475 °C embrittlement
ডুপ্লেক্স স্টেইনলেস স্টিল হল মিশ্র ধাতুগুলির একটি পরিবার যার দুটি পর্যায়ের মাইক্রোস্ট্রাকচার রয়েছে যা অস্টেনিটিক (মুখ-কেন্দ্রিক ঘন) এবং ফেরিটিক (দেহ-কেন্দ্রিক ঘন) উভয় পর্যায় নিয়ে গঠিত। অন্যান্য ধরনের স্টেইনলেস স্টিলের তুলনায় এগুলি চমৎকার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য, জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং দৃঢ়তা প্রদান করে। যাইহোক, ডুপ্লেক্স স্টেইনলেস স্টিল 475 ডিগ্রি সেলসিয়াস এমব্রিটেলমেন্ট বা ডুপ্লেক্স স্টেইনলেস স্টিল এজ হার্ডেনিং নামে পরিচিত একটি ঘটনার জন্য সংবেদনশীল হতে পারে, যা এক ধরনের বার্ধক্য প্রক্রিয়া যা ডুপ্লেক্স স্টেইনলেস স্টিলের প্লাস্টিকতা হ্রাস করে যখন এটি 100 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড পরিসরে উত্তপ্ত হয়। এই তাপমাত্রার পরিসরে, লৌহ-সমৃদ্ধ এবং ক্রোমিয়াম-সমৃদ্ধ ন্যানোফেসে ফেরাইট পর্যায়ের স্বতঃস্ফূর্ত পর্যায় পৃথকীকরণ ঘটে, অস্টেনাইট পর্যায়ের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিতে কোনও পরিবর্তন হয় না। এই ধরনের ভঙ্গুরতা বৃষ্টিপাত শক্ত হওয়ার কারণে হয়, যা উপাদানটিকে ভঙ্গুর এবং ফাটল প্রবণ করে তোলে। ডুপ্লেক্স স্টেইনলেস স্টিল হল এক ধরনের স্টেইনলেস স্টিল যার দুই-পর্যায়ের মাইক্রোস্ট্রাকচার রয়েছে যা অস্টেনিটিক (মুখ-কেন্দ্রিক ঘন) এবং ফেরিটিক (শরীর-কেন্দ্রিক ঘন) উভয় পর্যায় নিয়ে গঠিত। এই দ্বৈত-পর্যায়ের কাঠামো দ্বৈত স্টেইনলেস স্টিলকে যান্ত্রিক এবং জারা-প্রতিরোধী বৈশিষ্ট্যগুলির সংমিশ্রণ দেয় যা কেবল অস্টেনিটিক বা ফেরিটিক স্টেইনলেস স্টিলের চেয়ে উচ্চতর। অস্টেনিটিক পর্যায়টি ইস্পাতকে ভাল নমনীয়তা, উচ্চ দৃঢ়তা এবং উচ্চ জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদান করে, বিশেষ করে অম্লীয় এবং ক্লোরাইডযুক্ত পরিবেশে। অন্যদিকে, ফেরিটিক পর্যায়টি ইস্পাতকে ভাল শক্তি, স্ট্রেস জারা ক্র্যাকিংয়ের উচ্চ প্রতিরোধ এবং পিটিং এবং ফাটল জারা প্রতিরোধের উচ্চ প্রতিরোধ প্রদান করে। তাই এগুলি অফশোর তেল ও গ্যাস শিল্পে পাইপওয়ার্ক সিস্টেম, ম্যানিফোল্ড, রাইজার ইত্যাদির জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এবং পাইপলাইন এবং চাপবাহী জাহাজের আকারে পেট্রোকেমিক্যাল শিল্পে। অস্টেনাইট এবং ফেরাইট মাইক্রোস্ট্রাকচারের একটি দ্বৈত স্টেইনলেস স্টিলের মিশ্রণ অগত্যা সমান অনুপাতে হয় না এবং যেখানে খাদটি ফেরাইট হিসাবে ঘনীভূত হয়, তাপমাত্রা প্রায় নেমে গেলে এটি আংশিকভাবে অস্টেনাইটে রূপান্তরিত হয়। অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের তুলনায় ডুপ্লেক্স স্টিলের ক্রোমিয়ামের পরিমাণ বেশি, 20-28%; উচ্চতর মলিবডেনাম, 5 শতাংশ পর্যন্ত; নিম্ন নিকেল, 9 শতাংশ পর্যন্ত; এবং 0.05-0.50% নাইট্রোজেন। সুতরাং, ডুপ্লেক্স স্টেইনলেস স্টিলের মিশ্র ধাতুগুলির ভাল জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং 304 বা 316 প্রকারের স্ট্যান্ডার্ড অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের তুলনায় বেশি শক্তি রয়েছে। আলফা (α) পর্যায় হল দেহ-কেন্দ্রিক ঘন (বিসিসি) কাঠামো, ইমিম [229] স্পেস গ্রুপ, 2.866 Å ল্যাটিস প্যারামিটার সহ একটি ফেরিটিক পর্যায় এবং এর একটি টুইনিং সিস্টেম {112} <111> এবং তিনটি স্লিপ সিস্টেম {110} <111>, {112} <111> এবং {123} <111> রয়েছে; তবে, শেষ সিস্টেমটি খুব কমই সক্রিয় হয়। গামা () পর্যায়টি একটি মুখ-কেন্দ্রিক ঘন (এফ. সি. সি) কাঠামো, এফ. এম. এম [259] স্থান গোষ্ঠী এবং 3.66 Å জাল পরামিতি সহ অস্টেনিটিক। এতে সাধারণত নিকেল, তামা এবং অন্তর্বর্তী কার্বন ও নাইট্রোজেন বেশি থাকে। ফেরাইটের তুলনায় অস্টেনাইটে প্লাস্টিক বিকৃতি আরও সহজেই ঘটে। বিকৃতি চলাকালীন, অস্টেনাইট শস্যের মধ্যে সোজা স্লিপ ব্যান্ড তৈরি হয় এবং ফেরাইট-অস্টেনাইট শস্যের সীমানায় ছড়িয়ে পড়ে, যা ফেরাইট পর্যায়ের পিছলে যেতে সহায়তা করে। বাল্ক-ফেরাইট-শস্য বিকৃতির কারণেও বাঁকানো স্লিপ ব্যান্ড তৈরি হয়। স্লিপ ব্যান্ডগুলির গঠন নির্দিষ্ট সমতলে একটি ঘনীভূত একমুখী স্লিপকে নির্দেশ করে যা চাপের ঘনত্ব সৃষ্টি করে। ডুপ্লেক্স স্টেইনলেস স্টিলের বড় ফেরিটিক শস্যের আকার এবং এর শক্তকরণ ও ভঙ্গুরতার প্রবণতার কারণে, বিশেষত তাপমাত্রায়, বিশেষত তাপমাত্রায়, স্পিনোডাল পচন দ্বারা বয়সের কঠোরতা সীমিত শক্ত হতে পারে। এই তাপমাত্রার পরিসরে, জি-পর্যায়ের বৃষ্টিপাতের সাথে সুপারস্যাচুরেটেড কঠিন ফেরাইট দ্রবণের লৌহ-সমৃদ্ধ ন্যানোফেজ () এবং ক্রোমিয়াম-সমৃদ্ধ ন্যানোফেজ ()-এ স্পিনডাল পচন ঘটে। এটি ফেরাইট পর্যায়কে মাইক্রো-ক্র্যাকের জন্য একটি পছন্দসই সূচনা স্থান করে তোলে। এর কারণ হল বার্ধক্য ধীরে ধীরে স্ট্রেনের হারে এবং ঘরের তাপমাত্রায় টেনসাইল বা কম্প্রেসিভ বিকৃতি, স্থানীয় স্ট্রেস কনসেন্ট্রেশন সাইটগুলি থেকে নিউক্লিয়েটিং এবং 60° (ভিতরে বা বাইরে) ভুল অভিমুখীকরণ সহ প্যারেন্ট-টুইনিং সীমানা, ক্লিভেজ ক্র্যাক নিউক্লিয়েশনের জন্য উপযুক্ত। স্পিনোডাল পচন বলতে একটি পর্যায়কে দুটি সুসঙ্গত পর্যায়ে স্বতঃস্ফূর্তভাবে বিভক্ত করাকে বোঝায়, অর্থাৎ, নিম্ন ঘনত্বের একটি অঞ্চল থেকে উচ্চ ঘনত্বের একটি অঞ্চলে, যার ফলে একটি ঋণাত্মক বিচ্ছুরণ সহগ তৈরি হয়, যার ফলে নিউক্লিয়েশনে কোনও বাধা থাকে না কারণ পর্যায়টি তাপগতিবিদ্যার দিক থেকে অস্থির (অর্থাৎ, চিত্রের মধ্যে ভুল ব্যবধান, + অঞ্চল), যেখানে দ্রবণের প্রতি মোল গিবস মুক্ত শক্তি এবং গঠন। এটি কঠোরতা বাড়ায় এবং চৌম্বকীয়তা হ্রাস করে। অসামঞ্জস্যতা ব্যবধান প্রতিটি যৌগের গলনাঙ্কের নিচে একটি পর্যায় রেখাচিত্রে সেই অঞ্চলটিকে বর্ণনা করে যেখানে কঠিন পর্যায়টি দুটি পৃথক স্থিতিশীল পর্যায়ের তরলে বিভক্ত হয়। 475 ডিগ্রি সেলসিয়াস ভঙ্গুর হওয়ার জন্য ক্রোমিয়ামের পরিমাণ 12 শতাংশ অতিক্রম করতে হবে। নিকেলের সংযোজন আয়রন সমৃদ্ধ ন্যানোফেজ গঠনের প্রচার করে স্পিনোডাল পচনকে ত্বরান্বিত করে। নাইট্রোজেন ফেরাইট পর্যায়ে ক্রোমিয়াম, নিকেল এবং মলিবডেনামের বিতরণ পরিবর্তন করে কিন্তু পর্যায় পচন রোধ করে না। অন্যান্য উপাদান যেমন মলিবডেনাম, ম্যাঙ্গানিজ এবং সিলিকন আয়রন সমৃদ্ধ ন্যানোফেজ গঠনে প্রভাব ফেলে না। যাইহোক, ম্যাঙ্গানিজ এবং মলিবডেনাম বিভাজন লোহা সমৃদ্ধ ন্যানোফেজে, যখন নিকেল ক্রোমিয়াম সমৃদ্ধ ন্যানোফেজে বিভাজন করে। মাইক্রোস্কোপি বৈশিষ্ট্যায়ন ফিল্ড এমিশন গান ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ এফইজি-টিইএম ব্যবহার করে, ক্রোমিয়াম সমৃদ্ধ ন্যানোফেজ উজ্জ্বল চিত্র এবং লোহা সমৃদ্ধ গাer় চিত্র দেওয়ার কারণে পচানো ফেরাইটের ন্যানোমিটার-স্কেলড মড্যুলেটেড কাঠামো প্রকাশিত হয়েছিল। এটি আরও প্রকাশ করেছে যে এই মড্যুলেটেড ন্যানোফেসগুলি বার্ধক্যজনিত সময়ের সাথে সাথে মোটা হয়ে ওঠে। ক্ষয়প্রাপ্ত পর্যায়গুলি কোনও নির্দিষ্ট বিন্যাস ছাড়াই অনিয়মিত গোলাকার আকার হিসাবে শুরু হয়, তবে সময়ের সাথে সাথে ক্রোমিয়াম সমৃদ্ধ ন্যানোফেজ <110> দিকে সারিবদ্ধভাবে একটি প্লেট আকার নেয়। ফলস্বরূপ, ক্রোমিয়াম-সমৃদ্ধ এবং লোহা-সমৃদ্ধ ন্যানো-পর্যায়, অভ্যন্তরীণ চাপ এবং স্থিতিস্থাপক মডুলাসের বৈচিত্র্যের মধ্যে অসামঞ্জস্যের কারণে স্পিনডাল পচন উপাদানটির শক্ত হয়ে যাওয়া বাড়ায়। সুসঙ্গত অবক্ষেপগুলির গঠন একটি সমান কিন্তু বিপরীত স্ট্রেনকে প্ররোচিত করে, যা অবক্ষেপ আকৃতি এবং ম্যাট্রিক্সের উপর নির্ভর করে সিস্টেমের মুক্ত শক্তি বাড়ায় এবং স্থিতিস্থাপক বৈশিষ্ট্যগুলিকে হ্রাস করে। একটি গোলাকার অন্তর্ভুক্তির চারপাশে, বিকৃতিটি সম্পূর্ণরূপে হাইড্রোস্ট্যাটিক। শস্যের সীমানায় জি-পর্যায়ের অবক্ষেপগুলি সুস্পষ্টভাবে দেখা যায়। এবং নিকেল, টাইটানিয়াম এবং সিলিকন সমৃদ্ধ পর্যায়, কিন্তু ক্রোমিয়াম এবং ম্যাঙ্গানিজ টাইটানিয়াম সাইট প্রতিস্থাপন করতে পারে। জি-পর্যায়ের অবক্ষেপ দীর্ঘমেয়াদী বার্ধক্যের সময় ঘটে, ফেরাইট পর্যায়ে নিকেলের পরিমাণ বাড়িয়ে উৎসাহিত করা হয় এবং জারা প্রতিরোধকে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে। এটির উপবৃত্তাকার অঙ্গসংস্থান, কাঠামো (এফ. এম. এম) এবং 11.4 Å জাল পরামিতি রয়েছে, যার ব্যাস 50 এনএম-এর কম যা বার্ধক্যের সাথে বৃদ্ধি পায়। এইভাবে, স্পিনোডালি ডিকম্পোজড ম্যাট্রিক্স দ্বারা স্থানচ্যুতি বাধা/লকিং এবং জি-ফেজ অবক্ষেপের চারপাশে স্ট্রেন, অর্থাৎ কট্রেল বায়ুমণ্ডল গঠনের মাধ্যমে অভ্যন্তরীণ চাপ শিথিলকরণের কারণে ভঙ্গুরতা ঘটে। উপরন্তু, ফেরাইট কঠোরতা বার্ধক্যের সময়ের সাথে সাথে বৃদ্ধি পায়, অস্টেনাইটের তুলনায় ফেরাইটে দ্রুত বিচ্ছুরণের কারণে নমনীয় অস্টেনাইট পর্যায়ের কঠোরতা প্রায় অপরিবর্তিত থাকে। যাইহোক, অস্টেনাইট উপাদানগুলির একটি প্রাতিষ্ঠানিক পুনর্বিন্যাসের মধ্য দিয়ে যায়, যা দুটি পর্যায়ের মধ্যে গ্যালভানিক জারা বাড়ায়। 550 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপ চিকিত্সা স্পিনোডাল পচনকে বিপরীত করতে পারে তবে জি-ফেজ অবক্ষেপকে প্রভাবিত করতে পারে না। ফেরাইট ম্যাট্রিক্স স্পিনোডাল পচনকে একটি বাহ্যিক স্পন্দিত বৈদ্যুতিক প্রবাহ প্রবর্তনের মাধ্যমে যথেষ্ট পরিমাণে বিপরীত করা যেতে পারে যা ন্যানোফেসের মধ্যে বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা এবং জি-ফেজ অবক্ষেপের দ্রবীভূত হওয়ার কারণে সিস্টেমের মুক্ত শক্তিকে পরিবর্তন করে। চক্রাকার লোডিং স্পিনোডাল পচনকে দমন করে এবং বিকিরণ এটিকে ত্বরান্বিত করে তবে মড্যুলেটেড ন্যানোফেসের আন্তঃসংযুক্ত নেটওয়ার্ক থেকে বিচ্ছিন্ন দ্বীপে পচনের প্রকৃতি পরিবর্তন করে। তথ্যসূত্র আরও পড়া ইস্পাত সামগ্রীর অবক্ষয়