ٹائٹینیم اور ٹائٹینیم مرکبات کا گرمی کا علاج (1)

ہیٹ ٹریٹمنٹ ایک ایسا عمل ہے جس کے تحت دھاتوں کو کنٹرول شدہ حرارتی اور ٹھنڈک انتہائی درست ماحولیاتی حالات میں انجام دیا جاتا ہے تاکہ پروڈکٹ کی شکل کو تبدیل کیے بغیر دھات کی جسمانی یا مکینیکل خصوصیات کو تبدیل کیا جا سکے۔ اگر گرمی کا علاج صحیح طریقے سے نہیں کیا جاتا ہے تو، دھات انجینئرز کے ڈیزائن کی تفصیلات کو پورا کرنے کے لیے مطلوبہ خصوصیات حاصل نہیں کر سکتی ہے۔
ہیٹ ٹریٹمنٹ کا تعلق عام طور پر مواد کی طاقت بڑھانے سے ہوتا ہے، لیکن یہ اکثر مشینی صلاحیت کو بہتر بنانے، فارمیبلٹی کو بہتر بنانے، لچک کو بڑھانے یا سنکنرن مزاحمت کو بڑھانے کے لیے بھی استعمال ہوتا ہے۔ لہذا، یہ ایک اہم عمل ہے جو اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ دھات کی مخصوص خصوصیات کو حاصل کیا جائے۔

ٹائٹینیم اللویس ہیٹ ٹریٹمنٹ کے فوائد:

ساخت کے دوران پیدا ہونے والے بقایا تناؤ کو کم کریں (تناؤ سے نجات)
لچک، مشینی صلاحیت، اور جہتی اور ساختی استحکام (اینیلنگ) کا ایک بہترین امتزاج تیار کریں۔
طاقت میں اضافہ (حل علاج اور عمر بڑھنے)

خاص خصوصیات کو بہتر بنائیں جیسے فریکچر کی سختی، تھکاوٹ کی طاقت، اور اعلی درجہ حرارت رینگنے کی طاقت

ٹائٹینیم کے تناؤ سے نجات

ٹائٹینیم اور ٹائٹینیم مرکب طاقت یا لچک کو بری طرح متاثر کیے بغیر تناؤ کو دور کر سکتے ہیں۔

تناؤ کو دور کرنے والے علاج ناپسندیدہ بقایا تناؤ کو کم کرتے ہیں جو پہلے، غیر یکساں گرم جعل سازی یا ٹھنڈے بننے اور سیدھے ہونے سے اخترتی، دوسرا، پلیٹ یا فورجنگ کی غیر متناسب مشینی، اور، تیسرا، کاسٹنگ کی ویلڈنگ اور کولنگ کے نتیجے میں ہوتا ہے۔ اس طرح کے دباؤ کو ہٹانے سے شکل کے استحکام کو برقرار رکھنے میں مدد ملتی ہے اور ناموافق حالات کو ختم کرنے میں مدد ملتی ہے، جیسے کمپریسیو پیداوار کی طاقت کا نقصان جسے عام طور پر Bauschinger اثر کہا جاتا ہے۔

تناؤ سے نجات شاید ٹائٹینیم اور ٹائٹینیم مرکب کو دیا جانے والا سب سے عام گرمی کا علاج ہے۔ اس کا استعمال ناپسندیدہ بقایا تناؤ کو کم کرنے کے لیے کیا جاتا ہے جو کہ غیر یکساں گرم فورجنگ اخترتی، غیر یکساں سرد بنانے اور سیدھا کرنے، پلیٹ (ہاگ آؤٹ) یا فورجنگس کی غیر متناسب مشینی، ووٹ، کاسٹ، یا پاؤڈر میٹالرجی (P/M) حصوں کی ویلڈنگ، اور کاسٹنگ کی ٹھنڈک.

تناؤ کو دور کرنے سے شکل کے استحکام کو برقرار رکھنے میں مدد ملتی ہے اور یہ ناموافق حالات کو بھی ختم کر سکتا ہے جیسے کہ کمپریسیو پیداوار کی طاقت کا نقصان - باؤسنگر اثر - جو کہ ٹائٹینیم مرکبات میں خاص طور پر شدید ہو سکتا ہے۔ تناؤ سے نجات کو طاقت یا لچک کو بری طرح متاثر کیے بغیر انجام دیا جاسکتا ہے۔

اینیلنگ

ٹائٹینیم اور ٹائٹینیم مرکبات کی اینیلنگ بنیادی طور پر فریکچر کی سختی، کمرے کے درجہ حرارت پر لچک، جہتی اور تھرمل استحکام، اور کریپ مزاحمت کو بڑھانے کے لیے کام کرتی ہے۔ بہت سے ٹائٹینیم مرکب annealed حالت میں خدمت میں رکھے جاتے ہیں۔ چونکہ ایک یا زیادہ خصوصیات میں بہتری عام طور پر کسی دوسری جائیداد کی قیمت پر حاصل کی جاتی ہے، اس لیے علاج کے مقصد کے مطابق اینیلنگ سائیکل کا انتخاب کیا جانا چاہیے۔
اینیلنگ کے عام علاج یہ ہیں:

مل اینیلنگ ایک عام مقصد کا علاج ہے جو تمام مل مصنوعات کو دیا جاتا ہے۔ یہ مکمل اینیل نہیں ہے اور بہت زیادہ کام کرنے والی مصنوعات، خاص طور پر شیٹ کے مائکرو اسٹرکچر میں سرد یا گرم کام کے نشانات چھوڑ سکتے ہیں۔

ڈوپلیکس اینیلنگ شکلوں، سائزوں، اور مراحل کی تقسیم کو ان لوگوں کے لیے تبدیل کرتی ہے جو رینگنے کی بہتر مزاحمت یا فریکچر سختی کے لیے درکار ہوتے ہیں۔ مثال کے طور پر، کورونا 5 الائے کے ڈوپلیکس اینیل میں، پہلی اینیل ٹرانسس کے قریب ہوتی ہے تاکہ بگڑے ہوئے کو گلوبلرائز کیا جا سکے اور اس کے حجم کے حصے کو کم سے کم کیا جا سکے۔ اس کے بعد گلوبلولر ذرات کے درمیان نئے lenticular (acicular) کو تیز کرنے کے لیے ایک دوسری، کم درجہ حرارت کا اینیل ہوتا ہے۔ اکیکولر کی یہ تشکیل رینگنے کی طاقت اور فریکچر کی سختی میں بہتری سے وابستہ ہے۔

فریکچر کی سختی کو بہتر بنانے کے لیے ری کرسٹلائزیشن اینیلنگ اور اینیلنگ کا استعمال کیا جاتا ہے۔ دوبارہ ترتیب دینے والی اینیلنگ میں، کھوٹ کو رینج کے اوپری سرے میں گرم کیا جاتا ہے، ایک وقت کے لیے رکھا جاتا ہے، اور پھر بہت آہستہ سے ٹھنڈا کیا جاتا ہے۔ حالیہ برسوں میں، فریکچر کے اہم ائیر فریم اجزاء کے لیے ری کرسٹلائزیشن اینیلنگ نے اینیلنگ کی جگہ لے لی ہے۔

(بیٹا) اینیلنگ۔ ری کرسٹلائزیشن اینیلنگ کی طرح، اینیلنگ فریکچر کی سختی کو بہتر بناتی ہے۔ بیٹا اینیلنگ مصر دات کے ٹرانسس سے اوپر کے درجہ حرارت پر کی جاتی ہے۔ ضرورت سے زیادہ اناج کی افزائش کو روکنے کے لیے، اینیلنگ کے لیے درجہ حرارت ٹرانسس سے تھوڑا زیادہ ہونا چاہیے۔ اینیلنگ کے اوقات حصے کی موٹائی پر منحصر ہیں اور مکمل تبدیلی کے لیے کافی ہونا چاہیے۔ تبدیلی کے بعد درجہ حرارت پر وقت کو اناج کی افزائش کو کنٹرول کرنے کے لیے کم سے کم رکھا جانا چاہیے۔ بڑے حصوں کو پنکھے کو ٹھنڈا یا پانی سے بجھایا جانا چاہیے تاکہ اناج کی حدود میں کسی مرحلے کی تشکیل کو روکا جا سکے۔

حل علاج اور بڑھاپا

طاقت کی سطح کی ایک وسیع رینج - یا مرکب حل کے علاج اور عمر بڑھنے کے ذریعہ حاصل کی جاسکتی ہے۔ منفرد Ti-2.5Cu مرکب کی رعایت کے ساتھ، ٹائٹینیم مرکب دھاتوں کے گرمی کے علاج کے ردعمل کی اصل کم درجہ حرارت پر اعلی درجہ حرارت کے مرحلے کے عدم استحکام میں مضمر ہے۔
حل کے علاج کرنے والے درجہ حرارت پر ایک مصر دات کو گرم کرنے سے مرحلے کا زیادہ تناسب پیدا ہوتا ہے۔ مراحل کی اس تقسیم کو بجھانے کے ذریعے برقرار رکھا جاتا ہے۔ بعد کی عمر بڑھنے پر، غیر مستحکم مرحلے کا سڑنا ہوتا ہے، اعلی طاقت فراہم کرتا ہے۔ تجارتی مرکب عام طور پر حل کے علاج کی حالت میں فراہم کیے جاتے ہیں، اور صرف عمر کی ضرورت ہوتی ہے. ٹائٹینیم مرکب کے حل کے علاج میں عام طور پر درجہ حرارت کو گرم کرنا یا تو ٹرانسس درجہ حرارت سے تھوڑا اوپر یا تھوڑا سا نیچے ہوتا ہے۔
(بی ٹا) مرکب عام طور پر پروڈیوسروں سے حل شدہ حالت میں حاصل کیے جاتے ہیں۔ اگر دوبارہ گرم کرنے کی ضرورت ہو تو مکمل حل حاصل کرنے کے لیے بھیگنے کا وقت صرف اتنا ہی ہونا چاہیے۔ مرکب دھاتوں کے لیے حل کا علاج کرنے والا درجہ حرارت ٹرانسس سے اوپر ہوتا ہے۔ کیونکہ کوئی دوسرا مرحلہ موجود نہیں ہے، اناج کی ترقی تیزی سے آگے بڑھ سکتی ہے۔
- (الفا بیٹا) مرکب۔ حل کے علاج کے درجہ حرارت کا انتخاب - مرکب دھاتیں عمر بڑھنے کے بعد مطلوبہ میکانکی خصوصیات کے امتزاج پر مبنی ہے۔ کے حل کے علاج کے درجہ حرارت میں تبدیلی - مرکب مرحلے کی مقدار کو تبدیل کرتا ہے اور اس کے نتیجے میں عمر بڑھنے کے ردعمل میں تبدیلی آتی ہے۔
مناسب لچک کے ساتھ اعلی طاقت حاصل کرنے کے لیے، یہ ضروری ہے کہ کھیت میں اعلی درجہ حرارت پر، عام طور پر 25 سے 85 ڈگری (50 سے 150 ڈگری F) مرکب کے ٹرانسس سے نیچے حل کیا جائے۔ اگر فریکچر کی سختی یا تناؤ کے سنکنرن کے خلاف بہتر مزاحمت کی ضرورت ہو تو، اینیلنگ یا حل کا علاج مطلوبہ ہو سکتا ہے۔ تاہم، ہیٹ ٹریٹنگ - رینج میں مرکب دھاتوں کی لچک میں نمایاں نقصان کا سبب بنتا ہے۔ یہ مرکبات عام طور پر حل شدہ حرارت ہیں جن کا ٹرانسس کے نیچے علاج کیا جاتا ہے تاکہ لچک، فریکچر کی سختی، رینگنے، اور تناؤ کے پھٹنے کی خصوصیات کا بہترین توازن حاصل کیا جا سکے۔

بجھانے والا

اگر تمام بیٹا خطوں سے پانی بجھانے سے مرکب دھاتوں کو تیزی سے ٹھنڈا کیا جاتا ہے، تو الفا فیز کے بننے کا رجحان دبایا جاتا ہے، اور بیٹا فیز برقرار رہتا ہے۔ تاہم، مصر کے بعض مرکبات بجھانے پر ایک عجیب تبدیلی کی نمائش کرتے ہیں۔ martensitic یا قینچ نما تبدیلی کا یہ طریقہ کار پوری طرح سے سمجھ میں نہیں آتا ہے۔ اس ڈھانچے کی تشکیل، نام نہاد الفا پرائم، جالی کے کچھ بگاڑ کا سبب بنتی ہے۔ یہ مسخ اور اس کے نتیجے میں پیدا ہونے والا تناؤ ایک ایسا مواد تیار کرتا ہے، جو سخت اور سخت ہے، اور الفا سے بہتر تھکاوٹ کی خصوصیات رکھتا ہے۔ یہ بجھانے کا عمل بھی ٹیمپرنگ کا ابتدائی نقطہ ہے۔

ٹیمپرنگ

جب ٹائٹینیم کو بلند درجہ حرارت سے بجھایا جاتا ہے، اسے بیٹا ٹرانسس سے نیچے درجہ حرارت پر دوبارہ گرم کیا جاتا ہے، طویل عرصے تک رکھا جاتا ہے اور دوبارہ بجھایا جاتا ہے، کہا جاتا ہے کہ اس کا مزاج خراب ہو گیا ہے۔ ٹیمپرنگ میں تین متغیرات موجود ہیں: موجودہ مراحل، وقت کا انعقاد، اور ٹیمپرنگ درجہ حرارت۔

جب ابتدائی ڈھانچہ الفا پرائم پر مشتمل ہوتا ہے، تو دو تبدیلیاں رونما ہوتی ہیں: الفا پرائم الفا میں تبدیل ہو جاتا ہے، اور زیادہ وقت پر الفا سیریٹ ہو جاتا ہے۔ نتیجہ سختی اور طاقت کا نقصان اور لچک اور اثر میں اضافہ ہے۔ الفا-بیٹا ڈھانچے، تاہم، اس پیٹرن کی پیروی نہیں کرتے ہیں۔ الفا بنیادی طور پر غیر تبدیل شدہ رہتا ہے۔ بیٹا فیز کی قیمت پر مزید الفا بنانے کے لیے سڑ جاتا ہے۔ کم درجہ حرارت پر زیادہ الفا، تشکیل دیا جائے گا؛ اس طرح، کم ٹمپیرنگ درجہ حرارت کے نتیجے میں طاقت اور سختی میں زیادہ کمی واقع ہوتی ہے اور ایک جیسے وقت کے وقفوں سے زیادہ درجہ حرارت کے درجہ حرارت کے مقابلے میں لچک میں زیادہ اضافہ ہوتا ہے۔

Isothermal تبدیلی

تمام بیٹا ریجن سے الفا-بیٹا فیلڈ میں درجہ حرارت تک ایک مصرع کو گرم بجھانے اور کچھ عرصے تک رکھنے اور پھر کمرے کے درجہ حرارت پر مزید بجھانے پر، مواد کو الگ تھلگ تبدیل کر دیا جاتا ہے۔ اس طرح سے علاج بیٹا سے الفا فیز کی بارش کا سبب بنتا ہے۔ اعلی درجہ حرارت پر الفا پہلے اناج کی حدود میں اور بعد میں خود بیٹا اناج کے اندر جھڑتا ہے۔
یہ علاج، جب تبدیلی کے درجہ حرارت سے بالکل نیچے درجہ حرارت پر رکھتا ہے، تو پہلے تو بیٹا پرائم کی تشکیل کی وجہ سے بہت سخت مواد دیتا ہے۔ اگر انعقاد کا وقت بڑھایا جاتا ہے تو، لچک اور سختی میں اضافے کے ساتھ سختی اور طاقت میں کمی واقع ہوتی ہے۔ کم درجہ حرارت پر سختی اور ٹوٹ پھوٹ میں بتدریج اضافہ ہوتا ہے، اور لمبے عرصے میں اعلی درجہ حرارت کے علاج سے زیادہ سختی حاصل کی جا سکتی ہے۔

(جاری ہے)