ব্যাপক ও বিস্তারিত! স্টিল শোধন সম্পর্কে সম্পূর্ণ জ্ঞান!

নির্বাপণের সংজ্ঞা ও উদ্দেশ্য
ইস্পাতকে সংকট বিন্দু Ac3 (হাইপোইউটেক্টয়েড ইস্পাত) বা Ac1 (হাইপারইউটেক্টয়েড ইস্পাত)-এর উপরের তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করা হয়, এটিকে সম্পূর্ণ বা আংশিকভাবে অস্টেনাইজড করার জন্য নির্দিষ্ট সময় ধরে রাখা হয় এবং তারপর সংকটপূর্ণ কোয়েনচিং গতির চেয়ে বেশি গতিতে শীতল করা হয়। যে তাপীয় প্রক্রিয়া অতিশীতল অস্টেনাইটকে মার্টেনসাইট বা নিম্ন বেইনাইটে রূপান্তরিত করে, তাকে কোয়েনচিং বলা হয়।

কোয়েনচিং-এর উদ্দেশ্য হলো অতিশীতল অস্টেনাইটকে মার্টেনসাইট বা বেইনাইটে রূপান্তরিত করে একটি মার্টেনসাইট বা লোয়ার বেইনাইট কাঠামো অর্জন করা, যা পরবর্তীতে বিভিন্ন তাপমাত্রায় টেম্পারিং-এর সাথে মিলিত হয়ে ইস্পাতের শক্তি, কাঠিন্য এবং পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা, ক্লান্তি শক্তি ও দৃঢ়তা ইত্যাদি ব্যাপকভাবে উন্নত করে, যাতে বিভিন্ন যান্ত্রিক যন্ত্রাংশ ও সরঞ্জামের ভিন্ন ভিন্ন ব্যবহারের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করা যায়। কিছু বিশেষ ইস্পাতের বিশেষ ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য, যেমন ফেরোম্যাগনেটিজম এবং ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা পূরণের জন্যও কোয়েনচিং ব্যবহার করা যেতে পারে।

যখন ইস্পাতের যন্ত্রাংশকে কোনো শোধন মাধ্যমে ভৌত অবস্থার পরিবর্তন ঘটিয়ে ঠান্ডা করা হয়, তখন সেই শীতলীকরণ প্রক্রিয়াকে সাধারণত নিম্নলিখিত তিনটি পর্যায়ে ভাগ করা হয়: বাষ্পীয় স্তর পর্যায়, স্ফুটন পর্যায় এবং পরিচলন পর্যায়।

ইস্পাতের কাঠিন্য
কাঠিন্যতা এবং কাঠিন্যতা হলো দুটি কার্যক্ষমতা সূচক যা ইস্পাতের শীতলীকরণ সহ্য করার ক্ষমতাকে চিহ্নিত করে। এগুলি উপাদান নির্বাচন এবং ব্যবহারের জন্য গুরুত্বপূর্ণ ভিত্তিও বটে।

১. কাঠিন্যযোগ্যতা এবং কাঠিন্যযোগ্যতার ধারণা

আদর্শ পরিস্থিতিতে শীতলীকরণ ও তাপ প্রয়োগের মাধ্যমে ইস্পাতের সর্বোচ্চ কাঠিন্য অর্জন করার ক্ষমতাকে কাঠিন্যযোগ্যতা বলা হয়। ইস্পাতের কাঠিন্যযোগ্যতা নির্ধারণকারী প্রধান উপাদান হলো এর কার্বনের পরিমাণ। আরও স্পষ্টভাবে বলতে গেলে, এটি হলো শীতলীকরণ এবং তাপ প্রয়োগের সময় অস্টেনাইটে দ্রবীভূত কার্বনের পরিমাণ। কার্বনের পরিমাণ যত বেশি হয়, ইস্পাতের কাঠিন্যযোগ্যতাও তত বেশি হয়। ইস্পাতের সংকর উপাদানগুলোর এর কাঠিন্যযোগ্যতার উপর প্রভাব সামান্য, কিন্তু এগুলোর একটি উল্লেখযোগ্য প্রভাব রয়েছে।

কাঠিন্যযোগ্যতা বলতে সেই বৈশিষ্ট্যগুলোকে বোঝায় যা নির্দিষ্ট শর্তাধীনে ইস্পাতের কাঠিন্যের গভীরতা এবং কাঠিন্য বন্টন নির্ধারণ করে। অর্থাৎ, ইস্পাতকে দ্রুত শীতল করার সময় কাঠিন্যপূর্ণ স্তরের গভীরতা অর্জনের ক্ষমতা। এটি ইস্পাতের একটি সহজাত ধর্ম। কাঠিন্যযোগ্যতা আসলে প্রতিফলিত করে যে, ইস্পাতকে দ্রুত শীতল করার সময় অস্টেনাইট কত সহজে মার্টেনসাইটে রূপান্তরিত হয়। এটি প্রধানত ইস্পাতের অতিশীতল অস্টেনাইটের স্থিতিশীলতা, অথবা ইস্পাতের সংকটপূর্ণ শীতলীকরণ হারের সাথে সম্পর্কিত।

এ কথাও উল্লেখ করা উচিত যে, স্টিলের কাঠিন্যযোগ্যতাকে নির্দিষ্ট শোধন অবস্থার অধীনে স্টিলের যন্ত্রাংশের কার্যকর কাঠিন্য গভীরতা থেকে আলাদা করে দেখতে হবে। স্টিলের কাঠিন্যযোগ্যতা হলো স্টিলের নিজস্ব একটি সহজাত বৈশিষ্ট্য। এটি শুধুমাত্র এর নিজস্ব অভ্যন্তরীণ কারণগুলোর উপর নির্ভর করে এবং বাহ্যিক কারণগুলোর সাথে এর কোনো সম্পর্ক নেই। স্টিলের কার্যকর কাঠিন্য গভীরতা শুধুমাত্র স্টিলের কাঠিন্যযোগ্যতার উপরই নির্ভর করে না, বরং ব্যবহৃত উপাদানের উপরও নির্ভর করে। এটি শীতলকারী মাধ্যম এবং ওয়ার্কপিসের আকারের মতো বাহ্যিক কারণগুলোর সাথে সম্পর্কিত। উদাহরণস্বরূপ, একই অস্টেনাইজিং অবস্থার অধীনে, একই স্টিলের কাঠিন্যযোগ্যতা একই থাকে, কিন্তু ওয়াটার কোয়েনচিংয়ের কার্যকর কাঠিন্য গভীরতা অয়েল কোয়েনচিংয়ের চেয়ে বেশি হয়, এবং ছোট যন্ত্রাংশের ক্ষেত্রে অয়েল কোয়েনচিংয়ের চেয়ে কার্যকর কাঠিন্য গভীরতা বেশি হয়। এর মানে এই নয় যে ওয়াটার কোয়েনচিংয়ের কাঠিন্যযোগ্যতা অয়েল কোয়েনচিংয়ের চেয়ে বেশি। আবার এটাও বলা যায় না যে ছোট যন্ত্রাংশের কাঠিন্যযোগ্যতা বড় যন্ত্রাংশের চেয়ে বেশি। দেখা যায় যে, ইস্পাতের কাঠিন্য মূল্যায়ন করতে হলে ওয়ার্কপিসের আকৃতি, আকার, শীতলীকরণ মাধ্যম ইত্যাদির মতো বাহ্যিক কারণগুলোর প্রভাব অবশ্যই দূর করতে হবে।

এছাড়াও, যেহেতু কাঠিন্যযোগ্যতা এবং কাঠিন্যযোগ্যতা দুটি ভিন্ন ধারণা, তাই শোধনের পর উচ্চ কাঠিন্যযুক্ত ইস্পাতের কাঠিন্যযোগ্যতা বেশি হবেই এমন কোনো বাধ্যবাধকতা নেই; এবং কম কাঠিন্যযুক্ত ইস্পাতেরও উচ্চ কাঠিন্যযোগ্যতা থাকতে পারে।

২. কাঠিন্যকে প্রভাবিতকারী উপাদানসমূহ

ইস্পাতের কাঠিন্যযোগ্যতা অস্টেনাইটের স্থিতিশীলতার উপর নির্ভর করে। যে কোনো উপাদান যা অতিশীতল অস্টেনাইটের স্থিতিশীলতা উন্নত করতে পারে, C বক্ররেখাকে ডানদিকে সরাতে পারে এবং এর ফলে সংকটপূর্ণ শীতলীকরণ হার কমাতে পারে, তা উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন ইস্পাতের কাঠিন্যযোগ্যতা বাড়াতে পারে। অস্টেনাইটের স্থিতিশীলতা প্রধানত এর রাসায়নিক গঠন, দানার আকার এবং গঠনের সমরূপতার উপর নির্ভর করে, যা ইস্পাতের রাসায়নিক গঠন এবং উত্তাপন অবস্থার সাথে সম্পর্কিত।

৩. কাঠিন্য পরিমাপের পদ্ধতি

ইস্পাতের কাঠিন্য পরিমাপের অনেক পদ্ধতি রয়েছে, যার মধ্যে সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত পদ্ধতিগুলো হলো সংকট ব্যাস পরিমাপ পদ্ধতি এবং প্রান্ত-কাঠিন্য পরীক্ষা পদ্ধতি।

(1) সংকট ব্যাস পরিমাপ পদ্ধতি

একটি নির্দিষ্ট মাধ্যমে ইস্পাতকে দ্রুত শীতল করার পর, যখন এর কেন্দ্রভাগ সম্পূর্ণ মার্টেনসাইট অথবা ৫০% মার্টেনসাইট কাঠামো লাভ করে, তখন এর সর্বোচ্চ ব্যাসকে সংকট ব্যাস (critical diameter) বলা হয়, যা Dc দ্বারা প্রকাশ করা হয়। সংকট ব্যাস পরিমাপের পদ্ধতিটি হলো, বিভিন্ন ব্যাসের একাধিক গোলাকার দণ্ড তৈরি করা হয় এবং দ্রুত শীতল করার পর প্রতিটি নমুনার ব্যাস বরাবর বিস্তৃত কাঠিন্য U-আকৃতির রেখাচিত্র (hardness U curve) পরিমাপ করে কেন্দ্রে অর্ধ-মার্টেনসাইট কাঠামোযুক্ত দণ্ডটি খুঁজে বের করা হয়। এই গোলাকার দণ্ডটির ব্যাসই হলো সংকট ব্যাস। সংকট ব্যাস যত বড় হয়, ইস্পাতের কাঠিন্যযোগ্যতাও তত বেশি হয়।

(2) প্রান্ত নির্বাপণ পরীক্ষা পদ্ধতি

এন্ড-কুইঞ্চিং পরীক্ষা পদ্ধতিতে একটি আদর্শ আকারের এন্ড-কুইঞ্চড নমুনা (Ф২৫মিমি×১০০মিমি) ব্যবহার করা হয়। অস্টেনাইজেশনের পর, বিশেষ যন্ত্রে নমুনাটির এক প্রান্তে জল স্প্রে করে ঠান্ডা করা হয়। ঠান্ডা হওয়ার পর, জল-ঠান্ডা হওয়া প্রান্ত থেকে অক্ষ বরাবর কাঠিন্য পরিমাপ করা হয়। এটি দূরত্ব সম্পর্ক বক্ররেখার জন্য একটি পরীক্ষা পদ্ধতি। এন্ড-হার্ডেনিং পরীক্ষা পদ্ধতি হলো ইস্পাতের কাঠিন্যযোগ্যতা নির্ধারণের অন্যতম একটি পদ্ধতি। এর সুবিধা হলো এর সহজ কার্যপ্রণালী এবং ব্যাপক প্রয়োগক্ষেত্র।

৪. শোধন চাপ, বিকৃতি এবং ফাটল

(1) শোধনের সময় ওয়ার্কপিসের অভ্যন্তরীণ চাপ

যখন ওয়ার্কপিসকে কোয়েনচিং মাধ্যমে দ্রুত ঠান্ডা করা হয়, তখন যেহেতু ওয়ার্কপিসটির একটি নির্দিষ্ট আকার এবং তাপ পরিবাহিতা সহগেরও একটি নির্দিষ্ট মান থাকে, তাই শীতলীকরণ প্রক্রিয়ার সময় ওয়ার্কপিসটির অভ্যন্তরীণ অংশ বরাবর একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রার তারতম্য তৈরি হয়। এর ফলে পৃষ্ঠের তাপমাত্রা কম এবং কেন্দ্রের তাপমাত্রা বেশি থাকে, এবং পৃষ্ঠ ও কেন্দ্রের তাপমাত্রার মধ্যে একটি তাপমাত্রার পার্থক্য তৈরি হয়। ওয়ার্কপিসের শীতলীকরণ প্রক্রিয়ার সময় দুটি ভৌত ​​ঘটনাও ঘটে: একটি হলো তাপীয় প্রসারণ, যেখানে তাপমাত্রা কমার সাথে সাথে ওয়ার্কপিসের রৈখিক দৈর্ঘ্য সংকুচিত হয়; অন্যটি হলো অস্টেনাইট থেকে মার্টেনসাইটে রূপান্তর, যা তাপমাত্রা মার্টেনসাইট রূপান্তর বিন্দুতে পৌঁছালে এর আপেক্ষিক আয়তন বৃদ্ধি করে। শীতলীকরণ প্রক্রিয়ার সময় এই তাপমাত্রার পার্থক্যের কারণে, ওয়ার্কপিসের প্রস্থচ্ছেদ বরাবর বিভিন্ন অংশে তাপীয় প্রসারণের পরিমাণ ভিন্ন হয় এবং ওয়ার্কপিসের বিভিন্ন অংশে অভ্যন্তরীণ পীড়ন তৈরি হয়। ওয়ার্কপিসের অভ্যন্তরে তাপমাত্রার পার্থক্য থাকার কারণে, এমন কিছু অংশও থাকতে পারে যেখানে মার্টেনসাইট ঘটার বিন্দুর চেয়ে তাপমাত্রা দ্রুত হ্রাস পায়। রূপান্তরের সময় আয়তন প্রসারিত হয় এবং উচ্চ তাপমাত্রার অংশগুলো তখনও নির্দিষ্ট বিন্দুর চেয়ে উঁচু থাকে ও অস্টেনাইট অবস্থায় থাকে। নির্দিষ্ট আয়তন পরিবর্তনের পার্থক্যের কারণে এই বিভিন্ন অংশগুলোতে অভ্যন্তরীণ পীড়নও উৎপন্ন হয়। সুতরাং, শোধন ও শীতলীকরণ প্রক্রিয়ার সময় দুই ধরনের অভ্যন্তরীণ পীড়ন তৈরি হতে পারে: একটি হলো তাপীয় পীড়ন; অন্যটি হলো টিস্যু পীড়ন।

অভ্যন্তরীণ পীড়নের স্থায়িত্বকালের বৈশিষ্ট্য অনুসারে, একে তাৎক্ষণিক পীড়ন এবং অবশিষ্ট পীড়নেও ভাগ করা যায়। শীতলীকরণ প্রক্রিয়ার সময় কোনো নির্দিষ্ট মুহূর্তে কার্যবস্তু দ্বারা উৎপন্ন অভ্যন্তরীণ পীড়নকে তাৎক্ষণিক পীড়ন বলা হয়; কার্যবস্তুটি শীতল হওয়ার পর এর অভ্যন্তরে যে পীড়ন থেকে যায়, তাকে অবশিষ্ট পীড়ন বলা হয়।

তাপীয় পীড়ন বলতে বোঝায়, কোনো কার্যবস্তুকে উত্তপ্ত (বা শীতল) করার সময় তার বিভিন্ন অংশের তাপমাত্রার পার্থক্যের কারণে সৃষ্ট অসামঞ্জস্যপূর্ণ তাপীয় প্রসারণ (বা শীতল সংকোচন)-এর ফলে সৃষ্ট পীড়ন।

এখন একটি নিরেট সিলিন্ডারকে উদাহরণ হিসেবে নিয়ে এর শীতলীকরণ প্রক্রিয়ার সময় অভ্যন্তরীণ পীড়নের গঠন ও পরিবর্তনের নিয়মগুলো ব্যাখ্যা করা যাক। এখানে শুধুমাত্র অক্ষীয় পীড়ন নিয়ে আলোচনা করা হলো। শীতলীকরণের শুরুতে, যেহেতু পৃষ্ঠভাগ দ্রুত শীতল হয়, তাই এর তাপমাত্রা কম থাকে এবং এটি অনেক বেশি সংকুচিত হয়, অন্যদিকে কেন্দ্রভাগ শীতল হওয়ার কারণে এর তাপমাত্রা বেশি থাকে এবং সংকোচন কম হয়। এর ফলে, পৃষ্ঠভাগ এবং অভ্যন্তরভাগ পরস্পরকে বাধা দেয়, যার কারণে পৃষ্ঠভাগে টান পীড়ন সৃষ্টি হয়, এবং কেন্দ্রভাগ চাপ পীড়নের অধীনে থাকে। শীতলীকরণ যত এগোতে থাকে, অভ্যন্তর ও বাইরের তাপমাত্রার পার্থক্য তত বাড়তে থাকে এবং সেই অনুযায়ী অভ্যন্তরীণ পীড়নও বাড়তে থাকে। যখন এই তাপমাত্রায় পীড়ন বেড়ে গিয়ে নতি সহনশীলতা (yield strength) অতিক্রম করে, তখন প্লাস্টিক বিকৃতি ঘটে। যেহেতু কেন্দ্রভাগের পুরুত্ব এর পৃষ্ঠভাগের চেয়ে বেশি, তাই কেন্দ্রভাগ সর্বদা প্রথমে অক্ষীয়ভাবে সংকুচিত হয়। প্লাস্টিক বিকৃতির ফলে, অভ্যন্তরীণ পীড়ন আর বৃদ্ধি পায় না। একটি নির্দিষ্ট সময় ধরে শীতল হওয়ার পর, পৃষ্ঠভাগের তাপমাত্রা হ্রাসের গতি ধীরে ধীরে কমে আসবে এবং এর সংকোচনও ক্রমান্বয়ে হ্রাস পাবে। এই সময়ে, কোরটি তখনও সংকুচিত হতে থাকে, তাই পৃষ্ঠের উপর টানজনিত পীড়ন এবং কোরের উপর চাপজনিত পীড়ন ধীরে ধীরে কমতে কমতে অদৃশ্য হয়ে যায়। তবে, শীতলীকরণ চলতে থাকলে, পৃষ্ঠের আর্দ্রতা ক্রমশ কমতে থাকে এবং সংকোচনের পরিমাণও কমতে থাকে, বা এমনকি সংকোচন থেমেও যায়। যেহেতু কোরের ভেতরের তাপমাত্রা তখনও বেশি থাকে, তাই এটি সংকুচিত হতে থাকে এবং অবশেষে ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠে চাপজনিত পীড়ন তৈরি হয়, অন্যদিকে কোরের মধ্যে টানজনিত পীড়ন তৈরি হয়। তবে, তাপমাত্রা কম থাকার কারণে প্লাস্টিক বিকৃতি সহজে ঘটে না, তাই শীতলীকরণ চলতে থাকলে এই পীড়ন বাড়তে থাকে। এটি ক্রমাগত বাড়তে থাকে এবং অবশেষে ওয়ার্কপিসের ভেতরে অবশিষ্ট পীড়ন হিসেবে থেকে যায়।

দেখা যায় যে, শীতলীকরণ প্রক্রিয়ার সময় তাপীয় পীড়নের কারণে প্রাথমিকভাবে উপরিভাগের স্তর প্রসারিত হয় এবং কেন্দ্রভাগ সংকুচিত হয়, এবং অবশিষ্ট পীড়নের ফলে উপরিভাগের স্তর সংকুচিত ও কেন্দ্রভাগ প্রসারিত থাকে।

সংক্ষেপে, কোয়েনচিং কুলিং-এর সময় উৎপন্ন তাপীয় পীড়ন শীতলীকরণ প্রক্রিয়ার সময় প্রস্থচ্ছেদের তাপমাত্রার পার্থক্যের কারণে ঘটে। শীতলীকরণের হার এবং প্রস্থচ্ছেদের তাপমাত্রার পার্থক্য যত বেশি হবে, উৎপন্ন তাপীয় পীড়নও তত বেশি হবে। একই শীতলীকরণ মাধ্যমের পরিস্থিতিতে, ওয়ার্কপিসের উত্তাপের তাপমাত্রা যত বেশি হবে, এর আকার যত বড় হবে, স্টিলের তাপ পরিবাহিতা যত কম হবে, ওয়ার্কপিসের অভ্যন্তরে তাপমাত্রার পার্থক্য তত বেশি হবে এবং তাপীয় পীড়নও তত বেশি হবে। যদি ওয়ার্কপিসটি উচ্চ তাপমাত্রায় অসমভাবে শীতল করা হয়, তবে এটি বিকৃত ও বিকল হয়ে যাবে। যদি ওয়ার্কপিসের শীতলীকরণ প্রক্রিয়ার সময় উৎপন্ন তাৎক্ষণিক টান পীড়ন উপাদানটির টান সহনশীলতার চেয়ে বেশি হয়, তবে কোয়েনচিং ফাটল দেখা দেবে।

তাপ প্রক্রিয়াকরণ চলাকালীন ওয়ার্কপিসের বিভিন্ন অংশে দশা রূপান্তরের ভিন্ন ভিন্ন সময়ের কারণে সৃষ্ট পীড়নকে দশা রূপান্তর পীড়ন বলতে বোঝায়, যা টিস্যু পীড়ন নামেও পরিচিত।

কোয়েনচিং এবং দ্রুত শীতলীকরণের সময়, যখন পৃষ্ঠ স্তরটি Ms বিন্দুতে শীতল হয়, তখন মার্টেনসিটিক রূপান্তর ঘটে এবং আয়তন প্রসারণ ঘটায়। তবে, যে কোরটির এখনও রূপান্তর ঘটেনি তার বাধার কারণে, পৃষ্ঠ স্তরে সংকোচনমূলক পীড়ন তৈরি হয়, যখন কোরটিতে প্রসারণমূলক পীড়ন থাকে। যখন পীড়ন যথেষ্ট বড় হয়, তখন এটি বিকৃতি ঘটাবে। যখন কোরটি Ms বিন্দুতে শীতল হয়, তখন এটিও মার্টেনসিটিক রূপান্তরের মধ্য দিয়ে যাবে এবং আয়তনে প্রসারিত হবে। তবে, কম প্লাস্টিসিটি এবং উচ্চ শক্তি সম্পন্ন রূপান্তরিত পৃষ্ঠ স্তরের সীমাবদ্ধতার কারণে, এর চূড়ান্ত অবশিষ্ট পীড়ন পৃষ্ঠটানের আকারে থাকবে এবং কোরটি চাপের মধ্যে থাকবে। এতে দেখা যায় যে, দশা রূপান্তর পীড়নের পরিবর্তন এবং চূড়ান্ত অবস্থা তাপীয় পীড়নের ঠিক বিপরীত। অধিকন্তু, যেহেতু দশা পরিবর্তন পীড়ন কম তাপমাত্রায় কম প্লাস্টিসিটিতে ঘটে, তাই এই সময়ে বিকৃতি কঠিন হয়, ফলে দশা পরিবর্তন পীড়নের কারণে ওয়ার্কপিসে ফাটল ধরার সম্ভাবনা বেশি থাকে।

এমন অনেক কারণ আছে যা ফেজ রূপান্তর পীড়নের পরিমাণকে প্রভাবিত করে। মার্টেনসাইট রূপান্তর তাপমাত্রার পরিসরে স্টিলের শীতলীকরণের হার যত দ্রুত হয়, স্টিলের টুকরোর আকার যত বড় হয়, স্টিলের তাপ পরিবাহিতা যত খারাপ হয়, মার্টেনসাইটের নির্দিষ্ট আয়তন যত বেশি হয়, ফেজ রূপান্তর পীড়নও তত বাড়তে থাকে। এছাড়াও, ফেজ রূপান্তর পীড়ন স্টিলের গঠন এবং এর কাঠিন্যযোগ্যতার সাথেও সম্পর্কিত। উদাহরণস্বরূপ, উচ্চ কার্বন উচ্চ সংকর স্টিল তার উচ্চ কার্বন উপাদানের কারণে মার্টেনসাইটের নির্দিষ্ট আয়তন বাড়িয়ে দেয়, যা স্টিলের ফেজ রূপান্তর পীড়ন বাড়িয়ে দেওয়ার কথা। তবে, কার্বনের পরিমাণ বাড়ার সাথে সাথে Ms বিন্দু কমে যায় এবং শোধনের পর প্রচুর পরিমাণে অবশিষ্ট অস্টেনাইট থেকে যায়। এর আয়তন প্রসারণ কমে যায় এবং অবশিষ্ট পীড়ন কম থাকে।

(2) শোধনের সময় ওয়ার্কপিসের বিকৃতি

শোধনকালে ওয়ার্কপিসে প্রধানত দুই ধরনের বিকৃতি ঘটে: একটি হলো ওয়ার্কপিসের জ্যামিতিক আকারের পরিবর্তন, যা আকার ও আকৃতির পরিবর্তন হিসেবে প্রকাশ পায় এবং যাকে প্রায়শই ওয়ার্পিং বিকৃতি বলা হয়, যা শোধন পীড়নের কারণে ঘটে; অন্যটি হলো আয়তন বিকৃতি, যা ওয়ার্কপিসের আয়তনের আনুপাতিক প্রসারণ বা সংকোচন হিসেবে প্রকাশ পায় এবং যা দশা পরিবর্তনের সময় নির্দিষ্ট আয়তনের পরিবর্তনের কারণে ঘটে।

ওয়ার্পিং ডিফরমেশনের মধ্যে আকৃতিগত বিকৃতি এবং মোচড়জনিত বিকৃতিও অন্তর্ভুক্ত। মোচড়জনিত বিকৃতি প্রধানত উত্তপ্ত করার সময় চুল্লিতে ওয়ার্কপিসের অনুপযুক্ত স্থাপন, অথবা কোয়েনচিং-এর আগে বিকৃতি সংশোধনের পর আকৃতি প্রদানের প্রক্রিয়ার অভাব, অথবা ওয়ার্কপিস শীতল করার সময় এর বিভিন্ন অংশের অসম শীতলীকরণের কারণে ঘটে থাকে। এই বিকৃতি নির্দিষ্ট পরিস্থিতির জন্য বিশ্লেষণ ও সমাধান করা যেতে পারে। নিম্নে প্রধানত আয়তনগত বিকৃতি এবং আকৃতিগত বিকৃতি নিয়ে আলোচনা করা হলো।

১) শোধন বিকৃতির কারণসমূহ এবং এর পরিবর্তনের নিয়মাবলী

কাঠামোগত রূপান্তরের কারণে আয়তন বিকৃতি। শোধনের আগে ওয়ার্কপিসের কাঠামোগত অবস্থা সাধারণত পার্লাইট, অর্থাৎ ফেরাইট এবং সিমেন্টাইটের একটি মিশ্র কাঠামো, এবং শোধনের পরে এটি একটি মার্টেনসিটিক কাঠামোতে পরিণত হয়। এই টিস্যুগুলোর ভিন্ন ভিন্ন আপেক্ষিক আয়তন শোধনের আগে ও পরে আয়তনের পরিবর্তন ঘটায়, যার ফলে বিকৃতি ঘটে। তবে, এই বিকৃতি কেবল ওয়ার্কপিসকে আনুপাতিকভাবে প্রসারিত ও সংকুচিত করে, তাই এটি ওয়ার্কপিসের আকৃতি পরিবর্তন করে না।

এছাড়াও, তাপ প্রক্রিয়াকরণের পর কাঠামোতে মার্টেনসাইটের পরিমাণ যত বেশি থাকে, বা মার্টেনসাইটে কার্বনের পরিমাণ যত বেশি হয়, এর আয়তন প্রসারণ তত বেশি হয়, এবং অবশিষ্ট অস্টেনাইটের পরিমাণ যত বেশি হয়, আয়তন প্রসারণ তত কম হয়। অতএব, তাপ প্রক্রিয়াকরণের সময় মার্টেনসাইট এবং অবশিষ্ট মার্টেনসাইটের আপেক্ষিক পরিমাণ নিয়ন্ত্রণ করে আয়তনের পরিবর্তন নিয়ন্ত্রণ করা যায়। সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রণ করা গেলে, আয়তন প্রসারিতও হবে না বা সংকুচিতও হবে না।

তাপীয় পীড়নের কারণে আকৃতিগত বিকৃতি উচ্চ তাপমাত্রার অঞ্চলে ঘটে, যেখানে ইস্পাতের যন্ত্রাংশের ফলন শক্তি কম, নমনীয়তা বেশি, পৃষ্ঠ দ্রুত শীতল হয় এবং যন্ত্রাংশের ভেতর ও বাইরের তাপমাত্রার পার্থক্য সবচেয়ে বেশি থাকে। এই সময়ে, তাৎক্ষণিক তাপীয় পীড়ন হলো পৃষ্ঠীয় টান পীড়ন এবং কেন্দ্রীয় সংকোচন পীড়ন। যেহেতু এই সময়ে কেন্দ্রের তাপমাত্রা বেশি থাকে, তাই এর ফলন শক্তি পৃষ্ঠের তুলনায় অনেক কম হয়, ফলে এটি বহু-দিকীয় সংকোচন পীড়নের প্রভাবে বিকৃতি হিসেবে প্রকাশ পায়, অর্থাৎ ঘনকটি বিভিন্ন দিকে গোলাকার হয়ে যায়। এর ফলে বড় অংশটি সংকুচিত হয় এবং ছোট অংশটি প্রসারিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, একটি লম্বা সিলিন্ডার দৈর্ঘ্যের দিকে সংকুচিত হয় এবং ব্যাসের দিকে প্রসারিত হয়।

টিস্যু স্ট্রেসের কারণে আকৃতির বিকৃতি সেই প্রাথমিক মুহূর্তেও ঘটে যখন টিস্যু স্ট্রেস সর্বোচ্চ থাকে। এই সময়ে, প্রস্থচ্ছেদের তাপমাত্রার পার্থক্য বেশি থাকে, কোরের তাপমাত্রা বেশি থাকে, এটি তখনও অস্টেনাইট অবস্থায় থাকে, এর প্লাস্টিসিটি ভালো থাকে এবং ইল্ড স্ট্রেংথ কম থাকে। তাৎক্ষণিক টিস্যু স্ট্রেস হলো পৃষ্ঠের সংকোচনমূলক স্ট্রেস এবং কোরের প্রসারণমূলক স্ট্রেস। অতএব, বহু-দিকীয় প্রসারণমূলক স্ট্রেসের প্রভাবে কোরের প্রসারণ হিসেবে বিকৃতি প্রকাশ পায়। এর ফলে, টিস্যু স্ট্রেসের প্রভাবে ওয়ার্কপিসের বড় দিকটি প্রসারিত হয়, যখন ছোট দিকটি সংকুচিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, একটি দীর্ঘ সিলিন্ডারে টিস্যু স্ট্রেসের কারণে সৃষ্ট বিকৃতি হলো দৈর্ঘ্যে প্রসারণ এবং ব্যাসে হ্রাস।

সারণি ৫.৩-এ বিভিন্ন সাধারণ ইস্পাতের যন্ত্রাংশের শোধন বিকৃতির নিয়মাবলী দেখানো হয়েছে।

২) শোধন বিকৃতিকে প্রভাবিতকারী উপাদানসমূহ

শোধন বিকৃতিকে প্রভাবিত করে এমন প্রধান উপাদানগুলো হলো ইস্পাতের রাসায়নিক গঠন, মূল কাঠামো, যন্ত্রাংশের জ্যামিতি এবং তাপ প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি।

৩) শীতলীকরণ ফাটল

যন্ত্রাংশে ফাটল প্রধানত শোধন ও শীতলীকরণের শেষ পর্যায়ে ঘটে, অর্থাৎ, মার্টেনসিটিক রূপান্তর মূলত সম্পন্ন হওয়ার পরে বা সম্পূর্ণ শীতলীকরণের পরে, যন্ত্রাংশের মধ্যে থাকা টানজনিত পীড়ন ইস্পাতের ফাটল প্রতিরোধ ক্ষমতাকে অতিক্রম করার কারণে ভঙ্গুর ব্যর্থতা ঘটে। ফাটলগুলো সাধারণত সর্বোচ্চ টানজনিত বিকৃতির দিকের সাথে লম্বভাবে থাকে, তাই যন্ত্রাংশের ফাটলের বিভিন্ন রূপ প্রধানত পীড়ন বন্টন অবস্থার উপর নির্ভর করে।

কোয়েনচিং ফাটলের সাধারণ প্রকারভেদ: অনুদৈর্ঘ্য (অক্ষীয়) ফাটল প্রধানত তখন তৈরি হয় যখন স্পর্শকীয় টান পীড়ন উপাদানের ভাঙন শক্তিকে অতিক্রম করে; অনুপ্রস্থ ফাটল তখন তৈরি হয় যখন যন্ত্রাংশের অভ্যন্তরীণ পৃষ্ঠে সৃষ্ট বৃহৎ অক্ষীয় টান পীড়ন উপাদানের ভাঙন শক্তিকে অতিক্রম করে; জালিকা ফাটল পৃষ্ঠের উপর দ্বি-মাত্রিক টান পীড়নের প্রভাবে তৈরি হয়; খোসা ছাড়ানো ফাটল খুব পাতলা শক্ত স্তরে ঘটে, যা তখন হতে পারে যখন পীড়ন তীব্রভাবে পরিবর্তিত হয় এবং ব্যাসার্ধ বরাবর অতিরিক্ত টান পীড়ন কাজ করে।

অনুদৈর্ঘ্য ফাটলকে অক্ষীয় ফাটলও বলা হয়। এই ফাটলগুলো যন্ত্রাংশের পৃষ্ঠের কাছাকাছি সর্বোচ্চ টানজনিত পীড়নে সৃষ্টি হয় এবং কেন্দ্রের দিকে এর একটি নির্দিষ্ট গভীরতা থাকে। ফাটলগুলোর দিক সাধারণত অক্ষের সমান্তরাল হয়, কিন্তু যন্ত্রাংশে পীড়ন কেন্দ্রীভূত হলে বা অভ্যন্তরীণ কাঠামোগত ত্রুটি থাকলে এর দিকও পরিবর্তিত হতে পারে।

ওয়ার্কপিসটি সম্পূর্ণরূপে কোয়েনচ করার পর, এতে অনুদৈর্ঘ্য ফাটল দেখা দেওয়ার প্রবণতা থাকে। এটি কোয়েনচ করা ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠে থাকা বৃহৎ স্পর্শকীয় টান পীড়নের সাথে সম্পর্কিত। স্টিলের কার্বনের পরিমাণ বাড়ার সাথে সাথে অনুদৈর্ঘ্য ফাটল তৈরির প্রবণতাও বৃদ্ধি পায়। কম কার্বনযুক্ত স্টিলে মার্টেনসাইটের নির্দিষ্ট আয়তন কম এবং এতে শক্তিশালী তাপীয় পীড়ন থাকে। এর পৃষ্ঠে একটি বৃহৎ অবশিষ্ট সংকোচন পীড়ন থাকে, তাই এটিকে সহজে কোয়েনচ করা যায় না। কার্বনের পরিমাণ বাড়ার সাথে সাথে পৃষ্ঠের সংকোচন পীড়ন কমে যায় এবং কাঠামোগত পীড়ন বেড়ে যায়। একই সাথে, সর্বোচ্চ টান পীড়ন পৃষ্ঠস্তরের দিকে সরে আসে। অতএব, উচ্চ কার্বনযুক্ত স্টিল অতিরিক্ত উত্তপ্ত হলে অনুদৈর্ঘ্য কোয়েনচিং ফাটলের ঝুঁকিতে থাকে।

যন্ত্রাংশের আকার সরাসরি অবশিষ্ট পীড়নের আকার ও বন্টনকে প্রভাবিত করে এবং এর কোয়েনচিং ফাটলের প্রবণতাও ভিন্ন হয়। বিপজ্জনক প্রস্থচ্ছেদের আকারের পরিসরের মধ্যে কোয়েনচিং করার ফলে অনুদৈর্ঘ্য ফাটলও সহজেই তৈরি হয়। এছাড়াও, ইস্পাতের কাঁচামালের প্রতিবন্ধকতা প্রায়শই অনুদৈর্ঘ্য ফাটলের কারণ হয়। যেহেতু বেশিরভাগ ইস্পাতের যন্ত্রাংশ রোলিং দ্বারা তৈরি হয়, তাই ইস্পাতের মধ্যে থাকা অধাতব অন্তর্ভুক্তি, কার্বাইড ইত্যাদি বিকৃতির দিক বরাবর বণ্টিত হয়, যার ফলে ইস্পাত অ্যানাইসোট্রপিক হয়ে পড়ে। উদাহরণস্বরূপ, যদি টুল স্টিলের একটি ব্যান্ড-সদৃশ কাঠামো থাকে, তবে কোয়েনচিং-এর পরে এর অনুপ্রস্থ ফাটল শক্তি অনুদৈর্ঘ্য ফাটল শক্তির চেয়ে ৩০% থেকে ৫০% কম হয়। যদি ইস্পাতে অধাতব অন্তর্ভুক্তির মতো উপাদান থাকে যা পীড়ন ঘনত্ব সৃষ্টি করে, তবে স্পর্শকীয় পীড়ন অক্ষীয় পীড়নের চেয়ে বেশি হলেও কম পীড়নের পরিস্থিতিতে অনুদৈর্ঘ্য ফাটল সহজেই তৈরি হতে পারে। এই কারণে, কোয়েনচিং ফাটল প্রতিরোধের জন্য ইস্পাতে অধাতব অন্তর্ভুক্তি এবং চিনির মাত্রার কঠোর নিয়ন্ত্রণ একটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয়।

অনুপ্রস্থ ফাটল এবং বৃত্তচাপীয় ফাটলের অভ্যন্তরীণ পীড়ন বন্টনের বৈশিষ্ট্যগুলো হলো: পৃষ্ঠতলটি সংকোচনমূলক পীড়নের অধীন থাকে। পৃষ্ঠতল থেকে একটি নির্দিষ্ট দূরত্ব অতিক্রম করার পর, সংকোচনমূলক পীড়নটি একটি বড় প্রসারণমূলক পীড়নে পরিবর্তিত হয়। প্রসারণমূলক পীড়নের অঞ্চলে ফাটল সৃষ্টি হয়, এবং এরপর যখন অভ্যন্তরীণ পীড়নটি যন্ত্রাংশের পৃষ্ঠতলে ছড়িয়ে পড়ে, তখন তা কেবল তখনই ঘটে যখন পীড়নটি পুনঃবন্টিত হয় অথবা ইস্পাতের ভঙ্গুরতা আরও বৃদ্ধি পায়।

রোলার, টারবাইন রোটর বা অন্যান্য শ্যাফটের মতো বড় শ্যাফটের অংশগুলিতে প্রায়শই অনুপ্রস্থ ফাটল দেখা যায়। এই ফাটলগুলির বৈশিষ্ট্য হলো, এগুলি অক্ষের দিকের সাথে লম্বভাবে থাকে এবং ভেতর থেকে বাইরের দিকে ভাঙে। এগুলি প্রায়শই শক্ত করার আগে তৈরি হয় এবং তাপীয় পীড়নের কারণে ঘটে। বড় ফোরজিংগুলিতে প্রায়শই ছিদ্র, অন্তর্ভুক্তি, ফোরজিং ফাটল এবং সাদা দাগের মতো ধাতুবিদ্যাগত ত্রুটি থাকে। এই ত্রুটিগুলি ফাটলের সূচনা বিন্দু হিসাবে কাজ করে এবং অক্ষীয় টান পীড়নের প্রভাবে ভেঙে যায়। আর্ক ফাটল তাপীয় পীড়নের কারণে ঘটে এবং সাধারণত যন্ত্রাংশের আকৃতি পরিবর্তনের স্থানে একটি বৃত্তচাপের আকারে ছড়িয়ে থাকে। এটি প্রধানত ওয়ার্কপিসের ভিতরে বা ধারালো প্রান্ত, খাঁজ এবং ছিদ্রের কাছে ঘটে এবং একটি বৃত্তচাপের আকারে ছড়িয়ে থাকে। যখন ৮০ থেকে ১০০ মিমি বা তার বেশি ব্যাস বা পুরুত্বের উচ্চ-কার্বন ইস্পাতের যন্ত্রাংশ কোয়েনচ করা হয় না, তখন পৃষ্ঠে সংকোচন পীড়ন এবং কেন্দ্রে টান পীড়ন দেখা যায়। কঠিন স্তর থেকে অ-কঠিন স্তরে রূপান্তরের অঞ্চলে সর্বোচ্চ টানজনিত পীড়ন ঘটে এবং এই অঞ্চলগুলিতে আর্ক ফাটল দেখা দেয়। এছাড়াও, ধারালো প্রান্ত এবং কোণগুলিতে শীতল হওয়ার হার দ্রুত এবং সবগুলিই দ্রুত শীতল হয়ে যায়। যখন নরম অংশে, অর্থাৎ অ-কঠিন অঞ্চলে যাওয়া হয়, তখন সর্বোচ্চ টানজনিত পীড়নের অঞ্চলটি এখানে দেখা দেয়, তাই আর্ক ফাটল ঘটার প্রবণতা বেশি থাকে। ওয়ার্কপিসের পিন হোল, খাঁজ বা কেন্দ্র গর্তের কাছাকাছি শীতল হওয়ার হার ধীর, সংশ্লিষ্ট কঠিন স্তরটি পাতলা, এবং কঠিন রূপান্তর অঞ্চলের কাছাকাছি টানজনিত পীড়ন সহজেই আর্ক ফাটলের কারণ হতে পারে।

জালকাকার ফাটল, যা পৃষ্ঠ ফাটল নামেও পরিচিত, হলো এক প্রকার পৃষ্ঠীয় ফাটল। এই ফাটলের গভীরতা কম, সাধারণত প্রায় ০.০১~১.৫ মিমি। এই ধরনের ফাটলের প্রধান বৈশিষ্ট্য হলো, এর দিক যন্ত্রাংশের আকৃতির সাথে সম্পর্কিত নয় এবং এটি যেকোনো দিকে যেতে পারে। অনেক ফাটল একে অপরের সাথে সংযুক্ত হয়ে একটি জালিকা তৈরি করে এবং ব্যাপকভাবে ছড়িয়ে থাকে। যখন ফাটলের গভীরতা বেশি হয়, যেমন ১ মিমি-এর বেশি, তখন জালিকার বৈশিষ্ট্যগুলো অদৃশ্য হয়ে যায় এবং ফাটলগুলো এলোমেলোভাবে বিন্যস্ত বা অনুদৈর্ঘ্যভাবে বিস্তৃত হয়। জালিকার ফাটলগুলো পৃষ্ঠের উপর দ্বিমাত্রিক টানজনিত পীড়নের অবস্থার সাথে সম্পর্কিত।

উচ্চ কার্বন বা কার্বুরাইজড স্টিলের যন্ত্রাংশ, যেগুলোর পৃষ্ঠে একটি ডিকার্বুরাইজড স্তর থাকে, সেগুলোতে কোয়েনচিং-এর সময় নেটওয়ার্ক ফাটল তৈরি হওয়ার প্রবণতা দেখা যায়। এর কারণ হলো, মার্টেনসাইটের অভ্যন্তরীণ স্তরের তুলনায় পৃষ্ঠের স্তরে কার্বনের পরিমাণ এবং আপেক্ষিক আয়তন কম থাকে। কোয়েনচিং-এর সময়, কার্বাইডের পৃষ্ঠের স্তরটি টানজনিত পীড়নের শিকার হয়। যেসব যন্ত্রাংশের ডিফসফোরাইজেশন স্তর যান্ত্রিক প্রক্রিয়াকরণের সময় সম্পূর্ণরূপে অপসারিত হয়নি, সেগুলোতেও উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি বা ফ্লেম সারফেস কোয়েনচিং-এর সময় নেটওয়ার্ক ফাটল তৈরি হয়। এই ধরনের ফাটল এড়াতে, যন্ত্রাংশগুলোর পৃষ্ঠের গুণমান কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রণ করা উচিত এবং তাপ প্রক্রিয়াকরণের সময় অক্সিডেশন ওয়েল্ডিং প্রতিরোধ করা উচিত। এছাড়াও, ফোরজিং ডাই একটি নির্দিষ্ট সময় ব্যবহারের পর, এর গহ্বরে স্ট্রিপ বা নেটওয়ার্কের আকারে যে তাপীয় ক্লান্তিজনিত ফাটল দেখা দেয় এবং কোয়েনচ করা যন্ত্রাংশের গ্রাইন্ডিং প্রক্রিয়ায় যে ফাটল তৈরি হয়, সেগুলো সবই এই ধরনের ফাটলের অন্তর্ভুক্ত।

পৃষ্ঠস্তরের খুব সংকীর্ণ একটি অংশে খোসা ছাড়ানোর মতো ফাটল দেখা দেয়। অক্ষীয় এবং স্পর্শকীয় দিকে সংকোচনমূলক পীড়ন এবং ব্যাসার্ধীয় দিকে প্রসারণমূলক পীড়ন কাজ করে। ফাটলগুলো যন্ত্রাংশের পৃষ্ঠের সমান্তরাল হয়। পৃষ্ঠতল শোধন এবং কার্বুরাইজিং করা যন্ত্রাংশ ঠান্ডা করার পর শক্ত হয়ে যাওয়া স্তরটি খসে পড়া এই ধরনের ফাটলের অন্তর্ভুক্ত। এর সংঘটন শক্ত হয়ে যাওয়া স্তরের অসম কাঠামোর সাথে সম্পর্কিত। উদাহরণস্বরূপ, সংকর কার্বুরাইজড ইস্পাত একটি নির্দিষ্ট গতিতে ঠান্ডা করার পর, কার্বুরাইজড স্তরের কাঠামোটি হয়: বাইরের স্তরটি অত্যন্ত সূক্ষ্ম পার্লাইট + কার্বাইড, এবং উপস্তরটি মার্টেনসাইট + অবশিষ্ট অস্টেনাইট, ভেতরের স্তরটি সূক্ষ্ম পার্লাইট বা অত্যন্ত সূক্ষ্ম পার্লাইটের কাঠামো। যেহেতু উপ-স্তর মার্টেনসাইটের গঠন-নির্দিষ্ট আয়তন সবচেয়ে বড়, তাই আয়তন প্রসারণের ফলে পৃষ্ঠস্তরের উপর অক্ষীয় এবং স্পর্শকীয় দিকে সংকোচনমূলক পীড়ন কাজ করে এবং ব্যাসার্ধীয় দিকে প্রসারণমূলক পীড়ন সৃষ্টি হয়, এবং ভেতরের দিকে একটি পীড়ন রূপান্তর ঘটে, যা একটি সংকোচনমূলক পীড়ন অবস্থায় রূপান্তরিত হয়, এবং যেখানে পীড়নের এই পরিবর্তন তীব্রভাবে ঘটে, সেইসব অত্যন্ত পাতলা অঞ্চলে খোসা ছাড়ানোর মতো ফাটল দেখা দেয়। সাধারণত, ফাটলগুলো পৃষ্ঠের সমান্তরালে ভেতরে লুকিয়ে থাকে এবং গুরুতর ক্ষেত্রে পৃষ্ঠের খোসা ছাড়ানোর কারণ হতে পারে। যদি কার্বুরাইজড অংশগুলোর শীতলীকরণের হার বাড়ানো বা কমানো হয়, তবে কার্বুরাইজড স্তরে একটি অভিন্ন মার্টেনসাইট কাঠামো বা অতি-সূক্ষ্ম পার্লাইট কাঠামো পাওয়া যেতে পারে, যা এই ধরনের ফাটলের সৃষ্টি প্রতিরোধ করতে পারে। এছাড়াও, উচ্চ-কম্পাঙ্ক বা অগ্নি পৃষ্ঠ শীতলীকরণের সময়, পৃষ্ঠ প্রায়শই অতিরিক্ত উত্তপ্ত হয় এবং কঠিনীকৃত স্তর বরাবর কাঠামোগত অসমসত্ত্বতার কারণে সহজেই এই ধরনের পৃষ্ঠ ফাটল তৈরি হতে পারে।

মাইক্রোক্র্যাকগুলো পূর্বে উল্লিখিত চারটি ফাটল থেকে ভিন্ন, কারণ এগুলো মাইক্রোস্ট্রেসের কারণে সৃষ্টি হয়। উচ্চ-কার্বন টুল স্টিল বা কার্বুরাইজড ওয়ার্কপিসকে কোয়েনচিং, ওভারহিটিং এবং গ্রাইন্ডিং করার পর যে আন্তঃকণা ফাটল দেখা দেয়, সেইসাথে কোয়েনচ করা অংশ সময়মতো টেম্পারিং না করার কারণে সৃষ্ট ফাটল—এই সবই স্টিলের মধ্যে মাইক্রোক্র্যাকের অস্তিত্ব এবং পরবর্তী প্রসারণের সাথে সম্পর্কিত।

মাইক্রোক্র্যাক অবশ্যই মাইক্রোস্কোপের নিচে পরীক্ষা করতে হবে। এগুলো সাধারণত মূল অস্টেনাইট গ্রেইন বাউন্ডারিতে অথবা মার্টেনসাইট শিটের সংযোগস্থলে ঘটে থাকে। কিছু ফাটল মার্টেনসাইট শিট ভেদ করে যায়। গবেষণায় দেখা গেছে যে, ফ্লেকি টুইনড মার্টেনসাইটে মাইক্রোক্র্যাক বেশি দেখা যায়। এর কারণ হলো, ফ্লেকি মার্টেনসাইটগুলো উচ্চ গতিতে বাড়ার সময় একে অপরের সাথে ধাক্কা খায় এবং উচ্চ পীড়ন তৈরি করে। তবে, টুইনড মার্টেনসাইট নিজেই ভঙ্গুর এবং প্লাস্টিক বিকৃতি ঘটাতে পারে না, যা পীড়ন শিথিল করে, ফলে সহজেই মাইক্রোক্র্যাক সৃষ্টি হয়। অস্টেনাইট গ্রেইনগুলো মোটা হয় এবং মাইক্রোক্র্যাক হওয়ার প্রবণতা বেড়ে যায়। স্টিলে মাইক্রোক্র্যাকের উপস্থিতি কোয়েনচ করা অংশগুলোর শক্তি এবং প্লাস্টিসিটি উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে, যার ফলে অংশগুলোর অকাল ক্ষতি (ভাঙন) ঘটে।

উচ্চ-কার্বন ইস্পাতের যন্ত্রাংশে ক্ষুদ্র ফাটল এড়ানোর জন্য, নিম্ন কোয়েনচিং হিটিং তাপমাত্রা, সূক্ষ্ম মার্টেনসাইট কাঠামো অর্জন এবং মার্টেনসাইটে কার্বনের পরিমাণ কমানোর মতো ব্যবস্থা গ্রহণ করা যেতে পারে। এছাড়াও, কোয়েনচিং-এর পর সময়মতো টেম্পারিং করা অভ্যন্তরীণ পীড়ন কমানোর একটি কার্যকর পদ্ধতি। পরীক্ষায় প্রমাণিত হয়েছে যে, ২০০°C-এর উপরে পর্যাপ্ত টেম্পারিং করার পর, ফাটলে জমা হওয়া কার্বাইডগুলো ফাটলগুলোকে "ঝালাই" করার মতো কাজ করে, যা ক্ষুদ্র ফাটলের ঝুঁকি উল্লেখযোগ্যভাবে কমাতে পারে।

উপরে ফাটলের বিন্যাসের উপর ভিত্তি করে ফাটলের কারণ এবং প্রতিরোধের পদ্ধতি নিয়ে আলোচনা করা হয়েছে। প্রকৃত উৎপাদনে, স্টিলের গুণমান, যন্ত্রাংশের আকৃতি এবং গরম ও ঠান্ডা প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তির মতো বিভিন্ন কারণের জন্য ফাটলের বিন্যাস ভিন্ন ভিন্ন হয়। কখনও কখনও তাপ প্রক্রিয়াকরণের আগেই ফাটল বিদ্যমান থাকে এবং শীতলীকরণ প্রক্রিয়ার সময় তা আরও প্রসারিত হয়; আবার কখনও একই যন্ত্রাংশে একই সময়ে বিভিন্ন ধরনের ফাটল দেখা দিতে পারে। এক্ষেত্রে, ফাটলের রূপগত বৈশিষ্ট্য, ভাঙা পৃষ্ঠের ম্যাক্রোস্কোপিক বিশ্লেষণ, মেটালোগ্রাফিক পরীক্ষা এবং প্রয়োজনে রাসায়নিক বিশ্লেষণ ও অন্যান্য পদ্ধতির উপর ভিত্তি করে উপাদানের গুণমান, সাংগঠনিক কাঠামো থেকে শুরু করে তাপ প্রক্রিয়াকরণের চাপের কারণ পর্যন্ত একটি ব্যাপক বিশ্লেষণ করা উচিত, যাতে ফাটলের মূল কারণগুলো খুঁজে বের করা যায় এবং তারপর কার্যকর প্রতিরোধমূলক ব্যবস্থা নির্ধারণ করা যায়।

ফাটলের কারণ নির্ণয়ের জন্য ফাটল বিশ্লেষণ একটি গুরুত্বপূর্ণ পদ্ধতি। যেকোনো ফাটলের একটি সূচনা বিন্দু থাকে। শীতলীকরণ ফাটলগুলো সাধারণত ব্যাসার্ধ বরাবর ফাটলগুলোর মিলনস্থল থেকে শুরু হয়।

যদি যন্ত্রাংশটির উপরিভাগে ফাটলের উৎপত্তি হয়, তার মানে হলো উপরিভাগের উপর অতিরিক্ত টানজনিত পীড়নের কারণে ফাটলটি সৃষ্টি হয়েছে। যদি উপরিভাগে অন্তর্ভুক্তি বা ইনক্লুশনের মতো কোনো কাঠামোগত ত্রুটি না থাকে, কিন্তু গুরুতর ছুরির দাগ, অক্সাইড স্তর, ইস্পাতের যন্ত্রাংশের ধারালো কোণা বা কাঠামোগতভাবে পরিবর্তিত যন্ত্রাংশের মতো পীড়ন কেন্দ্রীভূত হওয়ার কারণ থাকে, তাহলেও ফাটল দেখা দিতে পারে।

যদি ফাটলের উৎস যন্ত্রাংশের অভ্যন্তরে হয়, তবে তা উপাদানের ত্রুটি অথবা অতিরিক্ত অভ্যন্তরীণ অবশিষ্ট টানজনিত পীড়নের সাথে সম্পর্কিত। সাধারণ শোধনের ফলে সৃষ্ট ভাঙা পৃষ্ঠ ধূসর এবং মসৃণ চীনামাটির মতো হয়। যদি ভাঙা পৃষ্ঠটি গাঢ় ধূসর এবং অমসৃণ হয়, তবে তা অতিরিক্ত উত্তাপ অথবা মূল আবরণটি পুরু হওয়ার কারণে ঘটে থাকে।

সাধারণত, কোয়েনচিং ফাটলের কাচের অংশে কোনো জারণের রঙ থাকা উচিত নয় এবং ফাটলের চারপাশে কোনো ডিকার্বনাইজেশন হওয়া উচিত নয়। যদি ফাটলের চারপাশে ডিকার্বনাইজেশন হয় বা ফাটলের অংশে জারিত রঙ দেখা যায়, তবে এটি নির্দেশ করে যে যন্ত্রাংশটিতে কোয়েনচিং-এর আগে থেকেই ফাটল ছিল এবং তাপ প্রক্রিয়াকরণের চাপের প্রভাবে মূল ফাটলগুলো প্রসারিত হবে। যদি যন্ত্রাংশটির ফাটলের কাছে বিচ্ছিন্ন কার্বাইড এবং অন্তর্ভুক্তি দেখা যায়, তবে এর অর্থ হলো ফাটলগুলো কাঁচামালের মধ্যে কার্বাইডের তীব্র বিচ্ছিন্নতা বা অন্তর্ভুক্তির উপস্থিতির সাথে সম্পর্কিত। যদি উপরের কোনো ঘটনা ছাড়াই কেবল যন্ত্রাংশটির তীক্ষ্ণ কোণ বা আকৃতি পরিবর্তনকারী অংশে ফাটল দেখা যায়, তবে এর অর্থ হলো ফাটলটি যন্ত্রাংশটির অযৌক্তিক কাঠামোগত নকশা বা ফাটল প্রতিরোধের জন্য অনুপযুক্ত ব্যবস্থা, অথবা অতিরিক্ত তাপ প্রক্রিয়াকরণের চাপের কারণে ঘটেছে।

এছাড়াও, রাসায়নিক তাপ প্রক্রিয়াকরণ এবং পৃষ্ঠতল শীতলীকরণ করা যন্ত্রাংশে ফাটলগুলো বেশিরভাগ ক্ষেত্রে কঠিন স্তরের কাছাকাছি দেখা যায়। পৃষ্ঠতলের ফাটল এড়ানোর জন্য কঠিন স্তরের গঠন উন্নত করা এবং তাপ প্রক্রিয়াকরণের পীড়ন কমানো গুরুত্বপূর্ণ উপায়।