अनाज के आकार का सामग्रियों के यांत्रिक गुणों पर बहुत प्रभाव पड़ता है। अनाज को परिष्कृत करने से न केवल सामग्रियों की ताकत और कठोरता में सुधार हो सकता है, बल्कि सामग्रियों की प्लास्टिसिटी और कठोरता में भी सुधार हो सकता है। अनाज शोधन एकमात्र सामग्री सुदृढ़ीकरण विधि है जो सामग्रियों की ताकत और कठोरता दोनों में सुधार कर सकती है।
तो फिर हम अनाज को कैसे परिष्कृत कर सकते हैं?
धातु क्रिस्टलीकरण के दृष्टिकोण से, प्रत्येक कण नाभिकीकरण से गुजरता है और फिर बढ़ता है। इसलिए, कण का आकार नाभिकीकरण दर और वृद्धि दर पर निर्भर करता है। नाभिकीकरण दर जितनी अधिक होगी, मूल क्रिस्टल नाभिक की संख्या उतनी ही अधिक होगी और कण उतने ही महीन होंगे।
दाने की वृद्धि दर जितनी धीमी होगी, दाने की वृद्धि प्रक्रिया के दौरान उतने ही अधिक क्रिस्टल नाभिक बनेंगे, तथा अंतिम दाने छोटे होंगे।
इससे यह देखा जा सकता है कि कोई भी कारक जो न्यूक्लिएशन को बढ़ावा दे सकता है और कणिकाओं की वृद्धि को बाधित कर सकता है, वह पदार्थ के कणों को परिष्कृत कर सकता है।
धातु क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया के दौरान, कणों को निम्नलिखित विधियों द्वारा परिष्कृत किया जा सकता है:
1. सुपरकूलिंग की डिग्री को नियंत्रित करें। न्यूक्लिएशन दर और वृद्धि दर दोनों सुपरकूलिंग की डिग्री से संबंधित हैं। सुपरकूलिंग की डिग्री बढ़ाने से न्यूक्लिएशन दर और वृद्धि दर दोनों बढ़ जाएगी, लेकिन न्यूक्लिएशन दर तेजी से बढ़ती है। इसलिए, सामान्य परिस्थितियों में, सुपरकूलिंग की डिग्री जितनी अधिक होगी, अनाज उतना ही महीन होगा।
आकृति 1
संशोधन। सुपरकूलिंग की डिग्री बढ़ाने से अनाज को परिष्कृत किया जा सकता है, लेकिन बड़े घटकों और कास्टिंग के लिए, हालांकि सतह सुपरकूलिंग बड़ी है, कोर को सतह के समान शीतलन दर तक पहुंचाना असंभव है, इसलिए कोर सुपरकूलिंग की डिग्री बढ़ाकर अनाज को प्रभावी ढंग से परिष्कृत नहीं कर सकता है। संशोधन इस कमी से बच सकता है।
तथाकथित संशोधन उपचार तरल धातु में डालने से पहले न्यूक्लियेटिंग एजेंट, जिन्हें संशोधक भी कहा जाता है, को जोड़ना है। ये न्यूक्लियेटिंग एजेंट तरल धातु के गैर-समान न्यूक्लियेशन की एक बड़ी मात्रा को बढ़ावा देते हैं, जिससे अनाज शोधन का उद्देश्य प्राप्त होता है। यही कारण है कि स्टील में Ti और V जैसे मिश्र धातु तत्व जोड़े जाते हैं।
कंपन और सरगर्मी। जब धातु जमने वाली होती है, तो कंपन और सरगर्मी से न्यूक्लियेशन को बढ़ावा मिलता है और डेंड्राइट्स टूट जाते हैं, जिससे अनाज शोधन का उद्देश्य प्राप्त होता है। यांत्रिक कंपन, अल्ट्रासोनिक कंपन, विद्युत चुम्बकीय सरगर्मी, आदि सभी अनाज शोधन के उद्देश्य को प्राप्त कर सकते हैं।
इसके अलावा, गर्म रोलिंग या फोर्जिंग प्रक्रियाएं भी विरूपण की डिग्री और गर्म रोलिंग और फोर्जिंग तापमान को नियंत्रित करके अनाज को परिष्कृत कर सकती हैं, अर्थात, रोलिंग को नियंत्रित करना और शीतलन को नियंत्रित करना, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।
चित्र 2
अनाज को ऊष्मा उपचार द्वारा परिष्कृत किया जा सकता है, जैसे कि चरण परिवर्तन और पुनःक्रिस्टलीकरण। स्टील के लिए, स्टील को ऑस्टेनाइटाइज़ करने के लिए गर्म किया जाता है। ऑस्टेनाइटाइजेशन पूरा होने पर अनाज सबसे छोटे होते हैं। उचित ऊष्मा संरक्षण के बाद अनाज को ठंडा करके परिष्कृत किया जा सकता है। अनाज को ठंडे विरूपण के बाद पुनर्प्राप्ति और पुनःक्रिस्टलीकरण द्वारा भी परिष्कृत किया जा सकता है।
