डब्ल्यूसीबी कार्बन स्टील कास्टिंग क्या हैं??

1. परिचय

उद्योगों में जहां ताकत है, विश्वसनीयता, और लागत-दक्षता प्रतिच्छेद करती है—जैसे कि तेल & गैस, पेट्रो, विद्युत उत्पादन, और जल अवसंरचना-डब्ल्यूसीबी कार्बन स्टील कास्टिंग पसंद की सामग्री के रूप में सामने आती है.

डब्ल्यूसीबी, जिसका अर्थ है वेल्डेबल कास्ट बी-ग्रेड कार्बन स्टील, एक बहुमुखी और व्यापक रूप से प्रयुक्त कच्चा इस्पात मिश्र धातु है, के उत्पादन के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है वाल्व, पंप, निकला हुआ किनारा, और दबाव युक्त घटक.

द्वारा परिभाषित एएसटीएम ए216/ए216एम, WCB का संतुलन प्रदान करता है यांत्रिक शक्ति, जुड़ने की योग्यता, और थर्मल लचीलापन.

उन सामग्रियों के विपरीत जो जमने के दौरान गलनक्रांतिक परिवर्तनों से गुजरती हैं, डब्ल्यूसीबी एक पूर्वानुमेय और समरूप संरचना बनाए रखता है, महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में निरंतर प्रदर्शन की कुंजी.

यह आलेख WCB कार्बन स्टील कास्टिंग का 360° विश्लेषण प्रदान करता है,

इसके भौतिक बुनियादी सिद्धांतों की खोज करना, धातुकर्म विशेषताएँ, निर्माण के तरीके, यांत्रिक विशेषताएं, औद्योगिक अनुप्रयोग, और वैकल्पिक सामग्रियों के साथ तुलना.

2. डब्ल्यूसीबी क्या है??

डब्ल्यूसीबी, के लिए एक संक्षिप्त रूप वेल्डेबल कास्ट बी-ग्रेड कार्बन स्टील, कास्ट स्टील के व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले ग्रेड को संदर्भित करता है कार्बन प्राथमिक मिश्रधातु तत्व है.

यह सामग्री दबाव युक्त घटकों में आधारशिला है जैसे वाल्व, निकला हुआ किनारा, पंप, और फिटिंग, विशेष रूप से उन उद्योगों में जिन्हें भरोसेमंद ताकत की आवश्यकता होती है, बेरहमी, और निर्माण दक्षता.

कास्ट स्टील को समझना

डब्ल्यूसीबी के परिवार से संबंधित है कास्ट स्टील्स, जो हैं लौह-आधारित मिश्र धातुएँ जो गलनक्रांतिक परिवर्तन के बिना ठोस हो जाती हैं.

कच्चा लोहा के विपरीत, जो एक गलनक्रांतिक मिश्रण बनाता है और भंगुर हो जाता है, कच्चा इस्पात-जिसमें डब्ल्यूसीबी भी शामिल है-बढ़ा हुआ ऑफर देता है लचीलापन, जुड़ने की योग्यता, और प्रभाव प्रतिरोध.

ये विशेषताएँ WCB को अधीन भागों के लिए एक पसंदीदा सामग्री बनाती हैं गतिशील यांत्रिक तनाव, ठंडा - गरम करना, और वेल्डिंग संचालन.

सामग्री पदनाम और उपयोग

पदनाम "डब्ल्यूसीबी" की उत्पत्ति यहीं से हुई है एएसटीएम ए216/ए216एम, एक मानक विशिष्टता जो नियंत्रित करती है ऊंचे तापमान पर दबाव-सेवा अनुप्रयोगों के लिए कार्बन स्टील कास्टिंग.

उल्लिखित तीन ग्रेडों में से-डब्ल्यूसीए (यूएनएस J02502), डब्ल्यूसीबी (यूएनएस J02501),

और डब्ल्यूसीसी (यूएस J02503)-डब्ल्यूसीबी इसके कारण सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला ग्रेड है यांत्रिक गुणों और लागत-प्रभावशीलता का संतुलन.

एएसटीएम ए216/ए216एम कार्बन स्टील ग्रेड एक नज़र में

3. धातुकर्मिक मूल सिद्धांत

डब्ल्यूसीबी कार्बन स्टील कास्टिंग के प्रदर्शन को पूरी तरह से समझने के लिए, किसी को उस धातुकर्म आधार की जांच करनी चाहिए जो उनके यांत्रिक व्यवहार और सेवा विश्वसनीयता को नियंत्रित करता है.

सामग्री रासायनिक संरचना, सूक्ष्म, और चरण परिवर्तन प्रतिक्रियाएँ सभी एज़-कास्ट और प्रोसेस्ड दोनों स्थितियों में इसकी विशेषताओं को परिभाषित करने के लिए मिलकर काम करते हैं.

रासायनिक रचना

तत्व	विशिष्ट सीमा (भार%)	समारोह
कार्बन (सी)	0.25 - 0.30	ताकत और कठोरता को बढ़ाता है; अत्यधिक C वेल्डेबिलिटी को कम कर देता है.
मैंगनीज (एम.एन.)	0.60 - 1.00	तन्य शक्ति और गर्म कार्यशीलता में सुधार करता है.
सिलिकॉन (और)	0.40 - 0.60	स्टील को डीऑक्सीडाइज करता है और फेराइट को मजबूत करता है.
फास्फोरस (पी)	≤ 0.04	भंगुरता से बचने के लिए नियंत्रित.
गंधक (एस)	≤ 0.045	गर्म-कमी को कम करता है; सख्ती से नियंत्रित.
क्रोमियम (करोड़), निकल (में), मोलिब्डेनम (एमओ), ताँबा (घन)	≤ 0.5 प्रत्येक	कुछ प्रकारों में उन्नत संक्षारण प्रतिरोध और कठोरता प्रदान करें.

सूक्ष्म

यथा-कास्ट स्थिति में, WCB स्टील में मुख्य रूप से होता है फेराइट-पर्लाइट मैट्रिक्स, जो ताकत के बीच एक अच्छा समझौता प्रदान करता है, लचीलापन, और मशीनीकरण.

• फेराइट लचीलापन और कठोरता में योगदान देता है.
• पर्लाइट, फेराइट और सीमेंटाइट का एक लैमेलर मिश्रण, ताकत और पहनने के प्रतिरोध को बढ़ाता है.

The शीतलन दर जमने के दौरान अनाज के आकार और चरण वितरण पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है.

तेजी से ठंडा होने से सूक्ष्म संरचना परिष्कृत हो सकती है लेकिन आंतरिक तनाव भी उत्पन्न हो सकता है, जबकि धीमी गति से ठंडा करने से मोटे अनाज और संभावित पृथक्करण उत्पन्न हो सकता है.

इसके अतिरिक्त, गैर धात्विक समावेश (उदा।, आक्साइड, सल्फाइड) नियंत्रित किया जाना चाहिए क्योंकि वे थकाऊ जीवन और सतह की गुणवत्ता को ख़राब कर सकते हैं.

चरण परिवर्तन और ताप उपचार

यांत्रिक स्थिरता में सुधार करने और कास्टिंग से आंतरिक तनाव को दूर करने के लिए डब्ल्यूसीबी स्टील के लिए हीट ट्रीटमेंट एक मानक पोस्ट-प्रोसेसिंग आवश्यकता है. विशिष्ट थर्मल उपचारों में शामिल हैं:

• सामान्य (850-950 डिग्री सेल्सियस): अनाज के आकार को परिष्कृत करता है और कठोरता में सुधार करता है.
• टेम्परिंग (500-700 डिग्री सेल्सियस): कठोरता-कठोरता संतुलन को समायोजित करता है.
• तनाव से राहत (550-650 डिग्री सेल्सियस): मशीनिंग या वेल्डिंग के बाद अवशिष्ट तनाव को कम करता है.

4. ढलाई & प्रसंस्करण तकनीक

उच्च गुणवत्ता वाली डब्ल्यूसीबी कार्बन स्टील कास्टिंग का उत्पादन उपयुक्त कास्टिंग और पोस्ट-प्रोसेसिंग तकनीकों के चयन पर निर्भर करता है.

वाल्व जैसे सुरक्षा-महत्वपूर्ण घटकों में डब्ल्यूसीबी के व्यापक अनुप्रयोग को देखते हुए, पंप, और निकला हुआ किनारा,

विनिर्माण प्रक्रिया को आयामी परिशुद्धता सुनिश्चित करनी चाहिए, आंतरिक सुदृढ़ता, और इष्टतम यांत्रिक प्रदर्शन.

व्यययोग्य साँचे के तरीके

सैंड कास्टिंग

अपने लचीलेपन और लागत-दक्षता के कारण डब्ल्यूसीबी घटकों के उत्पादन के लिए रेत कास्टिंग सबसे प्रचलित तरीका बना हुआ है. दो सामान्य उपप्रकार शामिल हैं:

• हरी रेत कास्टिंग: प्राकृतिक मिट्टी से बंधी रेत का उपयोग करता है. जबकि लागत प्रभावी और बड़े हिस्सों के लिए उपयुक्त है, यह कम सतही फिनिश परिशुद्धता प्रदान कर सकता है.
• राल-बंधुआ (नो-गरम) सैंड कास्टिंग: बेहतर आयामी सटीकता और सतह गुणवत्ता प्रदान करता है.
  रेज़िन-बॉन्डेड मोल्ड उच्च तापमान का सामना कर सकते हैं और क्लीनर कास्टिंग प्रदान कर सकते हैं, उन्हें वाल्व बॉडी और दबाव बनाए रखने वाले भागों के लिए आदर्श बनाना.

धातु - स्वरूपण तकनीक (पिघला हुआ मोम)

यह तकनीक छोटे लोगों के लिए आरक्षित है, जटिल डब्ल्यूसीबी घटकों को कड़ी सहनशीलता और बेहतर सतह फिनिश की आवश्यकता होती है.

हालांकि अधिक महंगा है, निवेश कास्टिंग सक्षम बनाता है नेट-आकार या निकट-नेट-आकार उत्पादन, व्यापक मशीनिंग की आवश्यकता को कम करना.

स्थायी साँचे के तरीके

ग्रेविटी डाई कास्टिंग इसका उपयोग कभी-कभी सरल WCB भागों के मध्यम उत्पादन मात्रा के लिए किया जाता है.
यह विधि व्यय योग्य मोल्ड प्रक्रियाओं की तुलना में बेहतर आयामी नियंत्रण और तेज़ चक्र समय प्रदान करती है. तथापि, यह भाग जटिलता और आकार के संदर्भ में सीमित है.

कोरमेकिंग & गेटिंग डिजाइन

आंतरिक ज्यामिति कास्टिंग में कोर डिज़ाइन आवश्यक है, जैसे वाल्वों में द्रव प्रवाह पथ. डब्ल्यूसीबी के लिए, पर विशेष ध्यान देने की आवश्यकता है:

• टालना कोर क्षरण डालने के दौरान अशांत प्रवाह से.
• सुनिश्चित करना पर्याप्त गैस निकास पोरसिटी को कम करने के लिए.
• डिज़ाइन गेटिंग और राइजर सिस्टम फीडिंग को अनुकूलित करने और सिकुड़न दोषों को कम करने के लिए.

कास्टिंग के बाद के उपचार

उष्मा उपचार यांत्रिक गुणों को बढ़ाने और आंतरिक तनाव को दूर करने के लिए अधिकांश डब्ल्यूसीबी कास्टिंग के लिए अनिवार्य है:

• सामान्य अनाज की संरचना को परिष्कृत करता है और एकरूपता में सुधार करता है.
• टेम्परिंग कठोरता को लचीलेपन के साथ संतुलित करता है, दबावयुक्त अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण.
• तनाव राहत जमने और मशीनिंग से बचे हुए तनाव को समाप्त करता है.

मशीनिंग ताप उपचार का पालन करता है.

चूँकि WCB मध्यम कठोरता और अच्छी मशीनेबिलिटी प्रदर्शित करता है, विशिष्ट परिचालनों में शामिल हैं सीएनसी मोड़, ड्रिलिंग, सूत्रण, और पिसाई, विशेष रूप से सीलिंग सतहों और संयुक्त इंटरफेस पर.

सर्वोत्तम अभ्यास युक्ति: डब्ल्यूसीबी कास्टिंग के लिए मशीनिंग भत्ते आमतौर पर होते हैं 2 को 6 मिमी, भाग ज्यामिति और कास्टिंग सहिष्णुता वर्ग के आधार पर.

5. यांत्रिक & भौतिक गुण

का यांत्रिक और भौतिक प्रदर्शन डब्ल्यूसीबी कार्बन स्टील औद्योगिक अनुप्रयोगों में इसके व्यापक उपयोग के पीछे एक प्रमुख कारक है.

इसके यांत्रिक व्यवहार को नियंत्रित संरचना और कास्टिंग के बाद के ताप उपचार के माध्यम से ठीक किया जा सकता है, यह इसे विभिन्न भार-वहन और दबाव-युक्त घटकों में एक बहुमुखी सामग्री बनाता है.

तन्यता और उपज शक्ति

एएसटीएम ए216 डब्ल्यूसीबी ऑफर शक्ति और लचीलेपन का संतुलित संयोजन, स्थैतिक और गतिशील लोडिंग के तहत संरचनात्मक विश्वसनीयता के लिए आवश्यक.

• तन्यता ताकत: आमतौर पर के बीच होता है 485-655 एमपीए (70,000-95,000 साई).
• नम्य होने की क्षमता: आम तौर पर भीतर पड़ता है 250-285 एमपीए (36,000-41,000 साई).

ये मान शीतलन दर के आधार पर थोड़ा भिन्न हो सकते हैं, अनुभाग की मोटाई, और गर्मी उपचार चक्र कास्टिंग के बाद लागू होता है.

बढ़ाव और लचीलापन

डब्ल्यूसीबी कास्ट स्टील आमतौर पर दिखता है:

• तोड़ने पर बढ़ावा: 18-22%
• क्षेत्रफल में कमी: ऊपर 30%, अच्छी फॉर्मैबिलिटी और प्रभाव अवशोषण का संकेत देता है

यह लचीलापन डब्ल्यूसीबी को उन घटकों के लिए उपयुक्त बनाता है जो दबाव स्पंदन का अनुभव करते हैं, कंपन, या यांत्रिक झटका.

प्रभाव क्रूरता (चार्पी वी-नॉच)

डब्ल्यूसीबी का एक प्रमुख लाभ उप-परिवेश तापमान पर इसकी कठोरता है:

• कमरे के तापमान पर: प्रभाव ऊर्जा > 30-35 जे
• 0°C पर (32° F): अभी भी कायम है ~25-30 जे, कास्टिंग गुणवत्ता और अनाज शोधन पर निर्भर करता है

टिप्पणी: क्रायोजेनिक या अत्यधिक ठंडे अनुप्रयोगों के लिए, डब्ल्यूसीबी को कम तापमान वाले स्टील्स के साथ मिश्र धातु संशोधन या प्रतिस्थापन की आवश्यकता हो सकती है (उदा।, एलसीसी या एलसी1 ग्रेड).

कठोरता

WCB को मध्यम-कठोर स्टील के रूप में वर्गीकृत किया गया है:

• बैगन कठोरता (एचबीडब्ल्यू): आम तौर पर 130-180 एचबी
• रॉकवेल बी स्केल: लगभग. 70-85 एचआरबी

सामान्य करने और तड़का लगाने के बाद, कठोरता भंगुर हुए बिना पहनने के प्रतिरोध के लिए पर्याप्त है, अधिकांश स्थिर और मध्यम पहनने वाले वातावरण के लिए उपयुक्त.

थकान और रेंगना प्रतिरोध

• थकान की शक्ति: आम तौर पर के बारे में 40-50% तन्य शक्ति, यानी, 190-260 एमपीए एक विशिष्ट WCB नमूने के लिए.
• रेंगने की शक्ति: तक स्वीकार्य है 450° C (842° F), जिसके ऊपर कार्बन प्रसार और अनाज का मोटा होना यांत्रिक प्रदर्शन को ख़राब करना शुरू कर देता है.

थर्मल और भौतिक गुण

संपत्ति	विशिष्ट मूल्य
घनत्व	7.85 g/cm g (0.284 पौंड/इंच³)
ऊष्मीय चालकता	~43-50 W/m·K
थर्मल विस्तार का गुणांक	12.0 x 10⁻⁶ /°C (20-300 ° C)
विशिष्ट गर्मी की क्षमता	~0.46 केजे/किग्रा·के
विद्युत प्रतिरोधकता	~0.15 μΩ·m

6. अनुप्रयोग & उद्योग परिप्रेक्ष्य

इसकी उत्कृष्ट वेल्डेबिलिटी के कारण, संतुलित यांत्रिक गुण, और विभिन्न विनिर्माण वातावरणों के लिए अनुकूलनशीलता,

डब्ल्यूसीबी कार्बन स्टील कई उच्च मांग वाले उद्योगों में इसे एक विश्वसनीय सामग्री के रूप में व्यापक रूप से मान्यता प्राप्त है.

वाल्व और एक्चुएटर्स

WCB कास्टिंग के सबसे प्रमुख अनुप्रयोगों में से एक है वाल्व और एक्चुएटर खंड, विशेषकर तेल में, गैस, और पेट्रोकेमिकल उद्योग.

दरवाज़ा, ग्लोब, जाँच करना, और डब्ल्यूसीबी से निर्मित बॉल वाल्व ऑफर करते हैं:

• उच्च दबाव प्रतिरोध, ऊपर संचालित सिस्टम के लिए उपयुक्त 1,000 साई.
• उत्कृष्ट आयामी स्थिरता, सीलिंग प्रदर्शन के लिए आवश्यक.
• वेल्ड मरम्मत योग्यता, फ़ील्ड रखरखाव और विस्तारित जीवनचक्र की अनुमति देना.

उद्योग अंतर्दृष्टि: ऊपर 60% औद्योगिक वाल्वों की उत्तरी अमेरिका में मिडस्ट्रीम तेल पाइपलाइनों के लिए ASTM A216 WCB से बनाया गया है, वाल्व निर्माता सर्वेक्षण डेटा के अनुसार (2023).

पंप और फ्लैंगेस

डब्ल्यूसीबी कास्टिंग का भी बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता है केन्द्रापसारक पम्प, प्ररित करनेवाला, और फ़्लैंज जो औद्योगिक संयंत्रों में द्रव परिवहन का प्रबंधन करते हैं.

उनके अनुकूल कास्टिंग तरलता और संक्षारण प्रतिरोध (कोटिंग्स या लाइनर के साथ) उन्हें आदर्श बनायें:

• प्रक्रिया जल प्रणाली
• बिजली संयंत्रों में कूलिंग लूप
• रासायनिक घोल प्रबंधन

विद्युत उत्पादन और जल अवसंरचना

में थर्मल पावर प्लांट और नगरपालिका जल प्रणालियाँ, डब्ल्यूसीबी घटकों का उपयोग किया जाता है:

• बॉयलर माउंटिंग
• भाप वाल्व निकाय
• पाइप फिटिंग और कपलिंग

7. वैकल्पिक सामग्रियों के साथ तुलना

दबाव बनाए रखने या संरचनात्मक घटकों के लिए सामग्री का चयन करते समय,

डब्ल्यूसीबी कार्बन स्टील इसकी तुलना अक्सर स्टेनलेस स्टील कास्टिंग जैसी वैकल्पिक सामग्रियों से की जाती है, नमनीय लोहे, और जाली कार्बन स्टील.

8. निष्कर्ष

डब्ल्यूसीबी कार्बन स्टील कास्टिंग एक बनी हुई है आधारशिला सामग्री औद्योगिक विनिर्माण में, प्रसाद विश्वसनीय यांत्रिक शक्ति, अच्छी वेल्डेबिलिटी, और आर्थिक व्यवहार्यता.

एएसटीएम ए216 के तहत परिभाषित, डब्ल्यूसीबी कास्टिंग प्रक्रियाओं की एक विस्तृत श्रृंखला का समर्थन करता है और अच्छी तरह से स्थापित निरीक्षण और गुणवत्ता मानकों द्वारा समर्थित है.

जबकि संक्षारक या अत्यधिक तापमान वाले वातावरण के लिए इष्टतम विकल्प नहीं है, डब्ल्यूसीबी अपने मामले में बेजोड़ है बहुमुखी प्रतिभा, उपलब्धता, और लागत-दक्षता.

जैसे-जैसे डिज़ाइन आवश्यकताएँ विकसित होती हैं और कास्टिंग तकनीक आगे बढ़ती है, डब्ल्यूसीबी टिकाऊ इंजीनियरिंग में महत्वपूर्ण भूमिका निभा रहा है, स्केलेबल, और उद्योगों में उच्च प्रदर्शन वाले घटक.

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आलेख संदर्भ:https://www.steel-foundry.com/wcb-carbon-steel-casting-product/