ऑस्टेनाइट, मार्टेंसाइट और पर्लाइट की समझ

ऑस्टेनाइट:

Γ-Fe में घुले कार्बन और मिश्र धातु तत्वों का ठोस विलयन अभी भी γ-Fe के फलक-केंद्रित घनीय जाली गुणों को बरकरार रखता है। यह संरचना आमतौर पर उच्च तापमान पर मौजूद होती है; 200-300°C पर ऑस्टेनाइट का विघटन शुरू हो जाता है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, दाने धीरे-धीरे बड़े होते जाते हैं। एक निश्चित तापमान पर, जितना अधिक समय तक धारण किया जाता है, ऑस्टेनाइट के दाने उतने ही मोटे होते जाते हैं। दानों की सीमाएँ अपेक्षाकृत सीधी होती हैं और नियमित बहुभुज बनाती हैं; यह अचुंबकीय, अच्छी लचीलापन, कम ताकत और कुछ कठोरता वाला होता है; चूर्णित इस्पात में, अवशिष्ट ऑस्टेनाइट मार्टेंसाइट सुइयों के बीच के अंतराल में वितरित होता है।

अतिशीतित ऑस्टेनाइट:

A1 तापमान के नीचे मौजूद ऑस्टेनाइट जो अस्थिर है और परिवर्तन होने वाला है।

फेराइट:

कार्बन और मिश्र धातु तत्वों का एक ठोस विलयन जो α-Fe में घुला होता है, जिसमें निकाय-केंद्रित घनीय जालक होता है तथा कार्बन की घुलनशीलता अत्यंत कम होती है; विशेषताएँ: इसमें उत्तम थोथपन (टफनेस) और लचीलापन (प्लास्टिसिटी) होती है; यह चमकीली, बहुभुजाकार दाने की संरचना प्रस्तुत करता है; यह 1400℃ से ऊपर के उच्च तापमान पर मौजूद रहता है, इसलिए इसे उच्च-ताप फेराइट या δ ठोस विलयन कहा जाता है, जिसे δ द्वारा दर्शाया जाता है; अल्प-यूटेक्टॉइड इस्पात में, धीमे ठंडा होने पर फेराइट खंडीय दानों के रूप में दिखाई देता है जिनकी दान सीमाएँ अपेक्षाकृत सुगम होती हैं। जब कार्बन की मात्रा यूटेक्टॉइड संरचना (0.77% कार्बन सामग्री) के निकट पहुँचती है, तो फेराइट दान सीमाओं के अनुदिश अवक्षेपित हो जाता है। (यूटेक्टॉइड: एक ऐसा चरण परिवर्तन जिसमें एक मूल चरण से दो या अधिक नए चरण साथ-साथ अवक्षेपित होते हैं।)

मार्टेंसाइट:

कार्बन का α-Fe में घुला हुआ एक अतिसंतृप्त ठोस विलयन, जिसमें निकाय-केंद्रित चतुष्फलकीय संरचना होती है; सामान्य मार्टेंसाइट के आकार में छड़ और प्लेट जैसी संरचनाएं शामिल हैं; मार्टेंसाइट का आकार मुख्य रूप से निर्माण तापमान पर निर्भर करता है, जो बदले में ऑस्टेनाइट में कार्बन और मिश्र धातु तत्वों की मात्रा पर निर्भर करता है; कार्बन इस्पात के लिए, जैसे-जैसे कार्बन की मात्रा बढ़ती है, छड़ मार्टेंसाइट की मात्रा अपेक्षाकृत कम हो जाती है, और प्लेट जैसी मार्टेंसाइट की मात्रा अपेक्षाकृत बढ़ जाती है; विशेषताएं: उच्च शक्ति और उच्च कठोरता; ऑस्टेनाइट के तेजी से ठंडा करने (शीतलन) से निर्मित, यह एक संतुलित संरचना नहीं है और 80–200°C तक गर्म करने पर आसानी से विघटित हो जाती है;

छड़ मार्टेंसाइट:

कम और मध्यम कार्बन इस्पात और स्टेनलेस इस्पात में निर्मित, यह समानांतर में व्यवस्थित छड़ों के गुच्छों से बना होता है। इसका त्रिआयामी आकार चपटा और लंबा होता है, और एक ऑस्टेनाइट दाने में कई छड़ गुच्छों (आमतौर पर 3 से 5 तक) में परिवर्तित हो सकता है।

छड़ मार्टेंसाइट (सूईनुमा मार्टेंसाइट):

इसे आमतौर पर उच्च और मध्यम कार्बन इस्पात तथा उच्च-निकेल Fe-Ni मिश्र धातुओं में पाया जाता है। जब सबसे बड़े मार्टेंसाइट लैथ्स ऑप्टिकल सूक्ष्मदर्शी द्वारा हल नहीं किए जा सकने इतने छोटे होते हैं, तो इसे क्रिप्टोक्रिस्टलाइन मार्टेंसाइट कहा जाता है। उत्पादन में सामान्य निस्तापन से प्राप्त मार्टेंसाइट आमतौर पर क्रिप्टोक्रिस्टलाइन मार्टेंसाइट होता है।

टेम्पर्ड मार्टेंसाइट:

इस सूक्ष्म संरचना का निर्माण कम तापमान पर टेम्परिंग (150–250°C) द्वारा होता है तथा यह कम संतृप्ति वाले मार्टेंसाइट और अत्यंत सूक्ष्म कार्बाइड्स से मिलकर बना होता है। मार्टेंसाइट का विघटन 80 और 200°C के बीच होता है। जब इस्पात को लगभग 80°C तक गर्म किया जाता है, तो उसके भीतर परमाणु गतिविधि बढ़ जाती है, और मार्टेंसाइट में उपस्थित अतिसंतृप्त कार्बन कार्बाइड के रूप में धीरे-धीरे अवक्षेपित होना शुरू हो जाता है। मार्टेंसाइट में कार्बन की अतिसंतृप्ति की मात्रा लगातार कम होती जाती है, जिसके कारण कम संतृप्ति वाले मार्टेंसाइट और अत्यंत सूक्ष्म कार्बाइड्स की मिश्रित संरचना बनती है।

सीमेंटाइट:

लोहा और कार्बन का एक यौगिक, Fe3C; विशेषताएँ: 6.67% कार्बन युक्त, समचतुष्फलकीय क्रिस्टल संरचना होती है; अत्यधिक कठोर, अत्यधिक भंगुर, लगभग शून्य टक्कर प्रतिरोध और लचीलापन वाला;

पर्लाइट:

फेराइट और सीमेंटाइट का एक यांत्रिक मिश्रण, जो लोह-कार्बन मिश्र धातुओं में यूटेक्टॉइड अभिक्रिया द्वारा एकांतर आवृत परतों में बनता है; विशेषताएँ: इसमें मोती जैसी चमक होती है; इसके यांत्रिक गुण फेराइट और सीमेंटाइट के बीच के होते हैं, उच्च शक्ति, मध्यम कठोरता और अच्छी लचीलापन व टक्कर प्रतिरोध के साथ;

पर्तदार पर्लाइट:

फेराइट और सीमेंटाइट का मिश्रण जो पतली परतों के एकांतर अतिव्यापन द्वारा बनता है; परतदार अंतराल के आकार के आधार पर, इसे निम्नलिखित में विभाजित किया जा सकता है: पर्लाइट (परतदार अंतराल 450–150 नैनोमीटर, निर्माण तापमान सीमा A1–650℃, ऑप्टिकल सूक्ष्मदर्शी के तहत स्पष्ट रूप से अलग किया जा सकता है), सॉरबाइट (परतदार अंतराल 150–80 नैनोमीटर, निर्माण तापमान सीमा 650–600℃, केवल उच्च-आवर्धन ऑप्टिकल सूक्ष्मदर्शी के तहत अलग किया जा सकता है), और ट्रूस्टाइट (परतदार अंतराल 80–30 नैनोमीटर, निर्माण तापमान सीमा 600–550℃, केवल इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी के साथ अलग किया जा सकता है);

गुण्डीकृत पर्लाइट:

एक मिश्रण जिसमें सीमेंटाइट फेराइट आधार में गोलाकार रूप में मौजूद होता है; गुण्डीकृत पर्लाइट सामान्यतः गोलीकरण एनीलिंग द्वारा प्राप्त किया जाता है; (गोलीकरण एनीलिंग: इस्पात में कार्बाइड को गोलाकार बनाने के लिए किया जाने वाला एनीलिंग);

ऊपरी बेनाइट:

550–350℃ की सीमा तक तापमान गिरने पर सुपरसैचुरेटेड सुई के आकार के फेराइट और सीमेंटाइट से बना मिश्रण, जिसमें फेराइट सुइयों के बीच सीमेंटाइट होता है; विशेषताएँ: पंख के समान दिखावट, भंगुर, उच्च कठोरता; मूल रूप से 500x ऑप्टिकल सूक्ष्मदर्शी के तहत पहचान योग्य। लोअर बेनाइट

350–230℃ की सीमा तक तापमान गिरने पर सुपरसैचुरेटेड सुई के आकार के फेराइट और सीमेंटाइट से बना मिश्रण, लेकिन सीमेंटाइट फेराइट सुइयों के भीतर होता है; विशेषताएँ: काले सुई के आकार या बांस के पत्ते के आकार की संरचना के रूप में दिखाई देता है;

ग्रेन्युलर बेनाइट:

अपेक्षाकृत मोटे ब्लॉकी फेराइट और कार्बन-युक्त ऑस्टेनाइट से मिलकर बनी मिश्रधातु;

कार्बाइड-मुक्त बेनाइट:

लैथ-आकार के फेराइट की एकल कला से बनी सूक्ष्म संरचना, जिसे फेराइटिक बेनाइट भी कहा जाता है; विशेषताएँ: कार्बाइड-मुक्त बेनाइट आमतौर पर कम-कार्बन इस्पात में पाया जाता है;

विडमैनस्टैटेन संरचना:

इस्पात में एक बहु-चरणीय सूक्ष्म संरचना जहां प्रोयूटेक्टॉइड चरण स्तरित पेरलाइट के साथ मिश्रित सुई जैसे या प्लेट जैसे रूप में मौजूद होता है, जो तब होता है जब ऑस्टेनाइट दाने अपेक्षाकृत मोटे होते हैं और ठंडा होने की दर उपयुक्त होती है। विशेषताएं: मोटे दाने, प्लेट जैसे, पंख जैसे या त्रिकोणीय आकृतियां।