1. کاربن کا مواد سرد-رولڈ کوائل کی سختی کو کس طرح متاثر کرتا ہے اس کے پیچھے بنیادی اصول کیا ہے؟
ٹھوس محلول کی مضبوطی: کاربن ایٹم فیرائٹ جالی کے اندر بیچوالا ٹھوس حل کے طور پر موجود ہیں۔ چونکہ کاربن کے ایٹم لوہے کے ایٹموں سے بہت چھوٹے ہوتے ہیں، وہ لوہے کی جالی کو مسخ کرتے ہیں، جس سے مقامی تناؤ کے میدان پیدا ہوتے ہیں اور نقل مکانی میں رکاوٹ پیدا ہوتی ہے۔ یہ جالی کی مسخ پلاسٹک کی اخترتی کے خلاف مواد کی مزاحمت کو بڑھاتی ہے، جس کے نتیجے میں سختی اور طاقت میں اضافہ ہوتا ہے۔
فیز ٹرانسفارمیشن کو مضبوط بنانا اور مائیکرو اسٹرکچر کا تعین: کاربن کا مواد اسٹیل کے مائکرو اسٹرکچر کا تعین کرتا ہے:
الٹرا-کم کاربن اسٹیل (C ≤ 0.01%): مائیکرو اسٹرکچر تقریباً 100% فیرائٹ ہے۔ فیرائٹ خود نسبتاً نرم ہے اور اس کی سختی انتہائی کم ہے۔
کم کاربن اسٹیل (C 0.02%~0.15%): فیرائٹ + پرلائٹ کی تھوڑی مقدار۔ پرلائٹ فیرائٹ اور سیمنٹائٹ کا ایک تہہ دار مرکب ہے (Fe₃C، ایک انتہائی سخت مرکب)، اور اس کی سختی فیرائٹ کی نسبت بہت زیادہ ہے۔
درمیانی کاربن اسٹیل (C 0.25%~0.60%): پرلائٹ کے تناسب میں نمایاں اضافہ ہوا ہے، جس کے نتیجے میں اعتدال پسند سختی ہے۔
ہائی کاربن اسٹیل (C > 0.60%): مائیکرو اسٹرکچر میں زیادہ سیمنٹائٹ ظاہر ہوتا ہے، اور یہاں تک کہ نیٹ ورک یا دانے دار کاربائیڈز بنتے ہیں، جس کے نتیجے میں سختی میں نمایاں اضافہ ہوتا ہے۔
2. کاربن کے مواد اور ٹھنڈے-رولڈ کوائلز کی سختی کے درمیان مقداری تعلق کیا ہے؟
سختی کی تبدیلی: مثال کے طور پر اینیلڈ کولڈ-رولڈ کوائل لینا:
کم-کاربن اسٹیل (جیسے، SPCC، C ≤ 0.12%): سختی تقریباً HRB 50-70
درمیانہ-کاربن اسٹیل (مثلاً، 45#، C 0.42%~0.50%): اینیلڈ سختی تقریباً HRB 80-90
اعلی-کاربن اسٹیل (مثلاً، 65Mn، C 0.62%~0.70%): اینیلڈ سختی HRB 90-100 یا اس سے زیادہ تک پہنچ سکتی ہے
اضافی کولڈ-رولنگ ورک ہارڈننگ: سرد-رولڈ کوائلز کے لیے، حتمی سختی=(میٹرکس سختی کا تعین کاربن مواد سے ہوتا ہے) + (سرد-رولنگ میں کمی کی شرح سے کام کی سختی کا تعاون)۔ اسی سرد-رولنگ میں کمی کی شرح پر، کاربن مواد میں ہر 0.1% اضافے کے لیے، سختی (HV) 20-40 پوائنٹس تک بڑھ سکتی ہے۔
Nonlinear Characteristics: In the high-carbon range (>0.8%C)، سختی میں اضافے کی ڈھلوان مائیکرو اسٹرکچر میں نیٹ ورک سیمنٹائٹ کی موجودگی کی وجہ سے چپٹی ہوتی ہے، اور سختی میں لکیری اضافے کے بجائے ٹوٹ پھوٹ کا باعث بھی بن سکتی ہے۔
3. کام کی سختی کی شرحوں میں کیا فرق ہے؟
کم-کاربن اسٹیل: نسبتاً کم کام سخت کرنے کی صلاحیت ہے۔ کولڈ رولنگ کے بعد سختی بڑھ جاتی ہے، لیکن سختی کی شرح سست ہوتی ہے، جس سے آسانی سے کریکنگ کے بغیر زیادہ کمی کی شرح ہوتی ہے۔
اعلی-کاربن اسٹیل: کام کی سختی کی شرح بہت زیادہ ہے۔ ابتدائی مائیکرو اسٹرکچر میں پہلے سے موجود پرلائٹ اور کاربائیڈز کی بڑی مقدار کی وجہ سے، کولڈ رولنگ کے دوران نقل مکانی زیادہ شدید طور پر رکاوٹ بنتی ہے، جس کے نتیجے میں کمی کی بڑھتی ہوئی شرح کے ساتھ سختی میں تیزی سے اضافہ ہوتا ہے، اور اس کے سنترپتی تک پہنچنے کا امکان زیادہ ہوتا ہے۔
4. ترسیل کی حالت کے لحاظ سے سختی میں کیا فرق ہے؟
اینیل شدہ حالت: بعد میں پروسیسنگ اور تشکیل کی سہولت کے لیے نرم کیا گیا۔
1/4 سخت، 1/2 سخت: درمیانی سختی کولڈ رولنگ میں کمی کی شرح کو کنٹرول کرکے حاصل کی جاتی ہے۔
مکمل سخت حالت: سختی بڑی کمی کی شرح کے ساتھ کولڈ رولنگ کے بعد اس کاربن مواد کی زیادہ سے زیادہ قیمت تک پہنچ جاتی ہے۔
5. پیداوار یا درخواست میں سختی کی ضروریات کی بنیاد پر کاربن مواد اور عمل کا انتخاب کیسے کریں؟
کمپوزیشن ڈیزائن:
انتہائی زیادہ سختی کی ضرورت والی ایپلی کیشنز کے لیے (مثلاً، اسپرنگ اسٹیل کی پٹیاں، کٹنگ بلیڈ): ہائی-کاربن اسٹیل (مثلاً، 65Mn, C75S, SK5) کو منتخب کیا جانا چاہیے، کیونکہ اکیلے کام کی سختی کم-کاربن اسٹیل کی سختی کو مطلوبہ سطح تک نہیں بڑھا سکتی۔
ایپلی کیشنز کے لیے جن کے لیے بہترین فارمیبلٹی کی ضرورت ہوتی ہے (جیسے، گہرے-دراز حصے): الٹرا-کم-کاربن یا کم-کاربن اسٹیل کا استعمال کیا جانا چاہیے، کیونکہ اینیلنگ زیادہ کاربن مواد کی وجہ سے پلاسٹکٹی کے نقصان کو ختم نہیں کرسکتی ہے۔
عمل معاوضہ:
اینیلنگ ایڈجسٹمنٹ: مسلسل اینیلنگ یا بیل-قسم کے اینیلنگ کے عمل میں، اگر کسی خاص حرارت میں کاربن کے زیادہ مواد کا پتہ چل جاتا ہے، جس کے نتیجے میں زیادہ سختی ہوتی ہے، تو اینیلنگ کے درجہ حرارت کو مناسب طور پر بڑھایا جا سکتا ہے یا دوبارہ کرسٹلائزیشن اور اسفیرائیڈائزیشن کے ذریعے سختی کو کم کرنے کے لیے ہولڈنگ ٹائم بڑھایا جا سکتا ہے۔
درجہ حرارت کا علاج: درمیانے- اور اعلی-کاربن اسٹیلز کے لیے، بعض اوقات "کریٹیکل اینیلنگ" یا "آئیسو تھرمل اینیلنگ" کا استعمال سختی اور سختی کو متوازن کرنے کے لیے مخصوص مائیکرو اسٹرکچر (مثلاً سوربائٹ) حاصل کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔
معیار کا معیار:
سرد-رولڈ کوائلز کی سختی کا اندازہ کاربن کے مواد سے نہیں لگایا جا سکتا۔ اسی کاربن کے مواد پر، کولڈ رولنگ میں کمی اور اینیلنگ کے عمل میں فرق کی وجہ سے حتمی سختی نمایاں طور پر مختلف ہو سکتی ہے۔
مواد کا انتخاب کرتے وقت، صارفین کو گریڈ (مساوی کاربن مواد کی حد) اور ترسیل کی حالت (اینیلڈ، 1/4 سخت، 1/2 سخت، مکمل طور پر سخت، وغیرہ) دونوں پر توجہ دینے کی ضرورت ہے۔