Annealing | Tempering | Normalizing | Hardening | Quenching | Carburizing

Annealing | Tempering | Normalizing | Hardening | Quenching | Carburizing

ধাতুর উপর তাপ প্রক্রিয়াকরণ ঃ

 ধাতু বা সংকর ধাতুকে কঠিন অবস্থায় এর ভৌত গুণাবলী যেমন- দানার গঠন, কাঠিন্য, ভঙ্গুরতা, ক্ষয়রোধী ক্ষমতা ইত্যাদি ইন্সিত মাত্রায় পরিবর্তন করতে ধাতু বা সংকর ধাতুকে সঠিক উপায়ে উত্তপ্ত ও ঠাণ্ডা করার কাজকে তাপ প্রক্রিয়াকরণ বা হিট ট্রিটমেন্ট অব মেটাল বলা হয়। তাপ প্রক্রিয়াকরণের ফলে ইস্পাতে কাটিং অ্যাকশান ও ক্ষয়রোধী ক্ষমতা বৃদ্ধি পায় আবার সহজে মেশিনিং কার্য সমাধানের জন্য নরমও করা যায়। ধাতু বা সংকর ধাতুর উপর সঠিক তাপ প্রক্রিয়াকরণের ফলে আভ্যন্তরীণ পীড়ন দূর হয়, দানার আকৃতি ছোট হয় এবং দুচ্ছেদ্যতা (Toughness) বৃদ্ধি পায়। তাপ প্রক্রিয়াকরণের ফলে পদার্থের পৃষ্ঠতলের অভ্যন্তরভাগ তাম্ভবতা গুণসম্পন্ন হয়। ইস্পাতের উপাদানসমূহের ধর্ম তাপ প্রক্রিয়াকরণের পূর্বে জানা আবশ্যক।

Annealing | Tempering | Normalizing | Hardening | Quenching | Carburizing

তাপ প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতিগুলি হলো :

১. অ্যানিলিং (Annealing)

২. টেম্পারিং (Tempering)

৩. নরমালাইজিং (Normalizing ) 

৪. হার্ডেনিং (Hardening)

৫. কোয়েঞ্চিং (Quenching )

৬. কার্বোরাইজিং (Carburizing )

৭. সায়ানাইডিং (Cyaniding)

 ৮. নাইট্রাইডিং (Nitriding )

৯. কেইস হার্ডেনিং (Case Hardening )

অন্য পোষ্ট : Trap | P– Trap | Bottle Trap | S-Trap | Running Trap, Evaporation,

তাপ প্রক্রিয়াকরণের প্রয়োজনীয়তা :

সাধারণভাবে তৈরি ধাতু বা সংকর ধাতু প্রয়োজনীয় ভৌত বা যান্ত্রিক গুণাবলীর অভাবে সব সময় ব্যবহার করা সম্ভব হয় না। ধাতু বা ধাতু সংকরের অভ্যন্তরস্থ খাদ (Impurities) এবং গ্যাস ইত্যাদি ধাতুর মধ্যে বিভিন্ন প্রকার ত্রুটি সৃষ্টি করে। ধাতুকে ত্রুটিমুক্ত করতে হলে হিট ট্রিটমেন্ট বা তাপ প্রক্রিয়াকরণের প্রয়োজন হয়। 

তাপ প্রক্রিয়াকরণের প্রয়োজনীয়তা নিয়ে উল্লেখ করা হলো

১. স্টিল বা সংকর ধাতুকে প্রয়োজনীয় মাত্রায় নরম করতে। ২. স্টিল বা সংকর ধাতুর কাঠিন্যতা (Hardness) বৃদ্ধি করতে।

৩. স্টিলের নমনীয়তা বা তান্তবতা (Ductility) বৃদ্ধি করতে। 

৪. অতিরিক্ত শক্ত হওয়ার দরুন ভঙ্গুরতা (Brittleness) দূর করতে বা কমাতে।

৫. স্টিলের ধাতু কাটার যোগ্যতা বৃদ্ধি করতে। ৬. স্টিল বা সংকর ধাতুর শক্তি (Strength) বৃদ্ধি করতে।

৭. স্টিল বা সংকর ধাতুর আভ্যন্তরীণ দানা (Crystal) সূক্ষ্ম ও স্বাভাবিক করতে।

৮. স্টিল বা সংকর ধাতুর বহিরাবরণ শক্ত ও ক্ষয়রোধী (Wear Resistant) করতে।

৯. স্টিল বা সংকর ধাতুর ঘাত সহতা (Toughness) বৃদ্ধি করতে।

১০. স্টিল বা সংকর ধাতুর মেশিনেবিলিটি (Machinability) বৃদ্ধি করতে।

অ্যানিলিং প্রক্রিয়া (Annealing Process) :

ধাতু বা ধাতু সংকরকে আকাঙ্খিত মাত্রায় কঠিন অবস্থায় নরম করার প্রক্রিয়াকেই অ্যানিলিং বলে। ধাতুর গাঠনিক পরিবর্তন সীমা অর্থাৎ ঊর্ধ্ব ক্রিটিক্যাল তাপমাত্রা হতে ৫০° সেঃ ঊর্ধ্ব পর্যন্ত ধাতুকে উত্তপ্ত করে ধীরে ধীরে চুল্লির ভিতরে রেখে ঠাণ্ডা করার প্রক্রিয়াকে অ্যানিলিং বলা হয়। ঠাণ্ডা অবস্থায় রোল করা, কাটা, পেটা বা অন্য যে কোন অপারেশনের ফলে ধাতু কিছুটা শক্ত হতে পারে। ধাতুর এ কাঠিন্যতা দূর করতে হলে অ্যানিলিং করতে হয়। অ্যানিলিং করার সময় ধাতুর সকল স্থানে সমান তাপ প্রয়োগ করতে হয় এবং একই তাপমাত্রায় নির্দিষ্ট সময় পর্যন্ত রেখে ধীরে ধীরে ঠাণ্ডা করতে হয়। এই রকম ভাবে ধাতুকে একই তাপমাত্রায় কিছুক্ষণ রাখাকে সোকিং (Soaking) বলা হয়। ধাতুকে কাজের উপযোগী নরম, আভ্যন্তরীণ পীড়ন অপসারণ, তান্তবতা, বৈদ্যুতিক, চুম্বকীয়, ও যান্ত্রিক গুণাগুণের পরিবর্তন, দানার সূক্ষ্মতা বৃদ্ধি, নির্দিষ্ট মাইক্রোস্ট্রাকচারযুক্ত স্টিলকে পরবর্তী প্রক্রিয়ার জন্য প্রস্তুত করতে অ্যানিলিং করা হয়।

Annealing | Tempering | Normalizing | Hardening | Quenching | Carburizing

অন্য পোষ্ট : Pillar cock | Bib cock | Stop cock, Plastic facet, Bronze facet

অ্যানিলিং প্রধানত তিন প্রকার

১. প্রসেস অ্যানিলিং ( Process Annealing) 

২. পেটেনটিং অ্যানিলিং (Patenting Annealing)

৩. ফুল অ্যানিলিং (Full Annealing)

অ্যানিলিং এর উদ্দেশ্য :

১. মেশিনিং ও ফর্মিং করার জন্য স্টিল, ধাতু ও ধাতু সংকর নরম করতে অ্যানিলিং করা হয়। 

২. স্টিল, ধাতু ও ধাতু সংকর এর দানার গঠন সূক্ষ্ম বা মিহি করতে অ্যানিলিং করা হয়। 

৩. স্টিল, ধাতু ও ধাতু সংকর এর আভ্যন্তরীণ পীড়ন মুক্ত করতে অ্যানিলিং করা হয় ।

অ্যানিলিং তাপমাত্রা : 

১. স্টিল (০.১২% পর্যন্ত কার্বন) = ৮৫০°c – ৯০০°c

২. স্টিল (০.১৩% হতে ০.২৯% পর্যন্ত কার্বন) = ৮৪০°c- ৮৭০°৫

৩. স্টিল (০.৩০% হতে ০.৪৯% পর্যন্ত কার্বন) = ৮২০°c – ৮৪০°৫

৪. স্টিল (০.৫০% হতে ১.০০% পর্যন্ত কার্বন) = ৭৯০°c – ৮২০°c 

৫. হাই স্পিড স্টিল = ৯০০°C

নরমালাইজিং প্রক্রিয়াঃ

স্টিলকে ঊর্ধ্ব ক্রিটিক্যাল তাপমাত্রার উপরে ৫০ °c থেকে ১০০ °c পর্যন্ত তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করে কিছু সময় পর চুল্লি থেকে বের করে চুল্লির বাইরে মুক্ত অবস্থায় শীতল করাকে নরমালাইজিং বলে। নরমালাইজিং এর অর্থ হলো ধাতুকে সাধারণ এবং সুষম অবস্থায় আনা। স্টিলকে হার্ডেনিং এর আগে নরমালাইজিং করে নিতে হয়। নরমালাইজিং এর তাপমাত্রা স্টিলের মধ্যে কার্বনের পরিমাণের উপর নির্ভর করে। নরমালাইজিং করার ফলে রোলিং, স্ট্যাম্পিং প্রভৃতি অপারেশন করার পর স্টিলে যে বড় দানাসমূহ (Crystal) সৃষ্টি হয় তা অনেকাংশে ক্ষুদ্রতর হয়ে সুষম আকার ধারণ করে। মিডিয়াম কার্বন স্টিলের শক্তি বৃদ্ধি হয়, লো-কার্বন স্টীলের মেশিনেবিলিটি বাড়ে, ওয়েল্ডিং করা বস্তুর গাঠনিক পরিবর্তন ও আভ্যন্তরীণ পীড়ন হ্রাস পায়।

কোয়েঞ্চিং প্রক্রিয়া (Quenching Process) : 

ঊর্ধ্ব ক্রিটিক্যাল তাপমাত্রা থেকে কিছু উপরের তাপমাত্রায় স্টিলকে উত্তপ্ত করে লবণাক্ত পানি বা তৈল প্রভৃতির সাহায্যে অতি দ্রুত শীতল করাকে কুয়েঞ্চিং বলে। উত্তপ্ত স্টিলকে পানিতে ডুবিয়ে ঠাণ্ডা করলে খুব অল্প সময়ে ঠাণ্ডা হয় এবং বাতাসে ঠাণ্ডা করলে দেরিতে ঠাণ্ডা হয়। কোয়েঞ্চিং মিডিয়াম হিসাবে পানি ছাড়াও ব্রাইন, কস্টিক সোডার দ্রবণ, তেল প্রভৃতি ব্যবহার করা হয়। ধাতুকে কতটুকু শক্ত করতে হবে তার উপর কোয়েঞ্চিং মিডিয়াম এর ব্যবহার নির্ভর করে। সময় ও তাপমাত্রার উপর গাঠনিক পরিবর্তন নির্ভরশীল। অতি দ্রুত শীতল করলে স্টিলের শক্ততা বৃদ্ধি পায়।

অন্য পোষ্ট : Plumbing Fixtures | প্লাম্বিং ফিকচার, Sink, Bathtub, Shower bath, Flushing

টেম্পারিং প্রক্রিয়া (Tempering Process) : 

দ্রুত কোয়েল্ডিং করে স্টিলকে শক্ত করা হলে উহা ভঙ্গুর ও কাজের অনুপযুক্ত হয়। টেম্পারিং হলো অন্যতম তাপ প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি যা স্টিলের কাঠিন্য ও ভঙ্গুরতা প্রয়োজনীয় মাত্রায় কমাতে এবং উহাকে কার্যোপযোগী করতে ব্যবহৃত হয়। টেম্পারিং স্টিলের টানা শক্তি কমায় কিন্তু নমনীয়তা ও শক্ততা বৃদ্ধি করে। কোয়েঞ্চিং করার ফলে স্টিলের অসম গাঠনিক পরিবর্তন হয়, ভঙ্গুরতা বৃদ্ধি পায় এবং সমানভাবে সকল অংশ শক্ত হয় না। এই অসুবিধা দূর করার জন্য সাধারণ ইস্পাতকে কার্বনের হার অনুযায়ী ২২০০ সেঃ থেকে ৫০০° সেঃ পর্যন্ত তাপমাত্রায় পুন উত্তপ্ত করে লবণাক্ত পানি বা তৈলের মধ্যে ডুবিয়ে শীতল করা হয়। টেম্পারিং করার ফলে স্টিলের টাফনেস বাড়ে এবং ভঙ্গুরতা কমে। শিল্প ক্ষেত্রে ব্যবহারের জন্য স্টিলের তৈরি নানা প্রকার জিনিসপত্র ও যন্ত্রপাতি টেম্পারিং করা হয়। সাধারণভাবে ব্যবহৃত টেম্পারিং করা দ্রব্যগুলো হলো- ডিভাইডার, পাঞ্চ, ট্যাপ, ডাই, রিমার, ফাইল, ভাইসের 'জ', হ্যামারের মুখ, লেদ কাটিং টুল, শেপার কাটিং টুল, মিলিং কাটার, ড্রিল বিট, হ্যাক’স ব্লেড, শিয়ারিং ব্লেড, বাটালি, পাঞ্চ ইত্যাদি।

হার্ডেনিং প্রক্রিয়া (Hardening Process) :

 হার্ডেনিং হলো অন্যতম তাপ প্রক্রিয়াকরণ প্রক্রিয়া যা স্টিলকে কার্বনের পরিমাণ বৃদ্ধি করে ইন্সিত মাত্রায় শক্ত করে। এই প্রক্রিয়ায় স্টিলকে ক্রিটিক্যাল তাপমাত্রা সীমার অনেক ঊর্ধ্ব তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করা হয় তারপর দ্রুত পানি, বা তৈলে ঠাণ্ডা করা হয়।

হার্ডেনিং এর প্রকারভেদঃ

হার্ডেনিং প্রক্রিয়াকে নিম্নলিখিত কয়েক ভাগে ভাগ করা যায়। যেমন

১. কার্বোরাইজিং 

২. কেস হার্ডেনিং

৩. সায়ানাইডিং

৪. নাইট্রাইডিং

৫. ফ্রেইম হার্ডেনিং

৬. ইনডাকশন হার্ডেনিং