कंपनी की खबर औद्योगिक इस्पात उत्पादन में प्रयुक्त सामान्य धातु विज्ञान संरचनाओं की व्यापक व्याख्या

一、 मूल ठोस समाधान संरचना

1ऑस्टेनिट ((A [Feγ (C) ])

ऑस्टेनाइट एक ठोस समाधान है जो कार्बन और मिश्र धातु तत्वों को γ-Fe में भंग करके बनता है।यह एक स्थिर संरचना है जिसमें कार्बन और विभिन्न मिश्र धातु तत्वों को γ-Fe में एक साथ भंग किया जाता हैइसकी उल्लेखनीय विशेषता इसकी उत्कृष्ट प्लास्टिसिटी है, फिर भी इसकी कठोरता और उपज बिंदु अपेक्षाकृत कम हैं, जिसमें ब्रिनेल कठोरता के मान आमतौर पर 170 से 220HB तक होते हैं।यह स्टील्स के बीच सबसे कम विशिष्ट आयतन वाला सूक्ष्म संरचना हैउच्च तापमान की स्थिति में ऑस्टेनिट में कार्बन भंग करने की क्षमता होती है। 1147°C पर, भंग कार्बन की मात्रा 2.11% तक पहुंच सकती है और जैसे-जैसे तापमान 727°C तक गिरता है,विघटित कार्बन की मात्रा 0 तक घट जाती हैधातु विज्ञान माइक्रोस्कोप के तहत ऑस्टेनइट एक नियमित बहुभुज आकार प्रदर्शित करता है क्योंकि γ-Fe की मुख-केंद्रित घन जाली संरचना को बनाए रखा जाता है।यह सूक्ष्म संरचना स्टील को उत्कृष्ट ठंडे काम करने के गुण प्रदान करती हैफोर्जिंग और रोलिंग जैसी गर्म प्रक्रियाओं के दौरान ऑस्टेनिट की उपस्थिति स्टील के प्लास्टिक विरूपण में मदद करती है।

2. फेराइट ((F [Feα (C) ])

फेराइट कार्बन और मिश्र धातु तत्वों के α-Fe में विघटन के द्वारा गठित एक ठोस समाधान है। इसका प्रदर्शन शुद्ध लोहे के समान है, अपेक्षाकृत कम कठोरता के साथ,लगभग 80 से 100HB के बीच727 डिग्री सेल्सियस पर, वे स्टील की ताकत और कठोरता को प्रभावी ढंग से बढ़ा सकते हैं।फेराइट में कार्बन की घुलनशीलता केवल 0 है0.022%, और कमरे के तापमान पर, यह 0.008% तक कम है।फेराइट α-Fe के शरीर-केंद्रित घन जाली संरचना को बनाए रखता है और धातु संरचनाओं में शुद्ध धातुओं की विशिष्ट बहुआयामी धातु विज्ञान विशेषताओं का प्रदर्शन करता हैफेराइट की उपस्थिति स्टील को अच्छी कठोरता और ठंडे रूप देने में सक्षम बनाती है और इसका उपयोग अक्सर उच्च प्लास्टिकता आवश्यकताओं वाले संरचनात्मक घटकों में किया जाता है।

二、यौगिक और मिश्रित संरचनाएं

1सीमेंटिट (Fe3C)

सीमेंटिट, लोहे और कार्बन से बना यौगिक है, जिसे लोहे के कार्बाइड के रूप में भी जाना जाता है। कमरे के तापमान पर, लोहे-कार्बन मिश्र धातुओं में कार्बन का अधिकांश भाग सीमेंटिट के रूप में मौजूद है।लोहा-कार्बन संतुलन आरेख के अनुसारसीमेंटाइट को इसके वर्षा मार्ग और आकृति विज्ञान के आधार पर तीन प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता हैः प्राथमिक सीमेंटाइट सीडी लाइन के साथ तरल से क्रिस्टलीकृत और अवशोषित होता है,अधिकतर स्तंभ के रूप में प्रस्तुतमाध्यमिक सीमेंटिट ए-ठोस घोल से ईएस रेखा के साथ जमे हुए हैं और अक्सर एक सफेद जालीदार रूप में दिखाई देते हैं। तृतीयक सीमेंटिट ए-ठोस घोल से पीक्यू रेखा के साथ जमे हुए हैं,और यह भी ज्यादातर एक सफेद नेटवर्क है. सीमेंटिट में कम तापमान वाले वातावरण में कमजोर चुंबकत्व होता है। जब तापमान 217°C से अधिक हो जाता है तो इसका चुंबकत्व गायब हो जाता है। इसका पिघलने का बिंदु लगभग 1600°C है, और इसकी कार्बन सामग्री 6 है।६७%सीमेंटिट की कठोरता बहुत अधिक है, जो 700HB से बहुत अधिक है, लेकिन यह बहुत ही भंगुर है और इसमें लगभग कोई प्लास्टिसिटी नहीं है।सीमेंटाइट की आकृति और वितरण का स्टील की ताकत पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता हैउदाहरण के लिए, दानेदार सीमेंटिट एक निश्चित ताकत बनाए रखते हुए स्टील की कठोरता को बढ़ा सकता है।

2. पर्लाइट

पर्लाइट फेराइट और सीमेंटिट का एक यांत्रिक मिश्रण है, और यह कार्बन स्टील के यूटेक्टोइड परिवर्तन का उत्पाद है जिसमें 0.77% कार्बन होता है।इसकी सूक्ष्म संरचना एक लेमेलर संरचना है जिसमें फेरिट और सीमेंटिट बारी-बारी से व्यवस्थित होते हैंपिरलाइट शीट के बीच की दूरी का आकार ऑस्टेनाइट के अपघटन के दौरान कम ठंडा होने की डिग्री पर निर्भर करता है।जितना छोटा पर्ललाइट शीट का अंतर बनता है. लामेलर अंतराल में अंतर के आधार पर इसे पर्लाइट, सोर्बाइट और ट्रॉस्टिट में और वर्गीकृत किया जा सकता है, लेकिन अनिवार्य रूप से ये सभी पर्लाइट प्रकार की संरचनाएं हैं।मोटा लमेलर पर्ललाइट 650-700 डिग्री सेल्सियस के उच्च तापमान सीमा में ऑस्टेनाइट अपघटन का उत्पाद हैलगभग 190-230 एचबी की कठोरता के साथ Fe3C शीटों को सामान्य धातु विज्ञान माइक्रोस्कोप (500 गुना से कम आवर्धन) का उपयोग करके अलग किया जा सकता है।सोर्बिटाइट 600-650 डिग्री सेल्सियस के तापमान के दायरे में ऑस्टेनाइट के अपघटन का उत्पाद हैइसकी कठोरता लगभग 240-320 एचबी है। Fe3C शीटों को अलग करने के लिए एक उच्च शक्ति वाले माइक्रोस्कोप (1000 गुना बड़ा) की आवश्यकता होती है।ट्रोस्टेनिट 550-600 °C के उच्च तापमान पर ऑस्टेनिट के अपघटन का उत्पाद है, लगभग 330-400 एचबी की कठोरता के साथ। Fe3C शीटों को केवल इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के माध्यम से प्रतिष्ठित किया जा सकता है (10,000 बार बढ़ाया गया) । विशिष्ट गर्मी उपचार की स्थिति में,जैसे कि गोलाकार annealing या उच्च तापमान टेम्परिंग, सीमेंटिट को फेराइट मैट्रिक्स पर दानेदार रूप में समान रूप से वितरित किया जा सकता है, जिससे गोलाकार पर्लाइट बनता है, जिसे दानेदार पर्लाइट भी कहा जाता है।यह सूक्ष्म संरचना प्रभावी रूप से इस्पात की मशीनीकरण और कठोरता में सुधार कर सकती है.

3मार्टेनसाइट

मार्टेंसाइट α-Fe में कार्बन का एक अतिसंतृप्त ठोस समाधान है। जब स्टील को उच्च तापमान ऑस्टेनटाइजिंग उपचार से गुजरता है और मार्टेंसाइट बिंदु से नीचे एक बेहद तेज दर से ठंडा किया जाता है,कम तापमान वातावरण में γ-Fe की अस्थिर संरचना के कारण, यह तेजी से α-Fe में बदल जाएगा। हालांकि, बेहद तेज शीतलन दर के कारण, स्टील में कार्बन परमाणुओं को फैलाने का समय नहीं है,इस प्रकार उच्च तापमान पर मूल चरण की ऑस्टेनाइट संरचना को बरकरार रखते हुएइसलिए, मार्टेंसाइट एक गैर-विसारक चरण परिवर्तन का उत्पाद है जो तब होता है जब स्टील को ऑस्टेनिटाइजिंग के बाद मार्टेंसाइट बिंदु से नीचे तेजी से ठंडा किया जाता है।मार्टेनसाइट एक मेटास्टेबल अवस्था में हैα-Fe में कार्बन के अतिसंतृप्त होने के कारण, α-Fe का शरीर-केंद्रित घन जाली विकृत हो जाता है, जिससे शरीर-केंद्रित वर्ग जाली बनती है। इससे मार्टेंसाइट को अत्यंत उच्च कठोरता प्राप्त होती है।लगभग 640 और 760HB के बीच, लेकिन यह भी यह बहुत भंगुर बनाता है, कम प्रभाव कठोरता के साथ, और क्षेत्र की कमी और elongation लगभग शून्य के करीब हैं।मार्टेनसाइट का विशिष्ट आयतन ऑस्टेनसाइट से अधिक हैजब स्टील में मार्टेंसाइट बनता है, तो यह अपेक्षाकृत बड़े चरण परिवर्तन तनाव का उत्पादन करेगा।मार्टेंसाइट धातु विज्ञान संरचना में एक दूसरे के कुछ कोणों पर सफेद सुई जैसी संरचनाएं प्रस्तुत करता हैहालांकि, सभी मार्टेंसिटिक संरचनाएं कठोर और भंगुर नहीं होती हैं। उदाहरण के लिए, कम मिश्र धातु वाले उच्च शक्ति वाले स्टील्स में मिश्र धातु तत्व जैसे कि मैंगनीज, क्रोमियम, निकल और मोलिब्डेनम होते हैं।बुझाने और तापन के उपचार के बाद, एक टेम्पर्ड कम कार्बन मार्टेंसाइट माइक्रोस्ट्रक्चर है। यह संरचना उच्च शक्ति को अच्छी कठोरता के साथ जोड़ती है और निर्माण, यांत्रिक विनिर्माण और अन्य क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग की जाती है।

• विशेष धातुकर्म संरचना
  
  1. बेनिट (बी)

बेनिट अतिसंतृप्त फेराइट और सीमेंटिट का मिश्रण है जो मध्यम तापमान सीमा (लगभग 250-450 °C) में कम ठंडा ऑस्टेनिट के चरण परिवर्तन से बनता है।बेनाइट को इसके गठन तापमान में अंतर के आधार पर ऊपरी बेनाइट और निचले बेनाइट में और वर्गीकृत किया जा सकता हैऊपरी बेनाइट एक सूक्ष्म संरचना है जो मोती के गठन के तापमान के पास बनती है।इसकी विशेषता यह है कि अनाज की सीमाओं से शुरू होने वाले अनाज के भीतर एक ही दिशा में समानांतर में α-Fe शीट व्यवस्थित हैं।, जिसमें शीटों के बीच सीमेंटिट कणों का अंतराल होता है। धातु विज्ञान संरचना में, यह पंख जैसा दिखता है और सममित या असममित हो सकता है।ऊपरी बेनाइट की ताकत उसी तापमान पर बने बारीक लामेलर पेर्लाइट की तुलना में कम हैनिचला बेनाइट एक संरचना है जो लगभग 300°C पर बनती है और धातु विज्ञान संरचनाओं में काले सुई जैसी संरचनाओं के रूप में दिखाई देती है।दोनों ऊपरी और निचले बेनाइट अनिवार्य रूप से फेराइट और सीमेंटिट के संयोजन हैं, लेकिन वे आकार और कार्बाइड वितरण में भिन्न होते हैं। लोअर बेनाइट की ताकत एक ही तापमान पर टेम्पर्ड मार्टेंसाइट के समान है,और इसका समग्र प्रदर्शन ऊपरी बेनाइट से बेहतर हैकुछ मामलों में, यह टेम्पर्ड मार्टेंसाइट से भी बेहतर है। कुछ भागों के लिए जो मध्यम कार्बन स्टील से बने शाफ्ट भागों जैसे ताकत और कठोरता के अच्छे फिट की आवश्यकता होती है,उचित गर्मी उपचार के माध्यम से एक कम बेनाइट संरचना प्राप्त करने से भागों की सेवा जीवन बढ़ सकती है.

2वेई का संगठन

विडमैनस्टैटन संरचना आमतौर पर हाइपोउटेक्टोइड स्टील में होती है। यह स्टील के अति ताप और मोटे अनाज वाले ऑस्टेनिट के गठन के कारण बनती है। विशिष्ट अंडरकूलिंग परिस्थितियों में, यह स्टील के निचले हिस्से में एक अस्थिरता के साथ आ जाती है।मूल ऑस्टेनिट के अनाज की सीमाओं पर भारी α-Fe की वर्षा के अतिरिक्त, अनाज की सीमाओं से अनाज के अंदर तक प्लेट-जैसे α-Fe भी बढ़ेगा।इन फ्लेक α-Fees में मूल ऑस्टेनिट के साथ एक निश्चित क्रिस्टलीय अभिविन्यास संबंध है, अनाज में एक दूसरे के साथ एक निश्चित कोण पर या एक दूसरे के समानांतर होने वाले छिलकेदार रूपों में दिखाई देते हैं, जिसे आमतौर पर हाइपोउटेक्टोइड स्टील की विडमैनस्टैटन संरचना कहा जाता है।अत्यधिक गर्म हाइपोउटेक्टॉइड स्टील अपेक्षाकृत तेज शीतलन दर पर विडमैनस्टैटन संरचना विकसित करने के लिए प्रवण हैजब विडमैनस्टैटन संरचना कठोर होती है, तो इससे स्टील की टक्कर की कठोरता में काफी कमी आती है और स्टील के क्षेत्र में कमी आती है, जिससे स्टील भंगुर हो जाता है।पूर्ण एनीलिंग उपचार के माध्यम से, वेल्मनस्टैटन संरचना को समाप्त किया जा सकता है और स्टील के गुणों को बहाल किया जा सकता है।हीटिंग तापमान और शीतलन दर को नियंत्रित करने Widmanstatten संरचना के गठन से बचने के लिए कुंजी है.

3पट्टीदार ऊतक

बैंड संरचना गर्म प्रसंस्करण के बाद कम कार्बन संरचनात्मक स्टील की एक सूक्ष्म संरचना विशेषता है,विशेष रूप से एक बैंड संरचना के रूप में प्रकट होता है जिसमें फेराइट और पर्लाइट प्रसंस्करण दिशा के समानांतर परतों में वितरित होते हैंइस सूक्ष्म संरचना के कारण स्टील के यांत्रिक गुणों में अनिस्ट्रोपी दिखाई देगी।स्टील के प्रदर्शन में स्ट्रिप दिशा के समानांतर और लंबवत दिशा में अंतर है, और यह भी स्टील के प्रभाव कठोरता और क्षेत्र की कमी को कम कर देगा। स्टील रोलिंग प्रक्रिया के दौरान, अंतिम रोलिंग तापमान को नियंत्रित करके,शीतलन दर और उचित रोलिंग अनुपात और अन्य प्रक्रिया मापदंड, बैंड संरचना के गठन को कम या बचा जा सकता है।

4. δ चरण

δ चरण क्रोमियम-निकल स्टेनलेस स्टील में मौजूद फेराइट की एक छोटी मात्रा है, विशेष रूप से उन तत्वों में जिनमें नाइओबियम और टाइटेनियम जैसे तत्व होते हैं। ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील में,δ चरण एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता हैयह स्टेनलेस स्टील वेल्ड में क्रिस्टलीय दरारों के गठन को प्रभावी ढंग से रोक सकता है, इंटरग्रैन्युलर जंग और तनाव जंग की प्रवृत्ति को कम कर सकता है,और एक ही समय में स्टेनलेस स्टील की ताकत में वृद्धिहालांकि, जब δ फेराइट की मात्रा एक निश्चित सीमा से अधिक हो जाती है (उदाहरण के लिए, 8% से अधिक), तो यह स्टेनलेस स्टील की पिटिंग प्रवृत्ति को बढ़ाएगा।δ चरण σ चरण में बदलने के लिए प्रवण हैस्टेनलेस स्टील की संरचना को डिजाइन करने और गर्मी उपचार प्रक्रिया को तैयार करने के दौरान,इसके लाभकारी और हानिकारक प्रभावों को संतुलित करने के लिए δ चरण की सामग्री को सटीक रूप से नियंत्रित करना आवश्यक है.

5. σ चरण

- σ चरण को Fe-Cr मिश्र धातुओं की भंगुरता की घटना का अध्ययन करते समय एक मिश्र धातु चरण के रूप में खोजा गया था।σ चरण गैर चुंबकीय है और कठोर और भंगुर होने की विशेषताएं हैंजब मिश्र धातु में σ चरण मौजूद होता है, विशेष रूप से जब यह अनाज की सीमाओं के साथ वितरित होता है, तो यह स्टील की प्लास्टिसिटी और कठोरता को काफी कम कर देगा।σ चरण के लिए सामान्यतः अपेक्षाकृत लंबे समय तक 550-900 °C के उच्च तापमान के वातावरण की आवश्यकता होती है ताकि धीरे-धीरे बन सके, और इसकी गठन प्रक्रिया से उपयोग में सामग्री के प्रदर्शन में गिरावट आएगी। σ चरण का गठन स्टील के कई कारकों से संबंधित है,जैसे कि इसकी संरचना (क्रोमियम और निकल जैसे तत्वों की सामग्री सहित)उच्च क्रोमियम और निकेल-क्रोमियम स्टेनलेस स्टील्स में, क्रोमियम सामग्री जितनी अधिक होगी, σ चरण का गठन उतना ही आसान होगा।इसके अतिरिक्तऑस्टेनिटिक स्टील में δ फेराइट σ चरण में बदलने के लिए प्रवण है, और ठंड विरूपण प्रक्रिया भी σ चरण के गठन को बढ़ावा देती है,जिससे तापमान की सीमा जिस पर σ चरण बनता है, नीचे की ओर शिफ्ट हो जाती हैस्टेनलेस स्टील के उत्पादन और अनुप्रयोग के दौरान,σ चरण के गठन की बारीकी से निगरानी करना और उचित प्रक्रिया नियंत्रण के माध्यम से सामग्री गुणों पर इसके प्रतिकूल प्रभावों से बचना आवश्यक है.