دھات کاری میں فاسفورس - تاریخ، اسٹیل اور کنٹرول کے طریقوں پر اثرات
تاریخی خاکہ
فاسفورس ایک کیمیائی عنصر کے طور پر 1669 میں جرمن کیمیا دان ہیننگ برانڈ نے دریافت کیا تھا ۔ یہ دریافت فلسفی کے پتھر کو بنانے کی کوششوں کے دوران ہوئی ، جو کیمیا دانوں کے عقائد کے مطابق، بنیادی دھاتوں کو سونے میں تبدیل کر دے گا۔ برانڈ پیشاب میں ہونے والے کیمیائی عمل میں دلچسپی رکھتا تھا، جس کی وجہ سے وہ پیشاب کو گرم کرکے اور کشید کرکے فاسفورس حاصل کرتا تھا ۔ نتیجے کے طور پر، اس نے ایک ایسا مادہ حاصل کیا جو فاسفورسیسنس کی وجہ سے اندھیرے میں چمکتا تھا – اس لیے عنصر کا نام، یونانی لفظ "phōsphoros " سے ماخوذ ہے، جس کا مطلب ہے "روشنی لانے والا ۔ "
18 ویں اور 19 ویں صدیوں میں دھات کاری کی ترقی کے ساتھ ، اسٹیل کی خصوصیات پر فاسفورس کے اثرات پر پہلی تحقیق شروع ہوئی۔ یہ دریافت کیا گیا تھا کہ اسٹیل میں کیمیائی مرکبات کا مواد اس کے میکانکس کو نمایاں طور پر متاثر کرسکتا ہے۔ برطانیہ اور جرمنی کے محققین نے لوہے کے مرکب میں فاسفورس کی مقدار کو کنٹرول کرنے کے طریقے تیار کرنا شروع کیے، اس کے فائدہ مند اور منفی دونوں اثرات کو تسلیم کیا۔
20 ویں صدی میں، میٹالرجیکل ٹیکنالوجی میں ترقی نے اسٹیل میں فاسفورس کے مواد کو کنٹرول کرنے کے لیے درست طریقے تیار کیے ، جس سے مواد کے استعمال کے لحاظ سے اس کی موجودگی کا شعوری انتظام کیا جا سکے۔ یہ دریافت کیا گیا کہ فاسفورس کی تھوڑی مقدار ماحول کے سنکنرن کے خلاف مزاحمت کو بہتر بناتی ہے ، لیکن فاسفورس کی زیادہ مقدار ، خاص طور پر کم درجہ حرارت پر ، داغدار ہونے کا باعث بن سکتی ہے۔
فی الحال، اسٹیل میں فاسفورس مواد کو کنٹرول کرنا میٹالرجیکل عمل کا ایک اہم عنصر ہے، اور اس عنصر پر تحقیق مادی خصوصیات پر اس کے اثر کو مزید بہتر بنانے پر مرکوز ہے۔
فولاد کی خصوصیات پر فاسفورس کا اثر
فولاد کی دھات کاری میں فاسفورس دوہری کردار ادا کرتا ہے - بعض صورتوں میں یہ ایک مطلوبہ اضافہ ہے، جبکہ دیگر میں اس کی زیادتی انتہائی ناپسندیدہ ہے۔ اس کی موجودگی طاقت، سختی، مشینی صلاحیت، اور سنکنرن مزاحمت جیسی خصوصیات کو متاثر کرتی ہے ، لیکن یہ ٹوٹ پھوٹ کا سبب بھی بن سکتی ہے اور مواد کی لچک کو کم کر سکتی ہے ۔
فولاد میں فاسفورس کی حل پذیری۔
فاسفورس لوہے کی ساخت میں آسانی سے گھل جاتا ہے:
- α آئرن (فیرائٹ) میں - حل پذیری تقریبا ہے 2,5٪,
- γ آئرن (آسٹینائٹ) میں - حل پذیری صرف ہے۔ 0,5٪.
اس وجہ سے، فاسفورس اکثر اسٹیلوں میں فیرائٹ میں تحلیل شدہ شکل میں پایا جاتا ہے، جس کا ان کی میکانکی خصوصیات پر نمایاں اثر پڑتا ہے۔
اسٹیل میں فاسفورس کی موجودگی کے مثبت اثرات
ماحولیاتی سنکنرن کے خلاف بہتر مزاحمت - خاص طور پر ماحول میں استعمال ہونے والے کم کھوٹ والے اسٹیل میں جو موسمی حالات سے تحفظ کی ضرورت ہوتی ہے۔
سختی اور طاقت میں اضافہ - فاسفورس طاقت کی خصوصیات کو بہتر بناتا ہے، خاص طور پر کم کاربن اسٹیل میں۔
بہتر سختی - فاسفورس کے اضافے کے ساتھ اسٹیل کو سخت کرنا آسان ہے، جو ان ایپلی کیشنز میں فائدہ مند ہے جن کی سطح کی مضبوطی کی ضرورت ہوتی ہے۔
بہتر مشینی صلاحیت - فری کٹنگ اسٹیل میں، فاسفورس مشینی کی سہولت فراہم کرتا ہے، جس سے پیداواری عمل کی کارکردگی میں اضافہ ہوتا ہے۔
فولاد میں فاسفورس کی زیادتی کے منفی اثرات
کم درجہ حرارت پر ٹوٹنا - فاسفورس کی ضرورت سے زیادہ مقدار اسٹیل کی اثر اور متحرک بوجھ کے خلاف مزاحمت کو کم کرتی ہے۔
پلاسٹکٹی میں کمی - فاسفورس ٹوٹنے کو بڑھاتا ہے، جو سٹیل کے ڈھانچے میں دراڑ کا باعث بن سکتا ہے۔
متحرک خصوصیات پر منفی اثر - فاسفورس کی ضرورت سے زیادہ مقدار والا سٹیل مادی تھکاوٹ کا شکار ہو سکتا ہے، جو اس کی سروس کی زندگی کو مختصر کر دیتا ہے۔
اسٹیل کے مختلف درجات میں فاسفورس مواد کا کنٹرول
ساختی اسٹیل اور اعلی معیار
تعمیرات، ایرو اسپیس انڈسٹری اور درستگی کے طریقہ کار میں استعمال ہونے والے اسٹیل میں، فاسفورس کے مواد کو سختی سے کنٹرول کیا جاتا ہے ۔ ان درجات میں، فاسفورس کے مواد کو کم سے کم 0,03% سے کم کرنے کی کوشش کی جاتی ہے ، اور بعض صورتوں میں اسے 0,01% تک بھی لایا جاتا ہے، تاکہ کم درجہ حرارت کی خرابی جیسے ناگوار اثرات سے بچا جا سکے۔
فری کٹنگ اسٹیل
فری کٹنگ اسٹیل میں آسان مشینی کے لیے، فاسفورس کو جان بوجھ کر 0,1% تک مقدار میں شامل کیا جاتا ہے تاکہ مشینی صلاحیت کو بہتر بنایا جا سکے۔ یہ پیچ، شافٹ، گری دار میوے، اور بشنگ جیسے اجزاء کو ٹھیک طریقے سے مشینی ہونے کی اجازت دیتا ہے، جو بڑے پیمانے پر پیداوار کے لئے ضروری ہے.
سنکنرن مزاحم اسٹیل
مشینی صلاحیت کو بہتر بنانے اور سنکنرن ماحول کے خلاف مزاحمت کو بڑھانے کے لیے کچھ سٹینلیس سٹیل میں فاسفورس کی تھوڑی مقدار بھی ہو سکتی ہے۔ تاہم، ان اسٹیلز میں، فاسفورس کے مواد کو سختی سے کنٹرول کیا جاتا ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ یہ الائے کی ساخت کو منفی طور پر متاثر نہیں کرتا ہے۔
اسٹیل میں فاسفورس کو کم کرنے کے طریقے
اسٹیل میں فاسفورس کی موجودگی کو پیداوار کے مختلف مراحل میں کم کیا جا سکتا ہے:
بلاسٹ فرنس کا عمل - پگ آئرن کو گلانے کے دوران، خاص سلیگ استعمال کیے جاتے ہیں جو فاسفورس کو باندھتے ہیں اور اسے دھات سے نکال دیتے ہیں۔
مناسب تطہیر - لاڈل فرنس اور کنورٹرز میں، ڈیگاسنگ ٹیکنالوجیز اور سلیگ ایڈیٹیو استعمال کیے جاتے ہیں، جو فاسفورس کو معیار کے تقاضوں کے مطابق سطح تک کم کر دیتے ہیں۔
ثانوی میٹالرجیکل عمل - جیسے ویکیوم ڈیگاسنگ (VOD، VIM) اضافی فاسفورس سے سٹیل کو مزید صاف کرنے کی اجازت دیں۔
فاسفورس ایک اہم مرکب عنصر ہے جو اسٹیل کی مقدار اور مواد کے استعمال کے لحاظ سے اس کی خصوصیات کو بہتر یا خراب کرسکتا ہے۔
W کم کاربن اور فری کٹنگ اسٹیل پوپراویا سنکنرن مزاحمتمشینی صلاحیت اور غصہ.
W اعلی کاربن اسٹیل i ساختی اسٹیل اس کی زیادتی ٹوٹ پھوٹ کا سبب بنتی ہے اور پلاسٹکٹی کو کم کرتی ہے۔
لہذا، اسٹیل میں فاسفورس مواد کا عین مطابق کنٹرول جدید دھات کاری کا ایک اہم عنصر ہے۔ فاسفورس کو ہٹانے یا جان بوجھ کر شامل کرنے کے لیے موزوں ٹیکنالوجیز مخصوص صنعتی ضروریات کے مطابق بہترین مکینیکل پیرامیٹرز کے ساتھ مواد حاصل کرنے کی اجازت دیتی ہیں ۔
لوہا کوئلہ کروم نکل وینڈیم منگن سلکان مولبڈینم ولفگرام۔ تانبا ٹائٹینیم ایلومینیم کوبلاٹ نیب فاسفورس سلفر آکسیجن نائٹروجن