প্রশ্ন 1: কার্বারাইজিং ফার্নেস পরিবেশে, কেন Incoloy 800 (UNS N08800) ফিক্সচার, গ্রিড এবং রডের জন্য পছন্দের উপাদান310 বা 314 এর মতো স্ট্যান্ডার্ড অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের কাছে?
উত্তর: কার্বারাইজিং বায়ুমণ্ডলে, নির্বাচনের মানদণ্ড সরল জারণ প্রতিরোধের থেকে কার্বারাইজেশন প্রতিরোধের এবং তাপীয় স্থায়িত্বে পরিবর্তিত হয়। Incoloy 800 নিকেল, ক্রোমিয়াম এবং লোহার অনন্য ভারসাম্যের কারণে স্ট্যান্ডার্ড তাপ-প্রতিরোধী স্টেইনলেস স্টীলকে ছাড়িয়ে যায়।
স্ট্যান্ডার্ড স্টেইনলেস স্টিলের ব্যর্থতার প্রক্রিয়া:
কার্বারাইজিং বায়ুমণ্ডলে (উচ্চ তাপমাত্রায় উচ্চ কার্বন কার্যকলাপ, সাধারণত 870-980 ডিগ্রি বা 1600-1800 ডিগ্রি ফারেনহাইট), বায়ুমণ্ডল থেকে কার্বন ধাতুতে ছড়িয়ে পড়ে। স্ট্যান্ডার্ড স্টেইনলেস স্টিলে যেমন 310 (25% Cr, 20% Ni):
কার্বাইড গঠন: কার্বন ক্রোমিয়ামের সাথে বিক্রিয়া করে শস্যের মধ্যে এবং শস্যের সীমানায় বিশাল ক্রোমিয়াম কার্বাইড (Cr₂₃C₆) তৈরি করে।
ক্রোমিয়াম হ্রাস: এটি মুক্ত ক্রোমিয়ামের ম্যাট্রিক্সকে হ্রাস করে, ক্ষয় এবং অক্সিডেশন প্রতিরোধের হ্রাস করে।
এম্ব্রিটলমেন্ট: কার্বাইড নেটওয়ার্ক উপাদানটিকে ভঙ্গুর করে তোলে, যা তাপীয় এবং যান্ত্রিক চাপে ক্র্যাকিংয়ের দিকে পরিচালিত করে।
"মেটাল ডাস্টিং" দুর্বলতা: কিছু পরিস্থিতিতে, এই কার্বারাইজেশন ধাতব ধূলিকণা নামে পরিচিত বিপর্যয়কর বিচ্ছিন্নতার দিকে পরিচালিত করে।
কেন Incoloy 800 Excels:
উচ্চ নিকেল সামগ্রী (30-35%): নিকেলের খুব কম দ্রবণীয়তা এবং কার্বনের জন্য ডিফিউসিভিটি রয়েছে। উচ্চ নিকেল উপাদান একটি বাধা হিসাবে কাজ করে, উল্লেখযোগ্যভাবে যে হারে কার্বন খাদের মধ্যে প্রবেশ করতে পারে তা ধীর করে দেয়।
ভারসাম্যপূর্ণ ক্রোমিয়াম (19-23%): যদিও ক্রোমিয়াম কার্বাইড গঠন করতে পারে, উচ্চ নিকেল সামগ্রী নিশ্চিত করে যে কার্বাইড তৈরি হলেও, তারা কম অবিচ্ছিন্ন এবং কম ক্ষতিকারক। ক্রোমিয়াম একটি প্রতিরক্ষামূলক অক্সাইড স্তরও বজায় রাখে যা প্রাথমিক কার্বন প্রবেশকে ধীর করে দেয়।
স্থিতিশীল অস্টেনিটিক কাঠামো: ফেরিটিক স্টিলের বিপরীতে, অ্যালয় 800 এর অস্টেনিটিক কাঠামো দীর্ঘ-মেয়াদী এক্সপোজারের পরেও শক্ত এবং নমনীয় থাকে, যদি অত্যধিক কার্বাইড বৃষ্টিপাত নিয়ন্ত্রণ করা হয়।
কার্বারাইজিং ফার্নেসের ভারী লোড সমর্থনকারী রডগুলির জন্য, এর অর্থ হল Incoloy 800 তার লোড বহন করার ক্ষমতা বজায় রাখে-এবং স্ট্যান্ডার্ড তাপ-প্রতিরোধী স্টেইনলেস স্টিলের চেয়ে অনেক বেশি সময় ধরে ওয়ারিং এবং ক্র্যাকিং প্রতিরোধ করে।
প্রশ্ন 2: একজন ফার্নেস অপারেটর লক্ষ্য করেছেন যে ইনকোলয় 800 সাপোর্ট রডগুলি কার্বারাইজিং ফার্নেসে বেশ কয়েক বছর পরে ভঙ্গুর এবং চৌম্বক হয়ে উঠছে। এই অবক্ষয়ের ধাতুবিদ্যার কারণ কী এবং রডগুলি কি পুনরুদ্ধার করা যেতে পারে?
উত্তর: বর্ণিত উপসর্গগুলি-ভঙ্গি এবং চৌম্বকত্বের বিকাশ- গুরুতর কার্বারাইজেশন এবং ফলস্বরূপ ফেজ রূপান্তরের ক্লাসিক সূচক। এটি একটি চিহ্ন যে উপাদানটি তার কার্যকর পরিষেবা জীবনের শেষে পৌঁছেছে।
ধাতুবিদ্যার অবক্ষয় প্রক্রিয়া:
কার্বন স্যাচুরেশন: বছরের পর বছর ধরে, এর প্রতিরোধ সত্ত্বেও, কার্বন শেষ পর্যন্ত ইনকোলয় 800 রডের গভীরে ছড়িয়ে পড়ে। ক্রোমিয়াম কার্বাইড সমৃদ্ধ একটি স্তর গঠন করে পৃষ্ঠটি অত্যন্ত কার্বারাইজড হয়ে যায়।
ক্রোমিয়াম কার্বাইড বৃষ্টিপাত: বিশাল ক্রোমিয়াম কার্বাইড (M₂₃C₆ এবং M₇C₃) অবক্ষয়, ম্যাট্রিক্স থেকে ক্রোমিয়াম গ্রহণ করে।
ম্যাট্রিক্স হ্রাস: কঠিন দ্রবণ থেকে ক্রোমিয়াম অপসারণ অস্টেনিটিক (মুখ-কেন্দ্রিক ঘন) গঠনকে অস্থিতিশীল করে।
ফেরাইট গঠন: কার্বন-সমৃদ্ধ এবং ক্রোমিয়াম-ক্ষয়প্রাপ্ত অঞ্চলে, স্থিতিশীল কাঠামো পরিবর্তন হয়। অপারেটিং তাপমাত্রা থেকে শীতল হওয়ার পরে, এই অঞ্চলগুলি ফেরাইটে (বডি-কেন্দ্রিক ঘন) বা মার্টেনসাইটে রূপান্তরিত হতে পারে। ফেরাইট এবং মার্টেনসাইট চৌম্বকীয়, যখন অস্টিনাইট নয়। তাই, রড চৌম্বক হয়ে ওঠে।
বর্জ্যকরণ: শস্যের সীমানায় বিশাল কার্বাইডের সংমিশ্রণ এবং ভঙ্গুর ফেরাইট/মার্টেনসাইট পর্যায়গুলির উপস্থিতি রডের নমনীয়তাকে ধ্বংস করে। এটা লোড অধীনে বাঁক পরিবর্তে ক্র্যাক হবে.
পুনরুদ্ধারের সম্ভাবনা:
না, রডগুলো উদ্ধার করা যাবে না। এটি একটি স্থায়ী মাইক্রোস্ট্রাকচারাল পরিবর্তন।
তাপ চিকিত্সা অকেজো: যদিও একটি উচ্চ-তাপমাত্রার দ্রবণ অ্যানিল কিছু কার্বাইডকে দ্রবীভূত করতে পারে এবং কাঠামোটিকে আবার-আসটেনিটাইজ করতে পারে, এটি অতিরিক্ত কার্বন অপসারণ করতে পারে না। পরিষেবার তাপমাত্রায় পুনরায়-সংস্পর্শে আসার পরে, কার্বাইডগুলি অবিলম্বে পুনরায়-অবক্ষয় হয়ে যায়, প্রায়ই আরও খারাপ বিতরণে৷
একমাত্র সমাধান: রডগুলি অবশ্যই প্রতিস্থাপন করতে হবে। নতুন সেটের আয়ু বাড়ানোর জন্য, অপারেটরদের বিবেচনা করা উচিত:
নিম্ন অপারেটিং তাপমাত্রা: যদি সম্ভব হয়।
উচ্চতর অ্যালয় আপগ্রেড: আরও বেশি কার্বারাইজেশন প্রতিরোধের জন্য অ্যালয় 600 (উচ্চতর নিকেল) বা অ্যালয় 601 (অ্যালুমিনিয়াম-ভাল অক্সাইড আনুগত্যের জন্য পরিবর্তিত) এ সরানো।
আবরণ: নতুন রডগুলিতে অ্যান্টি-কারবারাইজেশন আবরণ (সিরামিক বা অ্যালুমিনিয়াম-সমৃদ্ধ) প্রয়োগ করা।
প্রশ্ন 3: রক্ষণাবেক্ষণের সময়, আমাদের একটি বিদ্যমান কার্বারাইজড গ্রিডে একটি নতুন Incoloy 800 সমর্থন রড ঢালাই করতে হবে। নির্দিষ্ট ঢালাই চ্যালেঞ্জ কি, এবং একটি নির্ভরযোগ্য জয়েন্ট নিশ্চিত করতে কোন ফিলার ধাতু ব্যবহার করা উচিত?
উত্তর: একটি বিদ্যমান কার্বারাইজড উপাদানে একটি নতুন Incoloy 800 বার ঢালাই করা একটি কঠিন মেরামত যা উল্লেখযোগ্য ঝুঁকি বহন করে। প্রাথমিক চ্যালেঞ্জ হল পুরানো, কার্বারাইজড অংশ থেকে ওয়েল্ড মেটাল এবং নতুন রডে কার্বন স্থানান্তর।
ওয়েল্ডিং চ্যালেঞ্জ:
কার্বন পিকআপ: পুরানো, কার্বারাইজড গ্রিডে উচ্চ কার্বনের মাত্রা থাকে। ঢালাইয়ের সময়, চাপ থেকে তাপ এই কার্বনকে দ্রবীভূত করতে এবং গলিত ওয়েল্ড পুলে স্থানান্তরিত করতে পারে। এটি ঢালাই ধাতুর কার্বনের পরিমাণ বাড়ায়, এটিকে শক্ত এবং ভঙ্গুর করে তোলে এবং গরম ক্র্যাকিংয়ের জন্য সংবেদনশীল।
তরলীকরণের সমস্যা: ওয়েল্ড পুল যদি পুরানো কার্বারাইজড বেস মেটালকে খুব বেশি পাতলা করে, ফলস্বরূপ ওয়েল্ড ডিপোজিট কেমিস্ট্রি বন্ধ হয়ে যাবে, এর ক্ষয় এবং তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস পাবে।
স্ট্রেন-বয়স ক্র্যাকিং: পুরানো, কার্বারাইজড উপাদানের তাপ-প্রভাবিত অঞ্চল (এইচএজেড) ইতিমধ্যেই ঢালাইয়ের চাপের কারণে ফাটতে পারে এবং ফাটতে পারে।
প্রস্তাবিত পদ্ধতি এবং ফিলার:
প্রস্তুতি মূল:
পুরানো গ্রিডে জায়গাটি পিষে দিন যেখানে ঢালাই করা হবে। নীচে "নতুন" ধাতব প্রকাশ করতে কার্বারাইজড পৃষ্ঠ স্তরের অন্তত 1-2 মিমি সরান। এটি মাইগ্রেশনের জন্য উপলব্ধ কার্বন হ্রাস করে।
ফিলার মেটাল নির্বাচন:
একটি ম্যাচিং ফিলার ব্যবহার করবেন না (যেমন, ERNiCr-3)। যদিও ERNiCr-3 (অ্যালয় 600 টাইপ ফিলার) অ্যালয় 800 ওয়েল্ডিংয়ের জন্য সাধারণ, এটি কার্বারাইজড বেস মেটাল থেকে কার্বন পিকআপের জন্য সংবেদনশীল হতে পারে।
প্রস্তাবিত ফিলার: ERNiCrMo-3 (অ্যালয় 625) বা ERNiCrMo-4 (অ্যালয় C-276) এর মতো ওভার-মিশ্রিত ফিলার ব্যবহার করুন।
কেন: এই উচ্চ-মলিবডেনাম, উচ্চ-নিকেল ফিলারগুলির কার্বন এবং অমেধ্যের জন্য অনেক বেশি সহনশীলতা রয়েছে। পুরানো কার্বারাইজড গ্রিড থেকে কিছু কার্বন পিকআপ হলেও এগুলি ক্র্যাকিংয়ের জন্য আরও নমনীয় এবং প্রতিরোধী।
ঢালাই কৌশল:
কম তাপ ইনপুট ব্যবহার করুন (GTAW/TIG পছন্দের)।
পুরানো কার্বারাইজড বেস উপাদানকে অত্যধিকভাবে না গলিয়ে উভয় পাশে ঢালাই ধাতুর ফিউজগুলি নিশ্চিত করার জন্য একটি সামান্য বুনন কৌশল ব্যবহার করে তরল হ্রাস করুন।
ইন্টারপাস তাপমাত্রা কম রাখুন।
এমনকি এই সতর্কতা সহ, এই ধরনের মেরামত অস্থায়ী বলে মনে করা হয়। পুরানো কার্বারাইজড উপাদান ক্ষয় হতে থাকবে, এবং ওয়েল্ড এলাকা একটি সম্ভাব্য দুর্বল বিন্দু থেকে যায়।
প্রশ্ন 4: রাসায়নিক গঠনের বাইরে, ইনকোলয় 800 বার স্টক তৈরিতে কোন মানের কারণগুলি কার্বারাইজিং সরঞ্জামগুলিতে দীর্ঘ পরিষেবা জীবন নিশ্চিত করার জন্য গুরুত্বপূর্ণ?
উত্তর: কার্বারাইজিং পরিষেবার জন্য, বার স্টকের গুণমান শুধুমাত্র ASTM B408-এর রসায়ন পরিসীমা পূরণ করার বিষয়ে নয়। কার্যক্ষমতার জন্য দুটি বিষয়-শস্যের আকার এবং পৃষ্ঠের অবস্থা-প্রধান।
1. শস্যের আকার ("মোটা শস্য" সুবিধা):
প্রয়োজনীয়তা: উচ্চ-তাপমাত্রা কার্বারাইজিং পরিষেবার জন্য, পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার শক্তির জন্য কাঙ্ক্ষিত সূক্ষ্ম শস্যের আকারের পরিবর্তে একটি মোটা দানার আকার (ASTM গ্রেইন সাইজ নং. 3 বা মোটা) প্রায়ই নির্দিষ্ট করা হয়।
কারণ: শস্যের সীমানা উচ্চ-শক্তির ক্ষেত্র এবং কার্বনের জন্য দ্রুত প্রসারণ পথ হিসাবে কাজ করে (শস্যের সীমানা প্রসারণ নামে একটি ঘটনা)। একটি মোটা-দানাযুক্ত উপাদানের প্রতি ইউনিট আয়তনে কম মোট শস্যের সীমানা রয়েছে। এটি বারে গভীরভাবে কার্বন প্রবেশের পথকে কমিয়ে দেয়।
স্পেসিফিকেশন: বার স্টক একটি নিয়ন্ত্রিত, মোটা দানা কাঠামোর সাথে অ্যানিল অবস্থায় সরবরাহ করা হয়েছে তা নিশ্চিত করুন। কিছু নির্মাতারা "H-গ্রেড" (অ্যালয় 800H/HT) অফার করে যা সহজাতভাবে একটি মোটা দানার আকার এবং উচ্চতর ক্রীপ শক্তি রয়েছে।
2. পৃষ্ঠের অবস্থা ("পরিষ্কার ত্বক" প্রয়োজনীয়তা):
ঝুঁকি: পৃষ্ঠের যেকোনো ত্রুটি-যেমন ল্যাপস, সিম, স্ক্র্যাচ বা ডিকারবুরাইজেশন-স্ট্রেস রাইজার হিসেবে কাজ করে এবং আরও গুরুত্বপূর্ণভাবে, ত্বরান্বিত কার্বন প্রবেশের জন্য একটি সাইট।
কেন এটি গুরুত্বপূর্ণ: কার্বারাইজিংয়ে কার্বন পৃষ্ঠকে আক্রমণ করে। যদি বারটির একটি রুক্ষ পৃষ্ঠ থাকে বা গরম ঘূর্ণায়মান থেকে অবশিষ্ট স্কেল থাকে যা সঠিকভাবে অপসারণ করা হয়নি, কার্বারাইজেশনের জন্য কার্যকর পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল বৃদ্ধি পায়। আরও সমালোচনামূলকভাবে, একটি ডিকারবারাইজড স্তর (কার্বনের ক্ষয়প্রাপ্ত পৃষ্ঠ) নরম এবং দুর্বল, এবং একবার কার্বারাইজেশন শুরু হলে, এটি অসমভাবে এগিয়ে যাবে।
গুণমান নির্দেশক: এই পরিষেবার জন্য উচ্চ-গুণমানের বার স্টক সাধারণত কেন্দ্রবিহীন গ্রাউন্ড বা ঘুরিয়ে এবং পালিশ করা হয় যাতে গরম কাজের প্রক্রিয়া থেকে সমস্ত পৃষ্ঠের অসম্পূর্ণতা এবং ডিকারবারাইজেশন দূর করা হয়। এটি একটি মসৃণ, অভিন্ন পৃষ্ঠ প্রদান করে যা প্রাথমিক কার্বন আক্রমণকে আরও কার্যকরভাবে প্রতিরোধ করে।
প্রশ্ন 5: একজন ডিজাইনার স্ট্যান্ডার্ড অ্যালয় 800 (UNS N08800) এবং অ্যালয় 800HT (UNS N08811) এর মধ্যে বেছে নিচ্ছেন 980 ডিগ্রি (1800 ডিগ্রি ফারেনহাইট) এ কাজ করা ভারী-ডিউটি কার্বারাইজিং ফার্নেস সাপোর্ট রডগুলির সেটের জন্য৷ নির্ণায়ক ফ্যাক্টর কি?
উত্তর: 980 ডিগ্রী (1800 ডিগ্রী ফারেনহাইট), আপনি লৌহ-নিকেল-ক্রোমিয়াম সংকর ধাতুগুলি পরিচালনা করতে পারে তার একেবারে উপরের সীমাতে। স্ট্যান্ডার্ড অ্যালয় 800 এবং অ্যালয় 800HT-এর মধ্যে পছন্দটি লোড-বেয়ারিং প্রয়োজনীয়তা এবং প্রয়োজনীয় নির্দিষ্ট ক্রীপ প্রতিরোধের উপর নির্ভর করে।
মূল পার্থক্য: ক্রীপ স্ট্রেন্থ
স্ট্যান্ডার্ড অ্যালয় 800 (N08800): ভাল শক্তি আছে কিন্তু সর্বোচ্চ ক্রীপ প্রতিরোধের জন্য অপ্টিমাইজ করা হয় না। 980 ডিগ্রীতে, এর ক্রীপ শক্তি ভারীভাবে লোড হওয়া উপাদানগুলির জন্য অপর্যাপ্ত হতে পারে, যা সময়ের সাথে সাথে ধীরে ধীরে ঝুলে যেতে পারে (ক্রিপ বিকৃতি)।
Alloy 800HT (N08811/N08810): এটি Alloy 800-এর একটি নিয়ন্ত্রিত রসায়ন সংস্করণ যা বিশেষভাবে সর্বোত্তম ক্রীপ প্রতিরোধের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। এটি বৈশিষ্ট্য:
উচ্চতর কার্বন সামগ্রী: 0.06-0.10% নিয়ন্ত্রিত (স্ট্যান্ডার্ড 800-এ নিম্ন কার্বনের তুলনায়)।
শক্তভাবে নিয়ন্ত্রিত শস্যের আকার: সর্বোচ্চ ক্রীপ শক্তির জন্য একটি মোটা দানার আকার (ASTM 5 বা মোটা) প্রয়োজন।
সুনির্দিষ্ট Ti:C অনুপাত: একটি ন্যূনতম টাইটানিয়াম প্রয়োজন-থেকে-কার্বন অনুপাত (সাধারণত 4:1) যাতে সমস্ত কার্বন স্থিতিশীল TiC হিসাবে আবদ্ধ থাকে, যা শস্যের সীমানাকে শক্তিশালী করে এবং ক্রোমিয়াম কার্বাইড গঠনে বাধা দেয়।
980 ডিগ্রীতে ডিসিশন ম্যাট্রিক্স:
| ফ্যাক্টর | স্ট্যান্ডার্ড অ্যালয় 800 (N08800) | অ্যালয় 800HT (N08811) |
|---|---|---|
| কার্বারাইজেশন প্রতিরোধ | ভাল | ভাল (অনুরূপ) |
| অক্সিডেশন প্রতিরোধের | ভাল | ভাল (অনুরূপ) |
| ক্রীপ স্ট্রেন্থ (লোড-বেয়ারিং) | পরিমিত | চমৎকার (উচ্চতর) |
| খরচ | নিম্ন | উচ্চতর |
| অ্যাপ্লিকেশন উপযুক্ততা | হালকাভাবে লোড করা সমর্থন, বিভ্রান্তি, ন্যূনতম যান্ত্রিক চাপ সহ উজ্জ্বল টিউব। | ভারিভাবে লোড করা সাপোর্ট রড, কাজের রোল, গ্রিড, এবং উচ্চ-তাপমাত্রার চুল্লিতে কাঠামোগত সদস্য। |
রায়:
যদি সমর্থন রডগুলি 980 ডিগ্রিতে উল্লেখযোগ্য ওজন (যেমন, ভারী উপাদানগুলির একটি বড় ঝুড়ি) ধরে রাখে, তবে অ্যালয় 800HT প্রয়োজনীয় পছন্দ। বর্ধিত হামাগুড়ির শক্তি রডগুলিকে স্যাগিং এবং সরঞ্জামের ডিজাইনের জীবনকে বিকৃত হতে বাধা দেবে। যদি রডগুলি হালকাভাবে লোড করা হয় বা তাপমাত্রা সামান্য কম হয়, স্ট্যান্ডার্ড অ্যালয় 800 যথেষ্ট হতে পারে, কিন্তু 980 ডিগ্রিতে, 800HT-এর অতিরিক্ত খরচ সাধারণত দীর্ঘ পরিষেবা জীবন এবং কম রক্ষণাবেক্ষণের দ্বারা যুক্তিযুক্ত।
