ڈھالے ہوئے حصوں میں عناصر کا کردار اور ان کے اضافے کا ترتیب

ڈھالنے کے تیاری کے عمل میں، کیمیائی عناصر کو مطلوبہ حد تک ایڈجسٹ کرنے کے لیے ہمیں ملاوٹ کے عناصر کو شامل کرنا ضروری ہوتا ہے۔ ہر عنصر کی مقدار جو ڈھالنے میں شامل کی جاتی ہے، اس کا وقت اور اضافے کا ترتیب ڈھالنے کی معیار پر اثر انداز ہوتا ہے۔ ہم کوشش کرتے ہیں کہ کئی عام طور پر استعمال ہونے والے عناصر کا تجزیہ کریں:

I. ہر عنصر کا کردار اور اضافے کا اصول

(1) کاربن (C)

فانکشن:

میٹرکس کو مضبوط بنانا: C فولاد میں مرکزی محلول مضبوطی بخش عنصر ہے، جو لوہے کے ساتھ سیمنٹائٹ (Fe₃C) تشکیل دیتا ہے تاکہ سختی اور طاقت میں اضافہ کیا جا سکے۔

جمد کنٹرول: زیادہ C کی مقدار مائع فولاد کی روانی کو کم کر دیتی ہے اور سکڑنے کے رجحان کو بڑھا دیتی ہے۔

اضافہ کا اصول: مواد کی مقدار کو ہدف کی کارکردگی کے مطابق ترتیب دینے کی ضرورت ہوتی ہے (عام طور پر کم مِلڈ سٹیل میں 0.15% تا 0.3% کے درمیان کنٹرول کیا جاتا ہے)۔

زیادہ رسک: جب C > 0.5% ہو تو، شدید طور پر چوڑائی کم ہو جاتی ہے اور ویلڈیبلٹی بھی خراب ہو جاتی ہے۔

(2) سلیکون (Si)

فانکشن:

ڈی آکسیڈائزر: آکسیجن کے ساتھ ترجیحی طور پر SiO₂ بنانے کے لیے ردعمل کرتا ہے تاکہ مائع سٹیل کو صاف کیا جا سکے۔

صلب محلول مضبوطی: فیرائٹ میں حل ہو کر طاقت میں اضافہ کرتا ہے (ہر 0.1% Si کے اضافے سے کششِ کشش تقریباً 4 MPa بڑھ جاتی ہے)۔

اضافہ کا اصول: آکسیڈیشن کے نقصان سے بچنے کے لیے پگھلانے کے آخری مرحلے (کم کرنے کا دور) میں اضافہ کرنا چاہیے (جیسے فیرو سلیکون ایلائے)۔

زیادہ مواد کا خطرہ: مواد کی مقدار 0.2% تا 0.5% کے درمیان کنٹرول کی جاتی ہے، اگر یہ زیادہ ہو تو چوڑائی کم ہو جاتی ہے۔

(3) منگنیز (Mn)

فانکشن:

آکسیڈیشن اور سلفر کو ختم کرنا: آکسیجن کے ساتھ MnO (آکسیڈیشن) اور سلفر کے ساتھ MnS (سلفر کو ختم کرنا) بناتا ہے۔

سختی کی صلاحیت میں بہتری: پیئرلائٹ کے تبدیل ہونے کو روکتا ہے اور مارٹینسائٹ کی سختی کی صلاحیت میں بہتری لاتا ہے۔

اضافہ کا اصول: آکسیڈیشن کے دوران بیچوں میں اضافہ کریں (ڈی آکسیڈیشن + ڈی سلفرائزیشن)، اور ریڈکشن کے دوران اضافہ کریں (اگر جل جائے)۔

زیادہ مواد کا خطرہ: مواد کو 0.8% تا 1.5% کے درمیان کنٹرول کیا جاتا ہے، زیادہ ہونے سے ٹیمپر برٹل نیس (سختی کا فقدان) کا خطرہ بڑھ جاتا ہے۔

(4) فاسفورس (P)

فانکشن:

نوکسیدہ عناصر: فیریٹ میں ٹھوس محلول کی شکل میں گھل جاتے ہیں، جس سے لچک اور مضبوطی کم ہو جاتی ہے (سرد برٹل نیس کا رجحان)۔

ٹھوس محلول مضبوطی: نگرانی کے تحت فاسفورس کی ناچیز مقدار مضبوطی میں اضافہ کر سکتی ہے، لیکن اس کی مقدار کو سختی سے کنٹرول کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ درمیانی فریکوئنسی کے بھٹے کی پیداوار میں اس کا اضافہ کرنا ترجیحی نہیں ہے۔

کنٹرول کا اصول: کوشش کریں کہ کم فاسفورس کے خام مال (جیسے اسکریپ سٹیل) کا انتخاب کیا جائے اور پگھلانے کے دوران اضافی اضافہ سے گریز کیا جائے۔

زیادہ مقدار کا خطرہ: مواد کی مقدار 0.035% سے کم ہونی چاہیے (اعلیٰ معیار کے سٹیل کے لیے 0.025% سے کم ہونا ضروری ہے)۔

(5) سلفر (S)

فانکشن:

نوکسیدہ عناصر: لوہے کے ساتھ FeS بناتے ہیں، جس کی وجہ سے گرم برٹل نیس (اونچے درجہ حرارت پر پروسیسنگ کے دوران دراڑیں) پیدا ہوتی ہیں۔

شامل کرنے کا کنٹرول: Mn کے ساتھ مل کر MnS پیدا کرنے کے لیے ضروری ہے (نقصان کو کم کرنا)۔

کنٹرول کا اصول: Mn شامل کر کے سلفائیزیشن کو کنٹرول کرنا (Mn:S کا تناسب 2:1 سے 3:1 تجویز کیا گیا ہے)۔

زیادہ مقدار کا خطرہ: مواد کی مقدار 0.035% سے کم ہونی چاہیے (خصوصی سٹیل کے لیے <0.02%)۔

(6) کرومیئم (Cr)

فانکشن:

سختی کی صلاحیت میں بہتری: آسٹینائٹ کے ٹوٹنے کو تاخیر سے روکنا اور مارٹینسائٹ کی سختی میں اضافہ کرنا۔

کوروزن کے مقابلے کی صلاحیت: گھنی Cr₂O₃ آکسائیڈ فلم کا تشکیل (جیسے سٹین لیس سٹیل)۔

دانوں کو باریک کرنا: آسٹینائٹ دانوں کے بڑھنے کو روکنا۔

اضافے کا اصول: پگھلنے کے دوران شامل کرنا (اونچے پگھلنے کے درجہ حرارت کی ضرورت ہوتی ہے، اور اونچے درجہ حرارت پر حل ہونا ضروری ہے)۔ عام طور پر مواد کی مقدار 0.5% سے 2.0% ہوتی ہے (کوروزن یا پہننے کے مقابلے کی ضروریات کے مطابق ایڈجسٹ کی جاتی ہے)۔ کے مقابلے کی ضروریات کے مطابق ایڈجسٹ کی جاتی ہے)۔

(7) مولیبڈینم (Mo)

فانکشن:

دانے کو باریک کرنا: آسٹینائٹ کے دانے کے موٹا ہونے کو روکنا اور مضبوطی میں بہتری لانا۔

اعلیٰ درجہ حرارت کی استحکامیت: سرخ سختی اور تیزی سے بہنے کے خلاف مزاحمت میں بہتری لانا۔

صلب محلول کے ذریعے مضبوطی بخشنا: میٹرکس کی مضبوطی کو بڑھانا۔

اضافہ کا اصول: پگھلانے کے دوران (کرومیم کی طرح) شامل کرنا تاکہ اعلیٰ درجہ حرارت پر فرار ہونے سے بچا جا سکے۔ عام طور پر مواد کی مقدار 0.1% تا 0.3% ہوتی ہے (زیادہ مو لیبڈینم والے سٹیل کے لیے یہ زیادہ ہوتی ہے)۔

iI. عناصر کے درمیان تعامل

(1) کاربن اور سلیکون/منگنیز کا ہم آہنگ اثر

ڈی آکسیڈیشن کا توازن: سلیکون پہلے ڈی آکسیڈائز کرتا ہے، منگنیز گندھک کو خارج کرنے میں مدد دیتا ہے، لیکن زیادہ سلیکون منگنیز کے گندھک خارج کرنے کے اثر کو روک سکتا ہے۔

مرحلہ تبدیلی کا اثر: جب کاربن کی مقدار زیادہ ہو تو منگنیز پیئرلائٹ کی تبدیلی کو سست کر سکتا ہے، جس کی وجہ سے باقی آسٹینائٹ میں اضافہ ہوتا ہے۔

(2) کرومیم اور مو لیبڈینم کا مکمل کرنے والا اثر

سختی حاصل کرنے کی صلاحیت کا اضافہ: کرومیم اور مو لیبڈینم مشترکہ طور پر سختی حاصل کرنے کی صلاحیت میں بہتری لاتے ہیں، جو اعلیٰ مضبوطی والے سٹیل (جیسے HSLA) کے لیے مناسب ہیں۔

کوروزن کی مقاومت کا ہم آہنگی کا اثر: کرومیئم (Cr) ایک پیسنٹیویشن فلم فراہم کرتا ہے، اور مولیبڈینم (Mo) پٹنگ کی مقاومت کو بڑھاتا ہے (جیسے سٹین لیس سٹیل میں Cr-Mo کا ترکیب)۔

(3) فاسفورس (P) اور سلفر (S) کا ہم آہنگی کے تحت نقصان دہ اثر

کم درجہ حرارت پر شکنیت: فاسفورس (P) سرد شکنیت کو شدید کرتا ہے، اور سلفر (S) گرم شکنیت کا باعث بنتا ہے۔ اس خطرے کو منجنیز (Mn) اور عملی کنٹرول کے ذریعے کم کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔

ⅲ. درمیانی فریکوئنسی بھٹی کے پگھلانے کے عمل کی موافقت

(1) اضافے کی ترتیب کی بہتری

پگھلانے کا دورانیہ: کرومیئم (Cr) اور مولیبڈینم (Mo) جیسے اعلیٰ پگھلنے والے عناصر کو مکمل طور پر حل ہونے کے لیے شامل کیا جائے۔

آکسیڈیشن کا دورانیہ: منجنیز (Mn) کو ذخیرہ کی صورت میں شامل کیا جائے (ڈی آکسیڈیشن + ڈی سلفرائزیشن)۔ زیادہ مطلوبہ مصنوعات کے لیے آکسیجن بلونگ ٹیکنالوجی استعمال کی جا سکتی ہے، لیکن آکسیجن بلونگ کی مقدار کو کنٹرول کیا جانا چاہیے تاکہ زیادہ آکسیڈیشن سے بچا جا سکے۔

ریڈکشن کا دورانیہ: سلیکون (Si) شامل کریں (حتمی ڈی آکسیڈیشن) اور منجنیز (Mn) کو تکمیل کے لیے شامل کریں (اگر جل گیا ہو)۔