയ്‌ൻ വിന്യാസത്തിന്റെ ഈ അഭാവമാണ് സാധാരണ സാഹചര്യങ്ങളിൽ കാന്തികതയെ ഇല്ലാതാക്കുന്നത്.

ഓസ്റ്റെനിറ്റിക് സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീലുകളെ ഇനിപ്പറയുന്ന ഗ്രേഡുകൾ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു304, 304L, 316, 316L, 310S, 321, 347 എന്നിവ. മികച്ച നാശന പ്രതിരോധം, നല്ല രൂപപ്പെടുത്തൽ, മെക്കാനിക്കൽ ശക്തി എന്നിവ അവയുടെ കാന്തികമല്ലാത്ത സ്വഭാവവുമായി സംയോജിപ്പിക്കുന്നതിനാൽ അവ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു.

2. കാന്തികതയിൽ ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനയുടെ പങ്ക്

ഓസ്റ്റെനിറ്റിക് സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽ കാന്തികമല്ലാത്തത് എന്തുകൊണ്ടാണെന്ന് മനസ്സിലാക്കാൻ, ആദ്യം നമ്മൾ ഇവ തമ്മിലുള്ള ബന്ധം പരിശോധിക്കണംക്രിസ്റ്റൽ ഘടനയും കാന്തികതയും.

ലോഹങ്ങളിൽ, കാന്തികത ഒരു ഫലമാണ്കാന്തിക ഡൊമെയ്‌നുകളുടെ വിന്യാസം, ഇലക്ട്രോൺ സ്പിന്നുകൾ ഒരേ ദിശയിലേക്ക് ഓറിയന്റഡ് ചെയ്യുന്ന പദാർത്ഥത്തിനുള്ളിലെ ചെറിയ മേഖലകളാണ് ഇവ. ഈ ഡൊമെയ്‌നുകൾ വിന്യസിക്കുന്നതിനും കാന്തികത ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കുന്നതിനും, ലോഹത്തിന്റെ ക്രിസ്റ്റൽ ഘടന ആ വിന്യാസത്തെ പിന്തുണയ്ക്കണം.

• ഫെറിറ്റിക്, മാർട്ടൻസിറ്റിക് സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീലുകൾഒരുശരീര കേന്ദ്രീകൃത ക്യൂബിക് (BCC) or ശരീര കേന്ദ്രീകൃത ടെട്രാഗണൽ (BCT)ഘടന. ഈ ക്രമീകരണം കാന്തിക ഡൊമെയ്‌നുകളെ എളുപ്പത്തിൽ വിന്യസിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു, ഇത് അവയെ ശക്തമായി കാന്തികമാക്കുന്നു.

• ഓസ്റ്റെനിറ്റിക് സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീലുകൾ, വിപരീതമായി, ഒരുFCC ഘടനഈ ഘടനയുടെ സമമിതിയും ആറ്റോമിക ക്രമീകരണവും സ്പിന്നുകളുടെ സമാന്തര വിന്യാസത്തെ തടയുന്നു, അങ്ങനെ പദാർത്ഥംപാരാമാഗ്നറ്റിക് അല്ലെങ്കിൽ നോൺ-മാഗ്നറ്റിക്മുറിയിലെ താപനിലയിൽ.

എല്ലാ സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീലുകളിലും ഇരുമ്പ് - ഒരു കാന്തിക മൂലകം - അടങ്ങിയിട്ടുണ്ടെങ്കിലും അവയെല്ലാം കാന്തിക ഗുണങ്ങൾ പ്രകടിപ്പിക്കാത്തതിന്റെ കാരണം ഈ ഘടനാപരമായ വ്യത്യാസം വിശദീകരിക്കുന്നു.

3. കാന്തികതയില്ലാത്തതിൽ നിക്കലിന്റെ പങ്ക്

ഓസ്റ്റെനിറ്റിക് സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീലിനെ കാന്തികമല്ലാത്തതാക്കുന്ന ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട മൂലകമാണ് നിക്കൽ. ഇത്ഓസ്റ്റെനിറ്റിക് (FCC)മുറിയിലെ താപനിലയിൽ ഉരുക്കിന്റെ ഘട്ടം, ഇത് ഫെറൈറ്റ് അല്ലെങ്കിൽ മാർട്ടൻസൈറ്റ് ആയി മാറുന്നത് തടയുന്നു.

ആവശ്യത്തിന് നിക്കൽ ഇല്ലെങ്കിൽ, സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽ രൂപം കൊള്ളുന്നുഫെറിറ്റിക് ഘടനകൾകാന്തിക ഗുണങ്ങളുള്ള ഖരീകരണ സമയത്ത് 8–12 ശതമാനം നിക്കൽ ചേർക്കുന്നതിലൂടെ, തണുപ്പിച്ചതിനു ശേഷവും ഉരുക്ക് അതിന്റെ ഓസ്റ്റെനിറ്റിക് ഘടന നിലനിർത്തുന്നു, ഇത് കാന്തികമല്ലെന്ന് ഉറപ്പാക്കുന്നു.

ഉദാഹരണത്തിന്:

• ടൈപ്പ് 304 സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽഏകദേശം 18 ശതമാനം ക്രോമിയവും 8 ശതമാനം നിക്കലും അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.

• ടൈപ്പ് 316 സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽമികച്ച നാശന പ്രതിരോധത്തിനായി മോളിബ്ഡിനം (2–3 ശതമാനം) ചേർക്കുന്നു, പക്ഷേ ഓസ്റ്റെനിറ്റിക്, കാന്തികമല്ലാത്തതായി തുടരാൻ ഏകദേശം 10–14 ശതമാനം നിക്കൽ നിലനിർത്തുന്നു.

അതിനാൽ, നിക്കൽ ഒരു ആയി പ്രവർത്തിക്കുന്നുസ്റ്റെബിലൈസർഅത് ഉരുക്കിനെ അതിന്റെ കാന്തികമല്ലാത്ത രൂപത്തിലേക്ക് ലോക്ക് ചെയ്യുന്നു.

4. ക്രോമിയം മാത്രം പോരാ എന്നതിന്റെ കാരണം

ഉപരിതലത്തിൽ ഒരു നിഷ്ക്രിയ ഓക്സൈഡ് ഫിലിം രൂപപ്പെടുത്തി ക്രോമിയം നാശന പ്രതിരോധം നൽകുമ്പോൾ, അത് സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീലിനെ കാന്തികമല്ലാത്തതാക്കുന്നില്ല. ക്രോമിയം ഒരുഫെറൈറ്റ് രൂപീകരണ ഘടകം, അതായത് അത് ശരീര കേന്ദ്രീകൃതമായ ഒരു ക്യൂബിക് ഘടനയെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നു.

ക്രോമിയം ആവശ്യത്തിന് നിക്കലുമായി സംയോജിപ്പിക്കുമ്പോൾ മാത്രമേ തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന അലോയ് ഓസ്റ്റെനിറ്റിക്, കാന്തികമല്ലാത്തതായി നിലനിൽക്കൂ. ഫെറൈറ്റ്-രൂപീകരണ ഘടകങ്ങൾക്കും ഓസ്റ്റെനൈറ്റ്-സ്ഥിരത ഘടകങ്ങൾക്കും ഇടയിലുള്ള ഈ സന്തുലിതാവസ്ഥ ആവശ്യമുള്ള കാന്തികേതര സ്വഭാവം കൈവരിക്കുന്നതിന് അത്യാവശ്യമാണ്.

5. നൈട്രജൻ കാന്തികതയെ എങ്ങനെ ബാധിക്കുന്നു

ആധുനിക അലോയ് ഡിസൈൻ ചിലപ്പോൾ ഉപയോഗിക്കുന്നുനൈട്രജൻനിക്കലിന് ഭാഗികമായി പകരമായി. നൈട്രജൻ ഫലപ്രദമാണ്ഓസ്റ്റിനൈറ്റ് സ്റ്റെബിലൈസർകൂടാതെ കുറഞ്ഞ നിക്കൽ ഉള്ളടക്കമുള്ള സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീലുകളുടെ കാന്തികത കുറയ്ക്കാനും കഴിയും.

ഉദാഹരണത്തിന്, ചില 200-സീരീസ് സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീലുകളിൽ (ഉദാഹരണത്തിന് 201 അല്ലെങ്കിൽ 202), നൈട്രജൻ ഓസ്റ്റെനിറ്റിക് ഘടന നിലനിർത്താൻ സഹായിക്കുകയും നിക്കൽ അളവ് കുറഞ്ഞാലും കാന്തികത കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഭാഗിക മാർട്ടൻസിറ്റിക് പരിവർത്തനം കാരണം കനത്ത തണുത്ത പ്രവർത്തനത്തിനുശേഷവും ഈ അലോയ്കൾ ചെറുതായി കാന്തികമായി മാറിയേക്കാം.

6. ഓസ്റ്റെനിറ്റിക് സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീലിന് കാന്തികമാകാൻ കഴിയുമോ?

ഓസ്റ്റെനിറ്റിക് സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽ എന്നാൽഅനീൽ ചെയ്ത അവസ്ഥയിൽ കാന്തികമല്ലാത്തത്, ഇതിന് കഴിയുംനേരിയ കാന്തികത കൈവരിക്കുകചില പ്രത്യേക സാഹചര്യങ്ങളിൽ. മെക്കാനിക്കൽ രൂപഭേദം അല്ലെങ്കിൽ കോൾഡ് വർക്ക് ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനയിൽ മാറ്റം വരുത്തുമ്പോഴാണ് ഇത് സംഭവിക്കുന്നത്.

ഓസ്റ്റെനിറ്റിക് സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽ എപ്പോൾവളച്ചത്, വരച്ചത്, ഉരുട്ടിയത് അല്ലെങ്കിൽ യന്ത്രവൽക്കരിച്ചത്, തീവ്രമായ ആയാസം ഓസ്റ്റെനിറ്റിക് (FCC) ഘടനയുടെ ചില ഭാഗങ്ങൾ രൂപാന്തരപ്പെടാൻ കാരണമാകുംമാർട്ടൻസൈറ്റ് (ബിസിടി), ഇത് കാന്തികമാണ്. ഇതിനെ വിളിക്കുന്നുസ്ട്രെയിൻ-ഇൻഡ്യൂസ്ഡ് മാർട്ടൻസൈറ്റ്രൂപീകരണം.

ഉദാഹരണത്തിന്:

• 304 സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽ ഷീറ്റ് നിർമ്മാണത്തിന് മുമ്പ് കാന്തികമല്ലായിരിക്കാം, പക്ഷേ ആഴത്തിൽ വരയ്ക്കുമ്പോഴോ രൂപപ്പെടുത്തുമ്പോഴോ നേരിയ കാന്തികത കാണിക്കും.

• 316 സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽ ബോൾട്ട് മിക്കവാറും കാന്തികമല്ലായിരിക്കാം, പക്ഷേ കോൾഡ് വർക്ക് ഏറ്റവും കൂടുതലുള്ള ത്രെഡ് ചെയ്ത ഭാഗത്തിന് സമീപം ഒരു കാന്തത്തോട് നേരിയ ആകർഷണം കാണിക്കുന്നു.

ഇത് മെറ്റീരിയലിന്റെ നാശന പ്രതിരോധത്തെയോ പ്രകടനത്തെയോ ബാധിക്കില്ല - ഇത് ദുർബലമായ കാന്തിക പ്രതികരണം മാത്രമേ അവതരിപ്പിക്കുന്നുള്ളൂ.

7. കാന്തികത നീക്കം ചെയ്യാൻ കഴിയുമോ?

അതെ. ഓസ്റ്റെനിറ്റിക് സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽ തണുത്ത പ്രവർത്തനത്തിന് ശേഷം കാന്തികമാകുകയാണെങ്കിൽ, അതിന്റെ കാന്തികമല്ലാത്ത സ്വഭാവം പുനഃസ്ഥാപിക്കാൻ കഴിയുംലായനി അനീലിംഗ്.

ഈ പ്രക്രിയയിൽ, സ്റ്റീൽ ചൂടാക്കപ്പെടുന്നു1050–1100°C താപനിലപിന്നീട് വേഗത്തിൽ തണുക്കുന്നു. ഈ ഉയർന്ന താപനില മാർട്ടൻസിറ്റിക് ഘടനയെ യഥാർത്ഥ ഓസ്റ്റെനിറ്റിക് ഘടനയിലേക്ക് പൂർണ്ണമായും തിരികെ കൊണ്ടുവരാൻ അനുവദിക്കുന്നു, അങ്ങനെ കാന്തികത നീക്കംചെയ്യുന്നു.

എന്നിരുന്നാലും, ഈ രീതി ഓസ്റ്റെനിറ്റിക് ഗ്രേഡുകൾക്ക് മാത്രമേ ബാധകമാകൂ എന്നത് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്. ഫെറിറ്റിക്, മാർട്ടൻസിറ്റിക് സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീലുകളുടെ അടിസ്ഥാന ഘടന അന്തർലീനമായി കാന്തികമായതിനാൽ അവയെ അനീലിംഗ് വഴി കാന്തികമല്ലാത്തതാക്കാൻ കഴിയില്ല.

8. ഘടനയും കാന്തികതയും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം

സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീലിന്റെ കാന്തിക സ്വഭാവം നിർണ്ണയിക്കുന്നതിൽ അതിന്റെ രാസഘടന നിർണായക പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. താഴെപ്പറയുന്ന ഘടകങ്ങൾ ഓസ്റ്റെനിറ്റിക് ഘടനയെയും കാന്തികതയെയും ബാധിക്കുന്നു: