সভ্যতার পরিবর্তনে ধাতু ব্যবহারের বিকল্প নাই। প্রকৃতি থেকে ধাতুকে যে অবস্থার সংগ্রহ করা হয় তা দিয়ে সরাসরি ব্যবহার্য জিনিসপত্র তৈরি করা সম্ভব নয়। দালানকোঠা নির্মাণ, মেকানিক্যাল ওয়ার্কশপে বিভিন্ন যন্ত্রপাতি তৈরি এবং এগুলির আকার-আকৃতি পরিবর্তনে প্রচুর পরিমাণে লোহা ও অন্যান্য ধাতু ব্যবহার করা হয়। আমরা প্রায়শই দেখতে পাই দালান-কোঠা নির্মাণে ব্যবহৃত লোহার রড কাটতে লোহার তৈরি ছেনি, বিদ্যুৎ চালিত গোলাকার করাত (Circular Saw) ব্যবহার করা হয়। ওয়ার্কশপে কোন ধাতব বস্তুর আকার-আকৃতির পরিবর্তন করতে একই ধাতু বা ভিন্ন ধাতুর তৈরি কাটিং টুল ব্যবহার করা হয়। লোহা দিয়ে লোহা বা অন্য কোন ধাতুকে কাটতে কাটিং টুলের গুণাগুণের এমন কি পরিবর্তন হয়? যার ফলে সহজেই একই ধাতু বা ভিন্ন ধাতুর তৈরি কোন বন্ধুকে সহজেই কেটে ফেলা যায়। ভাপের প্রভাবে ধাতুর কিছু গুণাগুণ যেমন-খাজুর কাঠিন্যতা, শ ক্ষ প্রতিরোধকতা, नক্ত, পুনাদি পরিবর্তন ঘটানো যায়। এটিই হচ্ছে বাছুর উপর ভারিয়ার (Heat Treatment) প্রভাব, এ কারনেই ধাতুর গুণাগুনের পরিবর্তন ঘটে। আমরা এই অ্যাৱে ভাগ প্রয়োগে কিভাবে ধাতুর ভৌত, যান্ত্রিক ও অন্যান্য গুনাবলি পরিবর্তন করা যায় তা সম্পর্কে জানব।

ধাতুর উপর তাপক্রিয়া শিল্পটি কয়েকশত বছর আগেই থেকেই বিশ্বের বিভিন্ন অঞ্চলের মানুষের কাছে পরিচিত। মানব সভ্যতার বিবর্তনে ধাতু ব্যবহারের বিকল্প নাই। নিত্য প্রয়োজনে ধাতব পদার্থ ব্যবহারেরও বিকল্প নাই।চাহিদার শর্তে ধাতুর তাপক্রিয়া, ধাতুর উপাদানের সর্বাধিক দক্ষতা অর্জনের একটি প্রচেষ্টা। আমারা জানি, লোহা একটি অসামান্য বহুমুখী প্রকৌশল উপাদান। এ কারণে, লোহা বা ইস্পাত্তের বৈশিষ্ট্যগুলিকে তাপক্রিয়ার মাধ্যমে ইচ্ছামতো নিয়ন্ত্রণ ও পরিবর্তন করা যায়। ধাতুর তাপক্রিয়া প্রক্রিয়ায় ধাতুকে গলে যাওয়া পর্যায়ে পৌঁছাতে না দিয়ে শুধুমাত্র ধাতু বা সংকর ধাতুসমূহকে একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় গরম করার পর ধীরে ধীরে ঠান্ডা করার মাধ্যমে উহার গুণাবলী পরিবর্তন করা হয়। ধাতু বা সংকর ধাতুর ভৌত, যান্ত্রিক ও রাসায়নিক গুণাবলী পরিবর্তনের উল্লেখযোগ্য প্রক্রিয়া হচ্ছে তাপক্রিয়া। তাপক্রিয়ায় ধাতুকে শক্তিশালী বা অধিক নমনীয়, ধর্ষণ প্রতিরোধী করতে সাহায্য করে থাকে।

৩.২ ধাতুর তাপক্রিয়া ( Heat Treatment of Metal)

ধাতু বা ধাতব সংকরকে বিশেষ তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করার পর ধীরে ধীরে অথবা দ্রুত ঠান্ডা করার মাধ্যমে তাতে কাঙ্খিত গাঠনিক পরিবর্তন, যান্ত্রিক গুণাগুণ এবং ভৌত গুণাগুণ পরিবর্তনের পদ্ধতি হলো তাপক্ৰিয়া বা হিট ট্রিটমেন্ট। তাপক্রিয়ার ফলে লোহা /ইস্পাতে কাটার যোগ্যতা ও ক্ষয়রোধ শক্তি বৃদ্ধি পায় এবং মেশিনিং কার্য সমাধানের জন্য ধাতুকে সহজে নরমকরা যায়। যথাযথ তাপক্রিয়ার ফলে ধাতুর অভ্যন্তরীণ পীড়ন দূর হয়। ধাতুর দানার আকৃতি পরিবর্তিত হয় এবং ধাতুর দুরচ্ছেদ্যতা বৃদ্ধিপায়।

৩.৩ তাপক্রিয়ার প্রয়োজনীয়তা (Needs of Heat Treatment)

সাধারণত ধাতু বা সংকর ধাতুর প্রয়োজনীয় ভৌত, যান্ত্রিক ও রাসায়নিক গুণাবলী থাকেনা এসব গুণাবলী পরিবর্তনের জন্য তাপক্রিয়ার প্রয়োজন হয়। উৎপাদন প্রক্রিয়ায় তাপ প্রয়োগে ধাতু ও ধাতব সংকরের বিভিন্ন প্রকার ত্রুটি পরিলক্ষিত হয়। এসকল ত্রুটি দূর করতে হলে ধাতুর উপর তাপক্রিয়ার খুবই প্রয়োজন। যেমন- শক্ত ধাতুকে নরম করা, ধাতুর গাঠনিক পরিবর্তন করে সমপ্রকৃতি করা, ধাতুর কাঠিন্যতা বৃদ্ধি করা, ধাতুর উপরিতল শক্ত করা, যান্ত্রিক গুণাগুণ পরিবর্তন করা এবং ভঙ্গুরতা হ্রাস করা ইত্যাদি।

৩.৪ ধাতুর গুণাগুণ (Properties of Metal )

ধাতু মাত্রই একাধিক ভিন্নধর্মী গুণাগুণ সম্পন্ন পদার্থ। এসকল গুণাবলী বিচার করে কোনটি কোন কাজের জন্য উপযোগী তা ধাতুর গুণাগুণ থেকে সহজেই ব্যবহারিক ক্ষেত্র নির্ধারণ করা যায়। এসব গুণাবলীর মধ্যে ভৌত, যান্ত্রিক ও রাসায়নিক গুণাবলী অন্যতম।

৩.৪.১ ধাতুর ভৌত গুণাবলি (Physical Properties of Metal):

সাধারণত ধাতুর বাহ্যিক যে গুণাগুণ প্রকাশ পায় তা ঐ ধাতুর ভৌত গুণাগুণ। ধাতুর কিছু ভৌত গুণাগুণ নিচে দেয়া হল-

ভাগ পরিবাহিতা (Thermal Conductivity):

ধাতব পদার্থের মধ্যদিয়ে তাপ পরিবহন করার ধর্মকে তাপ পরিবাহিতা বলে। অন্যান্য ধাতুর তুলনায় তামা ও অ্যালুমিনিয়াম ধাতুর তাপ পরিবাহিতা ক্ষমতা অনেক অত্যধিক। এ কারনের এসকল ধাতুকে রান্নার কাজে দ্রব্য সামগ্রী তৈরি করতে বেশি ব্যবহৃত হয়।

ঘনত্ব (Density):

বস্তুর একক আয়তনে পদার্থের ভরকে ঐ ধাতুর ঘনত্ব বলে। ঘনত্বের কারণে ধাতব পদার্থের অনেক বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন হয়।

গলন তাপমাত্রা (Melting Temperature):

গলন তাপমাত্রা হলো সেই তাপমাত্রা যে তাপমাত্রায় কোন বস্তু গলতে শুরু করে। গলন তাপমাত্র জানার কারণে তাপক্রিয়ায় ব্যবহৃত চুল্লীর তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ করা যায়।

চুম্বকত্ব (Magnetism) :

কোন বস্তু চুম্বক দ্বারা আকৃষ্ট হয় কিনা তা দিয়ে জানা যায়, বস্তুটি চৌম্বক পদার্থ কিনা? বা অচৌম্বক পদার্থ। সকল ধাতব পদার্থের এগুণ থাকে না।

বর্ণ (Color) :

অনেক ক্ষেত্রে বাহ্যিক রং দেখে ধাতুকে চিহ্নিত করা যায়। যেমন- অ্যালুমিনিয়াম নীলাভ সাদা বর্ণের, পিতল উজ্জল হলুদাভ এবং তামা তামাটে রঙের দেখায়।

১৩.৪.২ ধাতুর রাসায়নিক গুণাবলি (Chemical Properties of Metal) :

কোন পরিবেশে কোন ধাতুর দক্ষতার সাথে টিকে থাকতে পারবে তা জানায়ায় এর রাসায়নিক গুণাবলি থেকে নিম্নে ধাতুর কয়টি রাসায়নিক গুণাবলী উল্লেখ করা হলো-

করোসন (Corrosion):

কোন ধাতুর পৃষ্ঠ খোলা বা মুক্ত অবস্থায় থাকে তখন রোদ, বৃষ্টি ও বাতাসের প্রস্তাবে জারণ ক্রিয়ায় ক্ষয় হয়ে যাওয়াই করোসন। দুইটি বস্তুর মধ্যে ইএমএফ পার্থক্য বেশি থাকলে গ্যালভানিক সেল গঠনের মাধ্যমে করোসন হয়।

অক্সিডেশন (Oxidation):

অক্সিজেনের কারণে সংঘটিত করোসনকে বলা হয় অক্সিডেশন। এর ফলে ধাতব বস্তুর উপর প্রলেপ সৃষ্টি হয়। 

ধাতুর P এর মাত্রা থেকে জানা যায় ধাতু আবহাওয়া এবং জলীয়বাষ্পের আক্রমণ কতটা প্রতিহত করতে পারবে। ফলে কোন পরিবেশে কোন ধরনের ধাতু ব্যবহার করে যন্ত্রপাতি বা অবকাঠামো তৈরি করতে হবে তা সহজে অনুমান করা যায়।

৩.৪.৩ খাজুর যান্ত্রিক গুণাবলী (Mechanical Properties of Metal ): 

ধাতুর উপর বাহ্যিক বল প্রয়োগজনিত কারণে প্রদর্শিত গুণাবলীকে ধাতুর যান্ত্রিক গুণাবলী বা ধর্ম বলে । যেমন-

(ক) স্ট্রেংথ (Strength) :

কোন পদার্থের উপর বল প্রয়োগ করলে সেই বল প্রতিরোধ করে নিজের আকৃতি ও গুণাবলী ঠিক রাখার ক্ষমতাকে ঐ পদার্থের স্ট্রেংথ বলা হয়।

(খ) (Stress) :

কোন বস্তুর উপর বাহির হতে বল প্রয়োগ করলে সেই বলকে প্রতিরোধ করার জন্য পদার্থের একক গ্রন্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফলের উপর বিপরীতমুখী অভ্যন্তরীণ প্রতিক্রিয়া বলের পরিমাণকে স্ট্রেস/পীড়ন বলা হয়। স্ট্রেস - (বল + ক্ষেত্রফল) নিউটন/মিটার

(গ) পেইন (Strain):

বাহ্যিক বল প্রয়োগে বস্তুর দৈর্ঘ্য বা আয়তনের মোট পরিবর্তন ও আদি দৈর্ঘ্য বা আয়তনের অনুপাতকে স্ট্রেইন বলে। স্ট্রেইন = (আদি দৈর্ঘ্য বা আয়তন + বল প্রয়োগের ফলে বর্ধিত দৈর্ঘ্য বা আয়তন) 

(ঘ) কাঠিন্যতা (Hardness) :

যে গুণের জন্য কোন পদার্থ এর উপর অতিসূক্ষ্ম দাণাংকিতকরণ, ধর্ষণ, কন্ন বা পর্তকরণে প্রতিরোধের সৃষ্টি করে পদার্থের গুণকে কাঠিন্যতা বলা হয়।

(ঙ) ভঙ্গুরতা (Brittleness) :

যে গুণের জন্য পদার্থের উপর আঘাত করলে সামান্যতম বিকৃত না হয়ে চূর্ণ বিচূর্ণ হয়ে যায়, পদার্থের সেই গুণকে ভঙ্গুরতা বলা হয় ।

(চ) তান্ডবতা/নমনীয়তা (Ductility):

যে গুণের জন্য কোন পদার্থকে টেনে লম্বা করে তারের আকৃতি প্রদান করা যায়, পদার্থের সেই গুণকে তান্তবতা বলা হয়। স্বর্ণের তান্তবতা সবচেয়ে বেশি এবং সীসার তান্তবতা কম।

(ছ) পাততা (Malleability):

যে গুণের জন্য পদার্থকে হাতুড়ি দ্বারা পিটিয়ে বা আঘাতের মাধ্যমে অতি পাতলা পাতে পরিণত করা যায়। সে গুণকে পাততা বলা হয়। পাততার নিম্ন ক্রমানুযায়ী ধাতুসমূহ হচ্ছে- সোনা, রূপা, অ্যালুমিনিয়াম, তামা, টিন, প্লাটিনাম, সীসা, দস্তা, লোহা, নিকেল ইত্যাদি।

(জ) ঘাতসহতা (Toughness):

কোন বস্তুর উপর বল প্রয়োগ করলে উহা স্থিতিস্থাপক সীমা অতিক্রম করার পূর্ব পর্যন্ত যে পরিমাণ শক্তি শোষণ বা গ্রহণ করতে পারে, তাকে ঘাতসহতা বলা হয়।

(ঝ) স্থিতিস্থাপকতা (Elasticity):

পদার্থের যে গুণের জন্য উহার উপর বাহ্যিক বল প্রয়োগে সৃষ্ট বিকৃতিকে বল সরিয়ে নেয়ার সঙ্গে সঙ্গে ঐ পদার্থ তার পূর্বাবস্থা ফিরে পায়। সে গুণকে স্থিতিস্থাপকতা বলে ?

(ঞ) রেজিলিয়েন্স (Resilience):

কোন পদার্থের উপর বল প্রয়োগ করলে ঐ পদার্থ নিজের আকার আকৃতি ঠিক রেখে একক আয়তনের উপর সর্বোচ্চ পরিমাণ শক্তি গ্রহণ বা সঞ্চয় করে রাখার ক্ষমতাকে রেজিলিয়েন্স বলা হয়। 

(ট) টেনসাইল (Tensile Strength):

ধাতুর যে গুণ দ্বারা ধাতুর উপর প্রয়োগকৃত টানাবল প্রতিরোধ করতে পারে তাই টেনসাইল হলো টানা বল।

(ঠ) শিয়ার স্ট্রেস (Shear Stress) :

দুইটি সমপরিমাণ বল সমান্তরাল ক্রিয়া রেখা বরাবর একটি অন্যটির বিপরীতে যখন টানা হয় তখন বস্তুর পাশ্ববর্তী অংশসমূহ তুলনামূলকভাবে সমান্তরাল রেখায় স্থানচ্যুত হতে চায়, এ অবস্থাকে শিয়ার এবং তাতে সৃষ্ট স্ট্রেসকে শিয়ার স্ট্রেস বলে।

(ড) কমপ্রেসিভ স্ট্রেস (Compressive Stress) :

চাপা অবস্থায় বস্তু তার অভ্যন্তরস্থ যে বল দ্বারা বাহিরের প্রয়োগকৃত বলকে বাধা দান করে তাই চাপাবল বা কমপ্রেসিভ স্ট্রেস। 

(ঢ) ইলংগেশন (Elongation) :

বস্তু ভেঙ্গে যাওয়ার পূর্বে কতটা লম্বা হবে তা দ্বারা ইলংগেশন পরিমাপ করা যায়। টেস্টের সময় ইলংগেশন শতকরা হারে পরিমাপ করা হয়।

(ণ) মোচড়ানো পীড়ন (Tortional Stress) :

যদি কোন গোলাকার বস্তুর উপর ঘুর্ণন বল প্রয়োগ করা হয় তাহলে বস্তুটি মোচড় খেতে চায়। কিন্তু বস্তুর অভ্যন্তরে বাধাপ্রদান করার জন্য যে মোচড়ানো বলের সৃষ্টি হয় তাকে মোচড়ানো পীড়ন বলে।

(ত) সমানুপাতিক সীমা (Proportional Limit):

প্রযুক্ত বলের পরিমাণ যে সীমা অতিক্রম করলে প্রযুক্ত বলের অনুপাতে বিকৃতি অধিক হয় অর্থাৎ যে সীমার বাইরে হুকের নিয়ম (স্থিতিস্থাপক সীমার মধ্যে বস্তুর পীড়ন এর বিকৃতির সমানুপাতিক) কার্যকরী হয় না তাকে সমানুপাতিক সীমা বলে।

(থ) স্থিতিস্থাপকতা সীমা (Elastic Limit) :

প্রযুক্ত বলের পরিমাণ যে সীমা অতিক্রম করলে বস্তুর উপর হতে প্রযুক্ত বল অপসারণ করলেও বস্তুটি পূর্বের অবস্থায় ফিরে আসে তাকে স্থিতিস্থাপক সীমা বলে।

(দ) ইয়েণ্ড বিন্দু (Yield Point):

প্রযুক্ত বলের যে সীমা অতিক্রম করলে প্রযুক্ত বলের সামান্যতম বৃদ্ধিতে বস্তুটির অধিক পরিমাণ বিকৃতি ঘটে তাকে ইল্ড বিন্দু/পয়েন্ট বলে।

(ধ) ফ্যাটিক (Fatigue):

একটি বস্তুর উপর প্রযুক্ত বলের যে পরিমাণ বলে বস্তুটি ছিড়ে যায় বা ভেঙ্গে যায় তার চেয়ে অনেক কম বলে ভেঙ্গে যেতে পারে। যদি প্রযুক্ত বলটি একাধিকবার ক্রমে বা পুনঃপুনঃ প্রয়োগ করা হয় এ ক্ষেত্রে এই অল্প প্রযুক্ত বলেই বস্তুটি ভেঙ্গে যাওয়াকে বস্তুর ফ্যাটিক/ব্যর্থতা বলে।

(ন) টেনার্সিটি (Tenacity):

টেনে লম্বা বা ছিন্ন করার প্রচেষ্টাকে বাধা দেবার যে ক্ষমতা ধাতুর রয়েছে তাকে টেনার্সিটি বা টানা সামর্থ্য বলে।

তাপক্রিয়াকে সাধারণত পাঁচটি ভাগে ভাগ করা যায়। যেমন-

১. অ্যানিলিং (Annealing)

(ক) স্কেরোডাইজিং (Spheroidizing)

২. নরমালাইজিং (Normalizing)

৩. কুয়েন্সিং (Quenching / Hardening) 

(ক) কার্বুরাইজিং (Carburising)

(খ) সায়ানাইজিং (Cyaniding) 

(গ) নাইট্রাইন্ডিং (Nitriding)

(ঘ)ইন্ডাকশন হার্ডেনিং (Induction hardening)

(ঙ) ফ্রেম হার্ডেনিং (Flame hardening)

৪. টেম্পারিং (Tempering)

৫. স্ট্রেস রিলিজিং (Stress Relieving)

বিভিন্ন প্রকার তাপক্রিয়ার ছবি-

৩.৫.১ অ্যানিশিং প্রক্রিয়া (Annealing Process) 

ধাতুকে নরম করার প্রক্রিয়াকেই অ্যানি‍ি বলে। গাঠনিক পরিবর্তন পর্যন্ত ধাতুকে উত্তপ্ত করে শুকনো বালির মধ্যে রেখে অথবা চুল্লির মধ্যে রেখে ধীরে ধীরে ঠান্ডা করাকে জ্যানিশিং বলে। ঠাণ্ডা অবস্থায় রোল করা, কাঁটা, পেটা বা অন্য যে কোন অপারেশনের ফলে ধাতু কিছুটা শক্ত হতে পারে। ধাতুর এই হার্ডনেস বা কাঠিন্যতা দূর করতে ও অ্যানিলিং করা হয়। এই পদ্ধতিতে ধাতুর সকল স্থানে সমান তাপ প্রয়োগ করতে হয় এবং একই তাপমাত্রায় নির্দিষ্ট সময় পর্যন্ত রেখে ধীরে ধীরে ঠান্ডা করতে হয়। এই একই তাপমাত্রায় কিছুক্ষণ রাখাকে সোকিং (Soaking) বলে।

অ্যানিলিংএর প্রয়োজনীয়তা (Necessity of Annealing)

তাপক্রিয়ায় অ্যানিলিং এর গুরুত্ব অপরিসীম। সাধারণত নিম্নলিখিত কারণে অ্যানিলিং করা হয়ে থাকে।

(ক) ধাতুকে কাজের উপযোগী নরম (Soft) করা।

(খ) ধাতুর অভ্যন্তরীণ পীড়ন (Internal Stress) অপসারণ করা।

(গ) ধাতব দানার সূক্ষ্মতা (Grain Refinement) বৃদ্ধি করা।

(ঘ) ধাতুর তান্ডবতা, ভঙ্গুরতা, বৈদ্যুতিক চুম্বকীয় ও যান্ত্রিক গুণাগুণের পরিবর্তন করা। 

(ঙ) নির্দিষ্ট মাইক্রোস্ট্রাকচার (Microstructure) সৃষ্টি করা। 

(চ) স্টিলকে পরবর্তী প্রক্রিয়ার জন্য প্রস্তুত করা।

অ্যানিলিং এর প্রভাব (Effect of Annealing)

বিভিন্ন স্টিল মিলে কোল্ড রোলিং, ষ্ট্যাম্পিং প্রভৃতি প্রক্রিয়ার ফলে স্টিলের স্ফটিক গঠন ভেঙ্গে যায়। ফলে স্টিলের তান্ডবতা গুণ হ্রাস পায়, শক্ততা বৃদ্ধি পায় এবং আঘাত প্রতিরোধ করার ক্ষমতা হ্রাস পায়। অ্যানিলিং এর ফলে পুনঃ কেলাসন হয় এবং ঐ সমস্ত যান্ত্রিক গুণাগুণ পুনরুদ্ধার হয়। এছাড়া-

• অ্যানিলিং ধাতুর উপাদানের গঠনযোগ্যতা উন্নত করে। শক্ত, ভঙ্গুর ধাতুকে ভাঙ্গা ছাড়া বাঁকানো বা চাপানো কঠিন কাজ, কিন্তু অ্যানিলিং এই ঝুঁকি দূর করে।

• অ্যানিলিং ধাতুকে মেশিনিং দক্ষতা বৃদ্ধি করে। ধাতুর উপাদান অত্যন্ত শক্ত ও ভঙ্গুর হওয়ার ফলে কাটিং টুল ক্ষতিগ্রস্ত হয়ে। অ্যানিলিং এর ফলে ধাতুর উপাদানের কাঠিন্যতা হ্রাসের ফলে টুলের কার্যক্ষমতা বৃদ্ধি পায় এবং ফেটে যাওয়া বা ক্র্যাক হওয়া থেকে নিরাপদ থাকে ।

• অভ্যন্তরীণ স্ট্রেসের ফলে ধাতুর উপর ফাটল এবং অন্যান্য যান্ত্রিক জটিলতা সৃষ্টি হয়। অ্যানিলিং ধাতু বা কার্যবস্তুর অভ্যন্তরীণ স্ট্রেস দূর করে।

অ্যানিলিং প্রক্রিয়া ৩ টি ধাপে সম্পন্ন হয়। যেমন-

• রিকভারি/পুনরুদ্ধার ধাপ (Recovery stage) 

• পুনঃস্ফটিক গঠন ধাপ (Recrystallization stage)

• দানা বৃদ্ধি ধাপ (Grain growth stage)

নরমালাইজিং (Normalizing)

স্টিলকে ঊর্ধ্ব ক্রিটিক্যান ভাগমাত্রায় এর উপরে ৫০ হতে ১৩০০° সেন্টিগ্রেড তাপমাত্রার উত্তর করে, উক্ত ভাপমাত্রায় কিছু সময় রেখে চুল্লীর বাইরে যুক্ত বায়ুতে শীতল করাকে নরমালাইজিং বলে। নরমালাইজিং কথার অর্থ হল ধাতুকে নরমাল করা বা সাধারণ এবং সুৰম অবস্থায় জানা। স্টিলকে হার্ডেনিং এর আগে নরমালাইজ করে নিতে হয়। নরমালাইজিং এর তাপমাত্রা চিনের মধ্যে কার্বনের পরিমাণের উপর নির্ভর করে।

নরমালাইজিং এর প্রয়োগ ও প্রভাব (Application of Normalizing and Effects)

• নরমালাইজিং এর ফলে রোলিং (Rolling), ফোর্জিং (Forging), স্ট্যাম্পিং (Stamping) প্রভৃতি কাজে স্টিলে যে সোটা গ্রেইনের সৃষ্টি হয় তা অনেকাংশে সূক্ষ্ম হয়। মিডিয়াম কার্বন স্টিলের শক্তি বৃদ্ধি পায়, লো কার্বন স্টিলে মেশিনিবিলিটি বৃদ্ধি পায় এবং অভ্যন্তরীণ পীড়ন (Internal Stress) হ্রাস পায়।

যে সকল যন্ত্রাংশ উচ্চ পীড়নে (Stress) ব্যবহৃত হয়, সেগুলিতে নরমালাইজিং করা হয়। 

৩.৫.৩ ক্রুরেঞ্চিং (Quenching)

ঊর্ধ্ব ক্রিটিক্যাল তাপমাত্রার কিছু উপরের তাপমাত্রায় স্টিলকে উত্তপ্ত করে লবণাক্ত পানি বা তৈল প্রভৃতির সাহায্যে অতি দ্রুত শীতল করাকে কুরেঞ্চিং (Quenching) বলে। উত্তর স্টিপকে পানিতে ডুবিয়ে ঠাণ্ডা করলে খুব অল্পসময়ে ঠাণ্ডা হয় এবং বাতাসে ঠাণ্ডা করলে দেরিতে ঠান্ডা হয়। ধাতুকে কতটুকু শক্ত করতে হবে তার উপর কুয়েঞ্চিং মিডিয়াম বা মধ্যম ব্যবহার নির্ভর করে। সময় ও তাপমাত্রার উপর গাঠনিক পরিবর্তন নির্ভরশীল। অতিদ্রুত শীতল করলে স্টিলের শক্তভা/কাঠিন্যতা বৃদ্ধি পায়।

১৩.৫.৪ টেম্পারিং (Tempering)

কুয়েঞ্চিং করার ফলে স্টিলের গাঠনিক পরিবর্তন হয়। ঘাতসহতা বৃদ্ধি পায়, সাধারণত ইস্পাত্তকে (কার্বনের হার অনুযায়ী) ২২০° হলে ৫০০ সেলসিয়াস তাপমাত্রার পুনঃ উত্তপ্ত করে লবণাক্ত পানি অথবা তেলের মধ্যে ডুবিয়ে শীতল করা হয়। টেম্পারিং করার ফলে স্টিলের টাফনেস বাড়ে এবং ভঙ্গুরতা কমে। অনেক সময় হার্ডেনিং এর অর্থে টেম্পারিং শব্দটি ব্যবহৃত হয়। কিন্তু আসলে এটা ঠিক নয়। টেম্পারিং প্রক্রিয়ার ফলে জনের কোন বিশেষ অংশকেও শক্ত করা হয়। হার্ডেনিং করার পর স্টিলে টাফনেস বাড়ানোর প্রক্রিয়াই হল টেম্পারিং।

স্টিলের উপর টেম্পারিং এর প্রভাব:

• স্টিলের ভঙ্গুরতা কমায়।

• নমনীয়তা বৃদ্ধি করে।

• সহজে স্টিলে  ঝালাই করা যায়।

• ঘর্ষণ প্রতিরোধের ক্ষমতা বৃদ্ধি পায় ইত্যাদি।

▪️টেমপার্ট স্টিলের সাধারণ ব্যবহার 

• ব্রীজ বা বিল্ডিং নির্মাণে (Bridge and building construction) 

• দীর্ঘস্থায়ী স্টোরেজ ট্যাংক (Durable storage tanks)

• স্লিপ ও করাতের দাঁত (Cutting edges for drills and saws)

• ডাম্প ট্রাক ও ফুট (dump trucks and chutes)

• গিয়ার (Gears)

• ডিফলেক্টর প্লেট  (deflector plated)

৩.৫.৫ স্ট্রেস রিলিভিং (Stress Relieving):

স্ট্রেস রিলিভিং হল ধাতু বা সংকর ধাতুকে তার নিম্ন রূপান্তর তাপমাত্রায় (পূর্বনির্ধারিত তাপমাত্রায়) উত্তপ্ত করে বাতাসে আস্তে আস্তে ঠান্ডা করার প্রক্রিয়া। কোন শিল্পকারখানায় ধাতব কার্যবস্তুর উপর ফর্মিং, স্ট্রেস্থদেনিং (Straightening), মেশিনিং (Machining) বা রোলিং (Rolling) করার ফলে এর ভিতরের স্ট্রেস দূর করার জন্য এ প্রক্রিয়া করা হয়ে থাকে।

৩.৬ হিট ট্রিটমেন্ট চুল্লি ও ইকুইপমেন্ট (Heat Treatment Furnace & Equipment) 

ধাতুর তাপক্রিয়ার কাজে বিভিন্ন ধরনের চুল্লি ও ইকুইপমেন্ট ব্যবহৃত হয়ে থাকে। এগুলি সাধারণত তাপসহ পদার্থ (Refractory) দিয়ে তৈরি করা হয়। 

৩.৬.১ তাপক্রিয়া চুরি (Heat Treatment Furnace )

তাপক্রিয়ার চুল্লিগুলি মূলত গরম করার চেম্বার, যেখানে একটি তাপসহ পাত্রে ইস্পাত স্টক এবং তাপ ধরে রাখে। ফার্নেস চেম্বারটি তাপের কিছু উৎসের মাধ্যমে উত্তপ্ত করা হয়। তাপের সরবরাহ চেম্বারে তাপের প্রয়োজনীয়তার উপর নির্ভর করে নিয়ন্ত্রণ করা হয়। প্রাথমিক অবস্থায় বেশি তাপের প্রযোজন হয়, এক পর্যায়ে তাপের সমতা বজায় রাখতে হয়। চুল্লির সমগ্র অংশে যাতে সমভাবে তাপ সরবরাহ/স্থির থাকতে পারে সেভাবেই ডিজাইন করা হয়। অনেক ক্ষেত্রে চুল্লির কিছু অংশ উত্তপ্ত বা অতিরিক্ত উত্তপ্ত করার প্রয়োজন হয়। তাপের অপচয় রোধের জন্য চুল্লির দরজা যতটা সম্ভব ছোট আকারের হয়। টেম্পারিং এবং নিম্ন তাপমাত্রার চুল্লিগুলিতে প্রবল গতিতে বায়ু সঞ্চালনের জন্য ব্যবস্থা রাখা হয়। কার্বারাইজিং পদ্ধতিতে কার্যবস্তু চুল্লির ভিতরেই আস্তে আস্তে ঠান্ডা হয়ে থাকে।

হিট ট্রিটমেন্ট অপারেশন অনুযায়ী চুল্লি সাধারণত দুই প্রকার। যেমন-

• ব্যাচ টাইপ (Batch Type)

• কন্টিনিউয়াস টাইপ (Continous Type) 

তলের উৎসের উপর নির্ভর করে দুই ভাগে ভাগ করা যায়। যেমন-

• প্রাকৃতিক গ্যাস সরবরাহ টাইপ (Natural Gas Type)

• বিদ্যুৎ সরবরাহ টাইপ (Electricity Type)

হিট ট্রিটমেন্টের ধরণ অনুসারে চুন্নি বিভিন্ন ধরনের হয়ে থাকে। যেমন-

 ক) স্টিমের টেম্পারিং বা জ্যানিজিং অনুসারে- (ভাপমাত্র সীমা ০ থেকে ৭০০ ডিগ্রী সেন্টিগ্রেড)

• ড্রাই ফারনেস উইথ ফোর্সড এয়ার সার্কুলেশন (Dry fumace with forced air circulation)

• লিকুইড বাখ-তৈল, লিভ /লবণ (Liquid Batha - Oil, Lead / Salt) 

(খ) সাধারণ কাজ অনুসারে (General Purpose ): (তাপমাত্রা সীমা ৭০০ থেকে ১০৫০ সেন্টিগ্রেডে হার্ডেনিং, নরমালাইজিং, কার্বুরাইজিং ও লো-এলয় স্টিলের জন্য)

• ড্রাই ফারনেস (Dry Furnace)

• লিকুইড ৰাখ- পিভল (Liquid Baths - Lead Salty

(গ) হাই টেম্পারেচার ফারনেস (High Temperature Furnacea) : (তাপমাত্র সীমা ১০০০ থেকে ১৪০০" হাই স্পিড স্টিলের জন্য)

• ড্রাই ফারনেস (Dry furnace )

• লিকুইড বাখ- লিড/লবণ (Liquid Baths- Salt Baths)

(ঘ) কারাইজিং বা কারোনাইড (Carburising or Carbonitriding Furnaces) : (তাপমাত্র সীমা ১০০০° থেকে ১৪০০° হাই স্পিড স্টিলের জন্য)

• সিদ্ধ কুইঞ্চ ফারনেস (Sealed quench furnace )

বিভিন্ন প্রকারের হিটট্রিটমেন্ট ফারনেস এর ছবি-

ক) সলিড ফুয়েল (Solid Fuels)

 • কোল (Coal)

-সুবিধা: কম মূল্য, সহজ প্রাপ্য, উজ্জল

- অসুবিধা: তাপমাত্র নিয়ন্ত্রণ কঠিন, শ্রম ব্যয় বেশি, স্টোরেজ সমস্যা, ধোঁয়া (Smoke) সমস্যা।

• বিচূর্ণ কোল (Pulverised Coal) -সুবিধা: কম মূল্য, সহজ প্রাপ্য, অতিরিক্ত শ্রমের প্রয়োজন হয় না, দহন নিয়ন্ত্রণ করে ধোঁয়া নিয়ন্ত্রণ করা যায়। -অসুবিধা: বেশি খরচ হয়।

কয়লা (Coke)

-সুবিধা: ক্যালরিফিক ভ্যালু কম, বেশি জায়গার প্রয়োজন হয়। -অসুবিধা: প্রাকৃতিক ভারসাম্য নষ্ট হওয়ার সম্ভাবনা বেশি।

(খ) লিকুইড ফুয়েল (Liquld Fuels)

-সুবিধাঃ কম মূল্য পাওয়া পেলে এর সুবিধার জুরি নেই, কোনো শ্রমের প্রয়োজন হয় না, সহজে স্টোর করা যায়, যে কোন সময় দহন করা যায়, কোন ছাই তৈরি হয় না। সাধারণত গ্যাসোলিন (gasoline)

• কেরোসিন (kerosene) ব্যবহার করা হয়।

-অসুবিধাঃ অধিক নিরাপদ স্থানে স্টোর করতে হয় তা না হলে যে কোন সময় আগুন লাগার সম্ভাবনা বেশি থাকে।

(গ) গ্যাসন ফুয়েল (Gaseons Fuels)

-সুবিধাঃ তুলনামূলক সাম্প্ৰয়ি, অধিক ভাগ পাওয়া যায়, কোনো শ্রমের প্রয়োজন হয় না, ছোট-বড় যে কোন সাইজের পাওয়া যায়। জ্বালনি হিসাবে Coal-gas or Town gas Producer gas, Blue water gas, Cracked oil gas ব্যবহার হয়ে থাকে।

-অসুবিধাঃ তাধিক নিরাপদ স্থানে স্টোর করতে হয়, টেম্পার্ক সিলিন্ডারের প্রয়োজন হয়, অনুসারে রক্ষণাবেক্ষণ খরচ বেশি।

৩.৬.৩ ম্যাগনেট (Magnet): 

প্রি-হিটিং কাজে সুতার সাথে লৌহজাত কার্যবস্তুকে ফারনেসে লোড-আনলোডিং এ কাজে ব্যবহার করা হয়।

১৩.৬.৪ বেল্ডিং টুল (Bending Tool) :

কার্যবস্তুকে ফারনেসের মধ্যে মাউন্টিং করতে ও থার্মাল ইন্সুলেশন কাজে ব্যবহৃত হয়।

৩.৬.৫ স্প্রিটার ক্যাবল (Splitter Cable):

প্যারালেলভাবে অনেকগুলি হিটিং এলিমেন্টকে সেকেন্ডারী পাওয়ার ক্যাবেলের সাথে সংযোগের জন্য স্প্রিটার ক্যাবল ব্যবহৃত হয়।

৩.৬.৭ ডিজিটাল সারফেস টেম্পারেচার মিটার (Digital Surface Temperature Metre):

ফারনেসের ও কার্যবস্তুর সারফেসের তাপমাত্রা পরিমাপের জন্য ডিজিটাল সারফেস টেম্পারেচার মিটার ব্যবহৃত হয়।

যে সকল পদার্থের বিশেষ দ্যুতি আছে, আঘাত সহ্য করার ক্ষমতা বিদ্যমান, পিটিয়ে পাতলা পাত বানানো যায়, টেনে সরু ও লম্বা করা যায়, আঘাত করলে বিশেষ ধাতব শব্দ হয় এবং তাপ ও বিদ্যুত সুপরিবাহী তাদেরকে ধাতু বলে। যেমন- লোহা, তামা, দা, সোনা, রূপা ইত্যাদি।

৩.৭.১ ধাতুর শ্রেণি বিভাগ (Metal and Classification of Metal ) 

ধাতুকে প্রধানত দু'টি ভাগে ভাগ করা যায়। যেমন-

১. ফেরাস ধাতু (Perrous Metal )- এর মধ্যে লোহা (Iron) থাকে।

২. নন-ফেরাস খাতু (Non-Ferrous Metal )- এর মধ্যে লোহা থাকে না।

ফেরাস ধাতু (Ferrous Metal)

(ক) স্টিল (Steel): লোহা ও কার্বন মিশ্রিত হয়ে স্টিল তৈরি হয়ে থাকে। কার্বন মিশ্রনের ফলে লোহার শক্ততা (Hardens) বৃদ্ধি পেয়ে থাকে। স্টিলের সাথে নিকেল ধাতু ব্যবহারের ফলে স্টিলের স্থায়িত্ব বৃদ্ধি পায়।

i. স্টেইনলেস স্টিল (Stainless Steel): স্টিলের সাথে ক্রোমিয়াম ধাতু মিশ্রনের ফলে স্টেইনলেস স্টিল তৈরি হয়। লো-কাবর্ন স্টিলের চেয়ে এটি ২০০ গুণ মরিচা রোধী হয়ে থাকে। পাইপিং (Piping), সার্জিক্যাল (Surgical) ও ডেন্টাল (Dental) ইকুইপমেন্ট (Equipment) তৈরি করার জন্য স্টেইনলেস স্টিল ব্যবহার হয়ে থাকে।

ii. স্টেইনলেস স্টিল (Low Carbon Steel): লো-কার্বন স্টিলের মধ্যে ০ থেকে ০.২৫% পর্যন্ত কার্বন মিশ্রিত থাকে। একে মাইল্ড (Mild Steel) স্টিলও বলে। চাপের তারতম্য ঘটে এমন টিউবিং সিস্টেমে ব্যবহার হয়। এছাড়া রি-ইনফোসিং বার ( Reinforcing), আই-বিম (I- beams) ও কন্সট্রাকশন (construction) কাজে বেশি ব্যবহৃত হয়ে থাকে।

iii. মিডিয়াম কার্বন স্টিল (Medium Carbon Steel) : মিডিয়াম কার্বন স্টিলের মধ্যে ০.২৫% থেকে ০.৬% পর্যন্ত কার্বন মিশ্রিত থাকে। একে মাইল্ড (Mild Steel) স্টিলও বলে। হাই টেনসাইল স্ট্রেস্থ এবং নমনিয়তা (Ductility) প্রয়োজনের জায়গায় এ ধরনের স্টিল ব্যবহার হয়। এছাড়া মেকানিক্যাল গিয়ার, শ্যাফট, রেলওয়ে হুইল (Railway Wheels) ও রেইল, স্টিল বিম (Beam), প্রেসার ভেসেল (Pressure Vessels) এবং বিল্ডিং-ব্রীজ নির্মাণে ব্যবহৃত হয়ে থাকে ।

iv. হাই কার্বন স্টিল (High Carbon Steel): স্টিলের মধ্যে কার্বনের পরিমান ০.৬% থাকলে তাকে হাই কার্বন স্টিল বলে। সকল ধরনের স্টিলের চেয়ে এটি বেশি শক্ত ও ভঙ্গুর। চিজেল (Chisel), কাটিং টুল তৈরিতে বেশি ব্যবহৃত হয়। হাই কার্বন স্টিল ক্ষয়রোধি বলে প্রেসে এবং ড্রিল বিট ব্যবহার হয়ে থাকে।

(খ) এ্যালয় স্টিল (Alloy Steel): স্টিলের সাথে নিকেল ও টাইটেনিয়াম মিশ্রিত করে এ্যালয় স্টিল তৈরি করা হয়। এতে ওজন বৃদ্ধি পায় না কিন্তু শক্তি, দুর্ভেদ্যতা, ঘাতসহতা বৃদ্ধি পায়। মেশিন টুলস ও ইলেকট্রিক্যাল এলিমেন্ট তৈরি করতে এ্যালয় স্টিল গুরুত্বপূর্ণ।

(গ) ঢালাই লোহা (Cast Iron): আয়রন ও কার্বন মিলেই ঢালাই লোহা তৈরি হয়। পানির পাইপ, মেশিন টুলস, অটোমোবাইল ইঞ্জিন তৈরিতে বেশি ব্যবহৃত হয়।

(ঘ) রট আয়রন (Wrought Iron): রট আয়রনকে খাটি লোহা বলা হয়। এতে কার্বনের পরিমান খুবই কম থাকে। এর কাঠিন্যতা ও ফেটিগ শক্তি খবুই কম। ইহা রেলিং (Railing), নেইল (Nail), তার (Wire), চেইন (Chain), অলংকার ও কৃষিসামগ্রী তৈরিতে ব্যবহৃত হয়।

নন-ফেরাস খাতু (Non- Ferrous Metal )

নন-ফেরাস মেটালে আয়রনের পরিমান খুবই কম থাকে আবার অনেক ক্ষেত্রে থাকে না। এগুলো অর্ধ- পরিবাহী, অ-চুম্বকীয় এবং কম ওজন প্রয়োজনে ব্যবহৃত হয়।

(ক) অ্যালুমিনিয়াম (Aluminum): এটি খুব হালকা, নরম ও কম শক্তি বিশিষ্ট হয়। উচ্চ তাপমাত্রায় (High-Temperature Environments ) অ্যালুমিনিয়াম ব্যবহার সুবিধাজনক নয়। খাদ্যসামগ্রী সংরক্ষণ, ফুড ক্যান (FoodCans) এবং উড়োজাহাজ তৈরিতে বেশি ব্যবহৃত হয়। এটিকে সংকরিত করে কাস্টিং এর মাধ্যমে পিস্টন, রেলওয়ে, গাড়ী ইত্যাদি তৈরি করা হয়।

(খ) কপার (Copper): কপার ধাতুর রং অনেকটা লাল, খুবই নরম, সহজে গলে যায়, অধিক বিদ্যুৎ পরিবাহি ও তাপ পরিবহনাঙ্ক গুণ ভাল। বৈদ্যুতিক শিল্পে এটি বেশি ব্যবহৃত হয়। শিট রুফিং, ব্রাস মেকিং ইত্যাদি কাজে বহুল ব্যবহৃত হয়ে থাকে।

(গ) লিড (Lead): লিড খুবই নরম ধাতু তার পরেও লো-মেল্টিং পয়েন্ট, সহনশীল (Enduringness ) মজবুত (Heavy) গুণসম্পন্ন। এসিডের ক্ষয় করা থেকে রক্ষা করে। পাওয়ার ক্যাবল, বেটারী, বিল্ডিং নির্মাণ ও বন্ধন তৈরি (Fastening) এর কাজে বেশি ব্যবহৃত হয়।

(ঘ) জিঙ্ক (Zinc): এটি কম শক্তি সম্পন্ন, লো-মেল্টিং পয়েন্ট বিশিষ্ট একটি ধাতু। গ্যালভানাইজিং কাজে এটির ব্যবহার ব্যপক। ইলেকট্রিক্যাল প্লেট তৈরির কাজে এটি প্রচুর ব্যবহৃত হয়। জিংক মরিচারোধী ধাতু। 

(ঙ) টিন (Tin): টিন অবিশ্বাস্যভাবে নরম এবং নমনীয়, কম সহনশীলতাসহ নমনীয়। এটি সাধারণত ক্ষয় রোধ করতে ইস্পাতের উপর কোটিং করতে উল্লেখযোগ্য। টিনপ্লেট ইস্পাত খাদ্য বহন করার জন্য টিনের ক্যান তৈরি করতে ব্যবহার করা হয়। ঊনবিংশ শতাব্দীর শেষের দিকে, টিনের ফয়েলে খাদ্য সামগ্রী মোড়ানো হতো। এখন বেশির ভাগই অ্যালুমিনিয়াম ফয়েল দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়েছে। ব্রাস ও ব্রোঞ্জ তৈরিতে তামার সাথে টিনের মিশ্রণ উল্লেখযোগ্য হারে ব্যবহার হয়।

(চ) ব্রাস (Brass): এটি পিতল, তামা ও দস্তার সংকর। এর কাঠিন্যতা এবং কার্যক্ষমতা গুণের কারণে ঐতিহাসিক এবং সমাদৃত। প্রাচীনতম পিতলকে বলা হয় ক্যালামাইন ব্রাস। 

(ছ) ব্রঞ্জ (Bronze): এটি কপারের আরেকটি উল্লেখযোগ্য সংকর। পার্থক্য শুধু এটুকু যে, ব্রঞ্জে টিন থাকে কিন্তু জিঙ্ক থাকে না। এর গুণাগুণ বৃদ্ধির জন্য এতে ফসফরাস (Phosphorus), ম্যাঙ্গানিজ (Manganese), সিলিকন (Silicon), ও অ্যালুমিনিয়াম ( Aluminum) ব্যবহার হয়ে থাকে। এটি শক্ত ও ভঙ্গুর, তাপ পরিবহন ক্ষমতাসম্পন্ন এবং ক্ষয় রোধী সংকর ধাতু। ইহা আয়না (Mirrors), প্রতিফলক ( Reflectors), ইলেকট্রিক্যাল কান্টের ইত্যাদি তৈরিতে ব্যবহৃত হয়। জাহাজ ফিটিংস-এ এবং সাবমার্জ পার্টস (Submerged Parts) তৈরিতে বিশেষভাবে ব্যবহার হয়।

(জ) টাইটানিয়াম (Titanium): টাইটানিয়ামকে ইঞ্জিনিয়ারিং এর মূল উপাদান/ধাতু বলা হয় কারণ এটি খুবই শক্ত ও হালকা ওজনের হয়ে থাকে। এর থার্মাল এবিলিটি খুবই ভাল, ৪৮০০ সেন্টিগ্রেড তাপমাত্রা সহ্য করতে পারে। এ্যারোস্পেস শিল্প, মিলিটারী যন্ত্রপাতি, মেডিক্যাল ইন্সট্রুমেন্ট তৈরিতে বিশেষ ধাতু হিসাবে ব্যবহৃত হয়। এছাড়া কেমিক্যাল ও খেলাধূলা সামগ্রী তৈরিতে প্রচুর ব্যবহৃত হয়।

(ঝ) কোবাল্ট (Cobalt): ইহা কপার ও নিকেলের সংকর। অধিক ক্ষয়রোধি বস্তু তৈরিতে কোবাল্ট ব্যবহার হয়।

(ঞ) নিকেল (Nickel); নিকেল পৃথিবীর কেন্দ্র থেকে প্রাপ্ত একটি প্রাকৃতিক উপাদান। এটিতে উজ্জ্বল, সোনালি আভাসহ রূপালী সাদা রঙয়ের। নিকেলকে এর নমনীয় ও ক্ষয়রোধী বৈশিষ্ট্যের জন্য খুবই প্রয়োজনীয় ধাতু। নিকেল দুটি আকরিক থেকে নিষ্কাশিত হয়ে থাকে।

(ট) টাংস্টেন (Tungsten) : একে সকল খাটি ধাতুর চেয়ে অধিক টেনসাইল স্ট্রেস্থ (Tensile Strength) ও গলনাঙ্ক (Melting Point) তাপমাত্রা বিশিষ্ট ধাতু বলা হয়। একারনেই প্রকৌশল কর্মকান্ডে এটি বেশি ব্যবহৃত হয়ে থাকে। টাংস্টেন কার্বাইড ধাতুর প্রায় ৫০% টাংস্টেন কার্বাইড তৈরিতে ব্যবহৃত হয়। ইহা অধিক শক্ত গুণ সম্পন্ন হওয়ায় কাটিং টুল ও হেভী ( Heavy Equipment) ইকুইপমেন্ট তৈরি করার প্রয়োজনে ব্যবহৃত হয়।

৩.৮.১ স্পার্ক পরীক্ষা (Spark Test)

ধাতু শনাক্তকরণে স্পার্ক টেস্ট একটি পুরাতন পরীক্ষা। এই পদ্ধতিতে স্পার্কের বৈশিষ্ট (রং, দৈর্ঘ্য, বিস্ফোরণের সংখ্যা ও আকৃতি) চিহ্নিত করে ধাতু শনাক্ত করা যায়।

৩.৮.২ স্পার্কের বৈশিষ্ট (Spark Characteristics)

• পেটা লোহা (Wrought Iron): পেটা লোহার স্পার্কগুলি সরল রেখায় প্রবাহিত হয়। স্ফুলিঙ্গের লেজগুলি পাতার মতো, প্রান্তের কাছাকাছি প্রশস্ত হয়।

• মাইন্ড স্টিল (Mild steel): এর স্পার্কগুলি পেটা লোহার মতো তবে এদের ছোট কাঁটা থাকবে এবং দৈর্ঘ্য আরও বেশি হবে। স্ফুলিঙ্গগুলি সাদা রঙের হবে।

• মাঝারি-কার্বন ইস্পাত (Medium carbon steel): এই ইস্পাতটিতে হালকা ইস্পাতের চেয়ে বেশি কাঁটা রয়েছে এবং বিভিন্ন ধরনের স্পার্ক দৈর্ঘ্য রয়েছে, যা গ্রাইন্ডিং চাকার কাছাকাছি অবস্থান করে।

• উচ্চ-কার্বন ইস্পাত (High Carbon Steel): উচ্চ-কার্বন ইস্পাত একটি গুল্মযুক্ত স্পার্ক প্যাটার্ন (অনেকটা কাঁটাচামচ) আছে যা গ্রাইন্ডিং হুইল থেকে শুরু হয়। স্পার্কগুলি মাঝারি-কার্বন ইস্পাতগুলির মতো উজ্জ্বল হয় না।

• ম্যাঙ্গানিজ ইস্পাত (Manganese Steel) : ম্যাঙ্গানিজ স্টিলের মাঝারি দৈর্ঘ্যের স্পার্ক থাকে যা শেষ হওয়ার আগে দুইবার কাঁটা দেখা যায়।

• হাই-স্পিড স্টিল (High speed steel) : হাই-স্পিড স্টিলের একটি ক্ষীণ লাল স্পার্ক থাকে যা ডগায় স্পার্ক করে।

৩০০-সিরিজ স্টেইনলেস স্টিল ( 300 Series Stainless Steel): 

•এই স্পার্কগুলি কার্বন স্টিলের স্ফুলিঙ্গের মতো এত ঘন হয়না, কাঁটাচামচের ন্যায়ও হয়না এবং খড় থেকে কমলা রঙের হয়। 

• ৩১০-সিরিজের স্টেইনলেস স্টিল ( 310 Series Stainless Steel): এই স্পার্কগুলি ৩০০-সিরিজের স্পার্কের তুলনায় অনেক ছোট এবং পাতলা। এগুলি লাল থেকে কমলা রঙের হয় এবং কাঁটা থাকে না। 

▪️ ৪০০-সিরিজের স্টেইনলেস স্টিল (400 Series Stainless Steel): ৪০০ সিরিজের স্পার্কগুলি ৩০০-সিরিজের স্পার্কের মতো, তবে কিছুটা লম্বা এবং স্পার্কের প্রান্তে কাঁটা থাকে।

• ঢালাই লোহা (Cast Iron): ঢালাই লোহার স্পার্ক খুব ছোট থাকে যা গ্রাইন্ডিং হইলে শুরু হয়।

• নিকেল এবং কোবাল্ট উচ্চ তাপমাত্রার মিশ্রণ (Nickel and Cobalt High- Temperature Alloys): এই স্পার্কগুলি পাতলা এবং খুব ছোট, এগুলি গাঢ়-লাল রঙের হয় এবং কাঁটা থাকে না। 

• সিমেন্টেড কার্বাইড (Cemented Carbide): সিমেন্টেড কার্বাইডে ৩ ইঞ্চির নিচে স্পার্ক থাকে, যেগুলো গাঢ় লাল রঙের এবং কাঁটা থাকে না।

• টাইটানিয়াম (Titanium): যদিও টাইটানিয়াম একটি অ-লৌহজ ধাতু, এটি প্রচুর স্ফুলিঙ্গ তৈরি করে। এই স্পার্কগুলি লৌহজ ধাতু থেকে সহজেই আলাদা করা যায়, কারণ এগুলি খুব উজ্জ্বল, রাইন্ডিং (Blinding), সাদা রঙের হয়।

পারদর্শিতার মানদন্ড

• স্বাস্থ্যবিধি মেনে ব্যক্তিগত নিরাপত্তা (পিপিই) ও শোভন পোশাক পরিধান করা,

• প্রয়োজন অনুযায়ী কাজের স্থান প্রস্তুত করা;

• জব অনুযায়ী টুলস, ইকুইপমেন্ট, মেটেরিয়াল সিলেক্ট ও কালেক্ট করা;

• ড্রয়িং অনুযায়ী কাঁচামাল সংগ্রহ করা;

• কাজ শেষে ওয়ার্কশপের নিয়ম অনুযায়ী কাজের স্থান পরিষ্কার করা;

• অব্যবহৃত মালামাল নির্ধারিত স্থানে সংরক্ষণ করা;

• নষ্ট মালামাল (Wastage) ও ক্যাপগুলি (Scraps) নির্ধারিত স্থানে ফেলা; 

• কাজ শেষে চেক লিস্ট অনুযায়ী টুলস ও মালামাল জমা দেওয়া ইত্যাদি।

ব্যাক্তিগত সুরক্ষা সরঞ্জাম (PPE)

প্রয়োজনীয় যন্ত্রপাতি (টুলস, ইকুইপমেন্টস ও মেশিন)

কাঁচামাল (Raw Materials)

কাজের ধারা

• প্রয়োজনীয় পিপিই পরিধান করো;

• ছকে উল্লেখিত তালিকা ও প্রয়োজন অনুযায়ী মালামাল এবং যন্ত্রপাতি সংগ্রহ করো;

• একটি লোহার/ইস্পাতরে টুকরা নিতে হবে;

• গ্রাইন্ডিং করার সময় স্পার্ক ভালভাবে দখোর জন্য তুলনামূলক কম আলো নশ্চিতি করতে হবে; গ্রাইন্ডারটি চালু করে স্টিলের বারটিকে গ্রাইন্ডিং চাকার সাথে হালকা সংস্পর্শে এনে যাতে স্পাকগুলি গ্রাইন্ডার এবং ঢাকা থেকে পরিষ্কার হয়ে যায়। উৎপাদতি স্পার্কের রঙ, প্যার্টান এবং দৈর্ঘ্য সাবধানে পর্যবেক্ষণ করতে হবে। স্পার্ক প্যার্টানগুলিতে উজ্জ্বল রেখা, স্ফুলিঙ্গ এবং এলোমেেলা লাইনে সংমশ্রিণ থাকে। তুলনামূলক চার্টের সাথে মিলিয়ে নিশ্চিত হতে হবে;

• পেটা লোহা ও স্টেইনলেস স্টিল উভয়ই দীর্ঘ, এমনকি হলুদ রেখা তৈরি করে স্টেইনলেস স্টিলের

• স্পার্কগুলিতে শেষের পাতাগুলি ছোট তৈরি হয়;

• লো কার্বন ইস্পাতের বার হলুদ স্পার্ক তৈরি করে। প্রান্তের পাতাগুলি অতিরিক্ত ছোট শাখার সাথে আরও শাখা তৈরি করে;

• উচ্চ কার্বন ইস্পাতের স্পার্ক গ্রাইন্ডিং চাকার কাছে ছড়িয়ে পড়তে শুরু করে। স্ফুলিঙ্গগুলি নিস্তেজ এমনকি লাল এবং শেষের শাখা কম বের হয়;

• নিকেল ও অ্যালুমিনিয়ামসহ কিছু ধাতু অল্প বা কোন স্ফুলিঙ্গ উৎপন্ন করে না।

কাজের সতর্কতা

• কাজের সময় হ্যান্ড গ্লাভস ব্যবহার করো;

• মেশিন পরিষ্কার করে যথাস্থানে তৈল ব্যবহার করো;

অর্জিত দক্ষতা/ ফলাফল 

সফল ভাবে কাজটি শেষ করতে সক্ষম হয়েছি। জেনারেল মেকানিক্স কাজে ও টুলস, ইন্সে যন্ত্রপাতি তৈরিতে প্রয়োজনীয় ধাতু সম্পর্কে স্পার্ক টেন্টের সামনে আনার কৌশল অর্জনে সক্ষম হয়েছি।

অতিসংক্ষিপ্ত উত্তর প্রশ্ন

১. মেটাল কী?

২. মেটাল কত প্রকার?

৩. হিট ট্রিটমেন্ট বলতে কি বোঝায়?

৪. অ্যানিলিং কী?

৫. টেম্পারিং কী?

৬. কুয়েঞ্চিং কী?

৭. হার্ডেনিং কী?

৮. নরমালাইজিং কী?

সংক্ষিপ্ত উত্তর প্রশ্ন

১. ধাতুর কি কি গুণাবলী থাকে?

২. ধাতুর ভৌত গুণাবলী উদাহরনসহ লেখ।

৩. ধাতুর রাসায়নিক গুণাবলী উদাহরনসহ লেখ।

৪. হিট-ট্রিটমেন্ট ফারনেস কত প্রকার ও কি কি?

৫. হিট-ট্রিটমেন্ট কাজে ব্যবহৃত বিশেষ ইন্সট্রুমেন্টের নাম লেখ।

রচনামূলক উত্তর প্রশ্ন

১. ধাতুর যান্ত্রিক গুণাবলীসমূহ ব্যাখ্যা করো।

৩. স্পার্ক টেস্টের মাধ্যমে বিভিন্ন স্টিল শনাক্তকরণের কৌশল বর্ণনা করো।

৪. ধাতুর নরমালাইজিং প্রক্রিয়া ব্যাখ্যা করো।

৫. টেম্পারিং ও অ্যানিলিং প্রক্রিয়া বর্ণনা করো।

৫. নরমালাইজিং কার্বুরাইজিং প্রক্রিয়া বর্ণনা করো।