কঠিন দ্রবণ শক্তিশালীকরণ

1. সংজ্ঞা

এমন একটি ঘটনা যেখানে সংকর ধাতুগুলিকে মূল ধাতুতে দ্রবীভূত করা হয় যাতে একটি নির্দিষ্ট মাত্রার জালি বিকৃতি ঘটে এবং এইভাবে সংকর ধাতুর শক্তি বৃদ্ধি পায়।

2. নীতি

কঠিন দ্রবণে দ্রবীভূত দ্রবণীয় পরমাণুগুলি জালিকা বিকৃতি ঘটায়, যা স্থানচ্যুতি চলাচলের প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি করে, পিছলে যাওয়া কঠিন করে তোলে এবং খাদ কঠিন দ্রবণের শক্তি এবং কঠোরতা বৃদ্ধি করে। একটি নির্দিষ্ট দ্রবণীয় উপাদান দ্রবীভূত করে একটি কঠিন দ্রবণ তৈরি করে ধাতুকে শক্তিশালী করার এই ঘটনাকে কঠিন দ্রবণ শক্তিশালীকরণ বলা হয়। যখন দ্রবণীয় পরমাণুর ঘনত্ব উপযুক্ত হয়, তখন উপাদানের শক্তি এবং কঠোরতা বৃদ্ধি করা যেতে পারে, তবে এর শক্ততা এবং প্লাস্টিকতা হ্রাস পেয়েছে।

৩. প্রভাব বিস্তারকারী কারণগুলি

দ্রাবক পরমাণুর পারমাণবিক ভগ্নাংশ যত বেশি হবে, শক্তিশালীকরণ প্রভাব তত বেশি হবে, বিশেষ করে যখন পারমাণবিক ভগ্নাংশ খুব কম থাকে, তখন শক্তিশালীকরণ প্রভাব আরও তাৎপর্যপূর্ণ হয়।

দ্রাবক পরমাণু এবং মৌলিক ধাতুর পারমাণবিক আকারের মধ্যে পার্থক্য যত বেশি হবে, শক্তিশালীকরণের প্রভাব তত বেশি হবে।

ইন্টারস্টিশিয়াল দ্রাবক পরমাণুর প্রতিস্থাপন পরমাণুর তুলনায় কঠিন দ্রাবক শক্তিশালীকরণ প্রভাব বেশি থাকে এবং যেহেতু দেহ-কেন্দ্রিক ঘন স্ফটিকগুলিতে ইন্টারস্টিশিয়াল পরমাণুর জালি বিকৃতি অসমমিত, তাই তাদের শক্তিশালীকরণ প্রভাব মুখ-কেন্দ্রিক ঘন স্ফটিকের চেয়ে বেশি; কিন্তু ইন্টারস্টিশিয়াল পরমাণুর কঠিন দ্রাব্যতা খুবই সীমিত, তাই প্রকৃত শক্তিশালীকরণ প্রভাবও সীমিত।

দ্রাবক পরমাণু এবং বেস ধাতুর মধ্যে ভ্যালেন্স ইলেকট্রনের সংখ্যার পার্থক্য যত বেশি হবে, কঠিন দ্রবণ শক্তিশালীকরণের প্রভাব তত বেশি স্পষ্ট হবে, অর্থাৎ, ভ্যালেন্স ইলেকট্রনের ঘনত্ব বৃদ্ধির সাথে সাথে কঠিন দ্রবণের ফলন শক্তি বৃদ্ধি পাবে।

৪. কঠিন দ্রবণকে শক্তিশালী করার মাত্রা মূলত নিম্নলিখিত বিষয়গুলির উপর নির্ভর করে

ম্যাট্রিক্স পরমাণু এবং দ্রাবক পরমাণুর মধ্যে আকারের পার্থক্য। আকারের পার্থক্য যত বেশি হবে, মূল স্ফটিক কাঠামোর হস্তক্ষেপ তত বেশি হবে এবং স্থানচ্যুতি স্লিপের জন্য এটি তত বেশি কঠিন হবে।

সংকর ধাতুর পরিমাণ। যত বেশি সংকর ধাতু যোগ করা হবে, শক্তিশালীকরণ প্রভাব তত বেশি হবে। যদি অনেকগুলি পরমাণু খুব বড় বা খুব ছোট হয়, তাহলে দ্রাব্যতা অতিক্রম করবে। এর মধ্যে আরেকটি শক্তিশালীকরণ প্রক্রিয়া জড়িত, বিচ্ছুরিত পর্যায় শক্তিশালীকরণ।

প্রতিস্থাপন পরমাণুর তুলনায়, ইন্টারস্টিশিয়াল দ্রাবক পরমাণুর কঠিন দ্রবণকে শক্তিশালী করার প্রভাব বেশি থাকে।

দ্রাবক পরমাণু এবং বেস ধাতুর মধ্যে ভ্যালেন্স ইলেকট্রনের সংখ্যার পার্থক্য যত বেশি হবে, কঠিন দ্রবণকে শক্তিশালী করার প্রভাব তত বেশি তাৎপর্যপূর্ণ হবে।

৫. প্রভাব

উৎপাদন শক্তি, প্রসার্য শক্তি এবং কঠোরতা বিশুদ্ধ ধাতুর চেয়ে শক্তিশালী;

বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, নমনীয়তা বিশুদ্ধ ধাতুর তুলনায় কম থাকে;

পরিবাহিতা বিশুদ্ধ ধাতুর তুলনায় অনেক কম;

উচ্চ তাপমাত্রায় ক্রিপ প্রতিরোধ ক্ষমতা, বা শক্তি হ্রাস, কঠিন দ্রবণ শক্তিশালীকরণের মাধ্যমে উন্নত করা যেতে পারে।

কাজ শক্ত করা

1. সংজ্ঞা

ঠান্ডা বিকৃতির মাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে ধাতব পদার্থের শক্তি এবং কঠোরতা বৃদ্ধি পায়, কিন্তু প্লাস্টিকতা এবং দৃঢ়তা হ্রাস পায়।

2. ভূমিকা

একটি ঘটনা যেখানে ধাতব পদার্থের শক্তি এবং কঠোরতা বৃদ্ধি পায় যখন সেগুলি পুনঃক্রিস্টালাইজেশন তাপমাত্রার নীচে প্লাস্টিকভাবে বিকৃত হয়, অন্যদিকে প্লাস্টিকতা এবং দৃঢ়তা হ্রাস পায়। এটিকে কোল্ড ওয়ার্ক হার্ডেনিংও বলা হয়। কারণ হল যখন ধাতু প্লাস্টিকভাবে বিকৃত হয়, তখন স্ফটিক দানাগুলি পিছলে যায় এবং স্থানচ্যুতি ঘটে, যার ফলে স্ফটিক দানাগুলি লম্বা হয়, ভেঙে যায় এবং ফাইবারাইজ হয় এবং ধাতুতে অবশিষ্ট চাপ তৈরি হয়। কাজের শক্ত হওয়ার মাত্রা সাধারণত প্রক্রিয়াকরণের পরে পৃষ্ঠ স্তরের মাইক্রোহার্ডনেস এবং প্রক্রিয়াকরণের আগে অনুপাত এবং শক্ত স্তরের গভীরতা দ্বারা প্রকাশ করা হয়।

৩. স্থানচ্যুতি তত্ত্বের দৃষ্টিকোণ থেকে ব্যাখ্যা

(১) স্থানচ্যুতির মধ্যে ছেদ ঘটে এবং ফলস্বরূপ কাটা স্থানচ্যুতির চলাচলে বাধা সৃষ্টি করে;

(২) স্থানচ্যুতির মধ্যে একটি প্রতিক্রিয়া ঘটে এবং গঠিত স্থির স্থানচ্যুতি স্থানচ্যুতির চলাচলে বাধা সৃষ্টি করে;

(৩) স্থানচ্যুতির বিস্তার ঘটে এবং স্থানচ্যুতির ঘনত্ব বৃদ্ধি স্থানচ্যুতি আন্দোলনের প্রতিরোধ ক্ষমতা আরও বৃদ্ধি করে।

৪. ক্ষতি

ধাতব যন্ত্রাংশের আরও প্রক্রিয়াকরণে কাজের শক্তকরণ অসুবিধা সৃষ্টি করে। উদাহরণস্বরূপ, স্টিলের প্লেট ঠান্ডা-ঘূর্ণায়মান করার সময়, এটি রোল করা আরও কঠিন হয়ে ওঠে, তাই প্রক্রিয়াকরণ প্রক্রিয়ার সময় মধ্যবর্তী অ্যানিলিং ব্যবস্থা করা প্রয়োজন যাতে গরম করে এর কাজের শক্তকরণ দূর করা যায়। আরেকটি উদাহরণ হল কাটার প্রক্রিয়ায় ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠকে ভঙ্গুর এবং শক্ত করে তোলা, যার ফলে টুলের ক্ষয় ত্বরান্বিত হয় এবং কাটার শক্তি বৃদ্ধি পায়।

৫. সুবিধা

এটি ধাতুর শক্তি, কঠোরতা এবং পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত করতে পারে, বিশেষ করে সেইসব বিশুদ্ধ ধাতু এবং নির্দিষ্ট কিছু সংকর ধাতুর জন্য যা তাপ চিকিত্সার মাধ্যমে উন্নত করা যায় না। উদাহরণস্বরূপ, ঠান্ডা-আঁকা উচ্চ-শক্তির ইস্পাত তার এবং ঠান্ডা-কয়েলযুক্ত স্প্রিং, ইত্যাদি, এর শক্তি এবং স্থিতিস্থাপক সীমা উন্নত করার জন্য ঠান্ডা কাজের বিকৃতি ব্যবহার করে। আরেকটি উদাহরণ হল ট্যাঙ্ক, ট্র্যাক্টর ট্র্যাক, ক্রাশার জ এবং রেলওয়ে টার্নআউটের কঠোরতা এবং পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত করার জন্য ওয়ার্ক হার্ডেনিং ব্যবহার।

৬. যান্ত্রিক প্রকৌশলে ভূমিকা

কোল্ড ড্রয়িং, রোলিং এবং শট পিনিং (পৃষ্ঠ শক্তিশালীকরণ দেখুন) এবং অন্যান্য প্রক্রিয়ার পরে, ধাতব উপকরণ, যন্ত্রাংশ এবং উপাদানগুলির পৃষ্ঠের শক্তি উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করা যেতে পারে;

যন্ত্রাংশের উপর চাপ দেওয়ার পর, কিছু অংশের স্থানীয় চাপ প্রায়শই উপাদানের ফলন সীমা অতিক্রম করে, যার ফলে প্লাস্টিকের বিকৃতি ঘটে। কাজের কঠোরতার কারণে, প্লাস্টিকের বিকৃতির ক্রমাগত বিকাশ সীমিত হয়, যা যন্ত্রাংশ এবং উপাদানগুলির সুরক্ষা উন্নত করতে পারে;

যখন কোনও ধাতব অংশ বা উপাদান স্ট্যাম্প করা হয়, তখন এর প্লাস্টিকের বিকৃতি শক্তিশালীকরণের সাথে থাকে, যার ফলে বিকৃতিটি তার চারপাশের অকার্যকর শক্ত অংশে স্থানান্তরিত হয়। এই ধরনের বারবার পর্যায়ক্রমে ক্রিয়া করার পরে, অভিন্ন ক্রস-সেকশনাল বিকৃতি সহ ঠান্ডা স্ট্যাম্পিং অংশগুলি পাওয়া যেতে পারে;

এটি কম কার্বন ইস্পাতের কাটিয়া কর্মক্ষমতা উন্নত করতে পারে এবং চিপগুলিকে আলাদা করা সহজ করে তোলে। কিন্তু কাজের শক্তকরণ ধাতব অংশগুলির আরও প্রক্রিয়াকরণেও অসুবিধা নিয়ে আসে। উদাহরণস্বরূপ, ঠান্ডা-আঁকা ইস্পাত তারের কাজের শক্তকরণের কারণে আরও অঙ্কনের জন্য প্রচুর শক্তি খরচ হয় এবং এমনকি ভেঙেও যেতে পারে। অতএব, অঙ্কনের আগে কাজের শক্তকরণ দূর করার জন্য এটিকে অ্যানিল করতে হবে। আরেকটি উদাহরণ হল, কাটার সময় ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠ ভঙ্গুর এবং শক্ত করার জন্য, পুনরায় কাটার সময় কাটার বল বৃদ্ধি করা হয় এবং সরঞ্জামের ক্ষয় ত্বরান্বিত হয়।

সূক্ষ্ম শস্য শক্তিশালীকরণ

1. সংজ্ঞা

স্ফটিক দানা পরিশোধন করে ধাতব পদার্থের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য উন্নত করার পদ্ধতিকে স্ফটিক পরিশোধন শক্তিশালীকরণ বলা হয়। শিল্পে, স্ফটিক দানা পরিশোধন করে উপাদানের শক্তি উন্নত করা হয়।

2. নীতি

ধাতু সাধারণত অনেক স্ফটিক দানার সমন্বয়ে গঠিত পলিক্রিস্টাল। স্ফটিক দানার আকার প্রতি ইউনিট আয়তনে স্ফটিক দানার সংখ্যা দ্বারা প্রকাশ করা যেতে পারে। সংখ্যা যত বেশি হবে, স্ফটিক দানার সূক্ষ্মতা তত বেশি হবে। পরীক্ষা-নিরীক্ষায় দেখা গেছে যে ঘরের তাপমাত্রায় সূক্ষ্ম দানার ধাতুগুলির শক্তি, কঠোরতা, প্লাস্টিকতা এবং দৃঢ়তা মোটা দানার ধাতুর তুলনায় বেশি। এর কারণ হল সূক্ষ্ম দানাগুলি বাহ্যিক বলের অধীনে প্লাস্টিক বিকৃতির মধ্য দিয়ে যায় এবং আরও দানায় ছড়িয়ে যেতে পারে, প্লাস্টিকের বিকৃতি আরও অভিন্ন হয় এবং চাপের ঘনত্ব কম হয়; উপরন্তু, দানা যত সূক্ষ্ম হবে, শস্যের সীমানা ক্ষেত্র তত বড় হবে এবং শস্যের সীমানা তত বেশি হবে। ফাটলের বিস্তার তত বেশি প্রতিকূল হবে। অতএব, স্ফটিক দানা পরিশোধন করে উপাদানের শক্তি উন্নত করার পদ্ধতিকে শিল্পে শস্য পরিশোধন শক্তিশালীকরণ বলা হয়।

3. প্রভাব

শস্যের আকার যত ছোট হবে, স্থানচ্যুতি ক্লাস্টারে স্থানচ্যুতির সংখ্যা (n) তত কম হবে। τ=nτ0 অনুসারে, চাপের ঘনত্ব যত কম হবে, উপাদানের শক্তি তত বেশি হবে;

সূক্ষ্ম-শস্য শক্তিশালীকরণের শক্তিশালীকরণ সূত্র হল যে শস্যের সীমানা যত বেশি হবে, শস্য তত সূক্ষ্ম হবে। হল-পেইকি সম্পর্ক অনুসারে, শস্যের গড় মান (d) যত কম হবে, উপাদানের ফলন শক্তি তত বেশি হবে।

৪. শস্য পরিশোধনের পদ্ধতি

সাবকুলিংয়ের ডিগ্রি বৃদ্ধি করুন;

অবনতির চিকিৎসা;

কম্পন এবং আলোড়ন;

ঠান্ডা-বিকৃত ধাতুর জন্য, স্ফটিকের দানাগুলিকে বিকৃতির মাত্রা এবং অ্যানিলিং তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ করে পরিশোধিত করা যেতে পারে।

দ্বিতীয় পর্যায়ের শক্তিবৃদ্ধি

1. সংজ্ঞা

একক-পর্যায়ের সংকর ধাতুর তুলনায়, মাল্টি-পর্যায়ের সংকর ধাতুর ম্যাট্রিক্স পর্বের পাশাপাশি একটি দ্বিতীয় পর্যায় থাকে। যখন দ্বিতীয় পর্যায়টি সূক্ষ্মভাবে ছড়িয়ে থাকা কণার সাথে ম্যাট্রিক্স পর্বে সমানভাবে বিতরণ করা হয়, তখন এর একটি উল্লেখযোগ্য শক্তিশালীকরণ প্রভাব থাকবে। এই শক্তিশালীকরণ প্রভাবকে দ্বিতীয় পর্যায় শক্তিশালীকরণ বলা হয়।

2. শ্রেণীবিভাগ

স্থানচ্যুতির চলাচলের জন্য, খাদে থাকা দ্বিতীয় পর্যায়ে নিম্নলিখিত দুটি পরিস্থিতি রয়েছে:

(১) অ-বিকৃত কণার শক্তিবৃদ্ধি (বাইপাস প্রক্রিয়া)।

(২) বিকৃত কণার শক্তিবৃদ্ধি (কাট-থ্রু মেকানিজম)।

বিচ্ছুরণ শক্তিশালীকরণ এবং বৃষ্টিপাত শক্তিশালীকরণ উভয়ই দ্বিতীয় পর্যায়ের শক্তিশালীকরণের বিশেষ ক্ষেত্রে।

3. প্রভাব

দ্বিতীয় পর্যায়ের শক্তিশালীকরণের প্রধান কারণ হল তাদের এবং স্থানচ্যুতির মধ্যে মিথস্ক্রিয়া, যা স্থানচ্যুতির চলাচলে বাধা সৃষ্টি করে এবং খাদের বিকৃতি প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত করে।

সংক্ষেপে বলতে গেলে

শক্তিকে প্রভাবিত করার সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ কারণগুলি হল উপাদানের গঠন, গঠন এবং পৃষ্ঠের অবস্থা; দ্বিতীয়টি হল বলের অবস্থা, যেমন বলের গতি, লোড করার পদ্ধতি, সহজ প্রসারিত বা পুনরাবৃত্তি বল, বিভিন্ন শক্তি দেখাবে; এছাড়াও, নমুনা এবং পরীক্ষার মাধ্যমের জ্যামিতি এবং আকারও একটি দুর্দান্ত প্রভাব ফেলে, কখনও কখনও এমনকি নির্ধারকও। উদাহরণস্বরূপ, হাইড্রোজেন বায়ুমণ্ডলে অতি-উচ্চ-শক্তির ইস্পাতের প্রসার্য শক্তি দ্রুত হ্রাস পেতে পারে।

ধাতব পদার্থকে শক্তিশালী করার মাত্র দুটি উপায় আছে। একটি হল সংকর ধাতুর আন্তঃপারমাণবিক বন্ধন বল বৃদ্ধি করা, এর তাত্ত্বিক শক্তি বৃদ্ধি করা এবং ত্রুটিবিহীন একটি সম্পূর্ণ স্ফটিক তৈরি করা, যেমন কাঁটা। এটা জানা যায় যে লোহার কাঁটার শক্তি তাত্ত্বিক মানের কাছাকাছি। এটি বিবেচনা করা যেতে পারে যে এর কারণ হল কাঁটাগুলিতে কোনও স্থানচ্যুতি নেই, অথবা কেবলমাত্র অল্প পরিমাণে স্থানচ্যুতি যা বিকৃতি প্রক্রিয়ার সময় প্রসারিত হতে পারে না। দুর্ভাগ্যবশত, যখন কাঁটার ব্যাস বড় হয়, তখন শক্তি তীব্রভাবে হ্রাস পায়। আরেকটি শক্তিশালীকরণ পদ্ধতি হল স্ফটিকের মধ্যে প্রচুর সংখ্যক স্ফটিক ত্রুটি প্রবর্তন করা, যেমন স্থানচ্যুতি, বিন্দু ত্রুটি, ভিন্নধর্মী পরমাণু, শস্যের সীমানা, অত্যন্ত বিচ্ছুরিত কণা বা অ-সমানতা (যেমন পৃথকীকরণ) ইত্যাদি। এই ত্রুটিগুলি স্থানচ্যুতির চলাচলে বাধা দেয় এবং ধাতুর শক্তি উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে। তথ্য প্রমাণ করেছে যে এটি ধাতুর শক্তি বৃদ্ধির সবচেয়ে কার্যকর উপায়। প্রকৌশল উপকরণের জন্য, সাধারণত ব্যাপক শক্তিশালীকরণ প্রভাবের মাধ্যমে আরও ভাল ব্যাপক কর্মক্ষমতা অর্জন করা হয়।