نکل اور سٹینلیس سٹیل کا بنیادی علم

نکل اور سٹینلیس سٹیل کا بنیادی علم

سٹینلیس سٹیل میں نکل کا بنیادی کام یہ ہے کہ یہ سٹیل کے کرسٹل ڈھانچے کو تبدیل کرتا ہے۔ سٹینلیس سٹیل میں نکل کو شامل کرنے کی ایک اہم وجہ آسٹنائٹ کرسٹل ڈھانچہ کی تشکیل ہے، جو سٹینلیس سٹیل کی خصوصیات جیسے پلاسٹکٹی، ویلڈیبلٹی اور سختی کو بہتر بناتی ہے۔ لہذا، نکل کو آسٹنائٹ تشکیل دینے والا عنصر کہا جاتا ہے۔ عام کاربن اسٹیل کے کرسٹل ڈھانچے کو فیرائٹ کہا جاتا ہے، جو ایک باڈی سینٹرڈ کیوبک (BCC) ڈھانچہ پیش کرتا ہے۔ نکل کا اضافہ کرسٹل ڈھانچے کو باڈی سینٹرڈ کیوبک (BCC) ڈھانچے سے چہرے کے مرکز والے کیوبک (FCC) ڈھانچے میں تبدیل کرنے کو فروغ دیتا ہے، جسے آسٹینائٹ کہتے ہیں۔ تاہم، نکل اس خاصیت کے ساتھ واحد عنصر نہیں ہے۔ عام آسٹنائٹ بنانے والے عناصر میں نکل، کاربن، نائٹروجن، مینگنیج اور تانبا شامل ہیں۔ Austenite کی تشکیل میں ان عناصر کی نسبتی اہمیت سٹینلیس سٹیل کے کرسٹل ڈھانچے کی پیشین گوئی کے لیے بہت اہمیت کی حامل ہے۔ اس وقت، بہت سے فارمولے تیار کیے گئے ہیں تاکہ آسٹینائٹ بنانے والے عناصر کی نسبتی اہمیت کو ظاہر کیا جا سکے، جن میں سے سب سے مشہور مندرجہ ذیل فارمولہ ہے:

Austenite بنانے کی صلاحیت=Ni%+30C%+30N%+0.5Mn%+0.25Cu%

اس مساوات سے، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ کاربن ایک مضبوط آسٹنائٹ بنانے والا عنصر ہے، جس میں نکل سے 30 گنا زیادہ آسٹنائٹ بنانے کی صلاحیت ہے۔ تاہم، اسے سنکنرن مزاحم سٹینلیس سٹیل میں شامل نہیں کیا جا سکتا ہے کیونکہ یہ ویلڈنگ کے بعد سنسنی خیز سنکنرن اور اس کے نتیجے میں انٹر گرانولر سنکنرن کے مسائل کا سبب بن سکتا ہے۔ نائٹروجن عنصر کی آسٹنائٹ بنانے کی صلاحیت بھی نکل سے 30 گنا زیادہ ہے، لیکن یہ ایک گیس ہے۔ porosity کے مسئلہ سے بچنے کے لیے، نائٹروجن کی ایک محدود مقدار صرف سٹینلیس سٹیل میں شامل کی جا سکتی ہے۔ مینگنیج اور تانبے کو شامل کرنے سے اسٹیل بنانے کے عمل کے دوران ریفریکٹری لائف اور ویلڈنگ کے مسائل کم ہو سکتے ہیں۔

نکل کی مساوات سے، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ مینگنیز کا اضافہ آسٹنائٹ بنانے میں زیادہ مؤثر نہیں ہے، لیکن مینگنیج کو شامل کرنے سے زیادہ نائٹروجن سٹینلیس سٹیل میں تحلیل ہو سکتی ہے، جو کہ ایک بہت مضبوط آسٹنائٹ بنانے والا عنصر ہے۔ 20سیریز کے سٹینلیس سٹیل میں، یہ کافی مینگنیج اور نائٹروجن ہے جو نکل کی جگہ لے کر 100% آسنیٹک ڈھانچہ بناتا ہے۔ نکل کی مقدار جتنی کم ہوگی، مینگنیز اور نائٹروجن کی اتنی ہی زیادہ مقدار شامل کرنے کی ضرورت ہے۔ مثال کے طور پر، قسم 201 سٹینلیس سٹیل میں، اس میں صرف 4.5% نکل اور 0.25% نائٹروجن ہوتا ہے۔ نکل کی مساوات کے مطابق، ان نائٹروجن کی آسٹنائٹ بنانے کی صلاحیت 7.5٪ نکل کے برابر ہے، لہذا یہ 100٪ آسٹنائٹ ڈھانچہ بھی بنا سکتا ہے۔ یہ 200 سیریز سٹینلیس سٹیل کی تشکیل کا اصول بھی ہے۔ کچھ 200 سیریز کے سٹین لیس سٹیل جو معیارات پر پورا نہیں اترتے، مینگنیج اور نائٹروجن کی کافی مقدار میں شامل کرنے سے قاصر ہونے کی وجہ سے، 100% austenitic ڈھانچہ بنانے کے لیے، شامل کرومیم کی مقدار کو مصنوعی طور پر کم کر دیا گیا ہے، جس کی وجہ سے لامحالہ سٹینلیس سٹیل کی سنکنرن مزاحمت میں کمی۔

سٹینلیس سٹیل میں، دو مخالف قوتیں بیک وقت کام کرتی ہیں: فیرائٹ بنانے والے عناصر مسلسل فیرائٹ بناتے ہیں، اور آسٹنائٹ بنانے والے عناصر مسلسل آسٹینائٹ بناتے ہیں۔ حتمی کرسٹل ڈھانچہ دو قسم کے اضافی عناصر کی نسبتہ مقدار پر منحصر ہے۔ کرومیم ایک فیرائٹ بنانے والا عنصر ہے، لہذا سٹینلیس سٹیل کے کرسٹل ڈھانچے کی تشکیل میں کرومیم اور آسٹنائٹ بنانے والے عناصر کے درمیان مسابقتی تعلق ہے۔

www.superbheater.com