ලෝහ ගුණාංග කෙරෙහි අපිරිසිදුකම්වල බලපෑම
ලෝහ ඒවායේ ශක්තිය, තද බව, ඉහළ විද්යුත් සහ තාප සන්නායකතාවය සහ විවිධ සංරචක බවට පත්වීමේ පහසුව සඳහා පුළුල් ලෙස ප්රසිද්ධය. කෙසේ වෙතත්, මෙම ගුණාංග තීරණය වන්නේ ලෝහ වර්ගය අනුව පමණක් නොව, එය තුළ "රැගෙන යන" දේ අනුව ය. කුඩා ප්රමාණයේ විදේශීය ද්රව්ය - අපද්රව්ය ලෙස හැඳින්වේ - ලෝහයක හැසිරීම සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් කළ හැකිය. බොහෝ අවස්ථාවන්හිදී, මෙම වෙනස්කම් අහිතකර විය හැකි නමුත්, ඇතැම් තත්වයන් යටතේ, ද්රව්යයේ ක්රියාකාරිත්වය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා ඒවා භාවිතා කළ හැකිය. කර්මාන්තයේ ඒවායේ යෙදුම පිළිබඳ උදාහරණ සමඟ, අපද්රව්ය ලෝහවල ව්යුහාත්මක, යාන්ත්රික, විද්යුත්, තාප සහ විඛාදන ප්රතිරෝධක ගුණාංගවලට බලපාන ආකාරය මෙම ලිපියෙන් සාකච්ඡා කෙරේ.
ලෝහවල ඇති අපද්රව්ය මොනවාද?
අපද්රව්ය යනු ලෝහයක පවතින නමුත් එහි අපේක්ෂිත සංයුතියේ කොටසක් නොවන මූලද්රව්ය හෝ සංයෝග වේ. අපද්රව්ය පැමිණිය හැක්කේ:
1. නිස්සාරණ ක්රියාවලියේදී සම්පූර්ණයෙන්ම වෙන් නොකළ අමු ලෝපස් ද්රව්ය.
2. උණු කිරීම සහ වාත්තු කිරීමේ ක්රියාවලීන්, උදාහරණයක් ලෙස ලෝහ වායුව අවශෝෂණය කරයි (හයිඩ්රජන්, ඔක්සිජන්, නයිට්රජන්).
3. උදුන පරාවර්තක අංශු හෝ ස්ලැග් වැනි උපකරණ සහ පරිසරය දූෂණය වීම.
4. ඔක්සිජන් හෝ නයිට්රජන් ඇතුළත් කරන වෑල්ඩින් වැනි උසස් නිෂ්පාදන ක්රියාවලීන්.
5. ඇතැම් මූලද්රව්ය ධාන්ය මායිම්වල හෝ ඇතැම් ප්රදේශවල සාන්ද්රණය වී ඇති විට, කැටි කිරීමේදී වෙන් කිරීම.
අපද්රව්ය විවිධ ආකාරවලින් පැවතිය හැකිය: ඝන ද්රාවණ ලෙස දිය වී, ලෝහ නොවන ඇතුළත් කිරීම් ලෙස සිරවී, අවක්ෂේප ලෙස අවක්ෂේප වී, හෝ ධාන්ය මායිම්වල එකතු වී.
ලෝහ ක්ෂුද්ර ව්යුහයට අපද්රව්යවල බලපෑම
ලෝහවල ගුණාංග ඒවායේ ක්ෂුද්ර ව්යුහය මගින් දැඩි ලෙස බලපායි: ධාන්ය ප්රමාණය, අදියර ව්යාප්තිය, විස්ථාපනය සහ ඇතුළත් කිරීම් පැවතීම. අපද්රව්ය විය හැක්කේ:
- ධාන්ය ප්රමාණය වෙනස් කිරීම: රත් කිරීමේදී ඇතැම් මූලද්රව්ය ධාන්ය වර්ධනය වළක්වන අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස සාමාන්යයෙන් ශක්තිය වැඩි කරන සියුම් ධාන්ය ඇති වේ.
– නව අවධි සෑදීම දිරිමත් කරයි: උදාහරණයක් ලෙස යකඩවල කාබන් සිමෙන්ටයිට් (Fe₃C) හෝ කාබයිඩ් අවධිය සාදයි.
– වෙන් කිරීම අවුලුවයි: සමහර මූලද්රව්ය ධාන්ය මායිම්වල එකතු වීමට නැඹුරු වන අතර, එය ඉරිතැලීම් සහ විඛාදනයට දුර්වල ස්ථාන බවට පත්විය හැකිය.
වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, අපද්රව්ය "අපිරිසිදු" වනවා පමණක් නොව, ලෝහය ඝන වන ආකාරය, තාපයට ප්රතිකාර කිරීම සහ භාවිතයේදී ප්රතික්රියා කරන ආකාරය කෙරෙහි ද බලපායි.
යාන්ත්රික ගුණාංග කෙරෙහි බලපෑම: ශක්තිය, නම්යතාවය සහ තද බව
1. ඝන විසඳුම් ශක්තිමත් කිරීම
ස්ඵටික දැලිසෙහි අපද්රව්ය දියවන විට, විවිධ ප්රමාණයේ විදේශීය පරමාණු දැලිස් විකෘති කිරීම් ඇති කරයි. මෙම විකෘති කිරීම් විස්ථාපන චලනය වළක්වන අතර, ශක්තිය සහ දෘඪතාව වැඩි කරයි. පොදු උදාහරණයක්:
- යකඩවල කාබන් (යම් මට්ටමකට) වානේවල ශක්තිය වැඩි කරයි.
- තඹ වල ඇති සින්ක් පිරිසිදු තඹ වලට වඩා ශක්තිමත් පිත්තල සාදයි.
කෙසේ වෙතත්, ශක්තිය වැඩි වීම බොහෝ විට අඩු ductility වියදමින් සිදු වේ. ලෝහය ඉරිතැලීමකින් තොරව ප්ලාස්ටික් විරූපණයට භාජනය වීමේ හැකියාව අඩු වේ.
2. බිඳෙනසුලු බව (අපිරිසිදු ද්රව්ය නිසා ඇතිවන බිඳෙනසුලු බව)
සමහර අපද්රව්ය, විශේෂයෙන් ධාන්ය මායිම්වල එකතු වන ඒවා, තද බව බෙහෙවින් අඩු කළ හැකිය. කලින් නම්යශීලී ලෝහයක්, විශේෂයෙන් ඇතැම් උෂ්ණත්වවලදී බිඳෙන සුළු විය හැකිය. උදාහරණයක් ලෙස:
- වානේවල ඇති පොස්පරස් සහ සල්ෆර් කැටිති මායිම්වල සංයෝග හෝ වෙන් කිරීම් සාදයි, මන්ද ඒවා බිඳෙනසුලු වීමට හේතු විය හැක.
- හයිඩ්රජන් මගින් හයිඩ්රජන් බිඳවැටීමක් ඇති කළ හැකි අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස ඉහළ ශක්තියක් ඇති වානේ, බෝල්ට් හෝ පීඩන ලද සංරචක හදිසියේ ඉරිතැලීම් ඇති වේ.
3. ඇතුළත් කිරීම සහ තෙහෙට්ටුවට ප්රතිරෝධය
ඔක්සයිඩ, සල්ෆයිඩ හෝ සිලිකේට වැනි ඇතුළත් කිරීම් ආතති සාන්ද්රක ලෙස ක්රියා කරයි. නැවත නැවත පැටවීම යටතේ, තෙහෙට්ටුව ඉරිතැලීම් බොහෝ විට ඇතුළත් කිරීම් වලින් ආරම්භ වේ. ප්රතිඵලයක් ලෙස:
- ජීවිතයේ වෙහෙස අඩු කරයි
- හදිසි අසාර්ථක වීමේ අවදානම වැඩි වේ
එමනිසා, පතුවළ, උල්පත් හෝ භ්රමණය වන වාහන සංරචක සඳහා වානේ සඳහා සාමාන්යයෙන් දැඩි පිරිසිදුකම පාලනයන් අවශ්ය වේ.
විද්යුත් සහ තාප සන්නායකතාවය කෙරෙහි බලපෑම
ඉලෙක්ට්රෝන සාපේක්ෂව නිදහසේ චලනය විය හැකි නිසා පිරිසිදු ලෝහවලට ඉහළ සන්නායකතාවක් ඇත. අපද්රව්ය ඉලෙක්ට්රෝන විසිරීම වැඩි කරයි, එබැවින්:
- ප්රතිරෝධකතාව වැඩි වීම
- විද්යුත් සන්නායකතාවය අඩු වීම
– තාප සන්නායකතාවය ද සාමාන්යයෙන් අඩු වේ
වඩාත්ම පැහැදිලි උදාහරණය තඹ ය: කේබල් සහ මෝටර් දඟර සඳහා අධි-පිරිසිදු තඹ භාවිතා කරන අතර, වැඩි අපද්රව්ය සහිත තඹ නිරවද්ය විද්යුත් යෙදුම් සඳහා එතරම් සුදුසු නොවේ. ඔක්සිජන් හෝ පොස්පරස් වැනි මූලද්රව්ය කුඩා ප්රමාණයක් පවා සන්නායකතාවය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කළ හැකිය.
කෙසේ වෙතත්, මෙම බලපෑම ද උපයෝගී කර ගත හැකිය. නයික්රෝම් (Ni-Cr) වැනි මිශ්ර ලෝහ තාපන මූලද්රව්ය සඳහා හිතාමතාම වඩාත් ප්රතිරෝධී ලෙස සාදා ඇති අතර එමඟින් විදුලිය වඩාත් කාර්යක්ෂමව තාපය බවට පරිවර්තනය වේ.
විඛාදනයට සහ ඔක්සිකරණ ප්රතිරෝධයට ඇති බලපෑම
විඛාදනය යනු රසායනික සංයුතිය හා ක්ෂුද්ර ව්යුහය මගින් දැඩි ලෙස බලපාන විද්යුත් රසායනික ප්රතික්රියාවකි. අපද්රව්යවලට:
- ලෝහය තුළ ක්ෂුද්ර ගැල්වනික් යුගල සාදයි, විඛාදනය වේගවත් කරන දේශීය ඇනෝඩ සහ කැතෝඩ නිර්මාණය කරයි.
- ඇතැම් මූලද්රව්ය ධාන්ය මායිම්වල අවක්ෂේප වුවහොත් අන්තර් කැටිති විඛාදනය වැඩි කරයි.
- ආරක්ෂිත නිෂ්ක්රීය ස්ථරයේ ස්ථායිතාව වෙනස් කිරීම, උදාහරණයක් ලෙස මල නොබැඳෙන වානේ මත.
උදාහරණයක් ලෙස, මල නොබැඳෙන වානේවල, කාබන් සහ ක්රෝමියම් ව්යාප්තිය පාලනය කළ යුතුය. ක්රෝමියම් කාබයිඩ් ධාන්ය මායිම්වලදී (සංවේදීකරණය) අවක්ෂේප කළහොත්, අවට ප්රදේශ ක්රෝමියම් ඌනතාවයට පත් වන අතර විඛාදනයට ගොදුරු වේ. අනෙක් අතට, ඇතැම් මූලද්රව්ය (මොලිබ්ඩිනම් වැනි) පාලිත එකතු කිරීම ඇත්ත වශයෙන්ම සිදුරු විඛාදනයට ප්රතිරෝධය වැඩි කරයි.
ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී තාප ගුණ සහ හැසිරීම් කෙරෙහි බලපෑම
අපිරිසිදුකම් වෙනස් විය හැකිය:
- ද්රවාංකය සහ කැටි කිරීමේ පරාසය
- ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී අදියර ස්ථායිතාව
– creep (ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී බර පැටවීම නිසා මන්දගාමී විරූපණය)
සමහර අපද්රව්ය ධාන්ය මායිම් දුර්වල කිරීමෙන් රිංගා යාමේ ප්රතිරෝධය අඩු කරන අතර, ඇතැම් මිශ්ර ලෝහ මූලද්රව්ය ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී ස්ථායී අවක්ෂේප සෑදීමෙන් ලෝහය ශක්තිමත් කළ හැකිය. ටර්බයින, බොයිලේරු හෝ එන්ජින් යෙදීම් වලදී, සංයුතිය පාලනය ඉතා වැදගත් වේ.
අපිරිසිදුකම්වල කාර්යභාරය: හානිකරද? ප්රයෝජනවත්ද?
අනවශ්ය අපද්රව්ය සහ හිතාමතාම එකතු කරන ලද මිශ්ර ලෝහ මූලද්රව්ය අතර වෙනස හඳුනා ගැනීම වැදගත් වේ. සමහර විට එකම මූලද්රව්යය එක් සන්දර්භයක “අපිරිසිදුකමක්” සහ තවත් සන්දර්භයක “මිශ්ර ලෝහයක්” විය හැකිය. උදාහරණයක් ලෙස:
- කාබන් යනු පිරිසිදු යකඩවල "අපිරිසිදුකමක්" වන නමුත් වානේවල ප්රධාන මූලද්රව්යය වේ.
- තඹ වල ඇති ඔක්සිජන් යම් යම් සැකසුම් හැකියාව වැඩි දියුණු කළ හැකි නමුත්, ඇතැම් විද්යුත් යෙදුම් සඳහා හානිකර වේ.
යතුර පවතින්නේ මට්ටම්, පැවැත්මේ ආකාර (විසුරුවා හරින ලද, ඇතුළත් කිරීම්, අවක්ෂේපිත) සහ ව්යාප්තිය පාලනය කිරීමයි.
කාර්මික පරිචයන්හි අපද්රව්ය පාලනය කරන්නේ කෙසේද?
ලෝහ ගුණාංග අවශ්යතා සපුරාලීම සහතික කිරීම සඳහා, කර්මාන්තය විවිධ ශිල්පීය ක්රම භාවිතා කරයි:
1. පිරිසිදු කිරීම සහ පිරිපහදු කිරීම (උදා: සල්ෆරීකරණය, ඔක්සිකරණය ඉවත් කිරීම).
2. හයිඩ්රජන් සහ නයිට්රජන් වැනි ද්රාවිත වායු අඩු කිරීම සඳහා රික්ත වායු ඉවත් කිරීම.
3. ඔක්සයිඩ හෝ අනවශ්ය සංයෝග බන්ධනය කිරීම සඳහා ප්රවාහ සහ ස්ලැග් පාලනය භාවිතා කිරීම.
4. වර්ෂාපතනය සහ වෙන්වීම පාලනය කිරීම සඳහා තාප පිරියම් කිරීම.
5. ඇතුළත් කිරීම් සහ සිදුරු අවම කිරීම සඳහා වාත්තු කිරීමේ ක්රියාවලිය පාලනය කරන්න.
6. උපරිම අපිරිසිදු සීමාවන් තීරණය කරන සංයුති ප්රමිතීන් (ASTM, JIS, ISO).
නිගමනය
ලෝහවල ගුණාංග තීරණය කිරීමේදී අපද්රව්ය සැලකිය යුතු කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. කුඩා ප්රමාණවලින්, ඒවාට ඝන ද්රාවණ ශක්තිමත් කිරීම හෝ ධාන්ය පිරිපහදු කිරීම හරහා ශක්තිය වැඩි කළ හැකි නමුත්, ඒවායේ වර්ගය සහ ව්යාප්තිය අනුව, ductility, තද බව, තෙහෙට්ටුවේ ආයු කාලය, සන්නායකතාවය සහ විඛාදන ප්රතිරෝධය ද අඩු කළ හැකිය. එබැවින්, නවීන ලෝහ විද්යාත්මක තාක්ෂණය පිරිසිදු කිරීම සහ ක්ෂුද්ර ව්යුහාත්මක සැකසුම් හරහා දැඩි අපිරිසිදු පාලනය කෙරෙහි අවධානය යොමු කරයි. අවසාන වශයෙන්, අපද්රව්යවල බලපෑම් තේරුම් ගැනීම අපට විශේෂිත යෙදුමක් සඳහා නිවැරදි ද්රව්ය තෝරා ගැනීමට උපකාරී වේ: ඉහළ සන්නායකතා තඹ වයර්වල සිට දැඩි ව්යුහාත්මක වානේ දක්වා සහ ආන්තික පරිසරයන් සඳහා තාප ප්රතිරෝධී මිශ්ර ලෝහ දක්වා.
ඔබට අවශ්ය නම්, මට මෙම ලිපිය වඩාත් ශාස්ත්රීය අනුවාදයකට (උපුටා දැක්වීම් සහිතව) අනුවර්තනය කළ හැකිය, නැතහොත් විදුලි යෙදුම් සඳහා වානේ මත සල්ෆර්, අධි ශක්ති වානේ මත හයිඩ්රජන් හෝ තඹ මත ඔක්සිජන් වල බලපෑම වැනි නිශ්චිත සිද්ධි අධ්යයන එකතු කළ හැකිය.
