কার্বন শিল্প ইস্পাতের অন্যতম প্রধান উপাদান। ইস্পাতের কার্যকারিতা এবং গঠন অনেকাংশে এতে কার্বনের পরিমাণ ও বন্টনের উপর নির্ভর করে। স্টেইনলেস স্টিলের ক্ষেত্রে কার্বনের প্রভাব বিশেষভাবে তাৎপর্যপূর্ণ। স্টেইনলেস স্টিলের গঠনের উপর কার্বনের প্রভাব প্রধানত দুটি দিক থেকে প্রকাশ পায়। একদিকে, কার্বন এমন একটি উপাদান যা অস্টেনাইটকে স্থিতিশীল করে এবং এর প্রভাব অনেক বেশি (নিকেলের চেয়ে প্রায় ৩০ গুণ), অন্যদিকে, কার্বন এবং ক্রোমিয়ামের মধ্যে উচ্চ আকর্ষণের কারণে, ক্রোমিয়ামের সাথে কার্বাইডের একটি জটিল সিরিজ তৈরি হয়। তাই, শক্তি এবং ক্ষয় প্রতিরোধের দিক থেকে স্টেইনলেস স্টিলে কার্বনের ভূমিকা পরস্পরবিরোধী।
এই প্রভাবের নিয়মটি উপলব্ধি করে, আমরা ব্যবহারের বিভিন্ন প্রয়োজনীয়তার ওপর ভিত্তি করে ভিন্ন ভিন্ন কার্বন উপাদানযুক্ত স্টেইনলেস স্টিল বেছে নিতে পারি।
উদাহরণস্বরূপ, শিল্পে সর্বাধিক ব্যবহৃত এবং সর্বনিম্ন পাঁচটি স্টিল গ্রেড 0Crl3~4Cr13-এর আদর্শ ক্রোমিয়াম উপাদান ১২~১৪% নির্ধারণ করা হয়েছে, অর্থাৎ, কার্বন এবং ক্রোমিয়াম একত্রিত হয়ে ক্রোমিয়াম কার্বাইড গঠন করার বিষয়গুলো বিবেচনায় রাখা হয়েছে। এর মূল উদ্দেশ্য হলো, কার্বন এবং ক্রোমিয়াম একত্রিত হয়ে ক্রোমিয়াম কার্বাইড গঠন করার পর, কঠিন দ্রবণে ক্রোমিয়ামের পরিমাণ যেন সর্বনিম্ন ১১.৭% ক্রোমিয়াম উপাদানের চেয়ে কম না হয়।
এই পাঁচটি স্টিল গ্রেডের ক্ষেত্রে, কার্বনের পরিমাণের পার্থক্যের কারণে এদের শক্তি এবং ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতাও ভিন্ন হয়। 0Cr13~2Crl3 স্টিলের ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা 3Crl3 এবং 4Cr13 স্টিলের চেয়ে ভালো, কিন্তু এর শক্তি কম। এটি প্রধানত কাঠামোগত অংশ তৈরির জন্য ব্যবহৃত হয়।
উচ্চ কার্বন উপাদানের কারণে, এই দুই গ্রেডের স্টিল উচ্চ শক্তি অর্জন করতে পারে এবং এগুলো প্রধানত স্প্রিং, ছুরি এবং অন্যান্য যন্ত্রাংশ তৈরিতে ব্যবহৃত হয় যেগুলোর জন্য উচ্চ শক্তি ও ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রয়োজন। আরেকটি উদাহরণ হিসেবে বলা যায়, ১৮-৮ ক্রোমিয়াম-নিকেল স্টেইনলেস স্টিলের আন্তঃকণা ক্ষয় (intergranular corrosion) প্রতিরোধ করার জন্য, স্টিলটির কার্বনের পরিমাণ ০.০৩%-এরও কমিয়ে আনা যেতে পারে, অথবা কার্বাইড গঠন রোধ করতে ক্রোমিয়াম ও কার্বনের চেয়ে বেশি আকর্ষণযুক্ত কোনো মৌল (টাইটানিয়াম বা নাইওবিয়াম) যোগ করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, যখন উচ্চ কাঠিন্য এবং ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রধান প্রয়োজনীয়তা হয়, তখন আমরা ইস্পাতের কার্বনের পরিমাণ বাড়ানোর পাশাপাশি ক্রোমিয়ামের পরিমাণও যথাযথভাবে বাড়াতে পারি, যাতে কাঠিন্য ও ক্ষয় প্রতিরোধের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করা যায় এবং নির্দিষ্ট পরিমাণে মরিচা প্রতিরোধের বিষয়টিও বিবেচনায় রাখা যায়। বিয়ারিং, পরিমাপক যন্ত্র এবং ব্লেড হিসাবে শিল্পক্ষেত্রে ব্যবহৃত স্টেইনলেস স্টিল 9Cr18 এবং 9Cr17MoVCo-তে কার্বনের পরিমাণ ০.৮৫ ~ ০.৯৫% পর্যন্ত বেশি হলেও, যেহেতু এদের ক্রোমিয়ামের পরিমাণও সেই অনুযায়ী বাড়ানো হয়, তাই এটি প্রয়োজনীয় মরিচা প্রতিরোধ ক্ষমতা নিশ্চিত করে।
সাধারণভাবে বলতে গেলে, বর্তমানে শিল্পে ব্যবহৃত স্টেইনলেস স্টিলগুলিতে কার্বনের পরিমাণ তুলনামূলকভাবে কম। বেশিরভাগ স্টেইনলেস স্টিলে কার্বনের পরিমাণ ০.১ থেকে ০.৪% থাকে এবং অ্যাসিড-প্রতিরোধী স্টিলগুলিতে কার্বনের পরিমাণ ০.১ থেকে ০.২% থাকে। ০.৪%-এর বেশি কার্বনযুক্ত স্টেইনলেস স্টিলগুলি মোট গ্রেডের একটি ক্ষুদ্র অংশ মাত্র, কারণ ব্যবহারের বেশিরভাগ ক্ষেত্রে স্টেইনলেস স্টিলের প্রাথমিক উদ্দেশ্য হলো ক্ষয় প্রতিরোধ করা। এছাড়াও, সহজ ঝালাই এবং কোল্ড ডিফরমেশনের মতো কিছু নির্দিষ্ট প্রক্রিয়াগত প্রয়োজনীয়তার কারণেও কার্বনের পরিমাণ কম থাকে।
পোস্ট করার সময়: ২৭-সেপ্টেম্বর-২০২২
