অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলি হল কয়েকটি কাঠামোগত ধাতুর মধ্যে যা তাপমাত্রা পরম শূন্যের দিকে নেমে যাওয়ার কারণে আরও ভঙ্গুর হওয়ার পরিবর্তে শক্তিশালী হয়ে ওঠে। এই আচরণটি তাদের তরলীকৃত প্রাকৃতিক গ্যাস ধারণ, বায়ু পৃথকীকরণ কলাম, সুপারকন্ডাক্টিং ম্যাগনেট স্ট্রাকচার এবং ক্রায়োজেনিক টেস্ট রিগগুলির জন্য ডিফল্ট পছন্দ করে, যেখানে ইস্পাতকে প্রভাব-পরীক্ষিত গ্রেড এবং সতর্ক ট্রানজিশন-তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজন হবে৷ কারণটি স্ফটিক কাঠামো এবং তাপ শক্তি প্রায় অনুপস্থিত থাকলে স্থানচ্যুতিগুলি যেভাবে সরে যায় তার মধ্যে রয়েছে।
নিম্ন তাপমাত্রায় কেন মুখ-কেন্দ্রীয় ঘন কাঠামো গুরুত্বপূর্ণ
অ্যালুমিনিয়ামের বারোটি স্লিপ সিস্টেম সহ একটি মুখ-কেন্দ্রীয় ঘনক জালি রয়েছে, এবং এটিকেন্দ্রিক ঘন স্টিলের শরীরে পাওয়া-ভঙ্গুর রূপান্তর-তে কোনো নমনীয়তা দেখায় না। তাপমাত্রা হ্রাস করা স্থানচ্যুতিগুলি সরানোর জন্য প্রয়োজনীয় চাপ বাড়ায় এবং উপলব্ধ স্লিপ সিস্টেমের সংখ্যা অপরিবর্তিত রাখে, তাই উপাদানটি প্লাস্টিকভাবে বিকৃত করার ক্ষমতা না হারিয়ে শক্ত হয়ে যায়। এই কারণেই একটি অ্যালুমিনিয়াম উপাদানকে তরল নাইট্রোজেন বা তরল হিলিয়ামে নিভিয়ে ফেলা যেতে পারে যা একটি ফেরিটিক ইস্পাত সহকারে শক্ততা হ্রাস না করে।
অ্যালুমিনিয়ামের উচ্চ তাপ পরিবাহিতা একই দিকে কাজ করে: এটি একটি উপাদানের মাধ্যমে সমানভাবে তাপ বিতরণ করে, স্থানীয় তাপীয় গ্রেডিয়েন্টগুলিকে সীমিত করে যা অন্যথায় একটি জাহাজের প্রাচীর বা একটি সমর্থন স্ট্রটে উচ্চ মাধ্যমিক চাপ তৈরি করে।
-150 ডিগ্রী নীচে যান্ত্রিক সম্পত্তি প্রবণতা
তাপমাত্রা -150 ডিগ্রির নিচে নেমে যাওয়ায় বেশিরভাগ অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলি প্রসার্য এবং ফলন শক্তি অর্জন করে, যখন প্রসারণ হয় বাড়ে বা অপরিহার্যভাবে স্থিতিশীল থাকে কারণ স্থানচ্যুতি আন্দোলন দমন করা হয় এবং বিকৃতি স্থানীয়করণের পরিবর্তে জালির মাধ্যমে ছড়িয়ে পড়ে।
5xxx এবং 1xxx পরিবারে সবচেয়ে বড় আপেক্ষিক লাভের সাথে প্রসার্য শক্তি তরল হিলিয়াম তাপমাত্রায় ক্রমান্বয়ে নেমে আসে।
দীর্ঘতা বজায় রাখা বা উন্নত করা হয়; খাদ 5083 উদাহরণস্বরূপ -269 ডিগ্রিতে 20% এর বেশি প্রসারণ বজায় রাখে।
খাঁজের সংবেদনশীলতা কমে যায়, তাই খাঁজযুক্ত প্রসার্য নমুনা ঘরের তাপমাত্রার তুলনায় মসৃণ নমুনার তুলনায় কম শাস্তি দেখায়।
ক্লান্তি ফাটল বৃদ্ধি গুরুতর তাপীয় সাইক্লিংয়ের অধীনে ত্বরান্বিত করতে পারে, তাই চক্রাকারে লোড করা ক্রায়োজেনিক উপাদানগুলির জন্য তাপীয় ক্লান্তি মূল্যায়ন প্রয়োজন।
ফ্র্যাকচারের দৃঢ়তা উচ্চ থাকে, যা এমন সম্পত্তি যা সংমিশ্রণ পরিষেবার জন্য খাদ পরিবারকে যোগ্য করে।
ক্রায়োজেনিক তাপমাত্রায় ধাতব পরিবর্তন
আকর্ষণীয় পরিবর্তনগুলি কাঠামোগত পরিবর্তে তাপগতিগত। ম্যাগনেসিয়ামের মতো দ্রবণীয় উপাদানগুলির দ্রবণীয়তা তাপমাত্রা হ্রাসের সাথে সাথে তীব্রভাবে হ্রাস পায়, তাই যে কোনও দ্রবীভূত দ্রবণ তার ভারসাম্য সীমার অনেক উপরে থাকে। প্রসারণ কার্যকরীভাবে হিমায়িত হয়, তবে, তাই বৃষ্টিপাতের কঠিনতা এগিয়ে যেতে পারে না এবং পরিচর্যার সময় বার্ধক্য-ও ঘটে না। ব্যবহারিক প্রভাব হল:
দ্রবণীয় পরমাণু অবিরত স্থানচ্যুতিকে পিন করতে থাকে, যা ফলনের শক্তি বৃদ্ধির একটি কারণ।
প্রসারণ-নিয়ন্ত্রিত প্রক্রিয়া, বৃষ্টিপাত এবং পুনরুদ্ধার সহ, প্রায় সম্পূর্ণরূপে দমন করা হয়।
কোনো নমনীয়-থেকে-ভঙ্গুর রূপান্তর ঘটে না, শরীরের-কেন্দ্রিক ঘন ধাতুর বিপরীতে।
তাপীয় সংকোচনকে অবশ্যই ডিজাইনে বিবেচনা করতে হবে, কারণ অ্যালুমিনিয়ামের সংকোচন ইস্পাত বা কম্পোজিটের থেকে আলাদা যা এটি প্রায়শই বোল্ট করা হয়।
এই বৈশিষ্ট্যগুলিই অ্যালুমিনিয়ামকে সুপারকন্ডাক্টিং ম্যাগনেট সিস্টেমের কাঠামোগত উপাদানগুলির জন্য ব্যবহার করার অনুমতি দেয়, যেখানে তরল হিলিয়াম তাপমাত্রায় একটি নন-চৌম্বকীয়, মাত্রাগতভাবে স্থিতিশীল এবং তাপীয় পরিবাহী উপাদানের প্রয়োজন হয়।
ক্রায়োজেনিক পরিষেবার জন্য খাদ নির্বাচন
| সিরিজ | ক্রায়োজেনিক আচরণ | সাধারণ ব্যবহার |
|---|---|---|
| 5xxx (আল-মিগ্রা) | ব্যতিক্রমী বলিষ্ঠতা এবং নমনীয়তা ধারণ; 5083 -269 ডিগ্রিতে 20% এর বেশি প্রসারণ রাখে | এলএনজি ট্যাঙ্ক, ক্রায়োজেনিক জাহাজ, ঢালাই কাঠামো |
| 6xxx (Al-Mg-Si) | ভাল weldability এবং মাঝারি শক্তি; বৈশিষ্ট্য স্থিতিশীল একবার মেজাজ | ক্রায়োজেনিক জাহাজের উপাদান এবং সমর্থন |
| 1xxx (উচ্চ বিশুদ্ধতা) | কম চৌম্বক প্রতিক্রিয়া সঙ্গে খুব উচ্চ পরিবাহিতা | সুপারকন্ডাক্টিং চুম্বক উপাদান এবং cryostat অংশ |
| 3xxx (আল-Mn) | ভাল গঠনযোগ্যতা এবং মাঝারি ক্রায়োজেনিক শক্তি | তাপ এক্সচেঞ্জার এবং নালী অ্যাপ্লিকেশন |
5xxx সিরিজটি ঢালাই করা ক্রায়োজেনিক কন্টেনমেন্টের জন্য ওয়ার্কহরস হিসাবে রয়ে গেছে কারণ এটি ক্রায়োজেনিক শক্ততাকে একটি অ-তাপ-চিকিত্সাযোগ্য মেজাজের সাথে একত্রিত করে যা ঢালাই তাপ দ্বারা প্রভাবিত হয় না। খাদ নির্বাচন তারপর উপাদানের নির্দিষ্ট তাপীয় সংকোচন এবং শক্তি প্রয়োজনীয়তা পরিমার্জন করে।
ক্রায়োজেনিক পরিষেবার জন্য ঢালাই এবং তৈরির নিয়ম
ওয়েল্ডিং হল যেখানে ক্রায়োজেনিক ডিজাইন প্রায়শই ব্যর্থ হয়, তাই বানোয়াট অপারেটরের বিচারের পরিবর্তে যোগ্য পদ্ধতির দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়।
ফিলার ধাতু নির্বাচন দৃঢ়তা ক্র্যাকিং প্রতিরোধ করা আবশ্যক; ম্যাগনেসিয়াম ফিলারগুলি 5xxx বেস মেটালের জন্য সাধারণ।
পোরোসিটি ঝুঁকি পরিষ্কার-পরিচ্ছন্নতা, শুষ্ক সুরক্ষা গ্যাস এবং আর্দ্রতা{0}}বিনামূল্যে ব্যবহার্য সামগ্রীর মাধ্যমে নিয়ন্ত্রণ করা হয়, যেহেতু হাইড্রোজেন পিকআপ হল ওয়েল্ড পোরোসিটির প্রধান উৎস।
ঢালাই এবং সংলগ্ন কাঠামোর মধ্যে অমিল তাপীয় প্রসারণ অবশিষ্ট স্ট্রেসকে প্ররোচিত করে, যা যৌথ নকশা, সুষম ঢালাই ক্রম এবং প্রয়োজনে প্রি-স্ট্রেনের মাধ্যমে পরিচালিত হয়।
পোস্ট-ওয়েল্ড হিট ট্রিটমেন্ট সাধারণত 5xxx কাজের জন্য এড়ানো হয় কারণ এটি সামান্য সুবিধা প্রদান করে এবং বৈশিষ্ট্যগুলি হ্রাস করতে পারে; তাপ-চিকিৎসাযোগ্য সংকর ধাতুগুলির জন্য এটি নিয়ন্ত্রিত হয় যাতে মেজাজ নষ্ট না হয়।
পদ্ধতির যোগ্যতা একটি উপযুক্ত ঢালাই মান অনুসরণ করে যেমন ISO 15614-2 বা ASME সেকশন IX, যখন বেস প্লেট নিজেই ASTM B209 বা GB/T 3880 এ সরবরাহ করা হয়।
প্রভাব এবং কঠোরতা যাচাইকরণ পরিষেবা তাপমাত্রায় সঞ্চালিত হয়, ঘরের তাপমাত্রায় নয়।
প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী
প্রশ্ন: ক্রায়োজেনিক তাপমাত্রায় অ্যালুমিনিয়ামের মিশ্রণ কেন ভঙ্গুর হয় না?
তাদের মুখ-কেন্দ্রীয় ঘনক জালি তাপমাত্রা কমার সাথে সাথে বারোটি স্লিপ সিস্টেমকে সক্রিয় রাখে, তাই ধাতুটি নমনীয়-কে-শরীরে দেখা যায়-কেন্দ্রিক ঘন ইস্পাতের ভঙ্গুর রূপান্তর ছাড়াই শক্ত হয়ে যায়।
প্রশ্ন: এলএনজি কন্টেনমেন্টের জন্য কোন অ্যালুমিনিয়াম খাদ সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয়?
অ্যালয় 5083 হল রেফারেন্স উপাদান: এটি -269 ডিগ্রিতে 20% এর বেশি প্রসারণ ধরে রাখে, তাপ-নিরাময়যোগ্য মেজাজ সমস্যা ছাড়াই ঢালাই করে এবং পরিষেবা তাপমাত্রায় উচ্চ ফ্র্যাকচার শক্ততা বজায় রাখে।
প্রশ্ন: অ্যালুমিনিয়ামকে -150 ডিগ্রির নিচে ঠাণ্ডা করলে শক্তি কি বৃদ্ধি পায়?
হ্যাঁ। তাপমাত্রা হ্রাসের সাথে সাথে প্রসার্য এবং ফলনের শক্তি ক্রমান্বয়ে বৃদ্ধি পায়, স্থানচ্যুতি গতির বর্ধিত প্রতিরোধের দ্বারা চালিত হয় এবং একই সময়ে নমনীয়তা সাধারণত ধরে রাখা বা উন্নত হয়।
প্রশ্ন: পোস্ট-ওয়েল্ড হিট ট্রিটমেন্ট ছাড়াই কি ক্রায়োজেনিক জাহাজের জন্য অ্যালুমিনিয়াম ঢালাই করা যায়?
5xxx অ্যালয় পোস্টের জন্য-ওয়েল্ড হিট ট্রিটমেন্ট সাধারণত অপ্রয়োজনীয় এবং এড়িয়ে যাওয়া হয়, কিন্তু ঢালাই পদ্ধতিকে এখনও ছিদ্র, ক্র্যাকিং এবং অবশিষ্ট চাপ নিয়ন্ত্রণের জন্য একটি স্বীকৃত মানদণ্ডে যোগ্য হতে হবে।
প্রশ্ন: ক্রায়োজেনিক অ্যালুমিনিয়াম কাঠামোর প্রধান নকশা ঝুঁকি কি?
সংলগ্ন ইস্পাত বা যৌগিক কাঠামোর বিরুদ্ধে তাপীয় সংকোচনের অমিল, যা বারবার তাপ সাইকেল চালানোর অধীনে ক্লান্তি ফাটল বৃদ্ধির পাশাপাশি অবশিষ্ট এবং গৌণ চাপ তৈরি করে।
প্রশ্ন: সুপারকন্ডাক্টিং সিস্টেমে কেন উচ্চ-বিশুদ্ধতা 1xxx অ্যালুমিনিয়াম ব্যবহার করা হয়?
এটি কম চৌম্বকীয় প্রতিক্রিয়ার সাথে উচ্চ তাপ পরিবাহিতাকে একত্রিত করে এবং তরল হিলিয়াম তাপমাত্রায় নমনীয় থাকে, যা ক্রায়োস্ট্যাট এবং চুম্বক কাঠামোগত উপাদানগুলির জন্য উপযুক্ত।
