ধাতু ও সংকর ধাতুর বার্ধক্য – অধঃক্ষেপণ কাঠিন্য, প্রক্রিয়া, তাপমাত্রা এবং বৈশিষ্ট্য
বার্ধক্য এটি অতিসম্পৃক্ত কঠিন দ্রবণ অবস্থায় কোনো সংকর ধাতুতে সংঘটিত গাঠনিক পরিবর্তনের একটি প্রক্রিয়া। ম্যাট্রিক্স থেকে অতি সূক্ষ্ম দশাগুলোর নিয়ন্ত্রিত পৃথকীকরণযা ডিসলোকেশনের চলাচলকে বাধা দেয় এবং উপযুক্তভাবে নির্বাচিত পরিস্থিতিতে উল্লেখযোগ্য বৃদ্ধি ঘটায়। কঠোরতা, ফলন শক্তি এবং প্রসার্য শক্তি Rm.
বার্ধক্য হলো অন্যতম মৌলিক পর্যায় বৃষ্টিপাত শক্তিশালীকরণ ধাতব সংকর। এই প্রক্রিয়াটি সংকর ধাতুর ক্ষেত্রে বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ। অ্যালুমিনিয়াম, পিএইচ অধঃক্ষেপণ-কঠিনীভূত স্টেইনলেস স্টিল, সংকর ধাতু নিকেল, ফুট টাইটানিয়াম এবং অন্যান্য পদার্থ, যাদের রাসায়নিক গঠন অধঃক্ষেপণ দশা গঠনে সক্ষম করে।
বার্ধক্য সরাসরি সম্পর্কিত অতিসম্পৃক্তিসলিউশন হিট ট্রিটমেন্টের সময়, সংকর উপাদানগুলো ম্যাট্রিক্সে দ্রবীভূত হয় এবং যথেষ্ট দ্রুত শীতলীকরণের মাধ্যমে সেখানেই থেকে যায়। এরপর একটি মেটাস্টেবল অবস্থা তৈরি হয় – অতিসম্পৃক্ত কঠিন দ্রবণপরবর্তী বার্ধক্যকালে, অতিরিক্ত দ্রবীভূত উপাদানগুলো ম্যাট্রিক্স থেকে ধীরে ধীরে নির্গত হয়।
বৃষ্টিপাত দৃঢ়করণ পরিকল্পনাটি নিম্নরূপে উপস্থাপন করা যেতে পারে:
অ্যালয় এজিং কী?
সাম্যাবস্থায়, তাপমাত্রা কমার সাথে সাথে অনেক সংকর উপাদানের দ্রবণীয়তা হ্রাস পায়। দ্রবণ তাপ প্রক্রিয়াকরণের সময়, উপাদানটিকে এমন একটি তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করা হয় যেখানে নির্দিষ্ট উপাদান বা দশা ম্যাট্রিক্সে দ্রবীভূত হতে পারে।
পর্যাপ্ত দ্রুত শীতলীকরণ তাদের পুনঃনিঃসরণের সম্ভাবনা সীমিত করে। পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায়, এটি তৈরি করে অতিসম্পৃক্ত কঠিন দ্রবণ, যাতে ঐ তাপমাত্রায় সাম্যাবস্থার তুলনায় দ্রবীভূত উপাদানের পরিমাণ বেশি থাকে।
এই অবস্থাটি তাপগতিবিদ্যাগতভাবে অস্থিতিশীল বা মেটাস্টেবল।
পরমাণুগুলোকে ব্যাপন প্রক্রিয়ায় চলাচলের পর্যাপ্ত সুযোগ দেওয়া হলে, পারমাণবিক গুচ্ছ গঠন এবং নতুন দশার পৃথকীকরণের প্রক্রিয়া শুরু হয়।
যথাযথভাবে ছোট ও ব্যবধানযুক্ত অংশগুলো চলাচলকারীদের জন্য প্রতিবন্ধকতা সৃষ্টি করে। স্থানচ্যুতিএরপর ডিসলোকেশনগুলোর চলাচলের জন্য অধিকতর পীড়নের প্রয়োজন হয়, যার ফলে সামগ্রিকভাবে উপাদানটির শক্তি এবং ফলন শক্তি বৃদ্ধি পায়।
কেন অধঃক্ষেপ কোনো পদার্থের শক্তি বৃদ্ধি করে?
ধাতুর প্লাস্টিক বিকৃতি প্রধানত স্ফটিক জালকের মধ্যে স্থানচ্যুতির চলাচলের কারণে ঘটে থাকে।
ম্যাট্রিক্সে খুব ছোট অধঃক্ষেপ তৈরি হলে, সেগুলো ডিসলোকেশনের চলাচলে বাধা হয়ে দাঁড়ায়।
অধঃক্ষেপ-ম্যাট্রিক্সের আকার, গঠন এবং স্ফটিকবিদ্যাগত সম্পর্কের উপর নির্ভর করে, একটি ডিসলোকেশন নিম্নলিখিত কাজগুলো করতে পারে:
- ছোট নিঃসরণ কেটে ফেলাযদি তাদের গঠন ও আকার অনুমতি দেয়,
- বৃহত্তর ব্যবধান এড়িয়ে চলুনতাদের মাঝখানে ধনুকের মতো বেঁকে।
উভয় প্রক্রিয়ার জন্যই অতিরিক্ত শক্তির প্রয়োজন হয় এবং এগুলো পদার্থের প্লাস্টিক বিকৃতি প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি করে।
শক্তিশালীকরণের কার্যকারিতা কেবল বিচ্ছিন্ন দশার পরিমাণের উপরই নির্ভর করে না, বরং আরও অনেক কিছুর উপর নির্ভর করে। আকার, আকৃতি, বিন্যাস, কণাগুলোর মধ্যকার দূরত্ব এবং ম্যাট্রিক্সের স্ফটিক জালিকার সাথে তাদের সম্পর্ক.
বৃষ্টিপাতের তীব্রতা বৃদ্ধির পর্যায়
| Etap | প্রক্রিয়া | উপাদানের অবস্থা |
|---|---|---|
| ১. অতিসম্পৃক্তি | উচ্চ তাপমাত্রায় ম্যাট্রিক্সের মধ্যে উপযুক্ত উপাদান বা পর্যায়গুলিকে দ্রবীভূত করা | অতিসম্পৃক্ত তাপমাত্রায় একক-দশা বা আরও সমসত্ত্ব কঠিন দ্রবণ |
| ২. দ্রুত শীতলীকরণ | উপাদানগুলির বিস্তার এবং পুনঃনিঃসরণ সীমিত করা | অতিসম্পৃক্ত কঠিন দ্রবণ |
| ৩. বার্ধক্যের সূচনা | পরমাণুর ব্যাপন এবং গুচ্ছ বা অধঃক্ষেপ নিউক্লিয়াসের গঠন | আণুবীক্ষণিক কাঠামোগত পরিবর্তনের সূচনা |
| ৪. ক্ষরণের বৃদ্ধি | ক্ষুদ্র বৃষ্টিপাত পর্যায়ের গঠন ও বিকাশ | স্থানচ্যুতি গতির প্রতিরোধ বৃদ্ধি |
| ৫. সর্বোত্তম বার্ধক্য | অধঃক্ষেপের অনুকূল আকার ও বন্টন অর্জন করা | একটি নির্দিষ্ট চক্রের জন্য উচ্চ বা সর্বোচ্চ কাঠিন্য এবং শক্তি |
| ৬. অপ্রচলিত হওয়া | ক্ষরণের বৃদ্ধি ও জমাট বাঁধা এবং তাদের মধ্যে দূরত্ব বৃদ্ধি | শক্তিশালীকরণ প্রভাব হ্রাস |
স্বাভাবিক বার্ধক্য
স্বাভাবিক বার্ধক্য উপাদানটিকে ইচ্ছাকৃতভাবে উত্তপ্ত না করেই এটি ঘটে, সাধারণত পারিপার্শ্বিক তাপমাত্রায়।
অতি-সম্পৃক্ততার পরে, কিছু সংকর উপাদানের পরমাণুগুলি যথেষ্ট সচলতা বজায় রাখে, যা সময়ের সাথে সাথে কাঠামোগত পরিবর্তন ঘটাতে সাহায্য করে এবং এর ফলে শক্তির বৈশিষ্ট্য বৃদ্ধি পায়।
সংকর ধাতুর ধরন এবং সংরক্ষণের তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে এই প্রক্রিয়াটিতে কয়েক ঘন্টা, কয়েক দিন থেকে শুরু করে আরও অনেক বেশি সময় লাগতে পারে।
কিছু সংকর ধাতুর ক্ষেত্রে স্বাভাবিক বার্ধক্য বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ। অ্যালুমিনিয়াম.
এর মানে এও যে, সলিউশন হিট ট্রিটমেন্টের ঠিক পরেই কোনো উপাদানের বৈশিষ্ট্য, বেশ কয়েক দিন বা সপ্তাহ ধরে সংরক্ষণ করার পরের বৈশিষ্ট্য থেকে ভিন্ন হতে পারে।
কৃত্রিম বার্ধক্য
কৃত্রিম বার্ধক্য এটি একটি নিয়ন্ত্রিত, উচ্চ তাপমাত্রায় সম্পন্ন করা হয়।
তাপমাত্রা বৃদ্ধি পারমাণবিক গতিশীলতা বাড়ায় এবং ব্যাপন প্রক্রিয়াকে ত্বরান্বিত করে। এর ফলে স্বাভাবিক বার্ধক্যের তুলনায় অনেক দ্রুত দশা পৃথকীকরণ ঘটতে পারে।
মৌলিক প্রক্রিয়া পরামিতিগুলো হলো:
- বার্ধক্য তাপমাত্রা,
- বার্ধক্যের সময়,
- বার্ধক্যের পূর্বে উপাদানটির অবস্থা,
- গরম এবং ঠান্ডা করার গতি,
- সংকর ধাতুটির রাসায়নিক গঠন।
বার্ধক্যের জন্য কোনো একক সার্বজনীন তাপমাত্রা নেই। নির্দিষ্ট সংকর ধাতু এবং প্রয়োজনীয় বৈশিষ্ট্যের জন্য প্যারামিটারগুলো আলাদাভাবে নির্বাচন করতে হবে।
প্রাকৃতিক বার্ধক্য এবং কৃত্রিম বার্ধক্য
| চারিত্রিক | স্বাভাবিক বার্ধক্য | কৃত্রিম বার্ধক্য |
|---|---|---|
| তাপমাত্রা | সাধারণত পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা | নিয়ন্ত্রিত উচ্চ তাপমাত্রা |
| পরিবর্তনের গতি | তুলনামূলকভাবে ছোট | অনেক বড় |
| Czas | ঘণ্টা ও দিন থেকে শুরু করে দীর্ঘ সময় পর্যন্ত | সাধারণত অনেক ছোট |
| প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ | জৈব অঞ্চল | তাপমাত্রা ও সময়ের সঠিক নির্বাচন |
| আবেদন | পারিপার্শ্বিক তাপমাত্রায় পরিবর্তন করতে সক্ষম সংকর ধাতু | অধঃক্ষেপণ-শক্তিশালী সংকর ধাতুর একটি বিস্তৃত গোষ্ঠী |
তাপমাত্রা এবং বার্ধক্যকালের প্রভাব
তাপমাত্রা ও সময় ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত।
নিম্ন তাপমাত্রায় ব্যাপন প্রক্রিয়া ধীরগতিতে ঘটে, তাই কাঙ্ক্ষিত কাঠামো অর্জন করতে সাধারণত বেশি সময় লাগে।
উচ্চ তাপমাত্রা ব্যাপন প্রক্রিয়াকে ত্বরান্বিত করে এবং অধঃক্ষেপের গঠন ও বৃদ্ধির জন্য প্রয়োজনীয় সময় কমিয়ে দেয়।
তবে, অত্যধিক তাপমাত্রা বা দীর্ঘ সময় অতিরিক্ত অধঃক্ষেপণের কারণ হতে পারে এবং উপাদানটি হয়ে যেতে পারে পুরানো.
সুতরাং, এই প্রযুক্তির লক্ষ্য যতটা সম্ভব বার্ধক্যকে দীর্ঘায়িত করা নয়, বরং এমন একটি অধঃক্ষেপ কাঠামো অর্জন করা যা প্রয়োজনীয় বৈশিষ্ট্যসমূহ প্রদান করে।
বার্ধক্য বক্ররেখা - সময়ের সাপেক্ষে কাঠিন্য
বার্ধক্য প্রক্রিয়াকে সময়ের সাপেক্ষে কাঠিন্য বা শক্তির পরিবর্তন হিসেবে সরলীকরণ করা যেতে পারে।
| সময়কাল | কাঠামোগত পরিবর্তন | বৈশিষ্ট্যের উপর প্রভাব |
|---|---|---|
| বার্ধক্যের শুরু | পরমাণুর গুচ্ছ এবং অতি সূক্ষ্ম অধঃক্ষেপের গঠন | কাঠিন্য এবং শক্তির বৃদ্ধি শুরু হয় |
| বিভাগগুলির উন্নয়ন | ডিসলোকেশনের চলাচলে বাধা সৃষ্টিকারী কণাগুলোর সংখ্যা বৃদ্ধি ও বিকাশ | শক্তি বৈশিষ্ট্যে একটি উল্লেখযোগ্য বৃদ্ধি |
| সর্বোচ্চ বার্ধক্য | অধঃক্ষেপের অনুকূল আকার, ঘনত্ব এবং বন্টন | একটি নির্দিষ্ট চক্রের জন্য উচ্চ বা সর্বোচ্চ কাঠিন্য এবং শক্তি |
| অপ্রচলিত | কণার বৃদ্ধি এবং অধঃক্ষেপের মধ্যে দূরত্ব বৃদ্ধি | কাঠিন্য এবং শক্তির হ্রাস |
পরিকল্পনাগতভাবে:
বার্ধক্য
অপ্রচলিত এটি দীর্ঘ সময় ধরে রেখে দেওয়ার ফলে অথবা যথেষ্ট উচ্চ তাপমাত্রা প্রয়োগের ফলে সৃষ্ট এমন একটি অবস্থা, যেখানে অধঃক্ষেপগুলো আকারে বড় হয় এবং একে অপরের থেকে আরও দূরে সরে যায়।
তখন অধঃক্ষেপগুলো ডিসলোকেশনের চলাচলকে আর ততটা কার্যকরভাবে বাধা দেয় না।
এর ফলে নিম্নলিখিত বিষয়গুলো হ্রাস পেতে পারে:
তবে, ওভারএজিং সবসময় অনাকাঙ্ক্ষিত নয়। কিছু সংকর ধাতুতে, সর্বোচ্চ শক্তির চেয়ে মাত্রিক স্থিতিশীলতা, নির্দিষ্ট ক্ষয় প্রক্রিয়ার প্রতিরোধ ক্ষমতা, বা উচ্চ তাপমাত্রায় উপাদানের আচরণের মতো অন্যান্য বৈশিষ্ট্যগুলো বেশি গুরুত্বপূর্ণ হলে ইচ্ছাকৃতভাবে ওভারএজড অবস্থা ব্যবহার করা হয়।
সুসংগত, আংশিক-সুসংগত এবং অসংগত বিভাজন
দৃঢ়করণ প্রক্রিয়ার জন্য অধঃক্ষেপের স্ফটিক জালক এবং ম্যাট্রিক্সের মধ্যকার সম্পর্ক অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
| পৃথকীকরণের ধরণ | চরিত্রগত | Znaczenie |
|---|---|---|
| সুসংগত | অধঃক্ষেপের স্ফটিক জালিকা ম্যাট্রিক্স জালিকার সাথে অত্যন্ত সামঞ্জস্যপূর্ণ। | এটি ল্যাটিসের বিকৃতি ঘটায় এবং ডিসলোকেশনের চলাচলকে খুব কার্যকরভাবে বাধা দিতে পারে। |
| আংশিক-সমন্বিত | ল্যাটিস সামঞ্জস্য আংশিক, এবং এই অমিলটি অন্যান্য বিষয়ের পাশাপাশি ফেজ সীমানায় ডিসলোকেশন দ্বারা পূরণ করা হয়। | অনেক নিঃসরণ তন্ত্রের বিকাশের সময় সংঘটিত একটি অন্তর্বর্তী অবস্থা। |
| অসংলগ্ন | অধঃক্ষেপ এবং ম্যাট্রিক্সের মধ্যে স্ফটিক জালকের ধারাবাহিকতার অভাব | ডিসলোকেশনের কারণে প্রায়শই বড় কণাগুলো এড়িয়ে যাওয়া হয়। |
বয়সের সাথে সাথে অধঃক্ষেপগুলো বড় হওয়ার ফলে তাদের প্রকৃতি পরিবর্তিত হতে পারে। সময়ের সাথে সাথে পদার্থের বৈশিষ্ট্য পরিবর্তিত হওয়ার এটি একটি কারণ।
ওরোয়ান প্রক্রিয়া
যদি অধঃক্ষেপগুলো যথেষ্ট বড় হয় এবং ডিসলোকেশন দ্বারা কর্তন প্রতিরোধী হয়, তবে ডিসলোকেশনকে অবশ্যই সেগুলোকে এড়িয়ে যেতে হবে।
এরপর এটি সংলগ্ন কণাগুলোর মধ্যে বেঁকে যায় এবং তাদের চারপাশে ডিসলোকেশন লুপ তৈরি করতে পারে। এই প্রক্রিয়াটিকে বলা হয় ওরোয়ান প্রক্রিয়া.
কণার আকার ও বিন্যাস যত বেশি উপযুক্ত হবে, ডিসলোকেশন সরাতে তত বেশি পীড়নের প্রয়োজন হতে পারে।
তবে, এজিং-এর সময় কণাগুলো উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেলে, প্রতি একক আয়তনে তাদের সংখ্যা কমে যায় এবং তাদের মধ্যকার গড় দূরত্ব বেড়ে যায়। তখন ডিসলোকেশনগুলো আরও সহজে সেগুলোকে এড়িয়ে যেতে পারে এবং শক্তিশালীকরণের প্রভাব কমতে শুরু করে।
গিনিয়ার-প্রেস্টন জোনস – জিপি
কিছু পায়ে, বিশেষ করে পায়ে অ্যালুমিনিয়ামবার্ধক্যের প্রাথমিক পর্যায়ে, পরমাণুর খুব ছোট ছোট গুচ্ছ তৈরি হতে পারে, যা পরিচিত গিনিয়ার-প্রেস্টন জোন – জিপি জোন.
এগুলো কেবল বড় দ্বিতীয়-দশার কণা নয়। এগুলো হলো নির্দিষ্ট সংকর উপাদানে সমৃদ্ধ অত্যন্ত সূক্ষ্ম ও সুশৃঙ্খল অঞ্চল, যা ম্যাট্রিক্সের সাথে সংহত থাকতে সক্ষম।
জিপি জোনগুলির গঠন ডিসলোকেশনগুলির চলাচলকে প্রবলভাবে প্রভাবিত করতে পারে এবং এটি পরবর্তী মেটাস্টেবল ও ইকুইলিব্রিয়াম দশা গঠনের দিকে পরিচালিত অধঃক্ষেপণ অনুক্রমের প্রথম ধাপগুলির মধ্যে একটি।
রূপান্তরের সঠিক ক্রম নির্দিষ্ট সংকরীকরণ ব্যবস্থার উপর নির্ভর করে।
অ্যালুমিনিয়াম সংকর ধাতুর বার্ধক্য
ট্রেস অ্যালুমিনিয়াম অধঃক্ষেপণ শক্তিবৃদ্ধি ব্যবহার করে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ উপাদানগুলোর মধ্যে এগুলো অন্যতম।
এই ধরনের শক্তিশালীকরণে সক্ষম সিস্টেমগুলির মধ্যে অন্যান্যদের পাশাপাশি নিম্নলিখিতগুলির সংমিশ্রণে গঠিত সংকর ধাতুগুলি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে:
সলিউশন হিট ট্রিটমেন্টের পর, সংকর ধাতুটিকে প্রাকৃতিক বা কৃত্রিম এজিং প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে নিয়ে যাওয়া যেতে পারে।
সংকরীকরণ পদ্ধতির উপর নির্ভর করে বিভিন্ন অধঃক্ষেপণ অনুক্রম গঠিত হয়। তাই, সমস্ত অ্যালুমিনিয়াম সংকর ধাতুর জন্য একটি একক শক্তিশালীকরণ পর্যায় নির্ধারণ করা অসম্ভব।
উদাহরণ – অ্যালুমিনিয়াম-কপার সংকর ধাতুর বার্ধক্য
অধঃক্ষেপণ শক্তিশালীকরণ প্রক্রিয়ার একটি ধ্রুপদী উদাহরণ হলো Al– সিস্টেম।Cu.
সহজ কথায়, একটি অতি-সম্পৃক্ত দ্রবণের বার্ধক্যকালে, পারমাণবিক ক্লাস্টার এবং জিপি জোন থেকে মেটাস্টেবল দশাগুলির মধ্য দিয়ে ভারসাম্যপূর্ণ θ-Al দশায় পৌঁছানোর ধারাবাহিক ধাপগুলি ঘটতে পারে।2কিউ.
প্রতিটি পর্যায় ম্যাট্রিক্সের সাথে তাদের সামঞ্জস্য এবং স্থানচ্যুতি রোধ করার ক্ষমতার দিক থেকে ভিন্ন হয়।
সাম্যাবস্থা দশার সর্বাধিক পরিমাণ স্বয়ংক্রিয়ভাবে সর্বোচ্চ শক্তি বোঝায় না। সবচেয়ে অনুকূল শক্তিশালীকরণ সাধারণত আরও আগে ঘটে, যখন কাঠামোটিতে খুব সূক্ষ্ম এবং সুষমভাবে বণ্টিত অস্থায়ী অস্থিতিশীল অধঃক্ষেপ থাকে।
স্টেইনলেস স্টিলের বার্ধক্য পিএইচ
বার্ধক্য মৌলিক বিষয় অধঃক্ষেপণ-কঠিনীভূত স্টেইনলেস স্টিল PH – বৃষ্টিপাতের কারণে দৃঢ়তা বৃদ্ধি।
এই ইস্পাতগুলো ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতাকে একত্রিত করে, যা অন্যান্য বিষয়ের মধ্যে উপস্থিতির ফলে উদ্ভূত হয়। ক্রোম যথাযথভাবে পরিকল্পিত তাপ প্রক্রিয়াকরণের মাধ্যমে অত্যন্ত উচ্চ যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য অর্জনের সম্ভাবনা সহ।
প্রজাতিভেদে, শক্তিশালীকরণ প্রক্রিয়াগুলোর মধ্যে অন্যান্য বিষয়গুলোর পাশাপাশি নিম্নলিখিতগুলো অন্তর্ভুক্ত থাকতে পারে:
কাঠামোর যথাযথ প্রস্তুতির পর, নির্দিষ্ট গ্রেড এবং প্রয়োজনীয় সরবরাহ শর্ত অনুযায়ী নির্ধারিত তাপমাত্রায় উপাদানটিকে এজ করা হয়।
বার্ধক্য তাপমাত্রা পরিবর্তনের মাধ্যমে শক্তি, কাঠিন্য, নমনীয়তা এবং ফাটল প্রতিরোধের বিভিন্ন সমন্বয় অর্জন করা সম্ভব হয়।
নিকেল সুপারঅ্যালয়গুলির বার্ধক্য
উচ্চ শক্তি অর্জনের জন্য বার্ধক্য প্রক্রিয়াও অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ একটি কৌশল। নিকেল-ভিত্তিক সুপারঅ্যালয়.
সংকর ধাতুর উপর নির্ভর করে, এজিং প্রক্রিয়ার সময় শক্তিশালীকরণ পর্যায় গঠিত হতে পারে, যার মধ্যে γ′ এবং γ″ অন্তর্ভুক্ত, তবে এগুলিতেই সীমাবদ্ধ নয়।
γ′ দশাটি প্রধানত সেইসব সিস্টেমের সাথে সম্পর্কিত যেগুলিতে রয়েছে Ni, Al i Ti, যেখানে নির্বাচিত সংকর ধাতুগুলিতে রয়েছে Nb γ″ দশাটি তাৎপর্যপূর্ণ গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে।
সূক্ষ্ম অধঃক্ষেপের কারণে উপাদানটি এমন তাপমাত্রাতেও তার উচ্চ শক্তি বজায় রাখতে পারে, যে তাপমাত্রায় অনেক প্রচলিত নির্মাণ সামগ্রী দ্রুত তাদের বৈশিষ্ট্য হারিয়ে ফেলে।
তাই, অধঃক্ষেপণ-শক্তিশালী নিকেল সুপারঅ্যালয়গুলো অন্যান্য ক্ষেত্রের পাশাপাশি শক্তি খাত, গ্যাস টারবাইন, মহাকাশ শিল্প এবং উচ্চ তাপমাত্রায় পরিচালিত যন্ত্রপাতিতে ব্যবহৃত হয়।
বার্ধক্যের উপর সংকর উপাদানের প্রভাব
| উপাদান | প্রতীক | নির্বাচিত অধঃক্ষেপণ-শক্তিশালী উপকরণগুলিতে তাৎপর্য |
|---|---|---|
| তামা | Cu | অ্যালুমিনিয়াম-কপার সংকর ধাতুর একটি প্রধান শক্তিশালীকরণ উপাদান এবং কিছু পিএইচ স্টিলের একটি গুরুত্বপূর্ণ অধঃক্ষেপ উপাদান। |
| ম্যাগনেসিয়াম | Mg | অনেক অ্যালুমিনিয়াম সংকর ধাতুর অধঃক্ষেপণ শক্তিবৃদ্ধি প্রক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে। |
| সিলিকন | Si | এটি Mg-এর সাথে মিলিত হয়ে Al-Mg-Si সংকর ধাতুর অধঃক্ষেপণ শক্তিবৃদ্ধি সক্ষম করে। |
| জিঙ্ক | Zn | উচ্চ-শক্তি সম্পন্ন Al-Zn-Mg এবং Al-Zn-Mg-Cu সংকর ধাতুগুলির মূল উপাদান। |
| নিকেল | Ni | অনেক সুপারঅ্যালয়ের একটি মৌলিক উপাদান এবং নির্বাচিত পিএইচ স্টিলের একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান। |
| গ্লিন | Al | নিকেল সুপারঅ্যালয় এবং কিছু পিএইচ স্টিলে শক্তিশালীকরণ পর্যায় গঠনে অংশগ্রহণ করে। |
| টাইটানিয়াম | Ti | আন্তঃধাতব দশা গঠনে এবং অধঃক্ষেপকে শক্তিশালীকরণে অংশগ্রহণ করে। |
| নিওব | Nb | নির্বাচিত ইস্পাত এবং নিকেল সুপারঅ্যালয়গুলিতে অধঃক্ষেপ শক্তিশালী করার জন্য গুরুত্বপূর্ণ। |
বার্ধক্য ও পরিপক্কতা – পার্থক্য
এজিং-কে স্টিল টেম্পারিং-এর সাথে গুলিয়ে ফেলা উচিত নয় । উভয় প্রক্রিয়াই উচ্চ তাপমাত্রায় উপাদানকে উত্তপ্ত করে সম্পন্ন করা যায়, কিন্তু এদের সূচনা বিন্দু এবং মৌলিক কার্যপ্রণালী ভিন্ন।
| চারিত্রিক | বার্ধক্য | ছেড়ে দেওয়া |
|---|---|---|
| প্রাথমিক অবস্থা | বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, একটি অতি-সম্পৃক্ত কঠিন দ্রবণ বা একটি উপযুক্তভাবে প্রস্তুত সংকর ধাতুর কাঠামো | প্রায়শই, ইস্পাত পরে শক্ত হওয়া |
| প্রধান প্রক্রিয়া | শক্তিশালীকরণ পর্যায়গুলির নিয়ন্ত্রিত মুক্তি | কঠিন কাঠামোর রূপান্তর, কার্বাইডের অধঃক্ষেপণ এবং মার্টেনসাইটের অতিসম্পৃক্ত অবস্থার হ্রাস |
| Główny cel | একটি নির্দিষ্ট বৃষ্টিপাত শক্তিশালীকরণ প্রভাব অর্জন করা | কঠিনীকরণের পর কাঠিন্য, শক্তি, নমনীয়তা এবং অভিঘাত শক্তির প্রয়োজনীয় সমন্বয় অর্জন করা |
| কঠোরতার উপর প্রভাব | অধঃক্ষেপণ শক্তিবর্ধক পদার্থে এটি উল্লেখযোগ্য বৃদ্ধি ঘটাতে পারে | ক্লাসিক্যাল হার্ডেনড স্টিলে, টেম্পারিং তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে প্রায়শই কাঠিন্য ধীরে ধীরে হ্রাস পায়, যদিও কিছু স্টিলে সেকেন্ডারি হার্ডনেস দেখা দিতে পারে। |
বার্ধক্য এবং সম্পৃক্ততা – পার্থক্যগুলি
| চারিত্রিক | অতি-সম্পৃক্তি | বার্ধক্য |
|---|---|---|
| cel | উপযুক্ত উপাদান বা দশাগুলিকে দ্রবীভূত করে একটি অতি-সম্পৃক্ত কঠিন দ্রবণ প্রাপ্ত করা | অতিসম্পৃক্ত দ্রবণ থেকে নিয়ন্ত্রিত দশা পৃথকীকরণ |
| তাপমাত্রা | তুলনামূলকভাবে উচ্চ, একটি নির্দিষ্ট সংকর ধাতুর জন্য উপযুক্ত। | সাধারণত দ্রবণের তাপমাত্রার চেয়ে অনেক কম |
| শীতলকরণ | নিঃসরণ সীমিত করার জন্য যথেষ্ট দ্রুত | এজিং-এর পরে, শীতলীকরণের হার সাধারণত সলিউশন হিট ট্রিটমেন্টের পরের উদ্দেশ্যের মতো একই উদ্দেশ্য পূরণ করে না। |
| Stan końcowy | অতিসম্পৃক্ত কঠিন দ্রবণ | একটি ম্যাট্রিক্স যেখানে অধঃক্ষেপের একটি নিয়ন্ত্রিত সংখ্যা রয়েছে |
| সহনশীলতার উপর প্রভাব | পরবর্তী শক্তিশালীকরণের জন্য উপাদান প্রস্তুত করে | শক্তি এবং কাঠিন্য উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করতে পারে |
যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের উপর বার্ধক্যের প্রভাব
সঠিকভাবে নির্বাচিত বার্ধক্য প্রক্রিয়া উপাদানের বৈশিষ্ট্যগুলিতে উল্লেখযোগ্য পরিবর্তন আনতে পারে।
| সম্পত্তি | উচ্চ-কঠিনীভবন অবস্থায় বার্ধক্যের সাধারণ প্রভাব |
|---|---|
| কঠোরতা | অধঃক্ষেপ দ্বারা স্থানচ্যুতির চলাচল বাধাগ্রস্ত হওয়ার কারণে বৃদ্ধি |
| প্রসার্য শক্তি Rm | সাধারণত একটি নির্দিষ্ট বার্ধক্য অবস্থার বৈশিষ্ট্যসূচক মানে বৃদ্ধি পায়। |
| ফলন বিন্দু | সাধারণত একটি উল্লেখযোগ্য বৃদ্ধি |
| প্লাস্টিকতা | শক্তি বৃদ্ধির সাথে সাথে প্রায়শই হ্রাস পায়। |
| ফাটল প্রতিরোধ | সংকর ধাতু এবং বার্ধক্য অবস্থার উপর নির্ভরশীল; সর্বোচ্চ শক্তি সর্বদা সর্বোত্তম ফাটল দৃঢ়তার সাথে সঙ্গতিপূর্ণ হয় না। |
| তাপমাত্রার স্থিতিশীলতা | এটি ক্ষরণের স্থিতিশীলতা এবং জমাট বাঁধার বিরুদ্ধে এর প্রতিরোধ ক্ষমতার উপর নির্ভর করে। |
সর্বোচ্চ কাঠিন্য কেন সবসময় উপাদানের সর্বোত্তম অবস্থা নয়?
প্রকৌশল চর্চায়, লক্ষ্য সবসময় সর্বোচ্চ সম্ভাব্য গুণমান অর্জন করা নয়। কঠোরতা অথবা শক্তি আরএম.
উপাদানটিকে প্রায়শই একই সাথে নিম্নলিখিত বিষয়গুলো সরবরাহ করতে হয়:
- উচ্চ স্থায়িত্ব,
- উপযুক্ত প্লাস্টিকতা,
- ফাটল প্রতিরোধ ক্ষমতা,
- ক্লান্তি প্রতিরোধ,
- মাত্রিক স্থিতিশীলতা,
- ক্ষয় প্রতিরোধ,
- উচ্চ তাপমাত্রায় কাজ করার সময় বৈশিষ্ট্যসমূহের স্থিতিশীলতা।
এই কারণে, কিছু কিছু প্রয়োগের ক্ষেত্রে সর্বোচ্চ কাঠিন্যের অবস্থার পরিবর্তে ইচ্ছাকৃতভাবে সামান্য পুরোনো অবস্থা বেছে নেওয়া হয়।
বয়স বাড়ার সাথে সাথে সবচেয়ে সাধারণ ভুলগুলো
- খুব কম তাপমাত্রা প্রক্রিয়াটি খুব ধীর হতে পারে অথবা প্রয়োজনীয় সময়ের মধ্যে উপযুক্ত কাঠামো তৈরি করতে ব্যর্থ হতে পারে,
- খুব কম সময় – উপাদানটি অপর্যাপ্তভাবে শক্তিশালী করা হয়েছে,
- খুব বেশি তাপমাত্রা – নিঃসরণের বৃদ্ধি ত্বরান্বিত করে এবং বার্ধক্য ঘটাতে পারে,
- অনেক দীর্ঘ – এর ফলে অধঃক্ষেপ জমাট বাঁধতে পারে এবং শক্তির বৈশিষ্ট্য হ্রাস পেতে পারে,
- ভুল অতিসম্পৃক্তি – একটি অনুপযুক্ত প্রাথমিক অবস্থা বার্ধক্যের প্রত্যাশিত প্রতিক্রিয়া পাওয়ার সম্ভাবনাকে সীমিত করে,
- স্বাভাবিক বার্ধক্যকে বিবেচনায় না নেওয়া সলিউশন হিট ট্রিটমেন্ট এবং পরবর্তী প্রক্রিয়াকরণের মধ্যে উপাদানের বৈশিষ্ট্য পরিবর্তিত হতে পারে।
বার্ধক্য প্রক্রিয়ার নিয়ন্ত্রণ
যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং অণুসজ্জা পরীক্ষা করে বার্ধক্য প্রক্রিয়ার কার্যকারিতা মূল্যায়ন করা যেতে পারে।
অন্যান্যদের মধ্যে নিম্নলিখিতগুলি ব্যবহৃত হয়:
- পরিমাপ কঠোরতা,
- জরিপ প্রসার্য শক্তি Rm,
- ইল্ড পয়েন্ট নির্ধারণ করা,
- প্লাস্টিকতা পরীক্ষা,
- অপটিক্যাল এবং ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপি,
- অধঃক্ষেপের আকার ও বন্টনের বিশ্লেষণ,
- পর্যায়ক্রমিক অধ্যয়ন,
- কোনো নির্দিষ্ট প্রয়োগের জন্য প্রয়োজন হলে, ক্ষয় এবং ক্লান্তি প্রতিরোধ ক্ষমতা পরীক্ষা করা হয়।
এজিং হলো একটি অতি-সম্পৃক্ত কঠিন দ্রবণ থেকে নিয়ন্ত্রিত দশা পৃথকীকরণের প্রক্রিয়া, যা অধঃক্ষেপণ শক্তিবর্ধক পদার্থে ডিসলোকেশন চলাচলের প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি করে এবং ফলস্বরূপ কাঠিন্য, ফলন শক্তি ও শক্তি বাড়িয়ে তোলে।
প্রক্রিয়াটি ঘটতে পারে যেমন স্বাভাবিক বার্ধক্য পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায় বা যেমন কৃত্রিম বার্ধক্য নিয়ন্ত্রিত উচ্চ তাপমাত্রায় পরিচালিত।
উচ্চ শক্তিশালীকরণ প্রভাব অর্জনের জন্য সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ শর্ত হল অধঃক্ষেপের গঠন নয়, বরং উপযুক্ত প্রাপ্তি। বিভাগগুলির আকার, সংখ্যা, বন্টন এবং প্রকৃতি.
খুব কম সময় ধরে রাখলে শক্তিশালী হওয়ার ক্ষমতা পুরোপুরি কাজে নাও লাগতে পারে, অন্যদিকে অতিরিক্ত সময় বা তাপমাত্রা এর ফলে হতে পারে... অপ্রচলিততাঅধঃক্ষেপণ বৃদ্ধি এবং কাঠিন্য ও শক্তির ক্রমান্বয়িক হ্রাস।
বার্ধক্য হলো অন্যতম মৌলিক একটি প্রক্রিয়া যা সংকর ধাতুর বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করে। অ্যালুমিনিয়াম, পিএইচ স্টেইনলেস স্টিল এবং নিকেল সুপারঅ্যালয়.
ইস্পাতের তাপ এবং তাপ-রাসায়নিক প্রক্রিয়াকরণের পদ্ধতিসমূহ
স্টিলের অণুসজ্জা ও বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করার জন্য ব্যবহৃত প্রক্রিয়াগুলোর মধ্যে এজিং অন্যতম। কাঙ্ক্ষিত ফলাফলের ওপর নির্ভর করে নর্মালাইজিং, স্ট্রেস রিলিভিং, হার্ডেনিং, টেম্পারিং ইত্যাদি, সেইসাথে কার্বুরাইজিং, নাইট্রাইডিং ও অন্যান্য তাপ-রাসায়নিক প্রক্রিয়াও ব্যবহার করা হয়।
ইস্পাত তাপ প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি
- ইস্পাতকে স্বাভাবিক করা – দানার সূক্ষ্মকরণ এবং অণুসজ্জার একীকরণ।
- স্ট্রেস রিলিফ অ্যানিলিং – অবশিষ্ট পীড়ন হ্রাস।
- ইস্পাতের নরম হয়ে যাওয়া – কাঠিন্য হ্রাস করে এবং পরবর্তী প্রক্রিয়াকরণের জন্য উপযোগিতা বৃদ্ধি করে।
- সম্পূর্ণ অ্যানিলিং – অস্টেনাইজেশন এবং ধীর শীতলীকরণ।
- সমতাপীয় অ্যানিলিং – যথাযথভাবে নির্বাচিত তাপমাত্রায় রেখে রূপান্তরটি সম্পন্ন করা হয়।
- বল অ্যানিলিং – গোলাকারকরণ – সিমেন্টাইট বা অন্যান্য কার্বাইডের গঠনগত পরিবর্তন।
- পুনঃস্ফটিকীকরণ অ্যানিলিং – চূর্ণবিচূর্ণ হওয়ার প্রভাব দূরীকরণ এবং নমনীয়তা পুনরুদ্ধার।
- সমজাতীয়করণ অ্যানিলিং – পৃথকীকরণ হ্রাস করা এবং উপাদানের গঠনকে সমসত্ত্ব করা।
- শক্তকরণ এবং তাপ চিকিৎসা – কঠিনীকরণ এবং টেম্পারিংয়ের মাধ্যমে অণুসজ্জা ও বৈশিষ্ট্যসমূহকে রূপদান করা।
- টেম্পারিং স্টিল – কঠিনীকরণের পর ইস্পাতের বৈশিষ্ট্যের নিয়ন্ত্রিত পরিবর্তন।
- আবেশন কঠোরতা – পৃষ্ঠীয় আবেশীয় তাপায়ন এবং দ্রুত শীতলীকরণ।
- শিখা কঠিনীকরণ – শিখা দিয়ে নির্দিষ্ট স্থানে তাপ প্রয়োগের পর পৃষ্ঠতল শক্ত হয়ে যায়।
- অতি-সম্পৃক্তি – একটি উপযুক্ত তাপীয় চক্রের মাধ্যমে অতি-সম্পৃক্ত কঠিন দ্রবণ প্রাপ্তি।
- বার্ধক্য – নিয়ন্ত্রিত দশা পৃথকীকরণ যা পদার্থের শক্তি বৃদ্ধি করে।
ইস্পাতের তাপরাসায়নিক প্রক্রিয়াকরণের পদ্ধতিসমূহ
- ইস্পাতের নাইট্রাইডিং – নাইট্রোজেন দ্বারা পৃষ্ঠ স্তরের ব্যাপনজনিত সমৃদ্ধি।
- কার্বুরাইজিং স্টিল – কার্বন দ্বারা পৃষ্ঠতলের ব্যাপনজনিত সমৃদ্ধি।
- কার্বোনাইট্রাইডিং – পৃষ্ঠ স্তরে কার্বন ও নাইট্রোজেনের যুগপৎ সমৃদ্ধি।
- নাইট্রোকার্বুরাইজেশন / নাইট্রোকার্বুরাইজেশন – প্রধানত নাইট্রোজেন ও কার্বন দ্বারা স্তরটির সমৃদ্ধি।
- ড্রিলিং – বোরন দ্বারা পৃষ্ঠতলের ব্যাপন সম্পৃক্তি।
- ডিফিউশন ক্রোম প্লেটিং – ক্রোমিয়াম দ্বারা স্তরটির ব্যাপন সমৃদ্ধি।
- ডিফিউশন অ্যালুমিনাইজিং – অ্যালুমিনিয়াম দ্বারা স্তরটির ব্যাপন সমৃদ্ধি।
