इस्पात की स्वच्छता और गैर-धात्विक समावेशन रेटिंग

इस्पात की स्वच्छता का अर्थ—और समावेशन रेटिंग का अर्थ क्या नहीं है

गैर-धात्विक कणों के समूह के रूप में स्वच्छता

इस्पात की स्वच्छता किसी एक सार्वभौमिक ग्रेड का नहीं, बल्कि इस्पात उत्पाद में मौजूद गैर-धात्विक समावेशों के समूह का वर्णन करती है। गैर-धात्विक समावेशन एक अघुलनशील अशुद्धि-कण होता है, जो इस्पात-निर्माण या ढलाई के दौरान बनता है और धातु के ठोस होने पर उसमें फँस जाता है। ऑक्साइड, सल्फाइड, सिलिकेट, एल्युमिनेट और जटिल गोलाकार कण इस समूह में शामिल हो सकते हैं। कुछ समावेशन डीऑक्सीडेशन अभिक्रियाओं के माध्यम से बनते हैं; अन्य स्लैग, रिफ्रैक्टरी के क्षरण, मोल्ड फ्लक्स या पुनःऑक्सीकरण से आते हैं।

कई चर को अलग-अलग समझना आवश्यक है। संघटन यह निर्धारित करता है कि समावेशन में क्या मौजूद है, जैसे मैंगनीज़ सल्फाइड, एल्युमिना, कैल्शियम एल्युमिनेट या कैल्शियम-संशोधित ऑक्साइड। आकार उसके आयामों या समतुल्य क्षेत्रफल से संबंधित है। संख्या यह बताती है कि निर्दिष्ट आयतन या परीक्षित क्षेत्रफल में कितने कण मौजूद हैं। वितरण यह प्रश्न उठाता है कि कण समान रूप से फैले हुए हैं, समूहों में संकेंद्रित हैं, स्ट्रिंगर के रूप में संरेखित हैं या विशेष बैंडों में केंद्रित हैं। स्थान यह निर्धारित करता है कि वे कहाँ पाए जाते हैं: सतह के निकट, केंद्ररेखा पर, पृथक्करण क्षेत्रों के साथ, पाउडर-फोर्जित कणों के बीच या उस क्षेत्र में जो आगे चलकर किसी घटक का अत्यधिक तनावग्रस्त भाग बनेगा।

ये चर एक साथ समान रूप से नहीं बदलते। किसी हीट में बहुत-से अत्यंत छोटे ऑक्साइड हो सकते हैं, लेकिन असामान्य रूप से बड़ा कोई कण न हो; जबकि किसी अन्य हीट में औसत संख्या कम हो सकती है, फिर भी एक हानिकारक समावेशन मौजूद हो सकता है। समान अधिकतम आयाम वाले एक रोल किए गए सल्फाइड स्ट्रिंगर और एक सघन ऑक्साइड से समान तनाव-सांद्रण उत्पन्न नहीं होगा और कार्यण के दौरान दोनों की प्रतिक्रिया भी समान नहीं होगी। ASTM B796:2020 निकट-पूर्ण-घनत्व वाले पाउडर-फोर्जित पदार्थ के संदर्भ में यही संबंधित बात स्पष्ट करता है: समावेशन का संघटन, आकार, वितरण और स्थान परिणामी पदार्थ को बहुत प्रभावित करते हैं।

कार्यण से समावेशनों का रूप बदल जाता है। श्यान सल्फाइड रोलिंग के दौरान लंबा हो सकता है, भंगुर ऑक्साइड टूट सकते हैं और कुछ कण कोणीय बने रह सकते हैं या कैल्शियम उपचार के बाद अधिक गोलाकार हो सकते हैं। इसलिए देखा गया कण-समूह इस्पात-निर्माण के इतिहास और विकृति के इतिहास, दोनों को दर्शाता है। स्वच्छता का कोई परिणाम तभी अर्थपूर्ण होता है जब उसे उत्पाद के रूप, नमूना लेने की स्थिति, अपचयन इतिहास, परीक्षित क्षेत्रफल और परीक्षण विधि के साथ देखा जाए।

रेटिंग प्रत्यक्ष रासायनिक विश्लेषण क्यों नहीं है

पारंपरिक समावेशन रेटिंग आकृति-विज्ञान और विस्तार का विधि-परिभाषित अवलोकन है। यह प्रत्येक कण का रासायनिक विश्लेषण नहीं है। ASTM E45-25 गढ़े हुए इस्पात में समावेशन-सामग्री का निर्धारण और रिपोर्टिंग करने के लिए चार स्थूलदर्शी तथा पाँच सूक्ष्मदर्शी विधियाँ प्रदान करता है। इसकी परिचित सूक्ष्मदर्शी श्रेणियाँ A, B, C और D हैं: A-सल्फाइड, B-एल्युमिना, C-सिलिकेट और D-गोलाकार-ऑक्साइड प्रकार। ये लेबल विधि के अंतर्गत दिखाई देने वाले रूप और आकृति-विज्ञान संबंधी वर्ग का वर्णन करते हैं; वे यह सिद्ध नहीं करते कि किसी श्रेणी का प्रत्येक कण एक ही शुद्ध रासायनिक पहचान रखता है।

ASTM E45 के संदर्भ-चार्ट 100× आवर्धन पर हल्की और भारी श्रेणी के चित्रों का उपयोग करते हैं, जिसमें नमूना क्षेत्र का क्षेत्रफल लगभग 0.50 mm² होता है। इसलिए “B 1.5 heavy” जैसा रिपोर्ट किया गया परिणाम यह बताता है कि किसी निर्दिष्ट परीक्षण-प्रक्रिया के अंतर्गत देखा गया क्षेत्र निर्दिष्ट चार्ट-स्तर के समान दिखाई दिया। इसका अर्थ यह नहीं है कि इस्पात में एल्युमिना की रासायनिक रूप से मापी गई सांद्रता किसी सार्वभौमिक सीमा के बराबर है। न ही इससे हीट में कहीं भी मौजूद सबसे बड़े समावेशन का निर्धारण होता है।

अन्य मानक इसी सूक्ष्मसंरचना का अलग ढंग से वर्गीकरण करते हैं। JIS G 0555:2020 में Type A उन समावेशनों के लिए प्रयुक्त होता है जो कार्यण के दौरान श्यान विरूपण से बनते हैं, Type B दानेदार और असंतत समावेशनों के लिए तथा Type C उन अनियमित रूप से वितरित समावेशनों के लिए, जिनमें श्यान विरूपण नहीं होता। DIN EN 10247:2017 मानक चित्रों द्वारा सूक्ष्मचित्रण परीक्षण निर्दिष्ट करता है, जबकि ISO 4967:2026 कम-से-कम 3 के अपचयन अनुपात वाले रोल किए गए या फोर्ज किए गए इस्पात उत्पादों के लिए संबंधित अंतरराष्ट्रीय विधि निर्दिष्ट करता है। परिभाषाओं, नमूना-तैयारी, आवर्धन, क्षेत्र-चयन और रिपोर्टिंग नियमों की जाँच किए बिना श्रेणी-नामों को एक मानक से दूसरे मानक में स्थानांतरित नहीं किया जा सकता।

रासायनिक प्रश्न के लिए किसी अन्य उपकरण की आवश्यकता होती है। ऊर्जा-विसरक X-किरण विश्लेषण (SEM/EDS) के साथ स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी व्यक्तिगत कणों का अभिलक्षणन कर सकती है और उदाहरण के लिए, एल्युमिना-समृद्ध ऑक्साइड को कैल्शियम एल्युमिनेट या जटिल मैंगनीज़-युक्त समावेशन से अलग कर सकती है। DOE द्वारा प्रायोजित ASCAT परियोजना ने व्यक्तिगत समावेशन के आकार, संघटन और वितरण को समग्र स्वच्छता से जोड़ने के लिए X-किरण विश्लेषण युक्त कंप्यूटर-नियंत्रित स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग किया। स्वचालित छवि-विश्लेषण अनेक क्षेत्रों में कणों की संख्या और आकार निर्धारित कर सकता है, लेकिन उसकी थ्रेशहोल्ड निर्धारित करने की विधियाँ और कॉन्ट्रास्ट की सीमाएँ अभी भी परिणाम को प्रभावित करती हैं।

स्वच्छता, कुल ऑक्सीजन और यांत्रिक कार्य-निष्पादन को अलग-अलग समझना

कुल ऑक्सीजन और समावेशन-स्वच्छता एक-दूसरे से संबंधित हैं, लेकिन ये परस्पर विनिमेय माप नहीं हैं। कुल ऑक्सीजन विश्लेषित इस्पात-नमूने में मौजूद ऑक्सीजन को मापता है, जिसमें ऑक्साइड समावेशनों में बँधी ऑक्सीजन और, प्रक्रिया के आधार पर, घुली हुई ऑक्सीजन भी शामिल हो सकती है। यह कण के आकार, आकार-वितरण, स्थान या इस बात का वर्णन नहीं करता कि ऑक्साइड कुछ बड़े समावेशनों में केंद्रित है या नहीं। इसलिए समान कुल ऑक्सीजन वाली दो हीट में समावेशनों के अलग-अलग समूह और अलग-अलग जोखिम हो सकते हैं।

चार्ट रेटिंग अपने-आप किसी घटक की सेवा-आयु का पूर्वानुमान भी नहीं लगा सकती। थकान-शक्ति, भंगुरता-प्रतिरोध, रोलिंग-संपर्क थकान, तन्यता, मशीनिंग-क्षमता और फोर्जिंग-क्षमता इस्पात ग्रेड, मैट्रिक्स-संरचना, ऊष्मा-उपचार, तनाव-अवस्था, सतह की स्थिति, भारण-स्पेक्ट्रम और घटक की ज्यामिति के साथ-साथ समावेशनों पर भी निर्भर करती हैं। अत्यधिक तनावग्रस्त उपसतही क्षेत्र में मौजूद एक बड़ा समावेशन, अन्यत्र मौजूद अनेक छोटे कणों से अधिक महत्वपूर्ण हो सकता है। स्थान परिणाम को बदल देता है।

अत्यंत स्वच्छ बियरिंग इस्पातों के लिए पारंपरिक ASTM और JIS रेटिंग हीटों के बीच अंतर बताने में विफल हो सकती हैं, क्योंकि निरीक्षण किए गए क्षेत्रों में चार्ट-रिज़ॉल्यूशन पर बहुत कम या कोई कण दिखाई नहीं देते। सहकर्मी-समीक्षित JIS अध्ययन ने यह स्पष्ट किया कि √area के रूप में व्यक्त अधिकतम समावेशन-आकार, चरम-मूल्य सांख्यिकी के साथ मूल्यांकन किए जाने पर, अधिक उपयोगी हो सकता है। ASTM E2283-08(2019), जो ASTM E45-25 के साथ ASTM उपसमिति E04.09 के अंतर्गत आता है, इसी प्रकार के चरम-मूल्य विश्लेषण को संबोधित करता है। तब प्रश्न “इन क्षेत्रों में कौन-सी चार्ट श्रेणी दिखाई दी?” से बदलकर यह हो जाता है: “निरीक्षण किए गए या उत्पादित बड़े आयतन में दुर्लभ समावेशन का कौन-सा आकार यथोचित रूप से उत्पन्न हो सकता है?”

कोई एक परिणाम स्वच्छता से संबंधित हर प्रश्न का उत्तर नहीं देता। चार्ट रेटिंग एक परिभाषित विधि के अंतर्गत आकृति-विज्ञान की तुलना करती हैं; छवि-विश्लेषण कणों की संख्या और आकार-वितरण प्रदान करता है; SEM/EDS कणों के रसायन की पहचान करता है; कुल ऑक्सीजन समग्र ऑक्सीजन-मात्रा को मापता है; और चरम-मूल्य विधियाँ दुर्लभ, बड़े समावेशनों का आकलन करती हैं। इनमें से किसी एक को सार्वभौमिक उत्तीर्ण/अनुत्तीर्ण संख्या मानना अलग-अलग मापों को भ्रमित करता है और सेवा-आयु का ऐसा पूर्वानुमान दे सकता है जिसे परीक्षण कभी प्रदान करने के लिए बनाया ही नहीं गया था।

इस्पात प्रसंस्करण के दौरान अधात्विक समावेशन कैसे बनते और बदलते हैं

इस्पात निर्माण और ढलाई के दौरान स्रोत

National Institute of Standards and Technology (NIST) अधात्विक समावेशनों को ऐसे अघुलनशील अशुद्धि-कणों के रूप में वर्णित करता है, जो इस्पात निर्माण और ढलाई के दौरान बनते हैं तथा ठोसकरण के समय फँस जाते हैं। यह परिभाषा महत्वपूर्ण है, क्योंकि समावेशन केवल “गंदगी” नहीं होता, जो पहले से ही चार्ज में मौजूद हो। इसकी संरचना और आकार द्रवित इस्पात, स्लैग, रिफ्रैक्टरी पदार्थों, मिश्रधातु-योगों और वातावरण के बीच होने वाली अभिक्रियाओं के माध्यम से विकसित हो सकते हैं।

ऑक्साइड समावेशन सामान्यतः तब बनते हैं, जब घुले हुए तत्व ऑक्सीजन के साथ अभिक्रिया करते हैं। उदाहरण के लिए, एल्युमिनियम-किल्ड इस्पात में एल्युमिना, Al₂O₃, बन सकता है, जब एल्युमिनियम द्रव से घुली हुई ऑक्सीजन को हटा देता है। डीऑक्सीडेशन उत्पाद आपस में टकराकर एकत्रित हो सकते हैं, या कैल्शियम उपचार द्वारा अलग-अलग गलन और विकृति व्यवहार वाले कैल्शियम-एल्युमिनेट चरणों में परिवर्तित किए जा सकते हैं। सिलिकेट समावेशन इस्पात–स्लैग अभिक्रियाओं, रिफ्रैक्टरी पर आक्रमण, या जटिल ऑक्साइड अभिक्रियाओं से उत्पन्न हो सकते हैं। साथ आया हुआ स्लैग और रिफ्रैक्टरी कण एक अन्य मार्ग प्रदान करते हैं, विशेषकर तब, जब अशांति स्लैग परत को धातु में खींच लाती है या जब नोजल, लैडल लाइनिंग अथवा सबमर्ज्ड-एंट्री प्रणाली से पदार्थ झड़ता है।

सल्फाइड समावेशन मुख्यतः तब बनते हैं, जब शीतलन के दौरान सल्फर मैंगनीज और अन्य तत्वों के साथ संयोजित होता है। मैंगनीज सल्फाइड, MnS, निम्न-मिश्रधातु और फ्री-मशीनिंग इस्पातों में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। रिसल्फराइज्ड ग्रेड में इच्छित सल्फाइड जनसंख्या, निम्न-सल्फर बेयरिंग इस्पात की तुलना में, बहुत बड़ी हो सकती है। इसलिए ग्रेड, उत्पाद-रूप और परीक्षण-विधि के बिना की गई संख्यात्मक तुलना भ्रामक हो सकती है। नाइट्राइड और कार्बोनाइट्राइड कण भी शीतलन या बाद के तापीय उपचार के दौरान अवक्षेपित हो सकते हैं, हालांकि मानक समावेशन रेटिंग आवश्यक रूप से उनकी रासायनिक पहचान नहीं करतीं।

NIST के IMPACTS विवरण में समावेशन की संरचना, आकार और संख्या को स्वच्छता के मापदंडों के रूप में पहचाना गया है। वितरण भी उतना ही महत्वपूर्ण है: एक ही क्षेत्र में केंद्रित कुछ बड़े कण, किसी अनुप्रस्थ खंड में समान संख्या में फैले हुए कणों के समान जोखिम प्रस्तुत नहीं करते। कुल ऑक्सीजन परीक्षण ऑक्साइड जनसंख्याओं द्वारा वहन की जाने वाली ऑक्सीजन को मापता है, लेकिन यह सबसे बड़े समावेशन का आकार, उसकी रासायनिक संरचना या कणों के समूहित होने की स्थिति नहीं बताता। स्वचालित छवि विश्लेषण और ऊर्जा-विक्षेपी X-किरण विश्लेषण (SEM/EDS) सहित स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी, कुल-ऑक्सीजन परीक्षण से अलग प्रश्नों के उत्तर देते हैं।

ढलाई यह निर्धारित करती है कि ये कण कहाँ जाएँगे। सतत ढलाई के दौरान समावेशन स्लैग में तैर सकते हैं, बुलबुलों से जुड़ सकते हैं, ठोसकरण अग्रभाग द्वारा पकड़ लिए जा सकते हैं, या तब तक निलंबित रह सकते हैं जब तक वे उसमें समाविष्ट न हो जाएँ। प्रवाह-पैटर्न, ढलाई की गति, इस्पात का सुपरहीट, विद्युतचुंबकीय stirring और मोल्ड फ्लक्स का व्यवहार—ये सभी इस प्रतिस्पर्धा को प्रभावित करते हैं। इसलिए अंतिम समावेशन जनसंख्या, किसी भी रोलिंग के आरंभ होने से पहले के प्रसंस्करण इतिहास को दर्ज करती है।

ठोसकरण के दौरान फँसना

जब इस्पात का स्ट्रैंड, बिलेट या सिल्ला जमता है, तो ठोसकरण अग्रभाग कुछ घुले हुए तत्वों को शेष द्रव में धकेल देता है। सल्फर, ऑक्सीजन-युक्त प्रजातियाँ और अन्य विलेय इंटरडेंड्राइटिक क्षेत्रों में संकेंद्रित हो सकते हैं, जहाँ नए समावेशन बनते हैं या पहले से मौजूद कण फँस जाते हैं। जब अंतरापृष्ठ कण के दूर हटने की गति से अधिक तेज़ी से आगे बढ़ता है, तब कण के उसमें समाविष्ट हो जाने की संभावना बढ़ जाती है; हालांकि कण का आकार, अंतरापृष्ठीय ऊर्जा, द्रव-प्रवाह और स्थानीय रसायन भी महत्वपूर्ण होते हैं।

इससे स्थानिक विविधता उत्पन्न होती है। समावेशन केंद्ररेखा के निकट संकेंद्रित हो सकते हैं, इंटरडेंड्राइटिक पृथक्करण के अनुरूप व्यवस्थित हो सकते हैं, या बिलेट में असमान रूप से वितरित हो सकते हैं। रंध्रता और संकोचन ऑक्साइड के संचय के लिए अतिरिक्त स्थान प्रदान कर सकते हैं। इसलिए एक ही हीट से अलग-अलग परीक्षण परिणाम प्राप्त हो सकते हैं, यह इस बात पर निर्भर करता है कि नमूना केंद्र, चतुर्थांश-मोटाई, सतही क्षेत्र, अनुदैर्ध्य तल या अनुप्रस्थ तल से लिया गया है।

स्थान इंजीनियरिंग संबंधी प्रभाव को भी बदलता है। मैट्रिक्स में अलग-थलग एक छोटा ऑक्साइड बहुत कम प्रभाव डाल सकता है, जबकि थकान-निर्णायक सतह के निकट एल्युमिना का समूह दरार आरंभ कर सकता है। जोखिम अक्सर औसत संख्या के बजाय अधिकतम या लगभग-अधिकतम समावेशन द्वारा नियंत्रित होता है। ASTM Subcommittee E04.09 में ASTM E45-25 और ASTM E2283-08(2019) सूचीबद्ध हैं; बाद वाला इस्पात में अधात्विक समावेशनों के चरम-मान विश्लेषण से संबंधित है। बेयरिंग इस्पातों पर किए गए एक सहकर्मी-समीक्षित अध्ययन में बताया गया कि पारंपरिक ASTM और JIS रेटिंग अत्यधिक स्वच्छ पदार्थों के बीच अंतर करने में विफल हो सकती हैं। अधिकतम समावेशन आकार को √area के रूप में व्यक्त करना और चरम-मान सांख्यिकी लागू करना ऐसी जनसंख्याओं को अलग कर सकता है, जो नियमित चार्ट रेटिंग में समान दिखाई देती हैं।

ठोसकरण संरचना यह भी निर्धारित करती है कि बाद का कार्य समावेशनों को किस प्रकार उजागर करेगा। डेंड्राइटों के बीच फँसा हुआ कण अपचयन के दौरान उत्पाद-अक्ष के अनुदिश लंबा हो सकता है। इसके विपरीत, कम प्रतिबंधित क्षेत्र में स्थित कोई अन्य कण टूट सकता है, फैल सकता है या सघन रूप बनाए रख सकता है।

रोलिंग और फोर्जिंग के दौरान विकृति

रोलिंग और फोर्जिंग प्रत्येक समावेशन को समाप्त नहीं करते। वे उसकी ज्यामिति, अभिविन्यास, दूरी और कभी-कभी उसकी आंतरिक संरचना को बदलते हैं। MnS जैसा तन्य सल्फाइड आसपास के इस्पात के साथ विकृत हो सकता है और रोलिंग दिशा के समानांतर एक लंबा, संकीर्ण स्ट्रिंगर बन सकता है। एल्युमिना जैसे ऑक्साइड सामान्यतः मैट्रिक्स की तुलना में अधिक कठोर और कम तन्य होते हैं। वे खंडों में टूट सकते हैं, घूम सकते हैं, इस्पात से अलग हो सकते हैं या अपेक्षाकृत गोलाकार बने रह सकते हैं। कुछ सिलिकेट गर्म-कार्य तापमान पर नरम होकर लंबे हो सकते हैं; अन्य भंगुर कणों की तरह व्यवहार करते हैं। रासायनिक संरचना इस प्रतिक्रिया को नियंत्रित करती है।

इसी कारण सल्फाइड-जैसे स्ट्रिंगर, गोलाकार ऑक्साइडों से उनके स्वरूप और प्रभाव—दोनों में भिन्न होते हैं। रोल्ड इस्पात के अनुदैर्ध्य खंड में MnS पतली, सतत-जैसी रेखाओं के रूप में दिखाई दे सकता है, जबकि अनुप्रस्थ खंड में छोटे बिंदु या चपटे धब्बे दिखाई दे सकते हैं। एल्युमिना का समूह एक तल में कई कोणीय टुकड़ों के रूप में और दूसरे तल में एकल अनियमित कण के रूप में दिखाई दे सकता है। आवश्यक नहीं कि जनसंख्या की संख्या बदली हो; खंड का त्रि-आयामी वस्तुओं के साथ प्रतिच्छेदन बदल गया है।

अपचयन अनुपात महत्वपूर्ण है। अत्यधिक रोल किए गए उत्पाद में समावेशन अधिक लंबी दूरी पर फैल सकते हैं और उनकी प्रत्यक्ष मोटाई कम हो सकती है, जबकि फोर्जिंग बार-बार के संपीड़न द्वारा समूहों को तोड़कर कणों को पुनर्वितरित कर सकती है। इसके विपरीत, अपर्याप्त कार्य से संकेंद्रित समूह या संकोचन-संबंधी दोष बने रह सकते हैं। ISO 4967:2026 ऐसे रोल्ड या फोर्ज्ड इस्पात उत्पादों के लिए माइक्रोग्राफिक विधि निर्दिष्ट करता है, जिनका अपचयन अनुपात कम-से-कम 3 हो। इसका क्षेत्र-प्रयोग अवलोकन-विधि को पूर्व विकृति से जोड़ता है, न कि प्रत्येक ढलाई-स्थिति को समतुल्य मानता है।

मानक इन आकृति-संबंधी प्रभावों को अलग-अलग तरीकों से दर्ज करते हैं। ASTM E45-25, wrought steel में समावेशन की मात्रा निर्धारित करने और रिपोर्ट करने के लिए चार स्थूलदर्शी तथा पाँच सूक्ष्मदर्शी विधियाँ प्रदान करता है। इसकी सूक्ष्मदर्शी श्रेणियाँ A, B, C और D आकृति-विज्ञान संबंधी रिपोर्टिंग वर्ग हैं, प्रत्यक्ष रासायनिक पहचान नहीं। ASTM E45 के संदर्भ चार्ट में A को सल्फाइड, B को एल्युमिना, C को सिलिकेट और D को गोलाकार ऑक्साइड से संबद्ध किया गया है; thin और heavy series की रेटिंग 100× आवर्धन पर लगभग 0.50 mm² क्षेत्रफल वाले नमूना-क्षेत्र में की जाती है। ये लेबल उपयोगी अवलोकन हैं, लेकिन A-प्रकार की रेखा MnS के लिए रासायनिक परख नहीं है।

DIN EN 10247:2017 सूक्ष्मदर्शी परीक्षण के लिए मानक चित्रों का उपयोग करता है, जबकि ISO 4967 संबंधित अंतरराष्ट्रीय विधि निर्दिष्ट करता है। इसके विपरीत, JIS G 0555:2020 Type A को ऐसे समावेशन के रूप में परिभाषित करता है, जो कार्य के दौरान श्यान विकृति से बने हों; Type B को कणिकीय और असतत समावेशन; तथा Type C को श्यान विकृति के बिना अनियमित रूप से बिखरे हुए समावेशन। इन श्रेणियों का उद्देश्य परस्पर मिलता-जुलता है, लेकिन ये विनिमेय ग्रेड नहीं हैं।

फलतः, यदि दो प्रयोगशालाएँ अलग-अलग तलों, आवर्धनों, दृश्य-क्षेत्रों, अपचयन इतिहासों या मानकों का उपयोग करें, तो वे एक ही हीट की सामग्री का परीक्षण करके अलग दिखाई देने वाली समावेशन जनसंख्याओं की रिपोर्ट कर सकती हैं। चार्ट रेटिंग यह बताती है कि चयनित विधि क्या देखती है। SEM/EDS कण-दर-कण संरचना और आकृति-विज्ञान की पहचान कर सकता है; छवि विश्लेषण आकार और वितरण का परिमाणीकरण कर सकता है; कुल ऑक्सीजन ऑक्सीजन-युक्त मात्रा का अनुमान देता है; और चरम-मान विश्लेषण सबसे बड़े कणों से संबंधित होता है। इनमें से कोई भी अन्य का विकल्प नहीं है।

ASTM E45: विधियाँ, श्रेणियाँ और संदर्भ-चार्ट रेटिंग

ASTM E45-25 एक सार्वभौमिक इस्पात-स्वच्छता ग्रेड के बजाय स्थूलदर्शी और सूक्ष्मदर्शी विधियों का समूह है। Strong evidence

[1][1] ASTM E45: Standard Practice for Determining the Inclusion Content of Steel. ASTM International. ASTM International standard, 2025.

ASTM E45-25 कोई एकल सूक्ष्मदर्शी प्रक्रिया नहीं है और न ही यह किसी स्टील को एक सार्वभौमिक स्वच्छता-ग्रेड प्रदान करता है। यह पिटवाँ स्टील में अधात्विक समावेशन-सामग्री का निर्धारण और रिपोर्ट करने वाली विधियों का एक समूह है। ASTM International के अनुसार, 2025 संस्करण में चार स्थूलदर्शी विधियाँ और पाँच सूक्ष्मदर्शी विधियाँ हैं। चयनित विधि अवलोकन, जाँचे जाने वाले क्षेत्र, समावेशन के आकार और आकृति के प्रति संवेदनशीलता तथा रिपोर्ट किए गए परिणाम के रूप को बदल देती है।

यह अंतर महत्वपूर्ण है, क्योंकि समावेशन वे अघुलनशील कण होते हैं जो इस्पात-निर्माण या ढलाई के दौरान बनते हैं और धातु के ठोस होने पर उसमें फँस जाते हैं। कोई रेटिंग तैयार किए गए अनुभाग में दिखाई देने वाली संरचना का वर्णन कर सकती है, लेकिन वह कणों की रासायनिक संरचना की पूर्ण पहचान नहीं करती और न ही हर अनुप्रयोग में उनके प्रभाव का पूर्वानुमान लगाती है। NIST के IMPACTS कार्य में संरचना, आकार और संख्या को महत्वपूर्ण स्वच्छता-मानदंडों के रूप में पहचाना गया है; वितरण और स्थान भी इस बात को प्रभावित करते हैं कि रोलिंग, फोर्जिंग, मशीनिंग, थकान और फ्रैक्चर के दौरान समावेशन किस प्रकार व्यवहार करते हैं।

चार स्थूलदर्शी और पाँच सूक्ष्मदर्शी विधियाँ

स्थूलदर्शी विधियाँ स्टील के अपेक्षाकृत बड़े क्षेत्र या बड़े पैमाने पर दिखाई देने वाले संकेत की जाँच करती हैं। ये पृथक्करण, समूहों, धारियों, बड़े समावेशनों और अन्य असंततियों का पता लगाने में उपयोगी हैं, जिन्हें छोटे सूक्ष्मदर्शी क्षेत्र में नहीं देखा जा सकता। विधि और उत्पाद के आधार पर, जाँच में फ्रैक्चर सतह, स्थूल-अपघर्षित सतह, गहरे-अपघर्षित अनुभाग या बड़े पैमाने की असंततियों को प्रकट करने के लिए तैयार किए गए किसी अन्य क्षेत्र का उपयोग किया जा सकता है। ये विधियाँ पॉलिश किए गए अनुभाग में समावेशन की गणना से अलग प्रश्न का उत्तर देती हैं: “इस छोटे क्षेत्र में कितने कण मौजूद हैं?” नहीं, बल्कि “क्या जाँचे गए क्षेत्र में उत्पाद में स्पष्ट या असामान्य रूप से संकेंद्रित असंततियाँ मौजूद हैं?”

सूक्ष्मदर्शी विधियाँ निर्दिष्ट आवर्धन पर पॉलिश और अपघर्षित अनुभागों की जाँच करती हैं तथा देखे गए समावेशनों की तुलना परिभाषित रेटिंग मानदंडों से करती हैं। ASTM E45 में चार्ट-आधारित रेटिंग और समावेशनों की गणना या माप पर आधारित विधियाँ शामिल हैं; इसलिए पाँच सूक्ष्मदर्शी विधियों को एक ही परीक्षण के परस्पर विनिमेय रूप नहीं माना जाना चाहिए। एक विधि सबसे खराब क्षेत्र पर बल दे सकती है, दूसरी परिभाषित क्षेत्र में समावेशनों की संख्या या लंबाई दर्ज कर सकती है, और दूसरी स्वचालित छवि-विश्लेषण का उपयोग कर सकती है। परिणाम अनुभाग की दिशा, नमूना-योजना, क्षेत्र-चयन, सूक्ष्मदर्शी सेटिंग, सीमा-निर्धारण नियमों और इस बात पर निर्भर करता है कि प्रक्रिया अधिकतम अवलोकन या औसत रिपोर्ट करती है।

चार्ट रेटिंग क्षेत्र-चयन के प्रति विशेष रूप से संवेदनशील होती है। यदि संचालक सबसे खराब क्षेत्र खोजकर उसकी रिपोर्ट करता है, तो स्थानीयकृत समावेशन-धारी परिणाम को नियंत्रित कर सकती है। यदि क्षेत्रों का चयन व्यवस्थित रूप से किया जाए और उनका औसत निकाला जाए, तो उसी स्टील को कम संख्यात्मक विवरण मिल सकता है, जबकि उसमें वही स्थानीय विशेषता मौजूद रहती है। सामग्री विनिर्देशन द्वारा माँगी गई विधि को जाने बिना इनमें से कोई भी परिणाम स्वतः “सही” नहीं माना जा सकता।

स्वचालित विश्लेषण में लंबाई, चौड़ाई, क्षेत्र-अंश, समतुल्य व्यास, पक्षानुपात और संख्या-घनत्व के मापन जोड़े जाते हैं, लेकिन स्वचालन से विधि-संबंधी समस्या समाप्त नहीं होती। पॉलिशिंग खरोंचों, अपघर्षण-कॉन्ट्रास्ट, छिद्रों, कार्बाइड कणों और एक-दूसरे को छूते समावेशनों का गलत वर्गीकरण हो सकता है, जब तक कि इमेजिंग और सत्यापन नियम नियंत्रित न हों। DOE-प्रायोजित ASCAT परियोजना ने वितरण के साथ व्यक्तिगत समावेशनों के आकार और संरचना का संबंध स्थापित करने में एक्स-रे विश्लेषण सहित कंप्यूटर-नियंत्रित स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के महत्व को प्रदर्शित किया। यह अभिलक्षणन है, मात्र पारंपरिक E45 चार्ट तुलना नहीं।

A, B, C और D आकृतिमूलक श्रेणियाँ

परिचित ASTM E45 सूक्ष्मदर्शी श्रेणियाँ आकृतिमूलक रिपोर्टिंग-वर्ग हैं। वे यह वर्णन करती हैं कि पॉलिश किए गए अनुभाग में कोई समावेशन या समावेशन-धारी किस प्रकार दिखाई देती है।

A-sulfide से तात्पर्य सामान्यतः सल्फाइड-धारियों से जुड़े लंबे और विकृत होने योग्य समावेशनों से है। ASTM अनुपूरक में A प्रकार को सल्फाइड के रूप में पहचाना गया है। रोल किए गए उत्पाद में ये समावेशन सामान्यतः कार्य-दिशा के समानांतर लंबा आयाम प्रदर्शित करते हैं।

B-alumina कोणीय, अक्सर भंगुर दिखाई देने वाले उन समावेशनों या समूहों का वर्णन करता है जिन्हें संदर्भ चार्टों में एल्युमिना से संबद्ध किया गया है। ये अलग-अलग कणों, संरेखित समूहों या टूटे हुए समूहों के रूप में दिखाई दे सकते हैं और इनकी आकृति कार्य के दौरान हुए विरूपण तथा विखंडन को प्रतिबिंबित कर सकती है।

C-silicate उन लंबे और विकृत होने योग्य समावेशनों का वर्णन करता है जिन्हें अनुपूरक में सिलिकेट के रूप में पहचाना गया है। A समावेशनों की तरह, C समावेशन भी धारियाँ बना सकते हैं, लेकिन उनकी आकृतिमिति और चार्ट में स्थिति उन्हें A श्रृंखला से अलग करती है।

D-globular-oxide में सामान्यतः गोल या गोलिकाकार ऑक्साइड समावेशन आते हैं। ASTM संदर्भ चार्ट D प्रकार को गोलिकाकार ऑक्साइड के रूप में पहचानते हैं; रेटिंग देखे गए क्षेत्र में कणों के आकार, संख्या और स्वरूप पर आधारित होती है।

इन नामों को लापरवाही से पूर्ण रासायनिक पहचान नहीं समझना चाहिए। उदाहरण के लिए, “B-alumina” एक ASTM संदर्भ-पदनाम है, जो एक विशिष्ट आकृतिमिति और चार्ट-वर्ग से संबद्ध है; यह सिद्ध नहीं करता कि उस वर्ग का प्रत्येक कण शुद्ध Al₂O₃ से बना है। समावेशनों में मिश्रित ऑक्साइड, सल्फाइड, सिलिकेट, कैल्शियम एल्युमिनेट, स्पिनेल चरण, अंतःस्थापित स्लैग या अभिक्रिया-उत्पाद हो सकते हैं। रासायनिक संरचना की पुष्टि के लिए किसी अन्य तकनीक की आवश्यकता होती है, जो सामान्यतः ऊर्जा-विक्षेपी एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी (SEM/EDS) सहित स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी होती है। फिर भी SEM/EDS में सावधानी आवश्यक है, क्योंकि आसपास के स्टील मैट्रिक्स से छोटे कण प्रभावित हो सकते हैं।

अन्य मानक अलग श्रेणी-प्रणालियों का उपयोग करते हैं। JIS G 0555:2020 में Type A उन समावेशनों के लिए है जो कार्य के दौरान श्यान विरूपण से बनते हैं, Type B दानेदार और असंतत समावेशनों के लिए तथा Type C श्यान विरूपण के बिना अनियमित रूप से वितरित समावेशनों के लिए है। ये Type A, B और C पद ASTM E45 के A, B, C और D पदनामों के परस्पर विनिमेय नहीं हैं।

संदर्भ क्षेत्र में पतली और भारी श्रृंखलाएँ

ASTM E45 के अनुपूरक संदर्भ चार्ट A-sulfide, B-alumina, C-silicate और D-globular-oxide समावेशनों को पतली और भारी श्रृंखलाओं में रेट करते हैं। “पतली” और “भारी” से तात्पर्य संदर्भ चित्र में दर्शाई गई समावेशन-जनसंख्या की मात्रा और दृश्य गंभीरता से है; ये अलग-अलग रासायनिक प्रकार नहीं हैं।

चार्ट की तुलना 100× आवर्धन पर लगभग 0.50 mm² क्षेत्रफल वाले नमूना-क्षेत्र में की जाती है। यह निश्चित संदर्भ क्षेत्र चार्ट संख्या को एक परिभाषित पैमाना प्रदान करता है। इसका अर्थ यह नहीं है कि पूरी बिलेट, बार, प्लेट या फोर्जिंग में केवल एक क्षेत्र में दिखाई देने वाले कण ही मौजूद हैं। रेटिंग नमूना लिए गए अनुभागों और क्षेत्रों से प्राप्त अवलोकन होती है, इसलिए नमूना-स्थान और दिशा अब भी महत्वपूर्ण रहते हैं। अनुदैर्ध्य अनुभाग अनुप्रस्थ अनुभागों की तुलना में धारियों को अलग प्रकार से प्रकट कर सकते हैं, जबकि बड़े कणों की विरल जनसंख्या छोटे क्षेत्र की जाँच से पूरी तरह छूट सकती है।

इसी सीमा के कारण, लागू उत्पाद विनिर्देशन के बिना E45 चार्ट परिणाम को सार्वभौमिक उत्तीर्ण/अनुत्तीर्ण कथन में परिवर्तित नहीं किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, D 1.0 के रूप में रिपोर्ट किए गए स्टील का परिणाम D श्रेणी, पतली या भारी श्रृंखला, आवर्धन, संदर्भ क्षेत्र, जाँचे गए अनुभाग और चयनित रेटिंग प्रक्रिया से संबद्ध होता है। यह कोई एकल स्वच्छता-प्रतिशत नहीं है और निरीक्षित क्षेत्रों के बाहर अधिकतम समावेशन आकार के बारे में अपने-आप कुछ नहीं बताता।

अत्यंत स्वच्छ बेयरिंग स्टीलों के लिए, पारंपरिक ASTM या JIS रेटिंग सार्थक अंतरों को अलग-अलग पहचानने में विफल हो सकती हैं, क्योंकि चार्ट क्षेत्रों में बहुत कम समावेशन दिखाई देते हैं। चरम-मान विश्लेषण एक अलग जोखिम का आकलन कर सकता है: नमूना लिए गए आयतन में संभावित रूप से सबसे बड़ा समावेशन। ASTM E2283-08(2019), जिसे ASTM Subcommittee E04.09 के अंतर्गत ASTM E45-25 के साथ सूचीबद्ध किया गया है, स्टील में अधात्विक समावेशनों के चरम-मान विश्लेषण से संबंधित है। एक जापानी अध्ययन में बताया गया कि √area के रूप में व्यक्त अधिकतम समावेशन आकार का मूल्यांकन चरम-मान सांख्यिकी से किया जा सकता है। ISO 4967:2026 भी कम-से-कम 3 के अपचयन अनुपात वाले रोल किए गए या फोर्ज किए गए स्टील उत्पादों के लिए संदर्भ चार्ट या छवि-विश्लेषण का उपयोग करने वाली सूक्ष्मचित्रात्मक विधि निर्दिष्ट करता है।

अतः E45 चार्ट रेटिंग मानकीकृत आकृतिमिति-आधारित तुलना के लिए उपयोगी बनी रहती हैं, लेकिन वे रासायनिक परख, कुल-ऑक्सीजन मापन या किसी दुर्लभ बड़े समावेशन से सुरक्षा की गारंटी नहीं हैं। प्रत्येक रेटिंग एक अधिक सीमित प्रश्न का उत्तर देती है।

ISO 4967 और DIN EN 10247: सूक्ष्मचित्रात्मक मानक-चित्र ढाँचा

ISO 4967:2026 का दायरा और अपचयन अनुपात

ISO 4967:2026 ऐसे रोल्ड या फोर्ज्ड इस्पात उत्पादों में अधात्विक समावेशनों के आकलन के लिए एक सूक्ष्मचित्रात्मक विधि निर्धारित करता है, जिनका अपचयन अनुपात कम-से-कम 3 हो। यह योग्यता कोई मामूली विवरण नहीं है। रोलिंग और फोर्जिंग फँसे हुए कणों के आकार तथा उनके बीच की दूरी को बदल देते हैं। इसलिए यह विधि मानती है कि उत्पाद पर इतना कार्य किया गया है कि वह समावेशन-आकृति-विज्ञान उत्पन्न हो सके, जिस पर यह प्रक्रिया लागू होती है। ढलित इस्पात का कोई खंड, या कम विरूपण वाला कोई उत्पाद, इस मानक के अंतर्गत स्वतः उसी अर्थ में वर्गीकृत नहीं किया जाना चाहिए।

इस विधि में तैयार किए गए तथा अभिकर्मक से एच किए गए या बिना एच किए गए पॉलिश किए हुए खंड की जाँच मानक संदर्भ-चार्टों से तुलना करके की जाती है; अथवा, जहाँ प्रक्रिया और रिपोर्टिंग प्रणाली इसका समर्थन करते हों, वहाँ छवि विश्लेषण द्वारा की जाती है। इसलिए परिणाम चयनित सूक्ष्मदर्शीय क्षेत्रों में दिखाई देने वाली वस्तुओं का वर्णन होता है, न कि इस्पात का प्रत्यक्ष रासायनिक परीक्षण। अधात्विक समावेशन वे अघुलनशील कण हैं जो इस्पात निर्माण या ढलाई के दौरान बनते हैं और ठोसकरण के दौरान बने रहते हैं। उनकी संरचना, आकार, संख्या, आकृति-विज्ञान, वितरण और स्थिति—सभी प्रदर्शन को प्रभावित कर सकते हैं, फिर भी पारंपरिक चार्ट-रेटिंग इन सभी चर में से केवल कुछ को ही दर्ज करती है।

अपचयन आकृति-विज्ञान को दिशा-निर्भर रूप से भी बदलता है। मैंगनीज सल्फाइड का कोई कण लंबा खिंचा हुआ स्ट्रिंगर बन सकता है, जबकि कठोर एल्युमिना समूह टूट सकता है, फैल सकता है या सघन समूह के रूप में बना रह सकता है। इसलिए अनुदैर्ध्य खंड पर की गई रेटिंग, अनुप्रस्थ खंड पर की गई रेटिंग से महत्वपूर्ण रूप से भिन्न हो सकती है। यदि किसी अन्य प्रयोगशाला को परिणाम की सही व्याख्या करनी हो, तो रेटिंग के साथ नमूना लेने की दिशा, खंड का स्थान और जाँचे गए क्षेत्रों की संख्या भी दी जानी चाहिए।

ISO 4967:2026 कोई एक सार्वभौमिक स्वच्छता-ग्रेड निर्धारित नहीं करता। यह एक विधि और उसकी शर्तें स्थापित करता है। रिपोर्ट किया गया परिणाम समावेशन-वर्गों और उनकी गंभीरता में अंतर कर सकता है, लेकिन उस परिणाम का महत्व उत्पाद, इस्पात-ग्रेड, निरीक्षण-तल और स्वीकृति-विनिर्देश पर निर्भर करता है। कुल ऑक्सीजन ऑक्सीजन-युक्त समावेशनों के समग्र भार का संकेत दे सकती है, लेकिन वह कणों की आकृति नहीं बता सकती और न ही यह निर्धारित कर सकती है कि कुछ बड़ी समावेशन-कणिकाएँ मौजूद हैं या नहीं। इसके विपरीत, सूक्ष्मचित्रात्मक रेटिंग आकृति-विज्ञान दिखा सकती है, लेकिन प्रत्येक कण की रासायनिक पहचान सिद्ध नहीं कर सकती।

DIN EN 10247:2017 और मानक-चित्र

DIN EN 10247:2017 यूरोपीय मानक EN 10247:2017 का जर्मन अंगीकरण है, जिसका शीर्षक मानक-चित्रों का उपयोग करके इस्पातों में अधात्विक समावेशनों की सूक्ष्मचित्रात्मक जाँच है। “DIN EN” यह दर्शाता है कि यूरोपीय दस्तावेज़ को जर्मन मानक-प्रणाली में अंगीकृत किया गया है; यह किसी असंबंधित राष्ट्रीय प्रक्रिया का केवल अनौपचारिक जर्मन अनुवाद नहीं है। इसका मानक-चित्र ढाँचा ISO 4967 में निर्दिष्ट अंतरराष्ट्रीय सूक्ष्मचित्रात्मक दृष्टिकोण से निकटता से संबंधित है।

ऑपरेटर देखे गए क्षेत्रों की तुलना उन संदर्भ-चित्रों से करता है, जो समावेशनों की उपस्थिति और गंभीरता को दर्शाते हैं। व्यवहार में, इसका अर्थ लंबाई, मोटाई, कोणीयता, निरंतरता, समूहबद्धता और दिखाई देने वाले विरूपण जैसी विशेषताओं का आकलन करना है। चित्र-श्रृंखला एक साझा दृश्य भाषा उपलब्ध कराती है, लेकिन वह दृश्य रूप को रसायन में परिवर्तित नहीं करती। उदाहरण के लिए, कोई गहरी और लंबी आकृति सल्फाइड स्ट्रिंगर के अनुरूप हो सकती है, जबकि कोई सघन कोणीय समूह एल्युमिना का संकेत दे सकता है; इसकी पुष्टि के लिए ऊर्जा-विसरित X-किरण विश्लेषण सहित स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (SEM/EDS) जैसी विधि आवश्यक होगी।

परिचित ASTM E45-25 प्रणाली एक अन्य मानक-परिवार से इसी सीमा को दर्शाती है। ASTM E45-25 गढ़े गए इस्पात में समावेशन-सामग्री का निर्धारण और रिपोर्ट करने के लिए चार स्थूलदर्शीय तथा पाँच सूक्ष्मदर्शीय विधियाँ प्रदान करता है। इसकी सूक्ष्मदर्शीय श्रेणियाँ A, B, C और D संरचना की प्रत्यक्ष पहचान करने के बजाय आकृति-विज्ञान का वर्णन करती हैं। ASTM E45 के सहायक चार्ट A-सल्फाइड, B-एल्युमिना, C-सिलिकेट और D-गोलाकार-ऑक्साइड प्रकारों की पहचान करते हैं; इनमें पतली और भारी श्रृंखलाओं की रेटिंग 100× आवर्धन पर लगभग 0.50 mm² क्षेत्रफल वाले दृश्य-क्षेत्र में की जाती है। इन लेबलों और चार्ट-मूल्यों को DIN EN 10247:2017 या ISO 4967 में इस प्रकार स्थानांतरित नहीं किया जाना चाहिए, मानो ये पैमाने परस्पर विनिमेय हों।

JIS G 0555:2020 यह दर्शाता है कि पदनाम-प्रणालियों के उपयोग में सावधानी क्यों आवश्यक है। इसमें Type A उन समावेशनों के लिए प्रयुक्त होता है जो कार्यकरण के दौरान श्यान विरूपण से बनते हैं; Type B दानेदार और असतत समावेशनों के लिए; तथा Type C ऐसे अनियमित रूप से वितरित समावेशनों के लिए, जिनमें श्यान विरूपण नहीं होता। विभिन्न मानकों के अंतर्गत समान दृश्य विशेषताओं को अलग-अलग नाम, वर्ग या सीमाएँ दी जा सकती हैं।

संदर्भ-चार्ट बनाम छवि विश्लेषण

मानक-चित्रों से तुलना तेज, परिचित और उत्पादन-नियंत्रण के लिए उपयोगी होती है। इसमें ऑपरेटर का निर्णय भी शामिल होता है। दो परीक्षक अलग-अलग क्षेत्रों का चयन कर सकते हैं, सीमा-रेखा वाले क्षेत्र को अलग-अलग गंभीरता-वर्गों में रख सकते हैं, या किसी समूह की अलग तरह से व्याख्या कर सकते हैं। क्षेत्र-चयन विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, क्योंकि किसी बार या बिलेट में समावेशन समान रूप से वितरित नहीं होते। जाँचा गया छोटा क्षेत्र किसी दुर्लभ बड़े कण को पूरी तरह से चूक सकता है।

छवि विश्लेषण दृश्य निर्णय के कुछ भाग को मापी गई राशियों से प्रतिस्थापित करता है, जैसे समावेशन क्षेत्र-अंश, समतुल्य व्यास, लंबाई, चौड़ाई, आस्पेक्ट अनुपात और प्रति इकाई क्षेत्रफल कणों की संख्या। इससे विधि-निर्भरता समाप्त नहीं होती। नमूने की तैयारी खरोंचों, उखड़े हुए कणों, किनारों के गोल होने और सतही उभार को नियंत्रित करती है। आवर्धन सबसे छोटे पहचाने जा सकने वाले कण को निर्धारित करता है। प्रकाश व्यवस्था, फोकस, कैमरा-कैलिब्रेशन और क्षेत्र-चयन के नियम खंडन को प्रभावित करते हैं। थ्रेशोल्डिंग से सन्निकट कण एक-दूसरे में मिल सकते हैं, हल्के समावेशनों को अस्वीकार किया जा सकता है, या पॉलिशिंग से हुई क्षति को समावेशन के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। इसके बाद रिपोर्टिंग की परंपराएँ यह निर्धारित करती हैं कि परिणाम को संख्या, क्षेत्र-अंश, अधिकतम आयाम, आकार-वितरण या वर्ग-आवृत्ति के रूप में व्यक्त किया जाए।

फलतः, ISO 4967:2026 की चार्ट-रेटिंग और छवि-विश्लेषण के परिणाम को परस्पर विनिमेय माप नहीं माना जाना चाहिए। वे एक ही इस्पात की जाँच करते हुए भी अलग-अलग प्रश्नों का उत्तर दे सकते हैं। छवि विश्लेषण अनेक क्षेत्रों का परिमाणीकरण कर सकता है, जबकि चार्ट-विधि किसी क्रय या प्रक्रिया-विनिर्देश के साथ अधिक प्रत्यक्ष रूप से संरेखित हो सकती है। SEM/EDS व्यक्तिगत कणों के लिए संरचना और आकृति-विज्ञान की अतिरिक्त जानकारी देता है; ASTM E2283-08(2019) उस स्थिति में चरम-मूल्य विश्लेषण से संबंधित है, जब सबसे बड़े समावेशन पर ध्यान केंद्रित किया जाता है। एक सहकर्मी-समीक्षित JIS अध्ययन में पाया गया कि पारंपरिक ASTM और JIS रेटिंग अत्यधिक स्वच्छ बेयरिंग-इस्पातों को अलग-अलग पहचानने में विफल हो सकती हैं, जबकि √area के रूप में व्यक्त अधिकतम समावेशन आकार का मूल्यांकन चरम-मूल्य सांख्यिकी से किया जा सकता है। इसलिए सही परिणाम वही है जिसकी विधि, नमूना और रिपोर्टिंग-परंपराएँ विफलता से संबंधित प्रश्न के अनुरूप हों।

JIS G 0555 और SAE J422: समान प्रश्न, अलग वर्गीकरण-सीमाएँ

JIS G 0555:2020 और SAE J422:201801 दोनों ही पॉलिश किए गए इस्पात में अधात्विक समावेशों का परीक्षण करते हैं, लेकिन वे समान श्रेणियों या रिपोर्टिंग तर्क के माध्यम से स्वच्छता को परिभाषित नहीं करते। प्रत्येक मानक विधि-निर्भर अवलोकन प्रस्तुत करता है। परिणाम नमूने के स्थान, सतह की तैयारी, आवर्धन, जांचे गए दृश्य क्षेत्र, समावेशन की आकृति-विज्ञान तथा किसी वर्ग या मात्रा को निर्धारित करने के लिए प्रयुक्त नियमों पर निर्भर करता है। इसलिए, मानकों की स्वयं तुलना किए बिना “JIS स्वच्छता रेटिंग” को SAE या ASTM रेटिंग का प्रत्यक्ष समकक्ष नहीं माना जा सकता।

JIS Type A, Type B और Type C

JIS G 0555:2020 समावेशों का वर्गीकरण प्रसंस्करण के बाद उनके स्वरूप और इस्पात मैट्रिक्स में उनके वितरण के आधार पर करता है। यह वर्गीकरण आकृति-विज्ञान पर आधारित है, प्रत्यक्ष रासायनिक पहचान पर नहीं।

Type A समावेशन प्रसंस्करण के दौरान होने वाले श्यान विरूपण से बनते हैं। रोल किए गए या फोर्ज किए गए इस्पात में वे सामान्यतः प्रसंस्करण-दिशा के अनुरूप लंबे या तंतु-सदृश कणों के रूप में दिखाई देते हैं। मैंगनीज सल्फाइड (MnS) ऐसे समावेशन का सामान्य उदाहरण है, जो यह स्वरूप उत्पन्न कर सकता है, विशेषकर पर्याप्त सल्फर और अनुकूल उष्ण-प्रसंस्करण व्यवहार वाले इस्पातों में। हालांकि, यह वर्गीकरण देखे गए विरूपण-पैटर्न का वर्णन करता है; इससे यह स्थापित नहीं होता कि प्रत्येक Type A संकेत रासायनिक रूप से MnS ही है।

Type B समावेशन कणिकीय और असंतत होते हैं। लंबे, सतत तंतु के रूप में बनने के बजाय वे अलग-अलग कणों या कणों के छोटे समूहों के रूप में दिखाई देते हैं। एल्युमिना-समृद्ध डीऑक्सीडेशन उत्पाद इस प्रकार का स्वरूप उत्पन्न कर सकते हैं, हालांकि रासायनिक पुष्टि के लिए ऊर्जा-विक्षेपी एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी (SEM/EDS) सहित स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी जैसी विधि आवश्यक होती है। छोटे कणों के समूह तब भी महत्वपूर्ण हो सकते हैं, जब उनके व्यक्तिगत आयाम सीमित हों, क्योंकि ऐसा समूह संकेंद्रित दोष-क्षेत्र की तरह कार्य कर सकता है।

Type C समावेशन अनियमित रूप से वितरित होते हैं और उनमें श्यान विरूपण दिखाई नहीं देता। उनका यादृच्छिक या बिखरा हुआ स्वरूप उन्हें संरेखित Type A जनसंख्या से अलग करता है। इस श्रेणी में ऑक्साइड या सिलिकेट कण पाए जा सकते हैं, लेकिन Type C पदनाम भी रासायनिक विश्लेषण के बजाय आकृति-विज्ञान और वितरण पर आधारित होता है।

जब समावेशन का आकार थकान या भंगुरता-व्यवहार को नियंत्रित करता है, तब यह अंतर महत्वपूर्ण हो जाता है। एक पतला, लंबा सल्फाइड और एक सघन ऑक्साइड कण समान प्रक्षेपित क्षेत्रफल घेर सकते हैं, फिर भी वे अलग-अलग प्रतिबल-सांद्रण, दरार-पथ और मशीनिंग पर प्रभाव उत्पन्न कर सकते हैं। JIS G 0555 अपनी प्रक्रिया द्वारा स्थापित दृश्य वर्ग को दर्ज करता है; यह संघटन, आकार, स्थान और यांत्रिक परिणाम को एक सार्वभौमिक स्वच्छता-संख्या में समेकित नहीं करता।

SAE J422 की मात्रात्मक सूक्ष्मदर्शी प्रक्रिया

SAE J422:201801 इस प्रश्न को इस्पात की स्वच्छता निर्धारित करने की मात्रात्मक सूक्ष्मदर्शी प्रक्रिया के रूप में देखता है। संदर्भ-चित्र को सामग्री का संपूर्ण वर्णन मानने के बजाय, यह प्रक्रिया परिभाषित सूक्ष्मदर्शी अवलोकनों के भीतर समावेशन-संकेतों की गणना और माप करती है। इसलिए रिपोर्ट किया गया परिणाम नमूना-क्षेत्रफल, आवर्धन, मापन-नियमों और उन परिस्थितियों में दिखाई देने वाली समावेशन-जनसंख्या से संबद्ध होता है।

यह केवल JIS Type A, B या C निर्धारित करने से अलग सीमा है। JIS वर्ग मुख्यतः विरूपण और वितरण की विशेषताओं को व्यक्त करता है। SAE J422 देखी गई समावेशन-जनसंख्या का परिमाणीकरण कर सकता है, लेकिन संख्यात्मक परिणाम तब भी केवल जांचे गए अनुभागों और उस प्रक्रिया की पहचान-सीमाओं का प्रतिनिधित्व करता है। बड़ी संख्या में सूक्ष्म कणों की तुलना में कुछ बड़े समावेशन अधिक गंभीर हो सकते हैं, जबकि औसत गणना किसी विरल, क्षति उत्पन्न करने वाले अधिकतम-आकार के कण को छिपा सकती है। चरम-मान विधियाँ इस अलग प्रश्न का समाधान करती हैं; ASTM E2283-08(2019), ASTM उपसमिति E04.09 के अंतर्गत, इस्पात में अधात्विक समावेशों के चरम-मान विश्लेषण से संबंधित है।

SAE J422:201801 अपनी प्रयोज्यता की एक स्पष्ट सीमा भी बताता है: इसके सूक्ष्मचित्र “पुनः सल्फरीकृत ग्रेडों या उच्च-कार्बन बेयरिंग-गुणवत्ता वाले इस्पातों के लिए अभिप्रेत नहीं हैं, जिन्हें सामान्यतः ASTM E45 का उपयोग करके वर्गीकृत किया जाता है।” यह वाक्य एक सामान्य दुरुपयोग को रोकता है। इन इस्पात-परिवारों के लिए सूक्ष्मचित्रों और मात्रात्मक प्रक्रिया को ऐसे लागू नहीं किया जाना चाहिए, मानो वे नियंत्रक वर्गीकरण-प्रणाली हों।

पुनः सल्फरीकृत और बेयरिंग-गुणवत्ता वाले इस्पातों के अपवर्जन

पुनः सल्फरीकृत ग्रेडों में मशीनिंग-क्षमता सुधारने के लिए जानबूझकर अधिक मात्रा में सल्फर मिलाया जाता है। उनकी मैंगनीज सल्फाइड जनसंख्या की मात्रा, आकार-अनुपात और वितरण कम-सल्फर वाले स्वच्छ इस्पातों की समावेशन-जनसंख्या से काफी भिन्न हो सकती है। इसलिए, साधारण समावेशन-आकृति-विज्ञान के आधार पर विकसित रेटिंग-विधि, हानिकारक ऑक्साइड संदूषण और अभिकल्पित सल्फाइड-इंजीनियरिंग में अंतर किए बिना, दिखाई देने वाली समावेशन-सामग्री को अधिक बता सकती है।

उच्च-कार्बन बेयरिंग-गुणवत्ता वाले इस्पात एक अन्य सीमा प्रस्तुत करते हैं। बेयरिंग का प्रदर्शन केवल क्षेत्र-औसत जनसंख्या पर नहीं, बल्कि विरल और अत्यंत बड़े ऑक्साइड समावेशों पर भी बहुत अधिक निर्भर कर सकता है। पारंपरिक चार्ट-रेटिंग अत्यंत स्वच्छ बेयरिंग इस्पातों के बीच अंतर करने में असफल हो सकती है, क्योंकि यह विधि सीमित क्षेत्रों का नमूना लेती है और अलग-अलग आकार-वितरणों को समान क्रमिक रेटिंग में संकुचित कर देती है। एक सहकर्मी-समीक्षित JIS अध्ययन ने इस सीमा की सूचना दी और चरम-मान सांख्यिकी के साथ वर्ग-मूल-क्षेत्रफल पैरामीटर, √area, के माध्यम से अधिकतम समावेशन आकार पर चर्चा की।

ASTM E45-25 स्वयं रॉट इस्पात में समावेशन-सामग्री निर्धारित करने और रिपोर्ट करने के लिए चार स्थूलदर्शी तथा पाँच सूक्ष्मदर्शी विधियाँ प्रदान करता है। इसके सहायक संदर्भ-चार्ट A-सल्फाइड, B-एल्युमिना, C-सिलिकेट और D-गोलाकार-ऑक्साइड प्रकारों की पहचान करते हैं तथा लगभग 0.50 mm² के दृश्य क्षेत्र में 100× आवर्धन पर पतली और भारी श्रेणियों का उपयोग करते हैं। साझा अक्षरों के बावजूद, ये लेबल JIS Type A, Type B और Type C के परस्पर विनिमेय नहीं हैं।

व्यावहारिक नियम सरल है: केवल अक्षर, संख्या या अनुमानित स्वच्छता-क्रम के आधार पर रेटिंग का रूपांतरण न करें। पहले इस्पात ग्रेड, समावेशन-जनसंख्या, अपचयन का इतिहास, नमूने का अभिविन्यास, जांचा गया क्षेत्रफल, आवर्धन और अपवर्जन-धाराओं की जांच करें। जहां प्रश्न रसायन से संबंधित हो, वहां SEM/EDS का उपयोग करें; जहां प्रश्न कुल ऑक्सीजन से संबंधित हो, वहां कुल ऑक्सीजन मापें; और जहां प्रश्न सबसे बड़े क्षति-उत्पन्न करने वाले कण से संबंधित हो, वहां उपयुक्त चरम-मान या √area विधि का उपयोग करें। प्रत्येक विधि एक अलग प्रश्न का उत्तर देती है।

नमूना-तैयारी, सूक्ष्मदर्शिकी और रिपोर्टिंग अनुशासन

नमूना-ग्रहण की दिशा और धातुवैज्ञानिक तैयारी

समावेशन का परिणाम सूक्ष्मदर्शी से नहीं, बल्कि नमूने से शुरू होता है। नमूना-ग्रहण योजना में यह स्पष्ट होना चाहिए कि अनुभाग अनुदैर्ध्य, अनुप्रस्थ या किसी अन्य परिभाषित तल से लिया गया है, क्योंकि कार्यण से समावेशन का आकार और अंतराल—दोनों बदलते हैं। अनुदैर्ध्य अनुभाग में लुढ़का हुआ सल्फाइड एक लंबी पट्टी जैसा दिखाई दे सकता है, जबकि अनुप्रस्थ अनुभाग में वही एक छोटा कण या लगभग एक बिंदु जैसा दिख सकता है। दोनों अवलोकन अलग-अलग दिशाओं से देखी गई उसी त्रि-आयामी संरचना का वर्णन करते हैं।

उत्पाद का रूप भी महत्वपूर्ण है। ASTM E45-25 कार्यित इस्पात में समावेशन-सामग्री से संबंधित है और इसके निर्धारण तथा रिपोर्टिंग के लिए चार स्थूलदर्शीय तथा पाँच सूक्ष्मदर्शीय विधियाँ प्रदान करता है। ISO 4967:2026 कम-से-कम 3 के अपचयन अनुपात वाले लुढ़के या फोर्ज किए गए उत्पादों के लिए एक सूक्ष्मचित्रण विधि निर्दिष्ट करता है। अत्यधिक अपचयित बार से प्राप्त परिणाम को इस प्रकार प्रस्तुत नहीं किया जाना चाहिए मानो वह ढलाई-उपरांत उत्पाद, पाउडर-फोर्जित पदार्थ या किसी अनिर्दिष्ट इस्पात-रूप का प्रतिनिधित्व करता हो। नमूना-ग्रहण का स्थान—सतह, चौथाई-मोटाई, केंद्र या कोई अन्य निर्दिष्ट स्थिति—परिणाम के साथ दिया जाना चाहिए, क्योंकि समावेशन विशेष क्षेत्रों में अलग-अलग एकत्रित या संकेंद्रित हो सकते हैं।

तैयारी से पहले कटे हुए पृष्ठ की पहचान मुख्य कार्यण-दिशा के सापेक्ष की जानी चाहिए। काटने से नरम घटक फैलकर धब्बे जैसे हो सकते हैं, कण बाहर निकल सकते हैं या ऐसे खरोंच उत्पन्न हो सकते हैं जो लंबित समावेशन जैसे दिखाई दें। घिसाई और पॉलिशिंग से चयनित परीक्षण-विधि के लिए पर्याप्त रूप से खरोंच और विकृति-रहित, समतल तथा स्वच्छ सतह तैयार होनी चाहिए। कठोर ऑक्साइडों के आसपास अत्यधिक उभरी-धँसी सतहें उनके आभासी आयामों को विकृत कर सकती हैं; पॉलिशिंग से हुई क्षति समावेशन को तोड़ या बाहर निकाल सकती है; तथा कपड़ों, अपघर्षकों, जड़ने वाले यौगिकों या संभालने से बचा अवशेष विदेशी पदार्थ समझा जा सकता है। इसलिए तैयारी के चरणों के बीच सफाई और तैयार सतह का संरक्षण मापन-नियंत्रण का हिस्सा हैं, भले ही कोई मानक एक सार्वभौमिक तैयारी-क्रम निर्धारित न करता हो।

अम्ल-उत्कीर्णन में भी इसी प्रकार संयम आवश्यक है। यदि उद्देश्य समावेशन-रेटिंग है, तो रिपोर्ट में यह उल्लेख होना चाहिए कि सतह का परीक्षण बिना अम्ल-उत्कीर्णन के किया गया था या किसी निर्दिष्ट उत्कीर्णक के बाद, क्योंकि मैट्रिक्स-कंट्रास्ट और समावेशन की आभासी सीमा बदल सकती है। तकनीकी रूप से पढ़ने योग्य, किंतु दूषित या अत्यधिक खरोंच वाली पॉलिश की गई सतह को अधिक सूक्ष्मदर्शी आवर्धन से ठीक नहीं किया जा सकता। तैयारी की गुणवत्ता ही सीमा निर्धारित करती है।

द्वि-आयामी क्षेत्र और समावेशन की आकारिकी

धातुवैज्ञानिक क्षेत्र त्रि-आयामी समावेशन-समष्टि का द्वि-आयामी नमूना होता है। केवल इसके आधार पर उत्पाद में प्रत्येक समावेशन के वास्तविक आयतन, अधिकतम लंबाई या स्थानिक वितरण को स्थापित नहीं किया जा सकता। इसलिए क्षेत्र का चयन परिणाम को प्रभावित करता है। केवल दृष्टिगत रूप से स्वच्छ क्षेत्रों की जाँच करने से बिखरे हुए समावेशन कम आँके जा सकते हैं; जानबूझकर सबसे अधिक अशुद्ध क्षेत्र चुनने से सामान्य स्वच्छता का अधिक खराब आकलन हो सकता है, हालांकि इससे सबसे खराब स्थान से संबंधित एक अलग प्रश्न का उत्तर मिल सकता है। कौन-सी पद्धति उपयुक्त है, यह विधि, नमूना-ग्रहण योजना और क्षेत्र-चयन नियम द्वारा निर्धारित किया जाना चाहिए।[2][2] ASTM E45 Adjunct Reference Charts for Inclusion Rating. ASTM International. ASTM International adjunct, 2025.

आवर्धन और क्षेत्रफल परस्पर विनिमेय नहीं हैं। ASTM E45 के सहायक संदर्भ-चार्ट 100× आवर्धन और लगभग 0.50 mm² के नमूना-क्षेत्रफल का उपयोग करते हैं। इनमें आकारिकी-आधारित चार्ट श्रेणियों को A-sulfide, B-alumina, C-silicate और D-globular-oxide के रूप में पहचाना गया है तथा रेटिंग के लिए पतली और भारी श्रेणी के चित्र दिए गए हैं। ये लेबल विधि के अंतर्गत दिखाई देने वाले रूप और आकारिकी का वर्णन करते हैं; ये प्रत्यक्ष रासायनिक विश्लेषण नहीं हैं। केवल इसलिए कि चार्ट किसी श्रेणी को “B-alumina” कहता है, B-प्रकार जैसा दिखने वाला समावेशन रासायनिक रूप से alumina सिद्ध नहीं हो जाता।

आकार, निरंतरता, विकृति और फैलाव धातुवैज्ञानिक जानकारी प्रदान करते हैं। JIS G 0555:2020 में Type A उन समावेशनों के लिए है जो कार्यण के दौरान श्यान विकृति से बनते हैं, Type B दानेदार और असंतत समावेशनों के लिए, तथा Type C श्यान विकृति के बिना अनियमित रूप से बिखरे समावेशनों के लिए है। इन श्रेणियों को बिना स्पष्ट उल्लेख के ASTM E45 के A, B, C या D ग्रेड में परिवर्तित नहीं किया जाना चाहिए। ये पदनाम अलग-अलग वर्गीकरण प्रणालियों से संबंधित हैं।

जब क्षेत्र का आकार, आवर्धन, नमूना-अभिविन्यास और रेटिंग-प्रक्रिया चयनित मानक से मेल खाते हों, तब चार्ट से तुलना उपयोगी होती है। छवि-विश्लेषण एक अलग प्रश्न का उत्तर देता है। थ्रेशोल्डिंग से बड़े क्षेत्र में क्षेत्रफल-अंश, कण-संख्या, लंबाई, चौड़ाई, पक्षानुपात या आकार-वितरण मापा जा सकता है, किंतु इसका परिणाम प्रकाश-व्यवस्था, फोकस, विभाजन-सीमाओं, अंशांकन और परस्पर स्पर्श करते कणों के लिए अपनाए गए नियमों पर निर्भर करता है। रिपोर्ट में इन सभी विकल्पों को दर्ज किया जाना चाहिए। DOE द्वारा प्रायोजित ASCAT परियोजना में विकसित, एक्स-रे विश्लेषण सहित स्वचालित स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शिकी, व्यक्तिगत समावेशन के आकार और वितरण के मापन में संरचना-संबंधी जानकारी भी जोड़ती है। कुल ऑक्सीजन, समग्र ऑक्सीजन-संबंधी संकेतक प्रदान करती है, लेकिन समावेशन की आकारिकी या स्थिति का मानचित्र नहीं देती। ASTM E2283-08(2019) में संबोधित तथा समीक्षित JIS शोध-पत्रों में चर्चित √area पद्धति सहित चरम-मान विश्लेषण, औसत चार्ट-क्षेत्र के बजाय असामान्य रूप से बड़े कणों पर केंद्रित होता है।

एक विश्वसनीय रिपोर्ट में क्या-क्या निर्दिष्ट होना चाहिए

एक विश्वसनीय रिपोर्ट में मानक का पूरा नाम, जिसमें संस्करण या वर्ष भी शामिल हो, दिया जाना चाहिए; उदाहरण के लिए ASTM E45-25, ISO 4967:2026, DIN EN 10247:2017 या JIS G 0555:2020। इसमें उत्पाद का रूप और, जहाँ प्रासंगिक हो, अपचयन की स्थिति भी निर्दिष्ट होनी चाहिए; ISO 4967:2026 कम-से-कम 3 के अपचयन अनुपात वाले लुढ़के या फोर्ज किए गए उत्पादों पर लागू होता है। दस्तावेज़ में हीट या लॉट की पहचान, नमूना-ग्रहण का स्थान, रोलिंग या फोर्जिंग के सापेक्ष अनुभाग का अभिविन्यास और यह भी दर्ज होना चाहिए कि सतह पर अम्ल-उत्कीर्णन किया गया था या नहीं।

रेटिंग-प्रणाली स्पष्ट होनी चाहिए। प्रयुक्त श्रेणियाँ बताई जानी चाहिए, जैसे पतली या भारी श्रेणी के साथ ASTM E45 A, B, C और D, अथवा JIS G 0555 Type A, Type B और Type C। आवर्धन, चार्ट या छवि-विश्लेषण प्रोटोकॉल, जहाँ निर्दिष्ट हो वहाँ क्षेत्र का आकार, जाँचे गए क्षेत्रों की संख्या या क्षेत्रफल, तथा उन क्षेत्रों के चयन के लिए प्रयुक्त नियम भी बताए जाने चाहिए। यदि कई नमूनों या अभिविन्यासों की जाँच की गई हो, तो उन्हें एक अस्पष्ट संख्या में समेटने के बजाय अलग-अलग रिपोर्ट किया जाना चाहिए।

रासायनिक अभिलक्षण-निर्धारण के लिए अलग विवरण आवश्यक है। SEM/EDS पर आधारित रिपोर्ट में उस विधि की पहचान होनी चाहिए और यह बताया जाना चाहिए कि परिणाम गुणात्मक हैं या मात्रात्मक; कुल-ऑक्सीजन परिणाम में विश्लेषणात्मक विधि और नमूने का आधार निर्दिष्ट होना चाहिए। यदि छवि-विश्लेषण का उपयोग किया गया हो, तो अंशांकन, विभाजन-मानदंड, कण-आकार की परिभाषा, परस्पर स्पर्श करते कणों के उपचार और विश्लेषित क्षेत्रफल को दर्ज किया जाना चाहिए। अधिकतम-समावेशन परिणाम में यह बताया जाना चाहिए कि आकार को लंबाई, समतुल्य व्यास या √area के रूप में रिपोर्ट किया गया है और क्या चरम-मान प्रक्रिया लागू की गई थी।

इन विवरणों के बिना “स्वच्छ इस्पात” एक अपूर्ण परिणाम है। एक ही प्रयोगशाला के भीतर यह संख्या पुनरुत्पाद्य हो सकती है, फिर भी किसी चार्ट-रेटिंग, कुल-ऑक्सीजन मान या किसी अन्य मानक के अंतर्गत किए गए अधिकतम-कण अनुमान से इसकी तुलना संभव नहीं हो सकती।

पारंपरिक रेटिंग सबसे बड़े और सबसे दुर्लभ अंतर्वेशन को क्यों नहीं पकड़ पातीं

इस्पात की स्वच्छता-रेटिंग सीधे तौर पर यह नहीं बताती कि किसी हीट में, उदाहरण के लिए, “Grade 1” अंतर्वेशन मौजूद हैं और इसलिए उसमें दोष का अधिकतम आकार ज्ञात है। यह एक निश्चित नमूना-क्षेत्र पर लागू की गई, परिभाषित अवलोकन-विधि का परिणाम होती है। आवर्धन, निरीक्षित क्षेत्र, अंतर्वेशन-वर्ग, रिपोर्टिंग नियम या नमूना-स्थान बदलने पर इस्पात में कोई परिवर्तन न होने के बावजूद रिपोर्ट की गई स्वच्छता बदल सकती है।

यह बात बियरिंग-इस्पातों में सबसे अधिक महत्वपूर्ण है, जहाँ थकान-जनित क्षति औसत कण-समूह के बजाय किसी एक असामान्य रूप से बड़े अंतर्वेशन से शुरू हो सकती है। अधात्विक अंतर्वेशन वे अघुलनशील कण हैं जो इस्पात-निर्माण या ढलाई के दौरान बनते हैं और जमने की प्रक्रिया में फँस जाते हैं। उनकी संरचना, आकार, संख्या, आकृति-विज्ञान, वितरण और स्थिति—सभी उनके प्रभाव को प्रभावित करते हैं। कुल ऑक्सीजन समग्र ऑक्साइड-भार का संकेत दे सकती है, जबकि स्वचालित प्रकाशीय विश्लेषण या SEM/EDS व्यक्तिगत कणों का वर्णन कर सकते हैं; इनमें से कोई भी परिणाम चार्ट-रेटिंग के समानार्थी नहीं है।

औसत दृश्य बनाम अत्यधिक अंतर्वेशन आकार

पारंपरिक सूक्ष्मदर्शीय रेटिंग यह बताने में उपयोगी होती हैं कि सामान्यतः निरीक्षित क्षेत्र कैसा दिखाई देता है। लेकिन वे एक अलग प्रश्न का उत्तर देने में कम प्रभावी हैं: पूरे उत्पाद-आयतन में संभावित रूप से होने वाला सबसे बड़ा अंतर्वेशन कौन-सा है?

ASTM E45-25 में परिशुद्ध इस्पात में अंतर्वेशन-सामग्री का निर्धारण और रिपोर्ट करने के लिए चार स्थूलदर्शीय तथा पाँच सूक्ष्मदर्शीय विधियाँ दी गई हैं। इसके सूक्ष्मदर्शीय संदर्भ-चार्ट A-सल्फाइड, B-एल्युमिना, C-सिलिकेट और D-गोलाकार-ऑक्साइड प्रकारों की पहचान करते हैं। 100× आवर्धन पर, इन चार्टों में लगभग 0.50 mm² क्षेत्रफल वाले नमूना-क्षेत्र के लिए पतली और भारी श्रेणी के चित्रों का उपयोग किया जाता है। यह प्रक्रिया पुनरुत्पाद्य तुलना संभव बनाती है, लेकिन साथ ही अवलोकन को छोटे नमूना-क्षेत्र और विधि द्वारा परिभाषित दृश्य श्रेणियों तक सीमित कर देती है।

यही सीमा JIS G 0555:2020 में भी दिखाई देती है, यद्यपि इसकी श्रेणियाँ अलग ढंग से व्यवस्थित हैं। Type A में कार्यण के दौरान श्यान विरूपण से बने अंतर्वेशन आते हैं, Type B में दानेदार और असंतत अंतर्वेशन, तथा Type C में श्यान विरूपण के बिना अनियमित रूप से वितरित अंतर्वेशन आते हैं। ये आकृति-विज्ञान और वितरण की श्रेणियाँ हैं, पूर्ण रासायनिक पहचान नहीं। Type B रेटिंग अपने-आप यह सिद्ध नहीं करती कि प्रत्येक कण एल्युमिना है, ठीक उसी प्रकार जैसे ASTM D रेटिंग रासायनिक विश्लेषण द्वारा किसी एक ऑक्साइड यौगिक की पुष्टि नहीं करती।

पारंपरिक ASTM और JIS रेटिंग उन अत्यंत स्वच्छ बेयरिंग-इस्पातों में अंतर करने में विफल हो सकती हैं, जिनके सबसे बड़े समावेशन अलग-अलग होते हैं। Limited evidence

बहुत स्वच्छ बियरिंग-इस्पातों के लिए JIS स्वच्छता-रेटिंग की जाँच करने वाले समकक्ष-समीक्षित अध्ययन ने दिखाया कि यह अंतर क्यों महत्वपूर्ण है। पारंपरिक ASTM और JIS परिणाम उन इस्पातों के बीच भेद करने में विफल हो सकते थे जिनके सबसे बड़े अंतर्वेशन अलग-अलग थे, भले ही दोनों नियमित रेटिंग प्रक्रियाओं के अंतर्गत असाधारण रूप से स्वच्छ दिखाई देते हों। कम औसत संख्या या अनुकूल चार्ट-दृश्यता के साथ एक दुर्लभ, अत्यधिक प्रभावकारी कण भी मौजूद हो सकता है। यदि निरीक्षित क्षेत्रों में वह कण शामिल नहीं है, तो रेटिंग आकार-वितरण के चरम सिरे के बजाय सामान्य दृश्य को दर्ज करती है।

यह नमूना-चयन की समस्या है, चार्ट-विधि की आवश्यक रूप से कोई खामी नहीं। चार्ट-रेटिंग यह पूछती है कि निर्धारित क्षेत्र और श्रेणी में कितनी अंतर्वेशन-सामग्री दिखाई दे रही है। यह बियरिंग-रिंग, बार या बड़े उत्पादन-हीट में मौजूद अधिकतम कण का अनुमान देने का वादा नहीं करती। निरीक्षित क्षेत्रफल और आयतन बढ़ने के साथ दुर्लभ अंतर्वेशन मिलने की संभावना बढ़ती है। कुछ वर्ग मिलीमीटर की जाँच करने वाला परीक्षण उतनी ही जानकारी नहीं दे सकता जितनी बड़े इस्पात-आयतन का सांख्यिकीय रूप से प्रतिनिधित्व करने वाला परीक्षण दे सकता है।

√area की अवधारणा

√area√area पॉलिश किए गए अनुभाग पर किसी समावेशन के प्रक्षेपित द्विविमीय क्षेत्रफल का वर्गमूल, जिसका उपयोग चरम-मान और थकान-संवेदी समावेशन विश्लेषण में व्यावहारिक आकार-पैरामीटर के रूप में किया जाता है।

अत्यधिक बड़े अंतर्वेशन के आकलन में, अधिकतम अंतर्वेशन आकार को अक्सर √area के रूप में व्यक्त किया जाता है, जिसे अंतर्वेशन के प्रक्षेपित क्षेत्रफल के वर्गमूल के रूप में लिखा जाता है। यदि कोई अंतर्वेशन पॉलिश किए गए अनुप्रस्थ काट पर $A$ क्षेत्रफल घेरता है, तो उसका आकार-पैरामीटर

$$\sqrt{\text{area}}=\sqrt{A}.$$

यदि $A$ को वर्ग माइक्रोमीटर में मापा जाता है, तो √area को माइक्रोमीटर में रिपोर्ट किया जाता है। इसलिए लगभग वृत्ताकार अंतर्वेशन जिसका प्रक्षेपित क्षेत्रफल 400 µm² है, उसके लिए √area = 20 µm होगा। यह पैरामीटर यह दावा नहीं करता कि अंतर्वेशन एक गोला है या उसके वास्तविक त्रि-आयामी आयतन को मापा गया है। यह पॉलिश किए गए सेक्शन में दिखाई देने वाले दोष का एक व्यावहारिक द्वि-आयामी वर्णन है।

अंतर्वेशन-संवेदनशील थकान-विश्लेषण में यह माप महत्वपूर्ण हुआ, क्योंकि दरार का आरंभ केवल अंतर्वेशन की संख्या पर निर्भर नहीं करता। कोई बड़ा, कठोर और कमजोर रूप से बंधा हुआ ऑक्साइड स्थानीय तनाव-सांद्रता उत्पन्न कर सकता है, विशेषकर सतह के निकट या ऐसे स्थान पर जहाँ उच्च चक्रीय तनाव लगता हो। आकार, कठोरता, प्रत्यास्थ असंगति, आसपास के मैट्रिक्स की स्थिति और स्थान अब भी महत्वपूर्ण हैं। √area इन चर का स्थान नहीं लेता; यह असामान्य रूप से बड़े दिखाई देने वाले कणों की तुलना के लिए एक सुसंगत आकार-चर प्रदान करता है।

JIS बियरिंग-इस्पात अध्ययन में अधिकतम √area का उपयोग औसत स्वच्छता-सूचकांक के रूप में नहीं, बल्कि चरम-मूल्य चर के रूप में किया गया। प्रश्न में यह बदलाव निर्णायक है। सामान्य क्षेत्र में कितने अंतर्वेशन पाए जाते हैं, यह पूछने के बजाय विश्लेषक यह पूछता है कि निरीक्षित क्षेत्र बढ़ने पर सबसे बड़े प्रेक्षित मानों का व्यवहार कैसा होता है और निर्दिष्ट जोखिम-स्तर पर किस अधिकतम आकार की अपेक्षा की जा सकती है।

इसलिए किसी इस्पात में कुल मिलाकर बहुत कम अंतर्वेशन हो सकते हैं और फिर भी उस पर ध्यान देना आवश्यक हो सकता है, क्योंकि उसका सबसे बड़ा √area मान अधिक है। इसके विपरीत, अधिक संख्या में छोटे सल्फाइड वाले इस्पात को नियमित गणना में कम अनुकूल रेटिंग मिल सकती है, जबकि उसमें एकल बड़े कैल्शियम-एल्युमिनेट या एल्युमिना क्लस्टर वाले इस्पात की तुलना में थकान-जोखिम कम हो सकता है। रसायन अब भी महत्वपूर्ण है: SEM/EDS एल्युमिना, कैल्शियम एल्युमिनेट, सिलिकेट, सल्फाइड और जटिल ऑक्साइड अंतर्वेशन में भेद कर सकता है, जबकि प्रकाशीय चार्ट उन्हें केवल दृश्यता के आधार पर एक ही समूह में रख सकता है।

ASTM E2283 और चरम-मूल्य विश्लेषण

ASTM E2283-08(2019) इस्पात में अधात्विक अंतर्वेशन के चरम-मूल्य विश्लेषण से संबंधित है। यह ASTM उपसमिति E04.09 के अधिकार-क्षेत्र में आता है, जिसमें ASTM E45-25 भी शामिल है। इसलिए दोनों मानक ASTM के एक ही तकनीकी क्षेत्र में आते हैं, लेकिन अलग-अलग मापन-प्रश्नों का उत्तर देते हैं। ASTM E45 अंतर्वेशन-सामग्री के निर्धारण और रिपोर्टिंग के लिए स्थापित विधियाँ प्रदान करता है; ASTM E2283 दुर्लभ और बड़े अंतर्वेशन के सांख्यिकीय विश्लेषण से संबंधित है।

चरम-मूल्य विश्लेषण किसी अदृश्य कण को जादुई रूप से प्रकट नहीं करता। यह मापे गए प्रेक्षणों से अधिकतम मानों के वितरण का अनुमान लगाता है, इसलिए परिणाम नमूना-तैयारी, निरीक्षित क्षेत्र, नमूना-योजना, पहचान-सीमा और इस बात पर निर्भर करता है कि प्रेक्षण स्वतंत्र और प्रतिनिधि हैं या नहीं। पॉलिश किया गया अनुदैर्ध्य सेक्शन, अनुप्रस्थ सेक्शन की तुलना में, लम्बे अंतर्वेशन को अलग ढंग से दिखा सकता है। सेक्शन की गहराई में स्थित कणों की तुलना में सतह के निकट के कण अधिक हानिकारक हो सकते हैं, जबकि चित्र-विश्लेषण के नियम के अनुसार किसी बड़े क्लस्टर को एक विशेषता या अनेक विशेषताओं के रूप में गिना जा सकता है।

इस कारण √area और ASTM E2283 प्रत्येक स्वच्छता-मापन के विकल्प नहीं हैं। चार्ट-रेटिंग नियमित आकृति-विज्ञान संबंधी तुलना के लिए उपयोगी बनी रहती हैं। स्वचालित चित्र-विश्लेषण संख्या, लंबाई, क्षेत्रफल और वितरण को परिमाणित कर सकता है। SEM/EDS संरचना की पहचान कर सकता है। कुल-ऑक्सीजन विश्लेषण समग्र ऑक्सीजन-स्तर पर नज़र रख सकता है। ASTM E2283 सबसे बड़े और सबसे दुर्लभ प्रेक्षणों के महत्व का अनुमान लगाने का एक अतिरिक्त तरीका प्रदान करता है।

परीक्षण से पहले व्यावहारिक प्रश्न स्पष्ट रूप से निर्धारित किया जाना चाहिए: उद्देश्य औसत अंतर्वेशन-सामग्री की तुलना करना है, अंतर्वेशन की रासायनिक संरचना की पहचान करना है, उत्पादन-प्रवृत्ति की पुष्टि करना है, या थकान के लिए प्रासंगिक अधिकतम दोष का अनुमान लगाना है? पारंपरिक रेटिंग पहले प्रश्न का अच्छी तरह उत्तर दे सकती है, लेकिन अंतिम प्रश्न का नहीं। स्वच्छ दिखाई देने वाले क्षेत्र उन क्षेत्रों के बारे में प्रमाण हैं। वे इस बात का प्रमाण नहीं हैं कि इस्पात में मौजूद सबसे बड़ा अंतर्वेशन छोटा है।

स्वचालित समावेशन विश्लेषण: छवि विश्लेषण, SEM और X-Ray अभिलक्षणन

कंप्यूटर-सहायित स्कैनिंग और वर्गीकरण

कंप्यूटर-सहायित समावेशन विश्लेषण पॉलिश किए गए इस्पात-अनुभाग को केवल दृश्य प्रभाव के बजाय मापी गई छवि में बदल देता है। कोई कैमरा या माइक्रोस्कोप एक निर्धारित क्षेत्र को स्कैन करता है, कंट्रास्ट के आधार पर कणों को इस्पात मैट्रिक्स से अलग करता है और प्रत्येक पाए गए लक्षण की लंबाई, चौड़ाई, क्षेत्रफल, आस्पेक्ट अनुपात, अभिविन्यास तथा स्थिति दर्ज करता है। इसके बाद सॉफ्टवेयर कणों को उनके आकार या किसी संदर्भ मानक से प्राप्त नियमों के आधार पर वर्गीकृत कर सकता है। माप एकत्र करने का यह तरीका किसी ऑपरेटर से किसी क्षेत्र की तुलना मुद्रित चार्ट से करवाने की अपेक्षा अधिक पुनरुत्पाद्य है, विशेषकर तब जब समावेशन बहुत अधिक, छोटे या व्यापक रूप से वितरित हों।

स्वचालन कोई सार्वभौमिक स्वच्छता-संख्या उत्पन्न नहीं करता। ASTM E45-25 गढ़े गए इस्पात में समावेशन-सामग्री के निर्धारण और रिपोर्टिंग के लिए चार स्थूलदर्शी तथा पाँच सूक्ष्मदर्शी विधियाँ प्रदान करता है, और ये विधियाँ अलग-अलग प्रश्नों का उत्तर देती हैं। इसके सूक्ष्मदर्शी संदर्भ चार्टों में A-सल्फाइड, B-एल्युमिना, C-सिलिकेट और D-गोलकीय-ऑक्साइड श्रेणियाँ प्रयुक्त होती हैं; इनमें पतली और भारी शृंखलाओं का मूल्यांकन लगभग 0.50 mm² के नमूना-क्षेत्र पर 100× पर किया जाता है। ये पदनाम मुख्यतः आकारिकी-आधारित रिपोर्टिंग श्रेणियाँ हैं, प्रत्यक्ष रासायनिक पहचान नहीं। B-प्रकार के समावेशन के रूप में मूल्यांकित कण का आकार और विन्यास उस श्रेणी के अनुरूप होता है; यह मूल्यांकन यह सिद्ध नहीं करता कि प्रत्येक कण रासायनिक रूप से शुद्ध एल्युमिना है।

छवि विश्लेषण ऐसे चार्ट-आधारित मापों को दोहरा सकता है, लेकिन यह उन मात्राओं की भी रिपोर्ट कर सकता है जिन्हें कोई चार्ट छिपा देता है। यह हजारों कणों की गणना, आकार-वितरण की गणना, किसी अनुभाग में उनकी स्थितियों का मानचित्रण और लंबे सल्फाइड स्ट्रिंगर को लगभग गोलकीय ऑक्साइडों से अलग कर सकता है। ISO 4967:2026 कम-से-कम 3 के अपचयन अनुपात वाले रोल किए गए या फोर्ज किए गए इस्पात उत्पादों के लिए मानक संदर्भ चार्ट या छवि विश्लेषण की अनुमति देता है। DIN EN 10247:2017 मानक चित्रों का उपयोग करते हुए संबंधित यूरोपीय सूक्ष्मचित्रण-परीक्षण निर्दिष्ट करता है, जबकि JIS G 0555:2020 रासायनिक संघटन के बजाय विरूपण, निरंतरता और परिक्षेपण के आधार पर Type A, Type B और Type C निर्धारित करता है।

फिर भी परिणाम छवि-प्रसंस्करण संबंधी निर्णयों पर निर्भर करता है। हल्के ऑक्साइड-हेलो का पता लगाने वाली थ्रेशोल्ड पॉलिशिंग-खरोंचों को भी शामिल कर सकती है। बहुत ऊँची निर्धारित थ्रेशोल्ड छोटे समावेशनों को हटा सकती है। आवर्धन, प्रदीपन, एचिंग, फोकस, सेगमेंटेशन नियम, न्यूनतम कण-क्षेत्रफल और एक-दूसरे को छूने वाले कणों का उपचार—ये सभी रिपोर्ट किए गए कण-समुच्चय को बदल देते हैं। स्टेज माइक्रोमीटर और नियंत्रण-नमूनों के विरुद्ध कैलिब्रेशन आवश्यक है; दो सॉफ्टवेयर पैकेजों के बीच सहमति इस बात का प्रमाण नहीं है कि दोनों में से किसी ने प्रत्येक समावेशन की पहचान कर ली है।

X-ray विश्लेषण के साथ SEM

स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी ऑप्टिकल इमेजिंग से प्राप्त ज्यामिति में रासायनिक संवेदनशीलता जोड़ती है। बैकस्कैटर्ड-इलेक्ट्रॉन मोड में अधिक औसत परमाणु-संख्या वाले फेज सामान्यतः इस्पात की तुलना में अधिक चमकीले दिखाई देते हैं, जबकि सेकेंडरी-इलेक्ट्रॉन इमेजिंग सतह के आकार पर जोर देती है। इसके बाद ऊर्जा-विक्षेपी X-ray डिटेक्टर किसी चयनित कण से विशिष्ट X-ray एकत्र कर सकता है। परिणामी स्पेक्ट्रम मैंगनीज सल्फाइड में मैंगनीज और सल्फर, एल्युमिना-समृद्ध कण में एल्युमिनियम और ऑक्सीजन, कैल्शियम एल्युमिनेट में कैल्शियम और ऑक्सीजन, अथवा टाइटेनियम नाइट्राइड में टाइटेनियम और नाइट्रोजन की उपस्थिति का संकेत दे सकता है। यह विश्लेषण ऐसे मिश्रित या स्तरित कणों को भी प्रकट कर सकता है जो ऑप्टिकल माइक्रोग्राफ में समान दिखाई देते हैं।

DOE-प्रायोजित ASCAT परियोजना इस दृष्टिकोण का एक नामित उदाहरण है। ASCAT ने X-ray विश्लेषण से युक्त कंप्यूटर-नियंत्रित स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी प्रणाली विकसित की, ताकि व्यक्तिगत समावेशनों का अभिलक्षणन किया जा सके और उनके आकार, संघटन तथा वितरण को समग्र इस्पात-स्वच्छता से संबंधित किया जा सके। यह अंतर महत्वपूर्ण है। केवल आकारिकी-आधारित मूल्यांकन यह दर्ज करता है कि प्रसंस्करण और पॉलिशिंग के बाद कोई समावेशन कैसा दिखाई देता है; ASCAT-शैली का अभिलक्षणन यह पूछता है कि प्रत्येक कण में क्या है, उसका आकार कितना है और उस रासायनिक संघटन वाले कण कहाँ पाए जाते हैं।

SEM/EDS पूर्णतः दोषरहित रासायनिक परख नहीं है। अंतःक्रिया-आयतन किसी छोटे समावेशन के नीचे स्थित इस्पात मैट्रिक्स तक फैल सकता है, इसलिए केवल कुछ माइक्रोमीटर चौड़े कण के विश्लेषण में आसपास की सामग्री से आया लोहा भी शामिल हो सकता है। सतह-संदूषण, खुरदरापन, डिटेक्टर की ज्यामिति, त्वरक वोल्टेज, मानक का चयन और मैट्रिक्स-संशोधन मात्रात्मक परिणामों को प्रभावित करते हैं। हल्के तत्वों का सटीक मापन कठिन हो सकता है, और EDS स्पेक्ट्रम सामान्यतः सटीक स्टॉइकियोमेट्रिक सूत्र के बजाय किसी संघटन-श्रेणी का समर्थन करता है। ऑक्सीजन, कार्बन या नाइट्रोजन की पुष्टि के लिए उपयुक्त मानकों या तरंगदैर्ध्य-विक्षेपी स्पेक्ट्रोस्कोपी जैसी पूरक विधियों की आवश्यकता हो सकती है।

कुल-ऑक्सीजन विश्लेषण पूरी तरह अलग मात्रा को मापता है। यह इस्पात-नमूने में अवशिष्ट कुल ऑक्सीजन का अनुमान लगाता है, जिसमें ऑक्साइड समावेशनों में उपस्थित ऑक्सीजन और, प्रक्रिया तथा नमूने की स्थिति के आधार पर, घुली हुई ऑक्सीजन या ऑक्सीजन-युक्त अन्य योगदान शामिल हो सकते हैं। यह प्रत्येक समावेशन की पहचान नहीं करता, उसकी आकारिकी निर्धारित नहीं करता, पूरे अनुभाग में उसका स्थान नहीं बताता और यह प्रकट नहीं करता कि ऑक्सीजन कुछ बड़े एल्युमिना-क्लस्टरों में संकेंद्रित है या नहीं। इसके विपरीत, स्वचालित छवि-स्कैन अपनी पहचान-सीमा से छोटे समावेशनों को छोड़ सकता है, जबकि दृश्य कण-समुच्चय का विस्तृत वर्णन कर सकता है। इसलिए कुल ऑक्सीजन और समावेशन इमेजिंग एक-दूसरे के विकल्प नहीं, बल्कि पूरक हैं।

व्यक्तिगत समावेशनों को इस्पात-समुच्चय से संबंधित करना

मापा गया कण स्वतः ही हीट, स्ट्रैंड, बिलेट या तैयार बार का प्रतिनिधि नहीं होता। ठोसकरण के दौरान समावेशन अलग-अलग क्षेत्रों में संकेंद्रित हो सकते हैं, रोलिंग के दौरान संरेखित हो सकते हैं और केंद्र-रेखा, चौथाई-मोटाई क्षेत्र, सतह या किसी विशिष्ट नमूना-समतल के निकट समूह बना सकते हैं। औसत गणना कम होने पर भी स्थिति विफलता-जोखिम को नियंत्रित कर सकती है। ASTM B796 पाउडर फोर्जिंग के लिए अभिप्रेत लौह-आधारित पाउडरों के संबंध में यही बात रखता है: समावेशन का संघटन, आकार, वितरण और स्थिति लगभग पूर्ण-घनत्व वाली सामग्री को अत्यधिक प्रभावित करते हैं।

एक सुव्यवस्थित स्वचालित अध्ययन स्कैनिंग से पहले नमूना-योजना निर्धारित करता है। इसमें उत्पाद का अभिविन्यास, अनुभाग की स्थिति, पॉलिश किया गया क्षेत्र, आवर्धन, पहचान-सीमा, क्षेत्रों की संख्या और किनारे को प्रतिच्छेद करने वाले कणों को शामिल किया जाना है या नहीं—इन सबका विनिर्देशन किया जाता है। यह केवल औसत ही नहीं, बल्कि पूर्ण वितरण भी दर्ज करता है। समान कुल समावेशन-क्षेत्रफल वाले दो इस्पातों में से एक, जिसमें अनेक छोटे समावेशन हों, उस दूसरे इस्पात से अलग व्यवहार कर सकता है जिसमें कुछ बड़े कण हों।

चरम-मान विधियाँ इस अंतर को संबोधित करती हैं। ASTM Subcommittee E04.09 में ASTM E2283-08(2019) सूचीबद्ध है, जो इस्पात में अधात्विक समावेशनों के चरम-मान विश्लेषण से संबंधित है; इसके साथ ASTM E45-25 भी सूचीबद्ध है। एक सहकर्मी-समीक्षित JIS अध्ययन में बताया गया कि पारंपरिक ASTM और JIS मूल्यांकन अत्यंत स्वच्छ बेयरिंग-इस्पातों के बीच अंतर करने में विफल हो सकते हैं, जहाँ सबसे बड़ा समावेशन क्षेत्र-औसत से अधिक महत्वपूर्ण हो सकता है। √area के रूप में व्यक्त अधिकतम समावेशन-आकार का मूल्यांकन चरम-मान सांख्यिकी से किया जा सकता है। इससे देखे गए कणों को अनुमानित ऊपरी छोर से जोड़ा जाता है, बजाय इसके कि सीमित स्कैन को सबसे बड़े संभव दोष का पता लगाने वाला मान लिया जाए।

स्वचालन संगति और डेटा की मात्रा में सुधार करता है। यह नमूना-त्रुटि, थ्रेशोल्ड के चयन, कैलिब्रेशन की आवश्यकताओं या इस बात की व्याख्या करने की आवश्यकता को समाप्त नहीं करता कि रिपोर्ट किया गया कण-समुच्चय उत्पाद और उसकी विफलता-क्रियाविधि के लिए क्या अर्थ रखता है। इसलिए उपयोगी परिणाम कोई एकल “स्वच्छ” ग्रेड नहीं, बल्कि निर्दिष्ट विधि के अंतर्गत निर्दिष्ट कणों का प्रलेखित मापन है।

स्वच्छता संबंधी आँकड़ों से इंजीनियरिंग व्याख्या तक

स्वच्छता का परिणाम इस्पात की किसी हीट को दिया गया कोई सार्वभौमिक ग्रेड नहीं होता। यह एक परिभाषित नमूने, तैयारी-विधि, परीक्षित क्षेत्र, आवर्धन, वर्गीकरण-प्रणाली और रिपोर्टिंग नियम से प्राप्त अवलोकन होता है। उदाहरण के लिए, ASTM E45-25, गढ़े हुए इस्पात में समावेशन की मात्रा निर्धारित करने और रिपोर्ट करने के लिए चार स्थूलदर्शी तथा पाँच सूक्ष्मदर्शी विधियाँ उपलब्ध कराता है। ये विधियाँ बिल्कुल एक ही प्रश्न का उत्तर नहीं देतीं। किसी चार्ट-रेटिंग में निर्धारित तुलना के अंतर्गत देखे गए सबसे गंभीर क्षेत्र का वर्णन हो सकता है, जबकि स्वचालित छवि विश्लेषण कहीं अधिक कणों को मापकर उनके आयाम और स्थानिक आवृत्ति की रिपोर्ट कर सकता है।

इसलिए इंजीनियरिंग व्याख्या में मापी गई कण-जनसंख्या को विफलता-तंत्र से जोड़ना आवश्यक है। कम समावेशन वाला इस्पात प्रत्येक अनुप्रयोग में स्वतः अधिक सुरक्षित नहीं होता, यदि बचे हुए कण बड़े, अधिक कोणीय, अधिक भंगुर हों या किसी महत्वपूर्ण क्षेत्र में संकेंद्रित हों। इसके विपरीत, बड़ी संख्या में छोटे, गोलाकार समावेशनों का प्रभाव, कम संख्या में लंबे एल्युमिना क्लस्टरों के प्रभाव से भिन्न हो सकता है। कोई एक संख्या इस सारी जानकारी को सुरक्षित नहीं रख सकती।

संघटन, आकार, वितरण और स्थान को अलग-अलग चर के रूप में देखना

समावेशन का संघटन कठोरता, भंग-प्रतिरोध, विकृतिशीलता और इस्पात मैट्रिक्स के साथ अंतरापृष्ठीय आसंजन जैसे गुणों को नियंत्रित करता है। JIS G 0555:2020 के अंतर्गत मैंगनीज सल्फाइड रोलिंग के दौरान विकृत होकर लंबे Type A समावेशन-समूह का निर्माण कर सकता है। एल्युमिना कण सामान्यतः कठोर और कोणीय होते हैं; सिलिकेट कार्यण के दौरान विकृत या खंडित हो सकते हैं; गोलाभ ऑक्साइडों की आकार-प्रतिक्रिया अलग होती है। ASTM E45 की A, B, C और D चार्ट श्रेणियाँ आकृतिमितीय रिपोर्टिंग वर्ग हैं, प्रत्यक्ष रासायनिक परीक्षण नहीं। इसके संदर्भ चार्ट A-sulfide, B-alumina, C-silicate और D-globular-oxide प्रकारों की पहचान करते हैं; thin और heavy series को लगभग 0.50 mm² क्षेत्र में 100× आवर्धन पर रेट किया जाता है।

आकार महत्वपूर्ण है, क्योंकि आसपास की सूक्ष्मसंरचना और भारित अनुप्रस्थ काट की तुलना में समावेशन के बड़ा होने पर तनाव-सांद्रण बढ़ता है। औसत क्षेत्र स्वच्छ दिखाई देने पर भी सबसे बड़ा कण थकान-व्यवहार को नियंत्रित कर सकता है। औसत व्यास या समावेशन की औसत संख्या आकार-वितरण के ऊपरी छोर को दबा देती है—अर्थात उस छोटी अंश-जनसंख्या को, जिसमें गंभीर दोष निहित होता है। इसी कारण ASTM E2283-08(2019), ASTM Subcommittee E04.09 के अंतर्गत, चरम-मान विश्लेषण को संबोधित करता है। बेयरिंग इस्पातों में अधिकतम समावेशन आकार को प्रायः √area के रूप में व्यक्त किया जाता है—अर्थात समावेशन के प्रक्षेपित क्षेत्रफल का वर्गमूल—और सामान्य औसत क्षेत्र से अनुमान लगाने के बजाय सांख्यिकीय रूप से उसका मूल्यांकन किया जाता है।

वितरण फिर से एक अलग चर है। कण समान रूप से फैले हो सकते हैं, रोलिंग बैंडों में संरेखित हो सकते हैं, क्लस्टरों में समूहित हो सकते हैं या पृथक्करण क्षेत्र के निकट संकेंद्रित हो सकते हैं। समान कुल समावेशन-क्षेत्रफल वाली दो हीटें दरार आरंभ होने के संदर्भ में अलग-अलग जोखिम प्रस्तुत कर सकती हैं, यदि एक में पृथक कण हों और दूसरी में स्ट्रिंगर या क्लस्टर। JIS G 0555:2020 Type A समावेशनों को, जो कार्यण के दौरान श्यान विकृति से बनते हैं, Type B को दानेदार और असंतत समावेशन के रूप में, तथा Type C को श्यान विकृति के बिना अनियमित रूप से वितरित समावेशन के रूप में अलग करता है। ये भेद केवल कणों की मात्रा नहीं, बल्कि स्थानिक और विकृति-व्यवहार का वर्णन करते हैं।

स्थान यह निर्धारित करता है कि कोई कण हानिकारक तनाव-क्षेत्र के संपर्क में आएगा या नहीं। अधिकतम कतरनी क्षेत्र, रेसवे संपर्क क्षेत्र, मशीनीकृत सतह या वेल्ड-प्रभावित क्षेत्र के निकट स्थित समावेशन, कम तनाव वाले आयतन के भीतर गहराई में स्थित समान आकार के कण से अधिक महत्वपूर्ण हो सकता है। इसलिए नमूना-स्थान को उत्पाद की ज्यामिति और प्रक्रिया-दिशा का प्रतिनिधित्व करना चाहिए। कुल ऑक्सीजन समग्र ऑक्साइड-भार का संकेत दे सकती है, लेकिन यह नहीं बताती कि कौन-सा कण सबसे बड़ा है, वह कहाँ स्थित है, या वह एल्युमिना क्लस्टर है अथवा गोलाकार ऑक्साइड। SEM/EDS, स्वचालित समावेशन विश्लेषण और धातुवैज्ञानिक परीक्षण इस प्रश्न के अलग-अलग भागों का उत्तर देते हैं।

बेयरिंग इस्पात और थकान-संवेदनशील अनुप्रयोग

बेयरिंग इस्पात यह स्पष्ट करता है कि स्वच्छता को एकल रैंकिंग तक सीमित क्यों नहीं किया जा सकता। रोलिंग-संपर्क थकान में सतह के नीचे स्थित छोटे आयतन को बार-बार उच्च चक्रीय कतरनी और संपीडन तनावों का सामना करना पड़ता है। कोई कठोर, कोणीय समावेशन या क्लस्टर दरार आरंभ कर सकता है, जबकि कोई नरम समावेशन विकृत होकर अलग प्रकार का तनाव-क्षेत्र उत्पन्न कर सकता है। प्रासंगिक तुलना केवल यह नहीं है कि “Heat A में Heat B की तुलना में कम समावेशन हैं।” प्रश्न यह है कि अत्यधिक तनावग्रस्त पदार्थ में दोनों हीटों का रासायनिक संघटन, अधिकतम √area, क्लस्टर-आवृत्ति, अभिविन्यास और नमूना-आधारित विश्वसनीयता तुलनीय है या नहीं।

पारंपरिक ASTM E45 और JIS रेटिंग बहुत स्वच्छ बेयरिंग इस्पातों के बीच अंतर करने में विफल हो सकती हैं, क्योंकि चार्ट वर्ग और परीक्षित क्षेत्र उस दुर्लभ चरम कण को पकड़ न सकें जो सेवा-आयु को नियंत्रित करता है। इसलिए बेयरिंग इस्पात की स्वच्छता पर सहकर्मी-समीक्षित JIS अध्ययन में चरम-मान सांख्यिकी के माध्यम से अधिकतम समावेशन आकार का आकलन किया गया। यह दृष्टिकोण मापी गई कण-जनसंख्या से निर्दिष्ट आयतन में संभावित सबसे बड़े समावेशन का अनुमान लगाता है; यह ऐसा दावा नहीं करता कि छोटे पॉलिश किए गए खंड ने हर संभावित दोष का अवलोकन कर लिया है।

अनुप्रयोग संबंधी दावों को सशर्त ही रखा जाना चाहिए। यदि विफलताएँ बड़े ऑक्साइड कणों से आरंभ होती हैं, तो कुल ऑक्सीजन की तुलना में चरम-मान आकार-निर्धारण और SEM/EDS अभिलक्षणन अधिक सूचनात्मक हो सकते हैं। यदि लंबे सल्फाइड अनिसोट्रॉपिक तन्यता या मशीनीकरण-क्षमता को नियंत्रित करते हैं, तो अभिविन्यास और विकृति-वर्ग को अधिक महत्व दिया जाना चाहिए। यदि सतह से आरंभ होने वाली थकान प्रमुख है, तो सतह के निकट नमूना-ग्रहण और स्थान-विशिष्ट निरीक्षण आवश्यक हैं। विधि को संदिग्ध तंत्र के अनुरूप होना चाहिए।

ASTM B796 के अंतर्गत पाउडर-फोर्जिंग के निहितार्थ

ASTM B796 पाउडर फोर्जिंग के लिए अभिप्रेत लौह-आधारित पाउडरों में अधात्विक समावेशनों को संबोधित करता है, जहाँ संघनन, सिंटरिंग और फोर्जिंग के माध्यम से लगभग पूर्ण-घनत्व वाला पदार्थ तैयार किया जाता है। इसका केंद्रीय इंजीनियरिंग बिंदु सीधा है: समावेशन का संघटन, आकार, वितरण और स्थान परिणामी पदार्थ को प्रबल रूप से प्रभावित करते हैं। पाउडर में मौजूद समावेशन, ढले हुए या गढ़े हुए इस्पात में मौजूद समावेशन के समान नहीं माना जा सकता। यह किसी एक पाउडर कण के भीतर, कण-सीमा पर या सिंटरिंग और फोर्जिंग के दौरान परिवर्तित क्षेत्र में स्थित हो सकता है।

संघनन के दौरान कण के विकृत होने, खंडित होने, अभिक्रिया करने या भंगुर असंततता के रूप में बने रहने की संभावना उसके संघटन पर निर्भर करती है। आकार यह निर्धारित करता है कि फोर्जिंग के बाद शेष रंध्र या दरार का पैमाना कितना होगा। वितरण यह प्रभावित करता है कि दोष पृथक हैं या हानिकारक शृंखला के रूप में जुड़े हुए हैं, जबकि स्थान यह निर्धारित करता है कि वे अवशिष्ट रंध्रता, पूर्ववर्ती कण-सीमाओं और अंतिम घटक के तन्यता या थकान-तनाव क्षेत्र के कितने निकट हैं। लगभग पूर्ण घनत्व रंध्रता को कम करता है, लेकिन यह किसी बड़े अपवर्तक ऑक्साइड या संकेंद्रित समावेशन-क्लस्टर को समाप्त नहीं करता।

इसलिए ASTM B796 को इस चेतावनी के रूप में पढ़ना चाहिए कि गढ़े हुए इस्पात की चार्ट-रेटिंग को सीधे पाउडर-फोर्ज्ड पदार्थ पर लागू न किया जाए। मापी गई पाउडर-कण जनसंख्या और तैयार भाग के प्रसंस्करण इतिहास को आपस में जोड़ना आवश्यक है। उपयुक्त आकलन में धातुवैज्ञानिक अवलोकन के साथ छवि विश्लेषण और रासायनिक पहचान को जोड़ा जा सकता है; इसके बाद यह जाँचा जाना चाहिए कि पाए गए समावेशन भंगुरता-आरंभ स्थलों या थकान-क्षति से मेल खाते हैं या नहीं। परिणाम इंजीनियरिंग व्याख्या है, कोई सार्वभौमिक स्वच्छता-स्कोर नहीं।

झूठी तुल्यताएँ बनाए बिना विभिन्न मानकों के परिणामों की तुलना कैसे करें

स्वच्छता रेटिंग किसी परिभाषित परीक्षण से प्राप्त एक अवलोकन होती है, न कि पदार्थ की कोई सार्वभौमिक श्रेणी। दो प्रयोगशालाएँ एक ही हीट से प्राप्त इस्पात की जाँच करके अलग-अलग परिणाम दे सकती हैं, और फिर भी दोनों में से कोई परिणाम गलत नहीं होगा। यह अंतर चार्ट-श्रृंखला, नमूना-तल, निरीक्षित क्षेत्र, आवर्धन, समावेशन की परिभाषाओं या बड़े लेकिन दुर्लभ कण के साथ किए गए व्यवहार के कारण उत्पन्न हो सकता है।

ASTM E45-25 इस बिंदु को स्पष्ट करता है। इसमें रॉट आयरन? No, wrought steel = प्रसंस्कृत इस्पात में समावेशन की मात्रा निर्धारित करने और रिपोर्ट करने के लिए चार स्थूलदर्शी तथा पाँच सूक्ष्मदर्शी विधियाँ दी गई हैं (ASTM International, 2025)। इसकी सूक्ष्मदर्शी चार्ट-विधि सल्फाइड, एल्युमिना, सिलिकेट और गोलाकार-ऑक्साइड जैसी आकृतियों के लिए A, B, C और D रूपात्मक श्रेणियाँ निर्धारित करती है। ये अक्षर प्रत्यक्ष रासायनिक पहचान नहीं हैं। “A” रेटिंग यह सिद्ध नहीं करती कि प्रत्येक कण मैंगनीज सल्फाइड है, ठीक उसी प्रकार जैसे विश्लेषणात्मक पुष्टि के बिना “D” रेटिंग किसी विशिष्ट ऑक्साइड-रसायन को स्थापित नहीं करती।

रेटिंग की तुलना करने से पहले पूछे जाने वाले प्रश्न

दो रिपोर्ट किए गए अंकों को एक ही तालिका में रखने से पहले निम्नलिखित जानकारी दर्ज करें:

• मानक और संस्करण: क्या परिणाम ASTM E45-25, ISO 4967:2026, DIN EN 10247:2017, JIS G 0555:2020, SAE J422:201801 या किसी अन्य दस्तावेज़ के अंतर्गत प्राप्त किया गया था? संस्करण में परिवर्तन से परिभाषाएँ और प्रक्रिया बदल सकती हैं।
• उत्पाद का रूप और अपचयन का इतिहास: क्या सामग्री को रोल किया गया, फोर्ज किया गया, बार, प्लेट, पाउडर-फोर्ज्ड या कास्ट रूप में तैयार किया गया था? ISO 4967:2026 उन रोल्ड या फोर्ज्ड उत्पादों पर लागू होता है जिनका अपचयन अनुपात कम-से-कम 3 हो। किसी कास्ट या कम-कार्यित उत्पाद के साथ ऐसा व्यवहार नहीं किया जाना चाहिए, मानो वह उसी नमूना-आधार को पूरा करता हो।
• नमूने का अभिविन्यास: क्या खंड अनुदैर्ध्य, अनुप्रस्थ या मोटाई-दिशा में था? कार्य-प्रक्रिया से अनेक समावेशन लंबाई की दिशा में फैल जाते हैं; इसलिए अलग-अलग तलों पर उसी इस्पात में अलग लंबाइयाँ और वितरण दिखाई दे सकते हैं।
• आवर्धन और क्षेत्रफल: ASTM E45 के संदर्भ चार्ट 100× आवर्धन और लगभग 0.50 mm² के नमूना-क्षेत्र का उपयोग करते हैं। किसी अन्य आवर्धन या निरीक्षित क्षेत्र पर आधारित परिणाम स्वतः तुलनीय नहीं माना जा सकता।
• रेटिंग श्रृंखला: क्या पतली और भारी, दोनों श्रृंखलाएँ उपलब्ध थीं, या केवल एक श्रृंखला रिपोर्ट की गई? भारी-श्रृंखला का अवलोकन, पतली-श्रृंखला के अवलोकन की तुलना में अलग जनसंख्या-सीमा को दर्शाता है।
• श्रेणी की परिभाषाएँ: ASTM E45 में A-सल्फाइड, B-एल्युमिना, C-सिलिकेट और D-गोलाकार-ऑक्साइड चार्ट प्रकारों का उपयोग किया जाता है। इसके विपरीत, JIS G 0555:2020 में Type A को कार्य-प्रक्रिया के दौरान श्यान विकृति से बने समावेशन, Type B को दानेदार और असंतत समावेशन तथा Type C को श्यान विकृति के बिना अनियमित रूप से वितरित समावेशन के रूप में परिभाषित किया गया है। समान अक्षरों के अर्थ समान नहीं होते।
• छवि-विश्लेषण की सेटिंग: स्वचालित विश्लेषण के लिए थ्रेशोल्ड निर्धारण, सेगमेंटेशन नियम, न्यूनतम पता लगाने योग्य आकार, समतुल्य-व्यास या क्षेत्रफल की परिभाषा, स्पर्श करते कणों के साथ किया गया व्यवहार तथा छिद्रों या खरोंचों को बाहर रखा गया था या नहीं—इन सभी का अभिलेख रखें।
• रासायनिक मापन: क्या समावेशन की संरचना SEM/EDS द्वारा मापी गई थी, या परिणाम केवल परावर्तित-प्रकाशीय रूपात्मकता पर आधारित था? कुल ऑक्सीजन एक समग्र संकेतक है; यह व्यक्तिगत समावेशन की संख्या या पहचान नहीं बताता।

स्थान भी महत्वपूर्ण होता है। छोटे ऑक्साइडों का बिखरा हुआ समूह और थकान-गंभीर सतह के निकट स्थित एक समावेशन-समूह, समान औसत संख्या होने पर भी, अभियांत्रिकी की दृष्टि से अलग-अलग परिणाम उत्पन्न कर सकते हैं। पाउडर-फोर्जिंग के लिए अभिप्रेत लौह-आधारित पाउडरों के संदर्भ में ASTM B796:2020 भी यही सामान्य बिंदु रखता है और संघटन, आकार, वितरण तथा स्थान को लगभग पूर्ण-घनत्व वाली सामग्री को प्रभावित करने वाले महत्वपूर्ण कारकों के रूप में पहचानता है।

जब चार्ट ग्रेड संख्यात्मक रूप से एक-दूसरे पर लागू नहीं किए जा सकते

ASTM E45, ISO 4967, DIN EN 10247, JIS G 0555 और SAE J422 को रूपांतरण-सारणी नहीं, बल्कि परिभाषित विधियों के रूप में देखा जाना चाहिए। ISO 4967:2026 संदर्भ चार्ट या छवि-विश्लेषण का उपयोग करने वाली सूक्ष्मदर्शी प्रक्रिया निर्दिष्ट करता है; DIN EN 10247:2017 मानक चित्रों का उपयोग करके सूक्ष्मदर्शी परीक्षण के लिए जर्मन और यूरोपीय मानक है। इनके बीच संबंध का यह अर्थ नहीं है कि ISO की 1.0 रेटिंग को अंकगणितीय रूप से DIN, ASTM या JIS रेटिंग में बदला जा सकता है।

SAE J422:201801 मात्रात्मक स्वच्छता निर्धारण के लिए एक सूक्ष्मदर्शी पद्धति परिभाषित करता है, लेकिन इसके सूक्ष्मचित्र सामान्यतः ASTM E45 का उपयोग करके वर्गीकृत किए जाने वाले पुनःसल्फरीकृत ग्रेडों या उच्च-कार्बन बेयरिंग-गुणवत्ता वाले इस्पातों के लिए अभिप्रेत नहीं हैं। यह सीमा ही किसी सार्वभौमिक रूपांतरण नियम को असंभव बना देती है।

चार्ट प्रणालियाँ सूचना को संक्षिप्त भी करती हैं। वे इस बात पर जोर देती हैं कि देखा गया क्षेत्र किसी संदर्भ-चित्र जैसा है या नहीं, जबकि स्वचालित विश्लेषण कणों की संख्या, क्षेत्रफल, समतुल्य आकार, आस्पेक्ट अनुपात और स्थानिक स्थिति माप सकता है। ASCAT परियोजना ने एक्स-रे विश्लेषण सहित कंप्यूटर-नियंत्रित स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का महत्व प्रदर्शित किया, क्योंकि उसने व्यक्तिगत समावेशन के आकार और संघटन को उनके वितरण से जोड़ा। ये अलग-अलग मापन हैं, किसी एक स्कोर के परस्पर विनिमेय रूप नहीं।

अत्यंत स्वच्छ बेयरिंग-इस्पात इस समस्या को स्पष्ट करते हैं। एक सहकर्मी-समीक्षित JIS अध्ययन में बताया गया कि पारंपरिक ASTM और JIS रेटिंग ऐसी सामग्रियों में अंतर करने में विफल हो सकती हैं, क्योंकि निरीक्षित क्षेत्रों में दिखाई देने वाले समावेशन बहुत कम होते हैं। ऐसी स्थिति में, √area के रूप में व्यक्त अधिकतम समावेशन आकार और चरम-मान सांख्यिकी से उसका मूल्यांकन, औसत चार्ट ग्रेड की तुलना में अधिक उपयोगी हो सकता है। ASTM Subcommittee E04.09 द्वारा ASTM E45-25 के साथ सूचीबद्ध ASTM E2283-08(2019) इसी प्रकार के चरम-मान विश्लेषण को संबोधित करता है। अधिकतम-मान का अनुमान चार्ट रेटिंग का विकल्प नहीं है; यह इस प्रश्न का उत्तर देता है: “बड़ी सामग्री-आयतन में सबसे बड़ा समावेशन कितना बड़ा हो सकता है?”

इस्पात-स्वच्छता संबंधी आँकड़ों के लिए रिपोर्टिंग प्रारूप

किसी विश्वसनीय रिपोर्ट में संख्या प्रस्तुत करने से पहले विधि का विवरण सुरक्षित रखा जाना चाहिए:

सामग्री: ग्रेड, हीट, उत्पाद का रूप, खंड का आकार और अपचयन का इतिहास। विधि: मानक का नामांकन और संस्करण; तैयारी की विधि; नमूने का अभिविन्यास; आवर्धन; क्षेत्रफल या स्कैन किया गया क्षेत्र; तथा क्षेत्रों की संख्या और चयन-विधि। रेटिंग: चार्ट या छवि-विश्लेषण श्रृंखला; श्रेणी की परिभाषाएँ; प्रत्येक श्रेणी के अनुसार देखी गई रेटिंग, जहाँ लागू हो वहाँ पतली/भारी का उल्लेख सहित। रसायन: क्या SEM/EDS या किसी अन्य विधि से समावेशन का संघटन पहचाना गया था; MnS, एल्युमिना, कैल्शियम एल्युमिनेट या सिलिकेट जैसे चरणों की रिपोर्ट केवल तभी करें जब उनका मापन किया गया हो। आकार और वितरण: संख्या, क्षेत्र-अंश, आकार-मापदंड, आस्पेक्ट अनुपात, समूहबद्धता और स्थान। चरम मान: अधिकतम देखा गया आकार, √area की परिभाषा, विश्वास-विधि तथा नमूना-आयतन या क्षेत्रफल। व्याख्या: स्पष्ट रूप से लिखें कि परिणाम विधि-निर्भर है और किसी मान्य सहसंबंध-अध्ययन के बिना इसे किसी अन्य मानक में परिवर्तित न करें।

यह प्रारूप देखी गई रेटिंग को रसायन, आकार-वितरण और चरम-मान जोखिम से अलग रखता है—और यही वे भेद हैं जिनकी सहायता से तुल्यता गढ़े बिना आँकड़ों की तुलना की जा सकती है।

संदर्भ

1. [1]ASTM International. ASTM E45: Standard Practice for Determining the Inclusion Content of Steel. ASTM International standard, 2025. https://store.astm.org/standards/e45
2. [2]ASTM International. ASTM E45 Adjunct Reference Charts for Inclusion Rating. ASTM International adjunct, 2025. https://store.astm.org/adje004502a.html