टेम्पर भंगुरता: Cr-Mo इस्पातों में 375–575 °C जाल

घटना

टेम्पर भंगुरता संघात चीमड़ता की हानि है जो तब विकसित होती है जब कुछ मिश्रधातु इस्पातों को लगभग 375–575 °C परास में रखा जाता है, या उससे होते हुए धीरे-धीरे ठंडा किया जाता है। इस्पात के तन्य गुण और कठोरता बमुश्किल बदलते हैं — कोई पुर्ज़ा हर नियमित परीक्षण पास कर सकता है और फिर भी कमरे के तापमान पर भंगुर हो सकता है, जिसमें तन्य-से-भंगुर संक्रमण तापमान तेज़ी से ऊपर स्थानांतरित हो गया हो। यह क्रोमियम और Cr-Mo इस्पातों में सबसे अधिक जाना जाता है, जिसमें दाब पात्रों, रोटरों और भारी बोल्टों के लिए उपयोग किए जाने वाले 2.25Cr-1Mo और Cr-Mo-V परिवार शामिल हैं।

तंत्र: कण सीमाओं पर अशुद्धियाँ

भंगुरता मुख्य मिश्रधातु तत्वों के कारण नहीं होती। सूक्ष्म अशुद्धियाँ — मुख्यतः फ़ॉस्फ़ोरस, टिन, एंटिमनी और आर्सेनिक — जब इस्पात क्रांतिक परास में रहता है तो पूर्व-ऑस्टेनाइट कण सीमाओं पर पृथक हो जाती हैं, सीमाओं को कमज़ोर कर देती हैं ताकि भंग कणों के बीच चले। मैंगनीज़ और क्रोमियम पृथक्करण को बढ़ावा देते हैं; मध्यम मात्रा में मोलिब्डेनम इसे मंद करता है, जो एक कारण है कि Mo इतने सारे दाब-पात्र ग्रेडों में दिखाई देता है।

तंत्र से दो विशेषताएँ निकलती हैं:

• यह उत्क्रमणीय है। परास से ऊपर पुनः गर्म करना (और यथोचित तेज़ी से ठंडा करना) पृथक्करण को फिर से घोल देता है और चीमड़ता बहाल करता है — इसलिए “उत्क्रमणीय टेम्पर भंगुरता”, निम्न तापमानों पर टेम्पर्ड मार्टेंसाइट की एकतरफ़ा भंगुरता से भिन्न।
• यह समय-निर्भर है। परास से छोटे गुज़राव कम नुकसान करते हैं; लंबे धारण, भारी खंडों का धीमा भट्ठी शीतलन, और परास के अंदर वर्षों की सेवा क्षति संचय करती है।

विनिर्देश इससे कैसे लड़ते हैं

क्योंकि कारण रसायन है, बचाव क्रय आवश्यकताओं में लिखा जाता है:

• अशुद्धि सीमाएँ — शोधक P, Sn, Sb और As को निम्न स्तरों तक नियंत्रित करते हैं, और महत्वपूर्ण फोर्जिंग के खरीदार क्रय आदेश में संयुक्त भंगुरता मापदंड (व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले J-कारक और X-बार सूत्र इन तत्वों को एक साथ भार देते हैं) निर्दिष्ट करते हैं।
• टेम्परिंग व्यवहार — जहाँ संभव हो परास से ऊपर टेम्पर करें और भारी खंडों में इससे होते हुए धीमा शीतलन टालें; चरण-शीतलन परीक्षण चक्र उन पात्रों के लिए सामग्री को योग्य बनाने के लिए उपयोग किए जाते हैं जो परास में रहेंगे।
• संघात परीक्षण द्वारा स्वीकृति — Charpy संक्रमण-तापमान आवश्यकताएँ, कभी-कभी अनुकरित भंगुरता चक्र के बाद, वास्तविक चीमड़ता सत्यापित करती हैं बजाय इसे मान लेने के।

व्यावहारिक पठन

यदि किसी Cr-Mo घटक ने 400–550 °C पर लंबी सेवा व्यतीत की है और उसका आकलन किया जाना है, तो अकेली कठोरता उसकी चीमड़ता के बारे में कुछ नहीं कहती। इसके विपरीत, एक नई फोर्जिंग जो कड़ी अशुद्धि सीमाएँ पूरी करती है और सही ढंग से टेम्पर की गई है, केवल इसलिए “जोखिम में” नहीं है क्योंकि उसका टेम्परिंग तापमान परास के निकट चुना गया था — घटना को अशुद्धियों, तापमान और समय को एक साथ चाहिए।

इसका पता कैसे लगाया जाता है

क्योंकि कठोरता और तन्य सामर्थ्य सामान्य रहते हैं, टेम्पर भंगुरता Charpy संघात परीक्षण द्वारा पाई जाती है — विशेष रूप से अभंगुर स्थिति की तुलना में तन्य-से-भंगुर संक्रमण तापमान में स्थानांतरण द्वारा। एकल तापमान पर मापी गई चीमड़ता भ्रमित कर सकती है; संक्रमण वक्र ही साक्ष्य है। जहाँ किसी घटक का इतिहास संदिग्ध हो, पुर्ज़े से ट्रेपैन किए गए या मूल फोर्जिंग के विस्तारों से नमूनों का परीक्षण किया जाता है, कभी-कभी निदान की पुष्टि के लिए अभंगुरता-हटाने वाले पुनःतापन के बाद: यदि पुनःतापन और तेज़ शीतलन के बाद चीमड़ता लौट आती है, तो विसर्पण या हाइड्रोजन आक्रमण जैसी स्थायी क्षति के बजाय टेम्पर भंगुरता ही कारण थी।