475 °C embrittlement
ڈوپلیکس سٹینلیس اسٹیل مرکب دھاتوں کا ایک خاندان ہے جس میں دو فیز مائکرو اسٹرکچر ہوتا ہے جس میں آسٹینیٹک (چہرے پر مرکوز کیوبک) اور فیرائٹک (جسم پر مرکوز کیوبک) دونوں فیز ہوتے ہیں۔ وہ دیگر قسم کے سٹینلیس سٹیل کے مقابلے میں بہترین مکینیکل خصوصیات، کٹاؤ مزاحمت، اور سختی پیش کرتے ہیں۔ تاہم، ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل کسی ایسے رجحان کے لیے حساس ہو سکتا ہے جسے 475 ڈگری سیلسیس ایمبریٹلمنٹ یا ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل ایج ہارڈننگ کہا جاتا ہے، جو کہ عمر بڑھنے کے عمل کی ایک قسم ہے جو ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل میں پلاسٹکٹی کے نقصان کا سبب بنتی ہے جب اسے 20 ڈگری سیلسیس کی حد میں گرم کیا جاتا ہے۔ اس درجہ حرارت کی حد پر، لوہے سے بھرپور اور کرومیم سے بھرپور نینوفیسز میں فیرائٹ مرحلے کی بے ساختہ مرحلے کی علیحدگی ہوتی ہے، جس میں آسٹینائٹ مرحلے کی مکینیکل خصوصیات میں کوئی تبدیلی نہیں ہوتی ہے۔ اس قسم کا پھسلنا بارش کے سخت ہونے کی وجہ سے ہوتا ہے، جس کی وجہ سے مواد ٹوٹنے لگتا ہے اور کریکنگ کا شکار ہو جاتا ہے۔ ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل ایک قسم کا سٹینلیس سٹیل ہے جس میں دو فیز مائیکرو اسٹرکچر ہوتا ہے جس میں آسٹینیٹک (چہرے پر مرکوز کیوبک) اور فیرائٹک (جسم پر مرکوز کیوبک) دونوں فیز ہوتے ہیں۔ یہ دوہری مرحلے کا ڈھانچہ ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل کو مکینیکل اور کٹاؤ مزاحم خصوصیات کا ایک مجموعہ فراہم کرتا ہے جو صرف آسٹینیٹک یا فیرائٹک سٹینلیس سٹیل سے بہتر ہے۔ آسٹینیٹک مرحلہ اسٹیل کو اچھی لچک، اعلی سختی، اور اعلی کٹاؤ مزاحمت فراہم کرتا ہے، خاص طور پر تیزابیت اور کلورائد پر مشتمل ماحول میں۔ دوسری طرف فیرائٹک مرحلہ، اسٹیل کو اچھی طاقت، تناؤ کے کٹاؤ کے خلاف اعلی مزاحمت، اور پٹنگ اور کریوس کٹاؤ کے خلاف اعلی مزاحمت فراہم کرتا ہے۔ اس لیے انہیں آف شور تیل اور گیس کی صنعت میں پائپ ورک سسٹم، کئی گنا، رائزر وغیرہ کے لیے بڑے پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے۔ اور پیٹروکیمیکل صنعت میں پائپ لائنوں اور دباؤ والے جہازوں کی شکل میں۔ آسٹینائٹ اور فیرائٹ مائیکرو اسٹرکچر کا ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل کا مرکب لازمی طور پر مساوی تناسب میں نہیں ہوتا ہے، اور جہاں مرکب فیرائٹ کے طور پر مضبوط ہوتا ہے، جب درجہ حرارت آس پاس گر جاتا ہے تو یہ جزوی طور پر آسٹینائٹ میں تبدیل ہو جاتا ہے۔ ڈوپلیکس اسٹیل میں آسٹینیٹک سٹینلیس سٹیل کے مقابلے میں کرومیم کا مواد زیادہ ہوتا ہے، 20-28% ؛ زیادہ مولیبڈینم، 5 ٪ تک ؛ کم نکل، 9 ٪ تک ؛ اور 0.05-0.50 ٪ نائٹروجن۔ اس طرح، ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل مرکب دھاتوں میں اچھی کٹاؤ مزاحمت اور معیاری آسٹینیٹک سٹینلیس اسٹیل جیسے ٹائپ 304 یا 316 سے زیادہ طاقت ہوتی ہے۔ الفا (α) مرحلہ ایک فیرائٹک مرحلہ ہے جس میں باڈی سینٹرڈ کیوبک (بی سی سی) ڈھانچہ، ام [229] اسپیس گروپ، 2.866 Å لیٹس پیرامیٹر ہے، اور اس میں ایک جڑواں نظام [112] <111> اور تین سلپ سسٹم [110] <111>، [112] <111> اور [123] <111> ہیں ؛ تاہم، آخری نظام شاذ و نادر ہی فعال ہوتا ہے۔ گاما () مرحلہ ایک چہرے پر مرکوز کیوبک (ایف سی سی) ڈھانچہ، ایف ایم ایم [259] خلائی گروپ، اور 3.66 Å جالی پیرامیٹر کے ساتھ آسٹینیٹک ہے۔ اس میں عام طور پر زیادہ نکل، تانبے، اور انٹرسٹیشیل کاربن اور نائٹروجن ہوتے ہیں۔ پلاسٹک کی اخترتی فیرائٹ کے مقابلے آسٹینائٹ میں زیادہ آسانی سے ہوتی ہے۔ اخترتی کے دوران، سیدھے پھسلنے والے بینڈ آسٹینائٹ اناج میں بنتے ہیں اور فیرائٹ-آسٹینائٹ اناج کی حدود میں پھیلتے ہیں، جس سے فیرائٹ مرحلے کے پھسلنے میں مدد ملتی ہے۔ بلک-فیرائٹ-اناج کی اخترتی کی وجہ سے منحنی پرچی بینڈ بھی بنتے ہیں۔ سلپ بینڈ کی تشکیل بعض طیاروں پر مرکوز یک طرفہ پھسلن کی نشاندہی کرتی ہے جس کی وجہ سے تناؤ کا ارتکاز ہوتا ہے۔ سپینوڈل سڑنے کے ذریعے عمر کی سختی ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل میں اس کے بڑے فیرائٹک اناج کے سائز، اور اس کے سخت ہونے اور ٹوٹنے کے رجحانات، یعنی پلاسٹکیت کے نقصان کی وجہ سے محدود سختی ہو سکتی ہے، درجہ حرارت پر، خاص طور پر درجہ حرارت پر۔ اس درجہ حرارت کی حد پر، سپرسیچوریٹڈ ٹھوس فیرائٹ محلول کی آئرن سے بھرپور نینوفیز () اور کرومیم سے بھرپور نینوفیز () میں اسپنڈل سڑنا، جی مرحلے کی بارش کے ساتھ ہوتا ہے۔ یہ فیرائٹ مرحلے کو مائیکرو کریک کے لیے ترجیحی آغاز کا مقام بناتا ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ عمر بڑھنے سے تناؤ کی سست شرح اور تناؤ یا کمپریسیو اخترتی میں کمرے کے درجہ حرارت پر فیرائٹ اخترتی کے جڑواں ہونے کی حوصلہ افزائی ہوتی ہے، مقامی تناؤ کے ارتکاز کے مقامات سے نیوکلیٹنگ، اور 60 ° (اندر یا باہر) غلط سمت کے ساتھ والدین سے جڑواں حدود، کلیویج کریک نیوکلیئشن کے لیے موزوں ہیں۔ اسپنڈل سڑنا سے مراد کسی مرحلے کو اوپر کی طرف پھیلاؤ کے ذریعے دو مربوط مراحل میں بے ساختہ علیحدگی ہے، یعنی، کم ارتکاز والے علاقے سے زیادہ ارتکاز والے علاقے میں جس کے نتیجے میں منفی پھیلاؤ گتانک ہوتا ہے، جس کی وجہ سے نیوکلیئشن میں رکاوٹ نہیں ہوتی ہے۔ فیز تھرموڈینامک طور پر غیر مستحکم ہے (یعنی، غلطی کا فرق، + شکل میں خطہ)، جہاں گبز فری انرجی فی مول حل اور ساخت ہے۔ یہ سختی کو بڑھاتا ہے اور مقناطیسیت کو کم کرتا ہے۔ متفرق فرق ہر مرکب کے پگھلنے کے نقطہ سے نیچے مرحلے کے خاکہ میں اس خطے کو بیان کرتا ہے جہاں ٹھوس مرحلہ دو الگ الگ مستحکم مراحل کے مائع میں تقسیم ہوتا ہے۔ 475 ڈگری سیلسیس کے ٹوٹنے کے لیے کرومیم کا مواد 12 فیصد سے زیادہ ہونا ضروری ہے۔ نکل کا اضافہ آئرن سے بھرپور نینو فیز کی تشکیل کو فروغ دے کر سپینوڈل سڑنے کو تیز کرتا ہے۔ نائٹروجن فیرائٹ مرحلے میں کرومیم، نکل اور مولیبڈینم کی تقسیم کو تبدیل کرتا ہے لیکن مرحلے کے سڑنے کو نہیں روکتا ہے۔ دیگر عناصر جیسے مولیبڈینم، مینگنیج، اور سلکان آئرن سے بھرپور نینوفیز کی تشکیل کو متاثر نہیں کرتے ہیں۔ تاہم، مینگنیز اور مولیبڈینم کی تقسیم لوہے سے بھرپور نانوفیز میں ہوتی ہے، جبکہ نکل کرومیم سے بھرپور نانوفیز میں تقسیم ہوتا ہے۔ مائکروسکوپی کی خصوصیت فیلڈ ایمیشن گن ٹرانسمیشن الیکٹران مائکروسکوپ ایف ای جی-ٹی ای ایم کا استعمال کرتے ہوئے، سڑے ہوئے فیرائٹ کی نینو میٹر اسکیلڈ ماڈیولڈ ساخت کا انکشاف ہوا کیونکہ کرومیم سے بھرپور نینوفیس نے روشن شبیہہ، اور لوہے سے بھرپور گہری شبیہہ دی۔ اس سے یہ بھی پتہ چلا کہ یہ ماڈیولڈ نینوفیسز عمر بڑھنے کے ساتھ ساتھ موٹے ہوتے جاتے ہیں۔ سڑے ہوئے مراحل بے قاعدہ گول شکلوں کے طور پر شروع ہوتے ہیں جن میں کوئی خاص ترتیب نہیں ہوتی ہے، لیکن وقت کے ساتھ کرومیم سے بھرپور نینوفیز <110> سمتوں میں سیدھا پلیٹ کی شکل اختیار کرتا ہے۔ نتائج اسپنڈل سڑنا کرومیم سے بھرپور اور آئرن سے بھرپور نینو فیز، اندرونی تناؤ، اور لچکدار ماڈیولس کی تغیر کے درمیان غلط فٹ کی وجہ سے مواد کی سختی کو بڑھاتا ہے۔ مربوط پریسیپیٹیٹس کی تشکیل ایک مساوی لیکن مخالف تناؤ کو جنم دیتی ہے، جس سے نظام کی آزاد توانائی میں اضافہ ہوتا ہے جو کہ پریسیپیٹیٹ شکل اور میٹرکس پر منحصر ہوتا ہے اور لچکدار خصوصیات کو بڑھاتا ہے۔ ایک کروی شمولیت کے ارد گرد، مسخ خالصتا ہائیڈروسٹیٹک ہے۔ اناج کی حدود پر جی-فیز پریپیٹیٹس نمایاں طور پر ظاہر ہوتے ہیں۔ اور نکل، ٹائٹینیم، اور سلکان سے بھرپور فیز ہیں، لیکن کرومیم اور مینگنیج ٹائٹینیم سائٹس کی جگہ لے سکتے ہیں۔ جی-فیز پریپیٹیٹس طویل مدتی عمر بڑھنے کے دوران ہوتے ہیں، فیرائٹ مرحلے میں نکل کے مواد میں اضافہ کرکے حوصلہ افزائی کی جاتی ہے، اور کٹاؤ کی مزاحمت کو نمایاں طور پر کم کرتی ہے۔ اس میں ایلیپسائڈ مورفولوجی، اسٹرکچر (ایف ایم ایم)، اور 11.4 Å لیٹس پیرامیٹر ہے، جس کا قطر 50 این ایم سے کم ہے جو عمر بڑھنے کے ساتھ بڑھتا ہے۔ اس طرح، جکڑنا سپینوڈلی طور پر سڑے ہوئے میٹرکس کی طرف سے نقل مکانی کی رکاوٹ/لاکنگ کی وجہ سے ہوتا ہے اور جی فیز کے آس پاس تناؤ ہوتا ہے، یعنی کوٹرل ماحول کی تشکیل سے اندرونی تناؤ میں نرمی ہوتی ہے۔ مزید برآں، عمر بڑھنے کے وقت کے ساتھ فیرائٹ کی سختی میں اضافہ ہوتا ہے، آستینائٹ کے مقابلے میں فیرائٹ میں تیزی سے پھیلاؤ کی وجہ سے ڈکٹائل آستینائٹ مرحلے کی سختی تقریبا تبدیل نہیں ہوتی ہے۔ تاہم، آسٹینائٹ عناصر کی ذیلی ادارہ جاتی دوبارہ تقسیم سے گزرتا ہے، جس سے دونوں مراحل کے درمیان گالوینک کٹاؤ میں اضافہ ہوتا ہے۔ 550 ڈگری سیلسیس حرارت کا علاج سپینوڈل سڑنے کو الٹ سکتا ہے لیکن جی فیز کے پھسلن کو متاثر نہیں کرتا ہے۔ فیرائٹ میٹرکس سپینوڈل سڑنے کو ایک بیرونی پلسڈ برقی کرنٹ متعارف کروا کر کافی حد تک الٹا کیا جا سکتا ہے جو نینوفیسز کے درمیان برقی چالکتا میں فرق اور جی فیز کے پھٹنے کی وجہ سے نظام کی آزاد توانائی کو تبدیل کرتا ہے۔ چکور لوڈنگ سپینوڈل سڑنے کو روکتی ہے، اور تابکاری اسے تیز کرتی ہے لیکن سڑنے کی نوعیت کو ماڈیولڈ نینوفیسز کے باہم مربوط نیٹ ورک سے الگ تھلگ جزیروں میں تبدیل کر دیتی ہے۔ حوالہ جات مزید پڑھنا اسٹیل مواد کا انحطاط