ಹೆಚ್ಚಿನ ಇಂಗಾಲದ ಅಂಶವಿರುವ ಉಕ್ಕುಗಳು ಏಕೆ ಸುಲಭವಾಗಿ ಒಡೆಯುತ್ತವೆ? ಭಾಗ 1

2022-06-24

ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಬನ್ ಅಂಶವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಬಾರ್‌ಗಳು 45# ಸ್ಟೀಲ್‌ನಿಂದ ಮಾಡಿದ ಶಾಫ್ಟ್‌ಗಳಂತಹ ಹಲವಾರು ಬಾರಿ ಮುರಿದುಹೋಗಿವೆ, ಇದು ಸ್ವಲ್ಪ ಸಮಯದ ಬಳಕೆಯ ನಂತರ ಒಡೆಯುತ್ತದೆ. ಮುರಿತದ ಭಾಗಗಳಿಂದ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಂಡು ಮೆಟಾಲೋಗ್ರಾಫಿಕ್ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ನಡೆಸುವುದು, ಕಾರಣವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವುದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅಸಾಧ್ಯ, ಕೆಲವು ಕಾರಣಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವುದು ದೂರದಿದ್ದರೂ ಸಹ, ಇದು ನಿಜವಾದ ಕಾರಣವಲ್ಲ.

ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು, ಕಾರ್ಬನ್ ಅನ್ನು ಉಕ್ಕಿಗೆ ಸೇರಿಸಬೇಕು, ಅದರೊಂದಿಗೆ ಕಬ್ಬಿಣದ ಕಾರ್ಬೈಡ್ಗಳು ಅವಕ್ಷೇಪಿಸುತ್ತವೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ದೃಷ್ಟಿಕೋನದಿಂದ, ಕಬ್ಬಿಣದ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಆಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ತಲಾಧಾರದ ಸುತ್ತ ಆನೋಡಿಕ್ ವಿಸರ್ಜನೆಯ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ವೇಗಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಮೈಕ್ರೊಸ್ಟ್ರಕ್ಚರ್‌ನೊಳಗೆ ಕಬ್ಬಿಣದ ಕಾರ್ಬೈಡ್‌ಗಳ ಪರಿಮಾಣದ ಭಾಗದಲ್ಲಿನ ಹೆಚ್ಚಳವು ಕಾರ್ಬೈಡ್‌ಗಳ ಕಡಿಮೆ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಓವರ್‌ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗಿದೆ.
ಉಕ್ಕಿನ ಮೇಲ್ಮೈ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಮತ್ತು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲು ಸುಲಭವಾಗಿದೆ. ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪರಮಾಣುಗಳು ಉಕ್ಕಿನೊಳಗೆ ನುಸುಳಿದಾಗ, ಹೈಡ್ರೋಜನ್ನ ಪರಿಮಾಣದ ಭಾಗವು ಹೆಚ್ಚಾಗಬಹುದು ಮತ್ತು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ವಸ್ತುವಿನ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಎಂಬ್ರಿಟಲ್ಮೆಂಟ್ಗೆ ಪ್ರತಿರೋಧವು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ.
ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಉಕ್ಕುಗಳ ತುಕ್ಕು ನಿರೋಧಕತೆ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಎಂಬ್ರಿಟಲ್ಮೆಂಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧದಲ್ಲಿನ ಗಮನಾರ್ಹ ಕಡಿತವು ಉಕ್ಕಿನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹಾನಿಗೊಳಿಸುವುದಲ್ಲದೆ, ಉಕ್ಕಿನ ಅನ್ವಯವನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಮಿತಿಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.
ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಆಟೋಮೊಬೈಲ್ ಸ್ಟೀಲ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್‌ನಂತಹ ವಿವಿಧ ನಾಶಕಾರಿ ಪರಿಸರಕ್ಕೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಂಡಾಗ, ಒತ್ತಡದ ಕ್ರಿಯೆಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ, ಸಂಭವಿಸಬಹುದಾದ ಒತ್ತಡದ ತುಕ್ಕು ಕ್ರ್ಯಾಕಿಂಗ್ (SCC) ವಿದ್ಯಮಾನವು ಕಾರಿನ ದೇಹದ ಸುರಕ್ಷತೆಗೆ ಗಂಭೀರ ಅಪಾಯವನ್ನುಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ.
ಇಂಗಾಲದ ಅಂಶ ಹೆಚ್ಚಾದಷ್ಟೂ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಡಿಫ್ಯೂಷನ್ ಗುಣಾಂಕ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಕರಗುವಿಕೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ವಿದ್ವಾಂಸ ಚಾನ್ ಒಮ್ಮೆ ವಿವಿಧ ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ದೋಷಗಳಾದ ಅವಕ್ಷೇಪಗಳು (ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪರಮಾಣುಗಳಿಗೆ ಟ್ರ್ಯಾಪ್ ಸೈಟ್‌ಗಳಾಗಿ), ಸಂಭಾವ್ಯ ಮತ್ತು ರಂಧ್ರಗಳು ಇಂಗಾಲದ ವಿಷಯಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಎಂದು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದರು. ಇಂಗಾಲದ ಅಂಶದ ಹೆಚ್ಚಳವು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಪ್ರತಿಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪ್ರಸರಣ ಗುಣಾಂಕವು ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ.
ಇಂಗಾಲದ ಅಂಶವು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಕರಗುವಿಕೆಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಕಾರ್ಬೈಡ್‌ಗಳ ಪರಿಮಾಣದ ಭಾಗವು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪರಮಾಣು ಬಲೆಗಳಂತೆ, ಉಕ್ಕಿನೊಳಗಿನ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪ್ರಸರಣ ಗುಣಾಂಕವು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ, ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಕರಗುವಿಕೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಕರಗುವಿಕೆಯು ಡಿಫ್ಯೂಸಿಬಲ್ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಗ್ಗೆ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ದೌರ್ಬಲ್ಯಕ್ಕೆ ಒಳಗಾಗುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯು ಅತ್ಯಧಿಕವಾಗಿದೆ. ಇಂಗಾಲದ ಅಂಶದ ಹೆಚ್ಚಳದೊಂದಿಗೆ, ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪರಮಾಣುಗಳ ಪ್ರಸರಣ ಗುಣಾಂಕವು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಉಕ್ಕಿನ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಓವರ್ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಕಡಿಮೆಯಾಗುವುದರಿಂದ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ.