সংক্ষেপে

ডুয়াল ফেজ (DP) ইস্পাত হল উন্নত উচ্চ-শক্তির ইস্পাত (AHSS), যার কঠিন মার্টেনসাইট দ্বীপগুলি নরম ফেরাইট ম্যাট্রিক্সে ছড়িয়ে থাকে। এই অনন্য সংমিশ্রণের ফলে উৎপন্ন হয় কম আয়েল্ড-টু-টেনসাইল শক্তি অনুপাত (~0.6) এবং উচ্চ প্রাথমিক কাজের কঠোরতা হার (n-মান), যা জটিল অটোমোটিভ স্ট্যাম্পিংয়ের জন্য আদর্শ যেখানে ফরমেবিলিটি এবং ক্র্যাশওয়ার্থিনেস উভয়ের প্রয়োজন হয়। তবে, সফল স্ট্যাম্পিংয়ের জন্য স্প্রিংব্যাক এবং এজ ক্র্যাকিংয়ের ঝুঁকি নিয়ন্ত্রণ করা প্রয়োজন। প্রকৌশলীদের সাধারণত পাঞ্চ ক্লিয়ারেন্স 12–14% পর্যন্ত বাড়াতে হয় এবং TiC বা CrN-এর মতো উন্নত কোটিংযুক্ত আরও শক্তিশালী টুলিং ব্যবহার করতে হয় যাতে উচ্চ টনেজ এবং ক্ষয়ের হার মোকাবেলা করা যায়।

মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য

ডুয়াল ফেজ ইস্পাতের প্রকৌশলগত মান এর স্বতন্ত্র দ্বি-পর্যায় সূক্ষ্মগঠনে নিহিত। হাই-স্ট্রেন্থ লো-অ্যালয় (HSLA) ইস্পাতের বিপরীতে, যা অধঃক্ষেপণ শক্তকরণের উপর নির্ভরশীল, DP ইস্পাত এর বৈশিষ্ট্য একটি সংমিশ্রণ গঠন থেকে পায়: একটি অবিচ্ছিন্ন নরম ফেরাইট ম্যাট্রিক্স যা নমনীয়তা প্রদান করে, এবং ছড়িয়ে থাকা কঠিন মারটেনসাইটিক দ্বীপগুলি যা শক্তি প্রদান করে। বিকৃত হলে, মারটেনসাইটের চারপাশের নরম ফেরাইট পর্যায়ে বিকৃতি কেন্দ্রিক হয়, যা উচ্চ প্রাথমিক কাজের শক্তকরণ হার (n-মান) প্রদান করে।

এই সূক্ষ্মগঠন শীতল গঠনের জন্য নির্দিষ্টভাবে অনুকূলিত যান্ত্রিক আচরণের প্রোফাইল তৈরি করে। HSLA গ্রেডগুলি সাধারণত প্রায় 0.8 এর আশেপাশে প্রসার সামর্থ্য-টেনসাইল সামর্থ্য (YS/TS) অনুপাত প্রদর্শন করে, DP ইস্পাত প্রায় 0.6 এর মতো অনেক নিম্ন অনুপাত বজায় রাখে। এই নিম্ন প্রসার বিদ্যুৎ প্লাস্টিক বিকৃতি আগে শুরু করার অনুমতি দেয়, উপাদানের চূড়ান্ত টেনসাইল সীমা পৌঁছানোর আগে জটিল আকৃতি গঠনের সুবিধা দেয়। দ্য ফ্যাব্রিকেটর মন্তব্য যে এই উচ্চ n-মানটি বিশেষভাবে কম প্রসারিত পরিসরে (4–6%) আরও বেশি লক্ষণীয়, যা অংশটির মধ্যে প্রসারণকে সমানভাবে ছড়িয়ে দিতে সাহায্য করে এবং প্রেস স্ট্রোকের শুরুতেই স্থানীয় নেকিং প্রতিরোধ করে।

DP590, DP780 এবং DP980-এর মতো সাধারণ বাণিজ্যিক গ্রেডগুলি তাদের সর্বনিম্ন তন্য শক্তি (MPa-এ) দ্বারা নির্ধারিত হয়। মার্টেনসাইটের আয়তন ভগ্নাংশ বৃদ্ধির সাথে সাথে তন্য শক্তি বৃদ্ধি পায়, কিন্তু স্বাভাবিকভাবেই নমনীয়তা কমে যায়। প্রকৌশলীদের এই ফ্যাক্টরগুলির মধ্যে ভারসাম্য বজায় রাখতে হয়, প্রায়শই গভীর টানা অংশগুলির জন্য কম মার্টেনসাইট ভগ্নাংশ এবং কাঠামোগত রেলের জন্য উচ্চ ভগ্নাংশ নির্বাচন করা হয় যেখানে অননুপ্রবেশ কর্মক্ষমতা সর্বোচ্চ গুরুত্বপূর্ণ।

স্ট্যাম্পিংয়ের চ্যালেঞ্জ: স্প্রিংব্যাক এবং এজ ক্র্যাকিং

DP ইস্পাতকে আকর্ষক করে তোলা যে বৈশিষ্ট্য, তার উচ্চ কাজের শক্তিকরণ হার—তা-ই চালু করে এর প্রধান উৎপাদন ত্রুটি: স্প্রিংব্যাক। কারণ বিকৃতির সময় উপাদানটি দ্রুত শক্ত হয়ে যায়, অংশটিতে সঞ্চিত স্থিতিস্থাপক পুনরুদ্ধার চাপ মৃদু ইস্পাতের তুলনায় অনেক বেশি হয়। ডাই থেকে অংশটি সরানোর পর এটি পাশের প্রান্ত কুঁকড়ে যাওয়া এবং কোণ পরিবর্তন হিসাবে প্রকাশ পায়, যা সমাবেশের জন্য মাত্রার নির্ভুলতা জটিল করে তোলে।

স্প্রিংব্যাক কমাতে, প্রক্রিয়া প্রকৌশলীরা কয়েকটি ডাই ডিজাইন কৌশল অবলম্বন করেন। ওভার-ক্রাউনিং ডাই পৃষ্ঠগুলিকে উপাদানটিকে সঠিক জ্যামিতির দিকে শিথিল হতে দেয়। এছাড়াও, প্রাচির বিড বা শক্তিকারক ডিজাইন করা জ্যামিতিকে স্থায়ীভাবে আটকে রাখতে পারে। চাপ স্ট্রোকের শেষে উচ্চ বিকৃতি প্রয়োগ করা একটি আরও উন্নত কৌশল যা অবশিষ্ট সংকোচন চাপ কমায়, কার্যত আকৃতিটিকে "সেট" করে।

প্রান্ত ফাটল হল আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ ব্যর্থতার মাধ্যম, বিশেষ করে স্ট্রেচ ফ্ল্যাঞ্জিং অপারেশনের সময়। নরম ফেরাইট এবং কঠিন মার্টেনসাইটের মধ্যে কঠোরতার পার্থক্য কর্তিত প্রান্তগুলিতে চাপের ঘনত্ব তৈরি করে, যা সূক্ষ্ম ফাঁপ তৈরি করে যা পরবর্তীতে ফাটলে পরিণত হতে পারে। SSAB পরামর্শ দেয় গভীর টানার প্রয়োজন হয় বা প্রসারিত প্রান্তযুক্ত জ্যামিতির জন্য বিশেষ "ডুয়াল ফেজ হাই ফর্মেবিলিটি" (DH) গ্রেড ব্যবহার করা। এই 3য় প্রজন্মের AHSS গ্রেডগুলি TRIP-সহায়তাকারী সূক্ষ্মগঠন (অবশিষ্ট অস্টেনাইট সহ) ব্যবহার করে উচ্চতর বিকৃতির স্তরে ফর্মেবিলিটি বজায় রাখতে, স্ট্যান্ডার্ড DP গ্রেডগুলির তুলনায় প্রান্ত ফাটলের বিরুদ্ধে উন্নত প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদান করে।

টুলিং এবং ডাই ডিজাইন নির্দেশিকা

ডুয়াল ফেজ ইস্পাত স্ট্যাম্পিংয়ের জন্য মৃদু ইস্পাত বা HSLA-এর জন্য ব্যবহৃত স্ট্যান্ডার্ড টুলিং প্যারামিটারগুলির মৌলিক পুনর্বিবেচনার প্রয়োজন। সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ সমন্বয় হল পাঞ্চ ক্লিয়ারেন্স। ধাতব পুরুত্বের প্রায় 9% স্ট্যান্ডার্ড ক্লিয়ারেন্স DP ইস্পাতে উপাদানের উচ্চ অপবর্তন শক্তির কারণে প্রান্ত বিভাজনের কারণ হয়।

তথ্য থেকে Tata Steel এটি দেখায় যে পাঞ্চ ক্লিয়ারেন্স বৃদ্ধি করলে 12–14%প্রান্তের গুণমান উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়। একটি কেস স্টাডিতে, ক্লিয়ারেন্স 9% থেকে 12%-এ বাড়ানোয় অংশগুলির ফাটলের হার 22% থেকে প্রায় শূন্যে নেমে আসে। কাটার প্রান্তে চাপের অবস্থান পরিবর্তন করে এই বৃহত্তর ফাঁক, যা ফ্ল্যাঞ্জে অণুচ্ছদ ছড়িয়ে পড়ার প্রবণতা কমায়।

টুলের ক্ষয়ও তীব্র হয়। DP ইস্পাত গঠনের জন্য প্রয়োজনীয় উচ্চ চাপ—প্রায়শই গাঠনিক উপাদানগুলির জন্য 600 টনের বেশি—গলিং এবং দ্রুত ডাই ক্ষয় ঘটাতে পারে। পরিষেবা সময়সীমা বাড়ানোর জন্য টুল ইস্পাতকে টাইটানিয়াম কার্বাইড (TiC) বা ক্রোমিয়াম নাইট্রাইড (CrN) এর মতো কঠিন, কম ঘর্ষণযুক্ত পৃষ্ঠ চিকিত্সা দিয়ে আবৃত করা আবশ্যিক। তদুপরি, প্রেসের নিজের যথেষ্ট দৃঢ়তা থাকা আবশ্যিক যাতে এই উচ্চ ভারের অধীনে বিকৃত হওয়া রোধ করা যায়, যা অন্যথায় অংশের সহনশীলতা নষ্ট করবে।

এই উন্নত সরঞ্জামের চাহিদার মুখোমুখি উৎপাদকদের জন্য, একটি বিশেষ ফ্যাব্রিকেশন প্রদানকারীর সাথে অংশীদারিত্ব প্রায়শই সবচেয়ে দক্ষ পথ। শাওয়ি মেটাল টেকনোলজি ব্যাপক স্ট্যাম্পিং সমাধান সরবরাহ করে যেগুলি প্রোটোটাইপিং থেকে বৃহৎ উৎপাদনের জন্য সেতুবন্ধন করে। 600 টন পর্যন্ত চাপ ক্ষমতা এবং IATF 16949 সার্টিফিকেশন সহ, তারা নিয়ন্ত্রণ আর্ম এবং সাবফ্রেমের মতো গুরুত্বপূর্ণ উপাদানগুলির জন্য DP এবং DH গ্রেডের মতো উন্নত উচ্চ-শক্তি ইস্পাতের কঠোর টন এবং নির্ভুলতার প্রয়োজন মেটার জন্য সজ্জিত।

বেক হার্ডেনিং এবং চূড়ান্ত কার্যকারিতা

ডুয়াল ফেজ ইস্পাতের একটি লুকনো সুবিধা হল এর "বেক হার্ডেনিং" (BH) প্রভাব। এই ঘটনাটি সাধারণত গাড়ির রং শুকানোর চক্রের সময় ঘটে, সাধারণত 20 মিনিট ধরে 170°C এর কাছাকাছি। এই তাপীয় প্রক্রিয়ার সময়, ইস্পাতের কাঠামোতে মুক্ত কার্বন পরমাণু ছড়িয়ে পড়ে এবং স্ট্যাম্পিংয়ের সময় উৎপন্ন ডিসলোকেশনগুলি আটকায়।

এই পদ্ধতির ফলে অংশগুলির মাত্রা প্রভাবিত না করেই উৎপাদন শক্তি উল্লেখযোগ্য হারে বৃদ্ধি পায়—সাধারণত 50 থেকে 100 MPa পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়। এই স্থিতিশীল শক্তি বৃদ্ধির ফলে অটোমোটিভ প্রকৌশলীরা "ডাউনগেজ" (পাতলা উপাদান ব্যবহার) করতে পারেন, যার ফলে যানবাহনের ওজন কমে যায় এবং চূড়ান্ত অংশটি দুর্ঘটনার নিরাপত্তা লক্ষ্যমাত্রা পূরণ করে। প্রেস শপ থেকে কাজের কঠোরতা এবং পেইন্ট শপ থেকে বেক হার্ডেনিং-এর সমন্বয়ের ফলে চূড়ান্ত উপাদানটি অসাধারণ শক্তি শোষণের ক্ষমতা অর্জন করে, যা DP ইস্পাতকে B-স্তম্ভ, ছাদের রেল এবং ক্রস মেম্বারের মতো নিরাপত্তা কেজ উপাদানের জন্য আদর্শ পছন্দ করে তোলে।

উপসংহার: AHSS উৎপাদনের জন্য অপ্টিমাইজিং

ডুয়াল ফেজ ইস্পাত আধুনিক অটোমোটিভ ইঞ্জিনিয়ারিং-এ একটি গুরুত্বপূর্ণ ভারসাম্যের নির্দেশক, যা নিরাপত্তা মানদণ্ড মেনে চলার জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি এবং উৎপাদনের ক্ষেত্রে বাস্তবসম্মত উপায়ে উৎপাদনের জন্য প্রয়োজনীয় নমনীয়তা প্রদান করে। এই উপাদানটি নির্দিষ্ট চ্যালেঞ্জ তৈরি করে—বিশেষ করে স্প্রিংব্যাক ব্যবস্থাপনা এবং টুল ক্ষয়ের ক্ষেত্রে—যা তথ্য-চালিত ডাই ডিজাইন এবং উপযুক্ত প্রেস নির্বাচনের মাধ্যমে কার্যকরভাবে অতিক্রম করা যেতে পারে। ফেরাইট-মার্টেনসাইট সূক্ষ্মগঠনের অনন্য পদার্থবিজ্ঞানকে মান্যতা দেওয়া এবং পাঞ্চ ক্লিয়ারেন্সের মতো প্যারামিটারগুলিকে 12–14% পরিসরে সামঞ্জস্য করার মাধ্যমে উৎপাদনকারীরা এই বহুমুখী উপাদানের ওজন হ্রাসকরণ এবং কর্মক্ষমতার সম্পূর্ণ সম্ভাবনাকে কাজে লাগাতে পারে।

প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী

1. ডুয়াল ফেজ ইস্পাত HSLA ইস্পাত থেকে কীভাবে আলাদা?

উচ্চ-শক্তি সম্পন্ন কম খাদ (HSLA) ইস্পাতগুলি অধঃতলন শক্তিকরণের জন্য সূক্ষ্ম খাদ উপাদানগুলির উপর নির্ভর করে, ডুয়াল ফেজ (DP) ইস্পাতগুলি ফেরাইট এবং মার্টেনসাইটের দুই-ফেজ সূক্ষ্ম গঠনের উপর নির্ভর করে। এর ফলে DP ইস্পাতের টেনসাইল শক্তির তুলনায় প্রাথমিক শক্তির হার কম (~0.6 বনাম HSLA-এর জন্য 0.8) এবং প্রাথমিক কাজের শক্তিকরণের হার বেশি হয়, যা সমতুল্য টেনসাইল শক্তির জন্য আকৃতি প্রদানের উন্নত সামর্থ্য প্রদান করে।

dP ইস্পাত স্ট্যাম্পিংয়ের জন্য পাঞ্চ ক্লিয়ারেন্স কী হওয়া উচিত?

মৃদু ইস্পাতের জন্য ব্যবহৃত স্ট্যান্ডার্ড পাঞ্চ ক্লিয়ারেন্স (প্রায় 9%) সাধারণত DP ইস্পাতের জন্য খুব কম হয় এবং এটি প্রান্ত বিভাজনের কারণ হতে পারে। শিল্পের সেরা অনুশীলনগুলি পাঞ্চ ক্লিয়ারেন্স বৃদ্ধি করার পরামর্শ দেয় 12–14%উপাদানের পুরুত্বের, প্রান্তের গুণমান এবং টুল লাইফ উন্নত করার জন্য।

ডুয়াল ফেজ ইস্পাতে স্প্রিংব্যাকের কারণ কী?

ফর্মিংয়ের পরে উপাদানের উচ্চ ইলাস্টিক রিকভারির কারণে স্প্রিংব্যাক ঘটে। DP ইস্পাতের উচ্চ কাজ হার্ডেনিং হারের অর্থ হল যান্ত্রিক বিকৃতির সময় এটি উল্লেখযোগ্য ইলাস্টিক শক্তি সঞ্চয় করে। যখন ডাই খোলা হয়, এই শক্তি মুক্ত হয়, যার ফলে অংশটি পিছনের দিকে ঝুঁকে পড়ে বা কুঁচকে যায়। ডাই ডিজাইনে ওভার-ক্রাউনিং বা রেস্ট্রাইকিংয়ের মাধ্যমে এটি ক্ষতিপূরণ করা আবশ্যিক।

4. ডুয়াল ফেজ ইস্পাত কি ওয়েল্ড করা যায়?

হ্যাঁ, DP ইস্পাতের সাধারণত ভালো ওয়েল্ডেবিলিটি থাকে, কিন্তু নির্দিষ্ট কার্বন সমতুল্য বিবেচনা করা আবশ্যিক। যদিও নিম্ন শক্তির গ্রেডগুলি (DP590) সহজেই স্পট ওয়েল্ড করা যায়, উচ্চ শক্তির গ্রেডগুলি (DP980 এবং তার উপরে) ওয়েল্ড হিট-এফেক্টেড জোনে ভঙ্গুর ফাটল প্রতিরোধের জন্য ওয়েল্ডিং প্যারামিটারগুলিতে সমন্বয় প্রয়োজন হতে পারে, যেমন বৃদ্ধি পাওয়া ইলেকট্রোড বল বা নির্দিষ্ট পালস সূচি।