ઉચ્ચ કાર્બન સામગ્રીવાળા સ્ટીલ્સ શા માટે સરળતાથી તૂટી જાય છે? ભાગ 1

2022-06-24

ઉચ્ચ કાર્બન સામગ્રીવાળા બાર ઘણી વખત તૂટી ગયા છે, જેમ કે 45# સ્ટીલના બનેલા શાફ્ટ, જે ઉપયોગના થોડા સમય પછી તૂટી જશે. ખંડિત ભાગોમાંથી નમૂનાઓ લેવા અને મેટલોગ્રાફિક વિશ્લેષણ હાથ ધરવાથી, કારણ શોધવાનું ઘણીવાર અશક્ય છે, ભલે તે કેટલાક કારણો શોધવાનું દૂરનું હોય, તે વાસ્તવિક કારણ નથી.

ઉચ્ચ શક્તિની ખાતરી કરવા માટે, સ્ટીલમાં કાર્બન પણ ઉમેરવો જોઈએ, જેની સાથે આયર્ન કાર્બાઈડ અવક્ષેપિત થાય છે. ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ દૃષ્ટિકોણથી, આયર્ન કાર્બાઇડ કેથોડ તરીકે કાર્ય કરે છે, સબસ્ટ્રેટની આસપાસ એનોડિક વિસર્જન પ્રતિક્રિયાને વેગ આપે છે. માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરમાં આયર્ન કાર્બાઇડ્સના વોલ્યુમ અપૂર્ણાંકમાં વધારો પણ કાર્બાઇડ્સના નીચા હાઇડ્રોજન ઓવરવોલ્ટેજ ગુણધર્મોને આભારી છે.
સ્ટીલની સપાટી હાઇડ્રોજન ઉત્પન્ન કરવા અને શોષવામાં સરળ છે. જ્યારે હાઇડ્રોજન અણુઓ સ્ટીલમાં ઘૂસી જાય છે, ત્યારે હાઇડ્રોજનના જથ્થાના અપૂર્ણાંકમાં વધારો થઈ શકે છે, અને અંતે સામગ્રીના હાઇડ્રોજનના ભંગાણ સામે પ્રતિકાર નોંધપાત્ર રીતે ઓછો થાય છે.
ઉચ્ચ-શક્તિવાળા સ્ટીલ્સના કાટ પ્રતિકાર અને હાઇડ્રોજન એમ્બ્રીટલમેન્ટ પ્રતિકારમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો માત્ર સ્ટીલના ગુણધર્મોને જ નુકસાન પહોંચાડતું નથી, પરંતુ સ્ટીલના ઉપયોગને પણ મોટા પ્રમાણમાં મર્યાદિત કરે છે.
ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે ઓટોમોબાઈલ સ્ટીલ તણાવની ક્રિયા હેઠળ ક્લોરાઈડ જેવા વિવિધ કાટ લાગતા વાતાવરણના સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે સ્ટ્રેસ કોરોઝન ક્રેકીંગ (એસસીસી) ની ઘટના જે કારના શરીરની સલામતી માટે ગંભીર ખતરો ઉભી કરે છે.
કાર્બનનું પ્રમાણ જેટલું ઊંચું છે, તેટલું હાઇડ્રોજન પ્રસરણ ગુણાંક ઓછું અને હાઇડ્રોજન દ્રાવ્યતા વધારે છે. વિદ્વાન ચાને એકવાર દરખાસ્ત કરી હતી કે વિવિધ જાળી ખામીઓ જેમ કે અવક્ષેપ (હાઇડ્રોજન અણુઓ માટે ટ્રેપ સાઇટ તરીકે), સંભવિત અને છિદ્રો કાર્બન સામગ્રીના પ્રમાણસર છે. કાર્બન સામગ્રીમાં વધારો હાઇડ્રોજન પ્રસરણને અટકાવશે, તેથી હાઇડ્રોજન પ્રસરણ ગુણાંક પણ ઓછો છે.
કાર્બનનું પ્રમાણ હાઇડ્રોજન દ્રાવ્યતાના પ્રમાણસર હોવાથી, હાઇડ્રોજન અણુ ફાંસો તરીકે કાર્બાઇડનો વોલ્યુમ અપૂર્ણાંક જેટલો મોટો છે, સ્ટીલની અંદર હાઇડ્રોજન પ્રસરણ ગુણાંક જેટલો નાનો છે, તેટલો હાઇડ્રોજન દ્રાવ્યતા વધારે છે અને હાઇડ્રોજન દ્રાવ્યતામાં પણ પ્રસરેલા હાઇડ્રોજન વિશેની માહિતી છે. તેથી હાઇડ્રોજન એમ્બ્રીટલમેન્ટની સંવેદનશીલતા સૌથી વધુ છે. કાર્બન સામગ્રીના વધારા સાથે, હાઇડ્રોજન અણુઓના પ્રસાર ગુણાંકમાં ઘટાડો થાય છે અને સપાટી પર હાઇડ્રોજન સાંદ્રતા વધે છે, જે સ્ટીલની સપાટી પર હાઇડ્રોજન ઓવરવોલ્ટેજના ઘટાડાને કારણે થાય છે.