প্রশ্ন: আমরা সম্প্রতি এমন একটি কাজ শুরু করেছি যার জন্য কিছু যন্ত্রাংশ প্রধানত ৩০৪ স্টেইনলেস স্টিল দিয়ে তৈরি করতে হবে, যা নিজের সাথেই এবং মাইল্ড স্টিলের সাথে ঝালাই করা হয়। আমরা ১.২৫ ইঞ্চি পুরু পর্যন্ত স্টেইনলেস স্টিলের সাথে স্টেইনলেস স্টিলের ঝালাইয়ের ফাটল নিয়ে কিছু সমস্যার সম্মুখীন হয়েছি। উল্লেখ করা হয়েছে যে আমাদের ফেরাইটের মাত্রা কম। আপনি কি ব্যাখ্যা করতে পারেন এটি কী এবং কীভাবে এর সমাধান করা যায়?
এ: এটি একটি ভালো প্রশ্ন। হ্যাঁ, ফেরাইটের পরিমাণ কমে যাওয়া বলতে কী বোঝায় এবং কীভাবে তা প্রতিরোধ করা যায়, তা বুঝতে আমরা আপনাকে সাহায্য করতে পারি।
প্রথমে, স্টেইনলেস স্টিল (SS)-এর সংজ্ঞা এবং ঝালাই করা জোড়ের সাথে ফেরাইটের সম্পর্ক দেখা যাক। কালো ইস্পাত এবং সংকর ধাতুতে ৫০%-এর বেশি লোহা থাকে। এর মধ্যে সমস্ত কার্বন ও স্টেইনলেস স্টিল এবং নির্দিষ্ট কিছু অন্যান্য গোষ্ঠীও অন্তর্ভুক্ত। অ্যালুমিনিয়াম, তামা এবং টাইটানিয়ামে লোহা থাকে না, তাই এগুলো অলৌহ সংকর ধাতুর চমৎকার উদাহরণ।
এই সংকর ধাতুর প্রধান উপাদানগুলো হলো কমপক্ষে ৯০% লৌহ উপাদানযুক্ত কার্বন স্টিল এবং ৭০ থেকে ৮০% লৌহ উপাদানযুক্ত স্টেইনলেস স্টিল। স্টেইনলেস স্টিল (SS) হিসেবে শ্রেণীবদ্ধ হতে হলে, এতে অবশ্যই কমপক্ষে ১১.৫% ক্রোমিয়াম যুক্ত থাকতে হবে। এই ন্যূনতম সীমার চেয়ে বেশি ক্রোমিয়ামের মাত্রা স্টিলের পৃষ্ঠে একটি ক্রোমিয়াম অক্সাইড স্তর তৈরি করতে সাহায্য করে এবং মরিচা (আয়রন অক্সাইড) বা রাসায়নিক ক্ষয়ের মতো জারণ প্রতিরোধ করে।
স্টেইনলেস স্টিলকে প্রধানত তিনটি ভাগে ভাগ করা হয়: অস্টেনিটিক, ফেরিটিক এবং মার্টেনসিটিক। কক্ষ তাপমাত্রায় এদের গঠনকারী স্ফটিক কাঠামো থেকেই এদের নামকরণ করা হয়েছে। আরেকটি প্রচলিত ভাগ হলো ডুপ্লেক্স স্টেইনলেস স্টিল, যার স্ফটিক কাঠামোতে ফেরাইট এবং অস্টেনাইটের একটি ভারসাম্য থাকে।
অস্টেনিটিক গ্রেড, ৩০০ সিরিজে, ১৬% থেকে ৩০% ক্রোমিয়াম এবং ৮% থেকে ৪০% নিকেল থাকে, যা একটি প্রধানত অস্টেনিটিক স্ফটিক কাঠামো তৈরি করে। ইস্পাত তৈরির প্রক্রিয়ার সময় অস্টেনাইট-ফেরাইট অনুপাত গঠনে সহায়তা করার জন্য নিকেল, কার্বন, ম্যাঙ্গানিজ এবং নাইট্রোজেনের মতো স্টেবিলাইজার যোগ করা হয়। কিছু সাধারণ গ্রেড হলো ৩০৪, ৩১৬ এবং ৩৪৭। এটি ভালো ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদান করে; প্রধানত খাদ্য, রাসায়নিক, ঔষধ এবং ক্রায়োজেনিক শিল্পে ব্যবহৃত হয়। ফেরাইট গঠন নিয়ন্ত্রণ নিম্ন তাপমাত্রায় চমৎকার দৃঢ়তা প্রদান করে।
ফেরাইটিক এসএস হলো ৪০০ সিরিজের একটি গ্রেড যা সম্পূর্ণরূপে চৌম্বকীয়, এতে ১১.৫% থেকে ৩০% ক্রোমিয়াম থাকে এবং এর স্ফটিক কাঠামো প্রধানত ফেরাইটিক। ফেরাইট গঠনকে ত্বরান্বিত করার জন্য ইস্পাত উৎপাদনের সময় স্টেবিলাইজার হিসেবে ক্রোমিয়াম, সিলিকন, মলিবডেনাম এবং নাইওবিয়াম অন্তর্ভুক্ত করা হয়। এই ধরনের এসএস সাধারণত গাড়ির নিষ্কাশন ব্যবস্থা এবং পাওয়ারট্রেনে ব্যবহৃত হয় এবং উচ্চ তাপমাত্রায় এর প্রয়োগ সীমিত। এর কয়েকটি বহুল ব্যবহৃত প্রকার হলো: ৪০৫, ৪০৯, ৪৩০ এবং ৪৪৬।
মার্টেনসিটিক গ্রেড, যা ৪০০ সিরিজ নামেও পরিচিত, যেমন ৪০৩, ৪১০, এবং ৪৪০, চৌম্বকীয়, এতে ১১.৫% থেকে ১৮% ক্রোমিয়াম থাকে এবং এর একটি মার্টেনসিটিক ক্রিস্টাল কাঠামো রয়েছে। এই সংমিশ্রণে সোনার পরিমাণ সবচেয়ে কম থাকে, ফলে এগুলোর উৎপাদন খরচও সবচেয়ে কম। এগুলো কিছুটা ক্ষয়রোধী ক্ষমতা ও উন্নত শক্তি প্রদান করে এবং সাধারণত খাবার টেবিলের বাসনপত্র, দন্ত ও শল্যচিকিৎসার সরঞ্জাম, রান্নার পাত্র এবং কিছু নির্দিষ্ট ধরনের যন্ত্রপাতিতে ব্যবহৃত হয়।
স্টেইনলেস স্টিল ওয়েল্ড করার সময়, ব্যবহৃত সাবস্ট্রেটের ধরন এবং এর প্রয়োগের উপর নির্ভর করে উপযুক্ত ফিলার মেটাল নির্ধারণ করা হয়। আপনি যদি শিল্ডিং গ্যাস প্রক্রিয়া ব্যবহার করেন, তবে ওয়েল্ডিং-সম্পর্কিত কিছু সমস্যা প্রতিরোধ করার জন্য শিল্ডিং গ্যাসের মিশ্রণের প্রতি বিশেষ মনোযোগ দেওয়ার প্রয়োজন হতে পারে।
৩০৪ স্টিলকে নিজের সাথে ঝালাই করার জন্য আপনার একটি E308/308L ইলেকট্রোড প্রয়োজন হবে। “L” মানে হলো কম কার্বন, যা আন্তঃকণা ক্ষয় (intergranular corrosion) প্রতিরোধ করতে সাহায্য করে। এই ইলেকট্রোডগুলিতে কার্বনের পরিমাণ ০.০৩%-এর কম থাকে। এই মান অতিক্রম করলে, কণার সীমানায় (grain boundaries) কার্বন জমা হওয়ার এবং ক্রোমিয়াম বন্ধনের মাধ্যমে ক্রোমিয়াম কার্বাইড গঠনের ঝুঁকি বেড়ে যায়, যা কার্যকরভাবে স্টিলের ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস করে। স্টেইনলেস স্টিলের ঝালাইয়ের তাপ-প্রভাবিত অঞ্চলে (heat-affected zone বা HAZ) ক্ষয় ঘটলে এটি স্পষ্ট হয়ে ওঠে। গ্রেড L স্টেইনলেস স্টিলের ক্ষেত্রে আরেকটি বিবেচ্য বিষয় হলো, উচ্চ কার্যকারী তাপমাত্রায় সাধারণ স্টেইনলেস স্টিল গ্রেডের তুলনায় এদের টান শক্তি (tensile strength) কম থাকে।
যেহেতু ৩০৪ এক প্রকার অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিল, তাই এর ওয়েল্ড মেটালে বেশিরভাগ অস্টেনাইট থাকে। তবে, ওয়েল্ড মেটালে ফেরাইট গঠনে সহায়তা করার জন্য ইলেকট্রোডটিতে মলিবডেনামের মতো একটি ফেরাইট স্টেবিলাইজার থাকে। প্রস্তুতকারকরা সাধারণত একটি ওয়েল্ড মেটালের জন্য ফেরাইটের পরিমাণের একটি সাধারণ পরিসীমা উল্লেখ করে থাকে। পূর্বে যেমন উল্লেখ করা হয়েছে, কার্বন একটি শক্তিশালী অস্টেনিটিক স্টেবিলাইজার এবং এই কারণে ওয়েল্ড মেটালে এর সংযোজন রোধ করা অপরিহার্য।
ফেরাইট সংখ্যা শেফলার চার্ট এবং WRC-1992 চার্ট থেকে নির্ণয় করা হয়, যেখানে নিকেল এবং ক্রোমিয়াম সমতুল্য সূত্র ব্যবহার করে মান গণনা করা হয়, যা চার্টে স্থাপন করলে একটি স্বাভাবিক সংখ্যা পাওয়া যায়। ০ থেকে ৭-এর মধ্যে একটি ফেরাইট সংখ্যা ওয়েল্ড মেটালে উপস্থিত ফেরাইটিক ক্রিস্টাল কাঠামোর আয়তন শতাংশকে নির্দেশ করে, তবে, উচ্চতর শতাংশে ফেরাইট সংখ্যা আরও দ্রুত বৃদ্ধি পায়। মনে রাখবেন যে স্টেইনলেস স্টিলের (SS) ফেরাইট কার্বন স্টিলের ফেরাইটের মতো নয়, বরং এটি ডেল্টা ফেরাইট নামক একটি দশা। অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিল হিট ট্রিটমেন্টের মতো উচ্চ তাপমাত্রার প্রক্রিয়ার সাথে সম্পর্কিত দশা রূপান্তরের মধ্য দিয়ে যায় না।
ফেরাইট গঠন কাম্য, কারণ এটি অস্টেনাইটের চেয়ে বেশি নমনীয়, কিন্তু এটি অবশ্যই নিয়ন্ত্রণ করতে হবে। কিছু ক্ষেত্রে, ফেরাইটের কম পরিমাণ ওয়েল্ডকে চমৎকার ক্ষয়রোধী ক্ষমতা দিতে পারে, কিন্তু ওয়েল্ডিংয়ের সময় এগুলিতে হট ক্র্যাকিং বা উত্তপ্ত অবস্থায় ফাটল ধরার প্রবণতা অত্যন্ত বেশি থাকে। সাধারণ ব্যবহারের জন্য, ফেরাইটের সংখ্যা ৫ থেকে ১০-এর মধ্যে হওয়া উচিত, তবে কিছু ক্ষেত্রে এর চেয়ে কম বা বেশি সংখ্যার প্রয়োজন হতে পারে। কর্মক্ষেত্রে একটি ফেরাইট ইন্ডিকেটরের সাহায্যে ফেরাইট সহজেই পরীক্ষা করা যায়।
যেহেতু আপনি ফাটল এবং কম ফেরাইটের সমস্যার কথা উল্লেখ করেছেন, তাই আপনার ফিলার মেটালটি ভালোভাবে পরীক্ষা করে দেখা উচিত এবং নিশ্চিত করা উচিত যে এটি পর্যাপ্ত ফেরাইট তৈরি করছে কিনা – প্রায় ৮টি ফেরাইটই যথেষ্ট হবে। এছাড়াও, আপনি যদি ফ্লাক্স-কোরড আর্ক ওয়েল্ডিং (FCAW) ব্যবহার করেন, তবে এই ফিলার মেটালগুলিতে সাধারণত ১০০% কার্বন ডাই অক্সাইড বা ৭৫% আর্গন এবং ২৫% CO2-এর মিশ্রণের শিল্ড গ্যাস ব্যবহার করা হয়, যা ওয়েল্ড মেটালে কার্বন শোষণের কারণ হতে পারে। কার্বন জমার সম্ভাবনা কমাতে আপনি মেটাল আর্ক ওয়েল্ডিং (GMAW) পদ্ধতিতে যেতে পারেন এবং ৯৮% আর্গন/২% অক্সিজেনের মিশ্রণ ব্যবহার করতে পারেন।
স্টেইনলেস স্টিলের সাথে কার্বন স্টিল ঝালাই করার সময় অবশ্যই E309L ফিলার মেটেরিয়াল ব্যবহার করতে হবে। এই ফিলার মেটালটি বিশেষভাবে ভিন্ন ধাতুর ঝালাইয়ের জন্য ব্যবহৃত হয়, যা ঝালাইয়ের সময় কার্বন স্টিল দ্রবীভূত হওয়ার পর নির্দিষ্ট পরিমাণে ফেরাইট তৈরি করে। যেহেতু কার্বন স্টিল কিছু পরিমাণ কার্বন শোষণ করে, তাই কার্বনের অস্টেনাইট গঠনের প্রবণতাকে প্রতিহত করার জন্য ফিলার মেটালে ফেরাইট স্টেবিলাইজার যোগ করা হয়। এটি ঝালাইয়ের সময় তাপীয় ফাটল প্রতিরোধ করতে সাহায্য করে।
পরিশেষে, আপনি যদি অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের ওয়েল্ডে সৃষ্ট হট ক্র্যাক মেরামত করতে চান, তবে পর্যাপ্ত ফেরাইট ফিলার মেটাল আছে কিনা তা পরীক্ষা করুন এবং ভালো ওয়েল্ডিং পদ্ধতি অনুসরণ করুন। হিট ইনপুট ৫০ kJ/in²-এর নিচে রাখুন, ইন্টার-পাস তাপমাত্রা মাঝারি থেকে কম রাখুন এবং সোল্ডারিং করার আগে সোল্ডার জয়েন্টগুলো পরিষ্কার আছে কিনা তা নিশ্চিত করুন। ওয়েল্ডের উপর ফেরাইটের পরিমাণ পরীক্ষা করার জন্য একটি উপযুক্ত গেজ ব্যবহার করুন, যার লক্ষ্য থাকবে ৫-১০।
ওয়েল্ডার, যা পূর্বে প্র্যাকটিক্যাল ওয়েল্ডিং টুডে নামে পরিচিত ছিল, সেইসব সাধারণ মানুষদের প্রতিনিধিত্ব করে যারা আমাদের দৈনন্দিন ব্যবহৃত ও কর্মোপযোগী পণ্যগুলো তৈরি করেন। এই ম্যাগাজিনটি ২০ বছরেরও বেশি সময় ধরে উত্তর আমেরিকার ওয়েল্ডিং কমিউনিটিকে সেবা দিয়ে আসছে।
এখন দ্য ফ্যাব্রিকেটর ডিজিটাল সংস্করণে সম্পূর্ণ অ্যাক্সেসের মাধ্যমে মূল্যবান শিল্প সম্পদগুলিতে সহজে প্রবেশাধিকার পান।
দ্য টিউব অ্যান্ড পাইপ জার্নাল-এর ডিজিটাল সংস্করণটি এখন সম্পূর্ণরূপে প্রবেশযোগ্য, যা শিল্প খাতের মূল্যবান তথ্যাবলীতে সহজে প্রবেশাধিকার প্রদান করে।
মেটাল স্ট্যাম্পিং বাজারের জন্য সর্বশেষ প্রযুক্তি, সেরা অনুশীলন এবং শিল্প সংবাদ সম্বলিত স্ট্যাম্পিং জার্নালের সম্পূর্ণ ডিজিটাল অ্যাক্সেস পান।
এখন ‘The Fabricator en Español’-এর সম্পূর্ণ ডিজিটাল অ্যাক্সেসের মাধ্যমে, আপনি শিল্পের মূল্যবান রিসোর্সগুলো সহজেই অ্যাক্সেস করতে পারবেন।