ইস্পাত পণ্যের সাধারণ উপাদান গঠন

ইস্পাত মূলত লোহা ও কার্বনের একটি অ্যালয়, যার অসাধারণ বহুমুখিতা এর রাসায়নিক গঠনের নির্ভুল নিয়ন্ত্রণ থেকে উদ্ভূত হয়। যদিও কার্বন প্রধান শক্তিকারী উপাদান, অন্যান্য উপাদান—প্রায়শই সাবধানে নিয়ন্ত্রিত পরিমাণে—যোগ করলে যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য, ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং প্রস্তুতকরণ সহজতা উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হতে পারে। বিশ্বব্যাপী ৩,৫০০-এর অধিক পৃথক ইস্পাত গ্রেড চিহ্নিত করা হয়েছে; সুতরাং প্রকৌশলী, প্রস্তুতকারক এবং ক্রেতাদের জন্য প্রয়োগের প্রয়োজনীয়তা অনুযায়ী উপযুক্ত উপাদান বৈশিষ্ট্য নির্বাচনের জন্য গঠনগত পরিবারগুলি বোঝা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

কার্বন ইস্পাত: লোহা-কার্বন ভিত্তি

কার্বন স্টিল স্টিল পণ্যের সবচেয়ে বড় এবং সবচেয়ে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত শ্রেণি গঠন করে। এই স্টিলগুলি মূলত লোহা এবং কার্বন দিয়ে তৈরি, যার কার্বন সামগ্রী গ্রেড ও প্রয়োগের উপর নির্ভর করে ০.০৫% থেকে ১.৩৫% পর্যন্ত হয়। সংজ্ঞা অনুযায়ী, কার্বন স্টিলে মিশ্র মৌলগুলির পরিমাণ ১% কার্বন, ১.৬৫% ম্যাঙ্গানিজ, ০.৬% সিলিকন, ০.৬% কপার, ০.৪% ফসফরাস এবং ০.০৫% সালফার ছাড়িয়ে যায় না।

কার্বন স্টিলকে কার্বন সামগ্রীর ভিত্তিতে তিনটি উপশ্রেণিতে শ্রেণিবদ্ধ করা হয়। কম-কার্বন ইস্পাত (০.৩% পর্যন্ত কার্বন) চমৎকার ওয়েল্ডেবিলিটি এবং ফর্ম্যাবিলিটি প্রদান করে, যা সাধারণ গাঠনিক প্রয়োগ, অটোমোবাইল বডি প্যানেল এবং শীট পণ্যের জন্য আদর্শ। AISI ১০১৮, যা সবচেয়ে জনপ্রিয় কোল্ড-রোলড স্টিলগুলির মধ্যে একটি, এতে ০.১৪–০.২০% কার্বন এবং ০.৬–০.৯% ম্যাঙ্গানিজ রয়েছে, এবং লোহা এর সংমিশ্রণের ৯৮.৮১–৯৯.২৬% গঠন করে। মাঝারি-কার্বন স্টিল (০.৩–০.৬% কার্বন) শ্যাফট, গিয়ার এবং মেশিনারি উপাদানের জন্য উচ্চতর শক্তি এবং ক্ষয় প্রতিরোধ প্রদান করে। হাই-কার্বন স্টিল (০.৬% কার্বনের চেয়ে বেশি) কাটিং টুল, স্প্রিং এবং তারের পণ্যগুলির জন্য সর্বোচ্চ কঠোরতা এবং ক্ষয় প্রতিরোধ প্রদান করে। ASTM A36, যা সবচেয়ে বেশি নির্দিষ্ট কাঠামোগত কার্বন স্টিল, এতে ০.২৫–০.২৯% কার্বন, প্রায় ০.৭৫% ম্যাঙ্গানিজ থাকে এবং ফসফরাস ০.০৪% এবং সালফার ০.০৫%-এর মধ্যে সীমিত থাকে।

অ্যালয় স্টিল: কৌশলগত যোগ করার মাধ্যমে উন্নত কার্যকারিতা

অ্যালয় স্টিলগুলি কার্বন ও ম্যাঙ্গানিজের বাইরে অন্যান্য মৌল সচেতনভাবে যোগ করে নির্দিষ্ট যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য, হার্ডেন্যাবিলিটি এবং কর্মশীলতা প্রতিরোধের জন্য নিজস্ব পৃথকতা অর্জন করে। সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ অ্যালয়িং মৌলগুলি হল ক্রোমিয়াম, মলিবডেনাম, নিকেল, ভ্যানাডিয়াম এবং সিলিকন, যার প্রত্যেকটি বিশিষ্ট বৈশিষ্ট্য প্রদান করে।

AISI 4140 , একটি ক্রোমিয়াম-মলিবডেনাম অ্যালয় স্টিল যা উচ্চ-শক্তির শ্যাফট এবং যন্ত্রপাতির উপাদানগুলির জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, এতে ০.৩৮–০.৪৩% কার্বন, ০.৭৫–১.০% ম্যাঙ্গানিজ, ০.৮–১.১০% ক্রোমিয়াম এবং ০.১৫–০.২৫% মলিবডেনাম থাকে, এবং লোহা এর সংযোজনের প্রায় ৯৬.৮–৯৭.৮% গঠন করে। AISI 4340 , একটি উচ্চ-শক্তির অ্যালয় স্টিল যা গুরুত্বপূর্ণ এয়ারোস্পেস ও অটোমোটিভ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য নির্দিষ্ট করা হয়েছে, তাতে ০.৩৮–০.৪৫% কার্বন, ০.৬০–০.৮০% ম্যাঙ্গানিজ, ০.৭০–০.৯০% ক্রোমিয়াম, ১.৬৫–২.০০% নিকেল এবং ০.২০–০.৩০% মলিবডেনাম থাকে। নিকেল যোগ করা টাফনেস ও ইম্প্যাক্ট প্রতিরোধ ক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করে, বিশেষ করে নিম্ন তাপমাত্রায়। AISI 8620 , একটি কেস-হার্ডেনিং অ্যালয় স্টিল, তাতে ০.৩৫–০.৪৫% কার্বন, ০.৪৫–০.৭০% ম্যাঙ্গানিজ, ০.৯০–১.৪০% ক্রোমিয়াম এবং ০.২০–০.৩৫% মলিবডেনাম থাকে। এই অ্যালয়িং কৌশলগুলি ইঞ্জিনিয়ারদের কার্বন স্টিল দ্বারা পূরণ করা সম্ভব নয় এমন চাপসৃষ্টিকারী সার্ভিস শর্তের সাথে সঠিকভাবে মিলিত হওয়া উপযুক্ত উপকরণ নির্বাচন করতে সক্ষম করে।

স্টেইনলেস স্টিল: ক্রোমিয়ামের সুবিধা

স্টেইনলেস স্টিলগুলিকে তাদের ক্রোমিয়াম সামগ্রী দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয়, যার পরিমাণ কর্রোশন প্রতিরোধের জন্য সুরক্ষামূলক প্যাসিভ অক্সাইড স্তর গঠন করতে ১০.৫% অতিক্রম করতে হয়। ক্রোমিয়ামের পরিমাণ সাধারণত ১০–২০% এর মধ্যে থাকে, যদিও কিছু গ্রেডে এটি ৩০% এর বেশি হতে পারে। স্টেইনলেস স্টিলগুলিকে তাদের মাইক্রোস্ট্রাকচার ও রাসায়নিক সংযোজনের ভিত্তিতে একাধিক পরিবারে শ্রেণিবদ্ধ করা হয়।

অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিল হিসাবে বিবেচনা করে , সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত পরিবার, উচ্চ ক্রোমিয়াম এবং নিকেল সমৃদ্ধ হওয়ায় বৈশিষ্ট্যযুক্ত। টাইপ 304 , কাজের মূল গ্রেড, এতে ১৮–২০% ক্রোমিয়াম এবং ৮–১০.৫% নিকেল থাকে, সর্বোচ্চ কার্বন মাত্র ০.০৮% এবং ম্যাঙ্গানিজ ২% পর্যন্ত সীমিত। এই গঠনটি চমৎকার ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা, আকৃতি গঠনের সক্ষমতা এবং ওয়েল্ডেবিলিটি প্রদান করে। টাইপ 316 , যা ক্লোরাইড এবং পিটিং-এর বিরুদ্ধে উন্নত প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদান করে, এতে ১৬–১৮% ক্রোমিয়াম, ১০–১৪% নিকেল এবং ২–৩% মলিবডেনাম থাকে। ফেরিটিক স্টেইনলেস স্টিল , যেমন হলো টাইপ 430 , এতে ১৬–১৮% ক্রোমিয়াম থাকে কিন্তু নিকেল খুব কম বা না থাকলেও, এগুলো চৌম্বকীয় হয় এবং কম চাপসহ ক্ষয় প্রতিরোধের অ্যাপ্লিকেশনের জন্য বেশি খরচ-কার্যকর। ফেরিটিক গ্রেডগুলিতে নিকেলের অনুপস্থিতি খরচ কমায় যদিও মৃদু পরিবেশে ভালো ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা বজায় রাখে।

টুল স্টিল: উচ্চ কার্বন, উচ্চ কার্যকারিতা

টুল স্টিল হলো বিশেষায়িত ধাতুসংকর, যা কাটিং, ফর্মিং এবং শেপিং-এর জন্য ডিজাইন করা হয়েছে এবং যার অত্যুক্ত কঠোরতা, ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং উচ্চ তাপমাত্রায় মাত্রিক স্থিতিশীলতা প্রয়োজন। এই স্টিলগুলিতে গঠনমূলক স্টিলের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি কার্বন এবং মিশ্র মৌল থাকে।

ডি 2 টুল স্টিল একটি উচ্চ-কার্বন, উচ্চ-ক্রোমিয়াম কোল্ড-ওয়ার্ক স্টিল, যাতে প্রায় ১.৪০–১.৬০% কার্বন এবং ১১.০০–১৩.০০% ক্রোমিয়াম থাকে। এই গঠনে কঠিন ক্রোমিয়াম কার্বাইডের বৃহৎ পরিমাণ তৈরি হয়, যা ব্ল্যাঙ্কিং ডাই, ফর্মিং টুল এবং কাটিং অ্যাপ্লিকেশনের জন্য অসাধারণ ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদান করে। S7 টুল স্টিল একটি বায়ু-শক্তিসম্পন্ন শক-প্রতিরোধী শ্রেণি, যাতে ০.৪৫–০.৫৫% কার্বন, ৩.০০–৩.৫০% ক্রোমিয়াম এবং ১.৪০% মলিবডেনাম থাকে। এর সুষম গঠন ছেদক, পাঞ্চ এবং গুরুতর শক লোডিং-এর মুখোমুখি হওয়া ডাইগুলির জন্য চমৎকার টাফনেস এবং আঘাত প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদান করে। O1 টুল স্টিল , একটি তেল-শক্তিকরণযোগ্য শীতল-কাজ গ্রেড, যাতে প্রায় ০.৮৫–১.০০% কার্বন এবং ০.৫০% ক্রোমিয়াম থাকে, যা সাধারণ উদ্দেশ্যের টুলিং অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য ভালো ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং মাত্রিক স্থিতিশীলতা প্রদান করে।

ঢালাই লোহা: উচ্চ কার্বন, বিশিষ্ট বৈশিষ্ট্য

ঢালাই লোহা হলো লোহা-কার্বন মিশ্রণ, যার কার্বন সামগ্রী সাধারণত ২% এর বেশি, যা স্টিল থেকে এদের পৃথক করে, যেখানে কার্বন সামগ্রী ২% এর কম থাকে। উচ্চ কার্বন সামগ্রী এবং কার্বনের যে রূপে এটি বিদ্যমান থাকে, তা বিভিন্ন ধরনের ঢালাই লোহার বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করে।

সিরা কালো লোহা , সবচেয়ে সাধারণ ধরন, যাতে ২.৫–৪.২% কার্বন এবং ১.০–৩.০% সিলিকন থাকে। কার্বন গ্রাফাইট ফ্লেক হিসেবে বিদ্যমান থাকে, যা চমৎকার ড্যাম্পিং ক্ষমতা এবং মেশিনযোগ্যতা প্রদান করে, কিন্তু টেনসাইল শক্তি কমিয়ে দেয়। নমনীয় (গোলাকার) ঢালাই লোহা যাতে ৩.০–৪.০% কার্বন এবং ১.৮–৩.০% সিলিকন থাকে। ম্যাগনেসিয়াম বা সেরিয়াম যোগ করার মাধ্যমে কার্বন গোলাকার গ্রাফাইট নডিউল হিসেবে গঠিত হয়, যা গ্রে আয়রনের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে উচ্চ শক্তি এবং তন্যতা প্রদান করে। কমপ্যাক্ট গ্রাফাইট আয়রন এটি একটি মধ্যবর্তী অবস্থান দখল করে, যার মধ্যে ২.৫–৪.০% কার্বন এবং ১.৫–৩.০% সিলিকন রয়েছে, এবং গ্রাফাইট কম্প্যাক্টেড আকারে বিদ্যমান থাকে যা শক্তি ও তাপ পরিবাহিতা উভয়ের ভারসাম্য প্রদান করে। ঢালাই লোহার কার্বন সামগ্রী, যা সাধারণত ২.৫% থেকে ৪.০% পর্যন্ত হয়, এগুলোকে ইস্পাত থেকে পৃথক করে এবং এদের ইঞ্জিন ব্লক, পাইপ, যন্ত্রপাতির ভিত্তি এবং ভারী সরঞ্জামের উপাদানগুলিতে প্রয়োগের জন্য নির্ধারণ করে।

মান ও ট্রেসেবিলিটি

ইস্পাত পণ্যের রাসায়নিক সংমিশ্রণ আন্তর্জাতিক মান দ্বারা নিয়ন্ত্রিত, যেমন— ASTM (আমেরিকান), EN (ইউরোপীয়), JIS (জাপানি) এবং GB (চীনা) মান। এই মানগুলি প্রতিটি মৌলের অনুমোদিত পরিসর নির্ধারণ করে এবং গ্রেড অনুযায়ী ইস্পাতকে শ্রেণিবদ্ধ করে, যার ফলে সামঞ্জস্য, ট্রেসেবিলিটি এবং কার্যকারিতার বিশ্বস্ততা নিশ্চিত হয়। উৎপাদনের প্রতিটি ব্যাচের আসল রাসায়নিক সংমিশ্রণ ও যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য নথিভুক্ত করে মিল টেস্ট রিপোর্টসহ উপকরণ সার্টিফিকেশন প্রদান করা হয়, যা গুরুত্বপূর্ণ প্রয়োগে গুণগত নিশ্চয়তার জন্য প্রয়োজনীয় ট্রেসেবিলিটি প্রদান করে।