સ્ટીલ્સની હીટ ટ્રીટમેન્ટ.

Ⅰ. હીટ ટ્રીટમેન્ટનો મૂળ ખ્યાલ.

A. હીટ ટ્રીટમેન્ટનો મૂળ ખ્યાલ.
ના મૂળભૂત તત્વો અને કાર્યોગરમીની સારવાર:
1.હીટિંગ
હેતુ એક સમાન અને દંડ ઓસ્ટેનાઇટ માળખું મેળવવાનો છે.
2.હોલ્ડિંગ
ધ્યેય એ સુનિશ્ચિત કરવાનો છે કે વર્કપીસ સારી રીતે ગરમ થાય અને ડીકાર્બ્યુરાઇઝેશન અને ઓક્સિડેશનને અટકાવે.
3.ઠંડક
ઉદ્દેશ્ય ઓસ્ટેનાઇટને વિવિધ માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરમાં રૂપાંતરિત કરવાનો છે.
હીટ ટ્રીટમેન્ટ પછી માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર્સ
હીટિંગ અને હોલ્ડિંગ પછી ઠંડકની પ્રક્રિયા દરમિયાન, ઓસ્ટેનાઇટ ઠંડક દરના આધારે વિવિધ માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર્સમાં પરિવર્તિત થાય છે. વિવિધ માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર્સ વિવિધ ગુણધર્મો દર્શાવે છે.
B. ગરમીની સારવારનો મૂળ ખ્યાલ.
ગરમી અને ઠંડકની પદ્ધતિઓ, તેમજ સ્ટીલની માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર અને ગુણધર્મો પર આધારિત વર્ગીકરણ
1.પરંપરાગત હીટ ટ્રીટમેન્ટ (એકંદર હીટ ટ્રીટમેન્ટ): ટેમ્પરિંગ, એનેલીંગ, નોર્મલાઇઝિંગ, ક્વેન્ચિંગ
2. સરફેસ હીટ ટ્રીટમેન્ટ: સરફેસ ક્વેન્ચિંગ, ઇન્ડક્શન હીટિંગ સરફેસ ક્વેન્ચિંગ, ફ્લેમ હીટિંગ સરફેસ ક્વેન્ચિંગ, ઇલેક્ટ્રિકલ કોન્ટેક્ટ હીટિંગ સરફેસ ક્વેન્ચિંગ.
3. કેમિકલ હીટ ટ્રીટમેન્ટ: કાર્બ્યુરાઇઝિંગ, નાઇટ્રાઇડિંગ, કાર્બોનિટ્રાઇડિંગ.
4.અન્ય હીટ ટ્રીટમેન્ટ્સ: કન્ટ્રોલ્ડ એટમોસ્ફિયર હીટ ટ્રીટમેન્ટ, વેક્યુમ હીટ ટ્રીટમેન્ટ, ડીફોર્મેશન હીટ ટ્રીટમેન્ટ.

C. સ્ટીલ્સનું જટિલ તાપમાન

સ્ટીલ્સનું ગ્રિટિકલ તાપમાન

હીટ ટ્રીટમેન્ટ દરમિયાન હીટિંગ, હોલ્ડિંગ અને ઠંડકની પ્રક્રિયાઓ નક્કી કરવા માટે સ્ટીલનું ક્રિટિકલ ટ્રાન્સફોર્મેશન તાપમાન મહત્ત્વનો આધાર છે. તે આયર્ન-કાર્બન તબક્કા ડાયાગ્રામ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

મુખ્ય નિષ્કર્ષ:સ્ટીલનું વાસ્તવિક ક્રિટિકલ ટ્રાન્સફોર્મેશન તાપમાન હંમેશા સૈદ્ધાંતિક ક્રિટિકલ ટ્રાન્સફોર્મેશન તાપમાન કરતાં પાછળ રહે છે. આનો અર્થ એ છે કે ગરમી દરમિયાન ઓવરહિટીંગ જરૂરી છે, અને ઠંડક દરમિયાન અંડરકૂલિંગ જરૂરી છે.

Ⅱ.સ્ટીલનું એનિલિંગ અને સામાન્યકરણ

1. એનેલીંગની વ્યાખ્યા
એનિલિંગમાં સ્ટીલને નિર્ણાયક બિંદુ Ac₁ થી ઉપર અથવા નીચે તાપમાને ગરમ કરવું, અને પછી તેને ધીમે ધીમે ઠંડું કરવું, સામાન્ય રીતે ભઠ્ઠીની અંદર, સંતુલનની નજીકનું માળખું પ્રાપ્ત કરવા માટે.
2. એનેલીંગનો હેતુ
①મશીનિંગ માટે કઠિનતાને સમાયોજિત કરો: HB170~230 ની રેન્જમાં મશીન કરી શકાય તેવી કઠિનતા પ્રાપ્ત કરવી.
②અવશેષ તણાવથી રાહત: અનુગામી પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન વિરૂપતા અથવા ક્રેકીંગ અટકાવે છે.
③ગ્રેઈન સ્ટ્રક્ચરને રિફાઈન કરો: માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરને સુધારે છે.
④ અંતિમ હીટ ટ્રીટમેન્ટ માટેની તૈયારી: અનુગામી શમન અને ટેમ્પરિંગ માટે દાણાદાર (ગોળાકાર) પરલાઇટ મેળવે છે.

3.Spheroidizing annealing
પ્રક્રિયા વિશિષ્ટતાઓ: ગરમીનું તાપમાન Ac₁ બિંદુની નજીક છે.
હેતુ: સ્ટીલમાં સિમેન્ટાઇટ અથવા કાર્બાઇડને ગોળાકાર બનાવવા માટે, જેના પરિણામે દાણાદાર (ગોળાકાર) પર્લાઇટ થાય છે.
લાગુ શ્રેણી: યુટેક્ટોઇડ અને હાયપર્યુટેક્ટોઇડ કમ્પોઝિશનવાળા સ્ટીલ્સ માટે વપરાય છે.
4. ડિફ્યુઝિંગ એનિલિંગ (હોમોજનાઇઝિંગ એનિલિંગ)
પ્રક્રિયાની વિશિષ્ટતાઓ: ગરમીનું તાપમાન તબક્કા રેખાકૃતિ પર સોલ્વસ લાઇનથી સહેજ નીચે છે.
હેતુ: અલગતા દૂર કરવા.

એનેલીંગ

① ઓછા માટે-કાર્બન સ્ટીલ0.25% કરતા ઓછી કાર્બન સામગ્રી સાથે, પ્રારંભિક ગરમીની સારવાર તરીકે એનેલીંગ કરતાં સામાન્ય બનાવવાને પ્રાધાન્ય આપવામાં આવે છે.
② 0.25% અને 0.50% વચ્ચે કાર્બન સામગ્રી સાથે મધ્યમ-કાર્બન સ્ટીલ માટે, ક્યાં તો એનેલીંગ અથવા નોર્મલાઇઝેશનનો ઉપયોગ પ્રારંભિક ગરમી સારવાર તરીકે કરી શકાય છે.
③ 0.50% અને 0.75% ની વચ્ચે કાર્બન સામગ્રી સાથે મધ્યમ-થી ઉચ્ચ-કાર્બન સ્ટીલ માટે, સંપૂર્ણ એનેલિંગની ભલામણ કરવામાં આવે છે.
④ઉચ્ચ માટે-કાર્બન સ્ટીલ0.75% થી વધુ કાર્બન સામગ્રી સાથે, સામાન્યકરણનો ઉપયોગ સૌપ્રથમ નેટવર્ક Fe₃C ને દૂર કરવા માટે થાય છે, ત્યારબાદ સ્ફેરોઇડાઇઝિંગ એનિલિંગ થાય છે.

Ⅲ. સ્ટીલનું શમન અને ટેમ્પરિંગ

તાપમાન

A.Quenching
1. ક્વેન્ચિંગની વ્યાખ્યા: ક્વેન્ચિંગમાં સ્ટીલને ચોક્કસ તાપમાને Ac₃ અથવા Ac₁ બિંદુથી ઉપર ગરમ કરવું, તેને તે તાપમાને પકડી રાખવું, અને પછી માર્ટેન્સાઈટ બનાવવા માટે નિર્ણાયક ઠંડક દર કરતાં વધુ દરે ઠંડું કરવું શામેલ છે.
2. શમન કરવાનો હેતુ: પ્રાથમિક ધ્યેય સ્ટીલની કઠિનતા અને વસ્ત્રો પ્રતિકાર વધારવા માટે માર્ટેન્સાઈટ (અથવા ક્યારેક નીચલા બેનાઈટ) મેળવવાનો છે. ક્વેન્ચિંગ એ સ્ટીલની સૌથી મહત્વપૂર્ણ હીટ ટ્રીટમેન્ટ પ્રક્રિયાઓમાંની એક છે.
3.વિવિધ પ્રકારના સ્ટીલ માટે શમન કરવા માટેનું તાપમાન નક્કી કરવું
હાયપોયુટેક્ટોઇડ સ્ટીલ: Ac₃ + 30°C થી 50°C
Eutectoid અને Hypereutectoid સ્ટીલ: Ac₁ + 30°C થી 50°C
એલોય સ્ટીલ: નિર્ણાયક તાપમાન કરતાં 50°C થી 100°C

4. આદર્શ શમન માધ્યમની ઠંડકની લાક્ષણિકતાઓ:
"નાક" તાપમાન પહેલાં ધીમી ઠંડક: થર્મલ તણાવને પૂરતા પ્રમાણમાં ઘટાડવા માટે.
"નાક" તાપમાનની નજીકની ઉચ્ચ ઠંડક ક્ષમતા: બિન-માર્ટેન્સિટિક રચનાઓનું નિર્માણ ટાળવા માટે.
M₅ પોઇન્ટની નજીક ધીમી ઠંડક: માર્ટેન્સિટીક ટ્રાન્સફોર્મેશન દ્વારા પ્રેરિત તણાવને ઘટાડવા માટે.

ઠંડકની લાક્ષણિકતાઓ
શમન પદ્ધતિ

5. શમન કરવાની પદ્ધતિઓ અને તેમની લાક્ષણિકતાઓ:
①સરળ શમન: ચલાવવા માટે સરળ અને નાના, સરળ આકારની વર્કપીસ માટે યોગ્ય. પરિણામી માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર માર્ટેન્સાઇટ (એમ) છે.
②ડબલ ક્વેન્ચિંગ: વધુ જટિલ અને નિયંત્રિત કરવું મુશ્કેલ, જટિલ આકારના ઉચ્ચ-કાર્બન સ્ટીલ અને મોટા એલોય સ્ટીલ વર્કપીસ માટે વપરાય છે. પરિણામી માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર માર્ટેન્સાઇટ (એમ) છે.
③બ્રેકન ક્વેન્ચિંગ: એક વધુ જટિલ પ્રક્રિયા, જેનો ઉપયોગ મોટા, જટિલ આકારના એલોય સ્ટીલ વર્કપીસ માટે થાય છે. પરિણામી માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર માર્ટેન્સાઇટ (એમ) છે.
④Isothermal Quenching: ઉચ્ચ જરૂરિયાતો સાથે નાના, જટિલ આકારના વર્કપીસ માટે વપરાય છે. પરિણામી માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર લોઅર બેનાઇટ (બી) છે.

6. સખ્તાઇને અસર કરતા પરિબળો
સખતતાનું સ્તર સ્ટીલમાં સુપરકૂલ્ડ ઓસ્ટેનાઈટની સ્થિરતા પર આધારિત છે. સુપરકૂલ્ડ ઓસ્ટેનાઈટની સ્થિરતા જેટલી વધારે છે, તેટલી વધુ સારી કઠિનતા અને ઊલટું.
સુપરકૂલ્ડ ઓસ્ટેનાઈટની સ્થિરતાને પ્રભાવિત કરતા પરિબળો:
C-વળાંકની સ્થિતિ: જો C-વળાંક જમણી તરફ જાય છે, તો શમન કરવા માટેનો નિર્ણાયક ઠંડક દર ઘટે છે, સખતતામાં સુધારો કરે છે.
મુખ્ય નિષ્કર્ષ:
કોઈપણ પરિબળ જે C-વળાંકને જમણી તરફ ખસેડે છે તે સ્ટીલની સખતતામાં વધારો કરે છે.
મુખ્ય પરિબળ:
રાસાયણિક રચના: કોબાલ્ટ (કો) સિવાય, ઓસ્ટેનાઈટમાં ઓગળેલા તમામ એલોયિંગ તત્વો સખ્તાઈમાં વધારો કરે છે.
કાર્બન સ્ટીલમાં કાર્બનનું પ્રમાણ યુટેક્ટોઇડ કમ્પોઝિશનની જેટલું નજીક છે, તેટલું વધુ C-વળાંક જમણી તરફ જાય છે અને સખતતા વધારે છે.

7.નિશ્ચય અને કઠિનતાનું પ્રતિનિધિત્વ
①End Quench Hardenability Test: કઠિનતા એ એન્ડ-ક્વેન્ચ ટેસ્ટ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને માપવામાં આવે છે.
②ક્રિટીકલ ક્વેંચ ડાયામીટર મેથડ: ક્રિટિકલ ક્વેંચ ડાયામીટર (D₀) સ્ટીલના મહત્તમ વ્યાસને દર્શાવે છે જે ચોક્કસ શમન માધ્યમમાં સંપૂર્ણપણે સખત થઈ શકે છે.

કઠિનતા

B. ટેમ્પરિંગ

1. ટેમ્પરિંગની વ્યાખ્યા
ટેમ્પરિંગ એ હીટ ટ્રીટમેન્ટ પ્રક્રિયા છે જ્યાં ક્વેન્ચ્ડ સ્ટીલને A₁ બિંદુથી નીચેના તાપમાને ફરીથી ગરમ કરવામાં આવે છે, તે તાપમાને રાખવામાં આવે છે, અને પછી ઓરડાના તાપમાને ઠંડુ કરવામાં આવે છે.
2. ટેમ્પરિંગનો હેતુ
અવશેષ તણાવ ઓછો કરો અથવા દૂર કરો: વર્કપીસના વિરૂપતા અથવા ક્રેકીંગને અટકાવે છે.
અવશેષ ઓસ્ટેનાઈટને ઘટાડવું અથવા દૂર કરવું: વર્કપીસના પરિમાણોને સ્થિર કરે છે.
ક્વેન્ચ્ડ સ્ટીલની બરડતાને દૂર કરો: વર્કપીસની જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવા માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર અને ગુણધર્મોને સમાયોજિત કરે છે.
મહત્વની નોંધ: સ્ટીલને શાંત કર્યા પછી તરત જ ટેમ્પર કરવું જોઈએ.

3. ટેમ્પરિંગ પ્રક્રિયાઓ

1.લો ટેમ્પરિંગ
હેતુ: શમન કરવાના તાણને ઘટાડવા, વર્કપીસની કઠિનતામાં સુધારો કરવા અને ઉચ્ચ કઠિનતા અને વસ્ત્રો પ્રતિકાર પ્રાપ્ત કરવા.
તાપમાન: 150°C ~ 250°C.
પ્રદર્શન: કઠિનતા: HRC 58 ~ 64. ઉચ્ચ કઠિનતા અને વસ્ત્રો પ્રતિકાર.
એપ્લિકેશન્સ: ટૂલ્સ, મોલ્ડ, બેરિંગ્સ, કાર્બ્યુરાઇઝ્ડ ભાગો અને સપાટી-કઠણ ઘટકો.
2.ઉચ્ચ ટેમ્પરિંગ
હેતુ: પૂરતી તાકાત અને કઠિનતા સાથે ઉચ્ચ કઠિનતા પ્રાપ્ત કરવા.
તાપમાન: 500°C ~ 600°C.
પ્રદર્શન: કઠિનતા: HRC 25 ~ 35. સારી એકંદર યાંત્રિક ગુણધર્મો.
એપ્લિકેશન્સ: શાફ્ટ, ગિયર્સ, કનેક્ટિંગ સળિયા, વગેરે.
થર્મલ રિફાઇનિંગ
વ્યાખ્યા: ઉચ્ચ-તાપમાન ટેમ્પરિંગ દ્વારા ક્વેન્ચિંગને થર્મલ રિફાઇનિંગ અથવા ફક્ત ટેમ્પરિંગ કહેવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયા દ્વારા સારવાર કરાયેલ સ્ટીલનું એકંદર પ્રદર્શન ઉત્તમ છે અને તેનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.

Ⅳ. સ્ટીલની સપાટીની હીટ ટ્રીટમેન્ટ

A.Surface Quenching of Steels

1. સપાટી સખ્તાઇની વ્યાખ્યા
સરફેસ સખ્તાઈ એ હીટ ટ્રીટમેન્ટ પ્રક્રિયા છે જે વર્કપીસના સપાટીના સ્તરને ઝડપથી ગરમ કરીને ઓસ્ટેનાઈટમાં પરિવર્તિત કરવા અને પછી તેને ઝડપથી ઠંડુ કરીને તેને મજબૂત કરવા માટે રચાયેલ છે. આ પ્રક્રિયા સ્ટીલની રાસાયણિક રચના અથવા સામગ્રીની મુખ્ય રચનામાં ફેરફાર કર્યા વિના હાથ ધરવામાં આવે છે.
2. સપાટી સખ્તાઇ અને પોસ્ટ-સખ્તાઇ માળખું માટે વપરાતી સામગ્રી
સપાટી સખ્તાઇ માટે વપરાતી સામગ્રી
લાક્ષણિક સામગ્રી: મધ્યમ કાર્બન સ્ટીલ અને મધ્યમ કાર્બન એલોય સ્ટીલ.
પૂર્વ-સારવાર: લાક્ષણિક પ્રક્રિયા: ટેમ્પરિંગ. જો મુખ્ય ગુણધર્મો જટિલ ન હોય, તો તેના બદલે સામાન્યકરણનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.
સખ્તાઇ પછીનું માળખું
સપાટીનું માળખું: સપાટીનું સ્તર સામાન્ય રીતે સખત માળખું બનાવે છે જેમ કે માર્ટેન્સાઈટ અથવા બેનાઈટ, જે ઉચ્ચ કઠિનતા અને વસ્ત્રો પ્રતિકાર પ્રદાન કરે છે.
કોર સ્ટ્રક્ચર: સ્ટીલનો કોર સામાન્ય રીતે તેની મૂળ રચનાને જાળવી રાખે છે, જેમ કે પર્લાઇટ અથવા ટેમ્પર્ડ સ્ટેટ, પૂર્વ-સારવાર પ્રક્રિયા અને મૂળ સામગ્રીના ગુણધર્મો પર આધાર રાખીને. આ ખાતરી કરે છે કે કોર સારી કઠિનતા અને તાકાત જાળવી રાખે છે.

B. ઇન્ડક્શન સપાટી સખ્તાઇની લાક્ષણિકતાઓ
1.ઉચ્ચ ગરમીનું તાપમાન અને ઝડપી તાપમાનમાં વધારો: ઇન્ડક્શન સપાટીના સખ્તાઈમાં સામાન્ય રીતે ઊંચા હીટિંગ તાપમાન અને ઝડપી હીટિંગ રેટનો સમાવેશ થાય છે, જે ટૂંકા સમયમાં ઝડપી ગરમી માટે પરવાનગી આપે છે.
2. સપાટીના સ્તરમાં ફાઈન ઓસ્ટેનાઈટ અનાજનું માળખું: ઝડપી ગરમી અને અનુગામી શમન પ્રક્રિયા દરમિયાન, સપાટીનું સ્તર બારીક ઓસ્ટેનાઈટ અનાજ બનાવે છે. શમન કર્યા પછી, સપાટીમાં મુખ્યત્વે ફાઇન માર્ટેન્સાઈટનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં સામાન્ય રીતે પરંપરાગત શમન કરતા 2-3 HRC વધારે હોય છે.
3. સારી સપાટીની ગુણવત્તા: ટૂંકા ગરમીના સમયને કારણે, વર્કપીસની સપાટી ઓક્સિડેશન અને ડીકાર્બ્યુરાઇઝેશન માટે ઓછી સંભાવના ધરાવે છે, અને સારી સપાટીની ગુણવત્તાને સુનિશ્ચિત કરીને ક્વેન્ચિંગ-પ્રેરિત વિરૂપતા ઓછી થાય છે.
4. ઉચ્ચ થાક શક્તિ: સપાટીના સ્તરમાં માર્ટેન્સિટિક તબક્કાનું પરિવર્તન સંકુચિત તણાવ પેદા કરે છે, જે વર્કપીસની થાકની શક્તિને વધારે છે.
5.ઉચ્ચ ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતા: ઇન્ડક્શન સપાટી સખ્તાઇ મોટા પ્રમાણમાં ઉત્પાદન માટે યોગ્ય છે, ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા પ્રદાન કરે છે.

C. રાસાયણિક ગરમી સારવારનું વર્ગીકરણ
કાર્બ્યુરાઇઝિંગ,કાર્બ્યુરાઇઝિંગ,કાર્બરાઇઝિંગ,ક્રોમાઇઝિંગ,સિલિકોનાઇઝિંગ,સિલિકોનાઇઝિંગ,સિલિકોનાઇઝિંગ,કાર્બોનિટ્રાઇડિંગ,બોરોકાર્બ્યુરાઇઝિંગ

ડી.ગેસ કાર્બ્યુરાઇઝિંગ
ગેસ કાર્બ્યુરાઇઝિંગ એ એક પ્રક્રિયા છે જેમાં વર્કપીસને સીલબંધ ગેસ કાર્બ્યુરાઇઝિંગ ભઠ્ઠીમાં મૂકવામાં આવે છે અને તે તાપમાને ગરમ થાય છે જે સ્ટીલને ઓસ્ટેનાઇટમાં પરિવર્તિત કરે છે. પછી, કાર્બ્યુરાઇઝિંગ એજન્ટને ભઠ્ઠીમાં નાખવામાં આવે છે, અથવા કાર્બ્યુરાઇઝિંગ વાતાવરણને સીધું રજૂ કરવામાં આવે છે, જે કાર્બન અણુઓને વર્કપીસની સપાટીના સ્તરમાં ફેલાવવાની મંજૂરી આપે છે. આ પ્રક્રિયા વર્કપીસ સપાટી પર કાર્બન સામગ્રી (wc%) વધારે છે.
√ કાર્બ્યુરાઇઝિંગ એજન્ટો:
•કાર્બન-સમૃદ્ધ વાયુઓ: જેમ કે કોલ ગેસ, લિક્વિફાઈડ પેટ્રોલિયમ ગેસ (LPG), વગેરે.
• કાર્બનિક પ્રવાહી: જેમ કે કેરોસીન, મિથેનોલ, બેન્ઝીન, વગેરે.
√કાર્બરાઇઝિંગ પ્રક્રિયા પરિમાણો:
• કાર્બ્યુરાઇઝિંગ તાપમાન: 920~950°C.
• કાર્બ્યુરાઇઝિંગ સમય: કાર્બ્યુરાઇઝ્ડ સ્તરની ઇચ્છિત ઊંડાઈ અને કાર્બ્યુરાઇઝિંગ તાપમાન પર આધાર રાખે છે.

E. Carburizing પછી હીટ ટ્રીટમેન્ટ
કાર્બ્યુરાઇઝિંગ પછી સ્ટીલને હીટ ટ્રીટમેન્ટમાંથી પસાર થવું આવશ્યક છે.
કાર્બ્યુરાઇઝિંગ પછી હીટ ટ્રીટમેન્ટ પ્રક્રિયા:
√ક્વેન્ચિંગ + લો-ટેમ્પેરેચર ટેમ્પરિંગ
1. પ્રી-કૂલિંગ + લો-ટેમ્પરેચર ટેમ્પરિંગ પછી ડાયરેક્ટ ક્વેન્ચિંગ: વર્કપીસને કાર્બ્યુરાઇઝિંગ તાપમાનથી કોરના Ar₁ તાપમાનથી ઉપર સુધી પ્રી-કૂલ કરવામાં આવે છે અને પછી તરત જ શમન કરવામાં આવે છે, ત્યારબાદ 160~180 °C પર નીચા-તાપમાન ટેમ્પરિંગ આવે છે.
2. પ્રી-કૂલિંગ + લો-ટેમ્પેરેચર ટેમ્પરિંગ પછી સિંગલ ક્વેન્ચિંગ: કાર્બ્યુરાઇઝિંગ પછી, વર્કપીસને ધીમે ધીમે ઓરડાના તાપમાને ઠંડુ કરવામાં આવે છે, પછી શમન અને નીચા-તાપમાન ટેમ્પરિંગ માટે ફરીથી ગરમ કરવામાં આવે છે.
3. પ્રી-કૂલિંગ + લો-ટેમ્પરેચર ટેમ્પરિંગ પછી ડબલ ક્વેન્ચિંગ: કાર્બ્યુરાઇઝિંગ અને ધીમી ઠંડક પછી, વર્કપીસ હીટિંગ અને ક્વેન્ચિંગના બે તબક્કામાંથી પસાર થાય છે, ત્યારબાદ લો-ટેમ્પેરેચર ટેમ્પરિંગ થાય છે.

Ⅴ. સ્ટીલ્સની રાસાયણિક હીટ ટ્રીટમેન્ટ

1.રાસાયણિક ગરમી સારવારની વ્યાખ્યા
રાસાયણિક હીટ ટ્રીટમેન્ટ એ હીટ ટ્રીટમેન્ટ પ્રક્રિયા છે જેમાં સ્ટીલ વર્કપીસને ચોક્કસ સક્રિય માધ્યમમાં મૂકવામાં આવે છે, ગરમ કરવામાં આવે છે અને તાપમાન પર રાખવામાં આવે છે, જેનાથી માધ્યમમાં સક્રિય અણુઓ વર્કપીસની સપાટી પર ફેલાય છે. આ વર્કપીસની સપાટીની રાસાયણિક રચના અને માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરમાં ફેરફાર કરે છે, જેનાથી તેના ગુણધર્મોમાં ફેરફાર થાય છે.
2.રાસાયણિક હીટ ટ્રીટમેન્ટની મૂળભૂત પ્રક્રિયા
વિઘટન: ગરમી દરમિયાન, સક્રિય માધ્યમ વિઘટિત થાય છે, સક્રિય અણુઓને મુક્ત કરે છે.
શોષણ: સક્રિય અણુઓ સ્ટીલની સપાટી દ્વારા શોષાય છે અને સ્ટીલના ઘન દ્રાવણમાં ઓગળી જાય છે.
પ્રસરણ: સ્ટીલની સપાટી પર શોષાયેલા અને ઓગળેલા સક્રિય અણુઓ આંતરિક ભાગમાં સ્થળાંતર કરે છે.
ઇન્ડક્શન સરફેસ હાર્ડનિંગના પ્રકાર
a.ઉચ્ચ-આવર્તન ઇન્ડક્શન હીટિંગ
વર્તમાન આવર્તન: 250~300 kHz.
કઠણ સ્તરની ઊંડાઈ: 0.5~2.0 મીમી.
એપ્લિકેશન્સ: મધ્યમ અને નાના મોડ્યુલ ગિયર્સ અને નાનાથી મધ્યમ કદના શાફ્ટ.
b.મધ્યમ-આવર્તન ઇન્ડક્શન હીટિંગ
વર્તમાન આવર્તન: 2500~8000 kHz.
કઠણ સ્તરની ઊંડાઈ: 2~10 મીમી.
એપ્લિકેશન્સ: મોટી શાફ્ટ અને મોટાથી મધ્યમ મોડ્યુલ ગિયર્સ.
c. પાવર-ફ્રિકવન્સી ઇન્ડક્શન હીટિંગ
વર્તમાન આવર્તન: 50 હર્ટ્ઝ.
કઠણ સ્તરની ઊંડાઈ: 10~15 મીમી.
એપ્લિકેશન્સ: વર્કપીસને ખૂબ જ ઊંડા કઠણ સ્તરની જરૂર હોય છે.

3. ઇન્ડક્શન સરફેસ સખ્તાઇ
ઇન્ડક્શન સરફેસ હાર્ડનિંગનો મૂળભૂત સિદ્ધાંત
ત્વચા પર અસર:
જ્યારે ઇન્ડક્શન કોઇલમાં વૈકલ્પિક પ્રવાહ વર્કપીસની સપાટી પર પ્રવાહને પ્રેરિત કરે છે, ત્યારે મોટાભાગના પ્રેરિત પ્રવાહ સપાટીની નજીક કેન્દ્રિત હોય છે, જ્યારે વર્કપીસના આંતરિક ભાગમાંથી લગભગ કોઈ પ્રવાહ પસાર થતો નથી. આ ઘટનાને ત્વચાની અસર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
ઇન્ડક્શન સરફેસ હાર્ડનિંગનો સિદ્ધાંત:
ત્વચાની અસરના આધારે, વર્કપીસની સપાટી ઝડપથી ઓસ્ટેનિટાઇઝિંગ તાપમાન (થોડી સેકંડમાં 800~1000°C સુધી વધે છે) પર ગરમ થાય છે, જ્યારે વર્કપીસનો આંતરિક ભાગ લગભગ ગરમ થતો નથી. પછી વર્કપીસને પાણીના છંટકાવ દ્વારા ઠંડુ કરવામાં આવે છે, સપાટીને સખ્તાઇ પ્રાપ્ત થાય છે.

ટેમ્પર બરડપણું

4.ટેમ્પર બરડપણું
ક્વેન્ચ્ડ સ્ટીલમાં ટેમ્પરિંગ બરડપણું
ટેમ્પરિંગ બરડપણું એ એવી ઘટનાનો ઉલ્લેખ કરે છે જ્યાં અમુક તાપમાને ટેમ્પર કરવામાં આવે ત્યારે ક્વેન્ચ્ડ સ્ટીલની અસરની કઠિનતા નોંધપાત્ર રીતે ઘટી જાય છે.
ટેમ્પરિંગ બરડપણુંનો પ્રથમ પ્રકાર
તાપમાન શ્રેણી: 250°C થી 350°C.
લાક્ષણિકતાઓ: જો ક્વેન્ચ્ડ સ્ટીલને આ તાપમાનની મર્યાદામાં ટેમ્પર કરવામાં આવે છે, તો તે આ પ્રકારની ટેમ્પરિંગ બરડપણું વિકસાવવાની ખૂબ જ સંભાવના છે, જેને દૂર કરી શકાતી નથી.
ઉકેલ: આ તાપમાનની મર્યાદામાં ક્વેન્ચ્ડ સ્ટીલને ટેમ્પરિંગ કરવાનું ટાળો.
પ્રથમ પ્રકારની ટેમ્પરિંગ બરડતાને લો-ટેમ્પેરેચર ટેમ્પરિંગ બરડપણું અથવા બદલી ન શકાય તેવી ટેમ્પરિંગ બરડપણું તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.

Ⅵ.ટેમ્પરિંગ

1. ટેમ્પરિંગ એ અંતિમ હીટ ટ્રીટમેન્ટ પ્રક્રિયા છે જે શમનને અનુસરે છે.
શા માટે ક્વેન્ચ્ડ સ્ટીલ્સને ટેમ્પરિંગની જરૂર છે?
શમન પછી માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર: શમન કર્યા પછી, સ્ટીલના માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરમાં સામાન્ય રીતે માર્ટેન્સાઇટ અને શેષ ઓસ્ટેનાઇટનો સમાવેશ થાય છે. બંને મેટાસ્ટેબલ તબક્કાઓ છે અને ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં પરિવર્તન કરશે.
માર્ટેન્સાઈટના ગુણધર્મો:માર્ટેન્સાઈટ ઉચ્ચ કઠિનતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે પરંતુ તે ઉચ્ચ બરડપણું (ખાસ કરીને ઉચ્ચ કાર્બન સોય જેવી માર્ટેન્સાઈટમાં) દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, જે ઘણી એપ્લિકેશનો માટેની કામગીરીની આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરતી નથી.
માર્ટેન્સિટિક ટ્રાન્સફોર્મેશનની લાક્ષણિકતાઓ: માર્ટેન્સિટમાં રૂપાંતર ખૂબ જ ઝડપથી થાય છે. શમન કર્યા પછી, વર્કપીસમાં શેષ આંતરિક તાણ હોય છે જે વિરૂપતા અથવા ક્રેકીંગ તરફ દોરી શકે છે.
નિષ્કર્ષ: વર્કપીસને શમન કર્યા પછી સીધો ઉપયોગ કરી શકાતો નથી! આંતરિક તાણ ઘટાડવા અને વર્કપીસની કઠિનતા સુધારવા માટે ટેમ્પરિંગ જરૂરી છે, તેને ઉપયોગ માટે યોગ્ય બનાવે છે.

2. સખ્તાઇ અને સખ્તાઇની ક્ષમતા વચ્ચેનો તફાવત:
સખતતા:
કઠિનતા એ સ્ટીલની ક્ષમતાને દર્શાવે છે કે જે શમન કર્યા પછી સખ્તાઇની ચોક્કસ ઊંડાઈ (કઠણ સ્તરની ઊંડાઈ) હાંસલ કરે છે. તે સ્ટીલની રચના અને માળખું, ખાસ કરીને તેના એલોયિંગ તત્વો અને સ્ટીલના પ્રકાર પર આધાર રાખે છે. સખ્તાઈ એ એક માપ છે કે શમન પ્રક્રિયા દરમિયાન સ્ટીલ તેની જાડાઈ દરમિયાન કેટલી સારી રીતે સખત થઈ શકે છે.
કઠિનતા (સખ્તાઈ ક્ષમતા):
કઠિનતા, અથવા સખ્તાઇ ક્ષમતા, મહત્તમ કઠિનતાનો સંદર્ભ આપે છે જે શમન કર્યા પછી સ્ટીલમાં પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. તે મોટે ભાગે સ્ટીલની કાર્બન સામગ્રીથી પ્રભાવિત છે. ઉચ્ચ કાર્બન સામગ્રી સામાન્ય રીતે ઉચ્ચ સંભવિત કઠિનતા તરફ દોરી જાય છે, પરંતુ આ સ્ટીલના એલોયિંગ તત્વો અને શમન પ્રક્રિયાની અસરકારકતા દ્વારા મર્યાદિત હોઈ શકે છે.

3. સ્ટીલની સખતતા
√ સખ્તાઇનો ખ્યાલ
સખ્તાઇ એ ઓસ્ટેનિટાઇઝિંગ તાપમાનમાંથી શમન કર્યા પછી માર્ટેન્સિટિક સખ્તાઇની ચોક્કસ ઊંડાઈ પ્રાપ્ત કરવાની સ્ટીલની ક્ષમતાનો સંદર્ભ આપે છે. સરળ શબ્દોમાં કહીએ તો, શમન દરમિયાન માર્ટેન્સાઈટ બનાવવાની સ્ટીલની ક્ષમતા છે.
સખતતાનું માપન
સખ્તાઇનું કદ શમન કર્યા પછી નિર્દિષ્ટ પરિસ્થિતિઓ હેઠળ મેળવેલા સખત સ્તરની ઊંડાઈ દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે.
કઠણ સ્તરની ઊંડાઈ: આ વર્કપીસની સપાટીથી તે પ્રદેશ સુધીની ઊંડાઈ છે જ્યાં માળખું અડધા માર્ટેન્સાઈટ છે.
સામાન્ય શમન મીડિયા:
• પાણી
લાક્ષણિકતાઓ: મજબૂત ઠંડક ક્ષમતા સાથે આર્થિક, પરંતુ ઉત્કલન બિંદુની નજીક ઊંચો ઠંડક દર ધરાવે છે, જે અતિશય ઠંડક તરફ દોરી શકે છે.
એપ્લિકેશન: સામાન્ય રીતે કાર્બન સ્ટીલ્સ માટે વપરાય છે.
મીઠું પાણી: પાણીમાં મીઠું અથવા આલ્કલીનું દ્રાવણ, જે પાણીની સરખામણીમાં ઊંચા તાપમાને વધુ ઠંડુ કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે, જે તેને કાર્બન સ્ટીલ્સ માટે યોગ્ય બનાવે છે.
•તેલ
લાક્ષણિકતાઓ: નીચા તાપમાને (ઉકળતા બિંદુની નજીક) પર ધીમો ઠંડક દર પ્રદાન કરે છે, જે અસરકારક રીતે વિરૂપતા અને ક્રેકીંગની વૃત્તિને ઘટાડે છે, પરંતુ ઊંચા તાપમાને નીચી ઠંડક ક્ષમતા ધરાવે છે.
એપ્લિકેશન: એલોય સ્ટીલ્સ માટે યોગ્ય.
પ્રકાર: ક્વેન્ચિંગ ઓઈલ, મશીન ઓઈલ અને ડીઝલ ઈંધણનો સમાવેશ થાય છે.

ગરમીનો સમય
હીટિંગ ટાઈમમાં હીટિંગ રેટ (ઈચ્છિત તાપમાન સુધી પહોંચવામાં લાગેલો સમય) અને હોલ્ડિંગ ટાઈમ (લક્ષ્ય તાપમાન પર જાળવવામાં આવેલ સમય) બંનેનો સમાવેશ થાય છે.
ગરમીનો સમય નક્કી કરવા માટેના સિદ્ધાંતો: સમગ્ર વર્કપીસમાં અંદર અને બહાર એકસમાન તાપમાન વિતરણની ખાતરી કરો.
સંપૂર્ણ ઓસ્ટેનિટાઈઝેશનની ખાતરી કરો અને બનેલ ઓસ્ટેનાઈટ એકસમાન અને સરસ છે.
ગરમીનો સમય નક્કી કરવા માટેનો આધાર:સામાન્ય રીતે પ્રયોગમૂલક સૂત્રોનો ઉપયોગ કરીને અથવા પ્રયોગો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
શમન મીડિયા
બે મુખ્ય પાસાઓ:
a.કૂલિંગ રેટ: ઊંચો ઠંડક દર માર્ટેન્સાઈટની રચનાને પ્રોત્સાહન આપે છે.
b. શેષ તણાવ: ઉચ્ચ ઠંડક દર શેષ તણાવમાં વધારો કરે છે, જે વર્કપીસમાં વિરૂપતા અને ક્રેકીંગ માટે વધુ વલણ તરફ દોરી શકે છે.

Ⅶ.સામાન્યીકરણ

1. સામાન્યીકરણની વ્યાખ્યા
સામાન્યીકરણ એ હીટ ટ્રીટમેન્ટ પ્રક્રિયા છે જેમાં સ્ટીલને Ac3 તાપમાન કરતા 30°C થી 50°C તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે, જે તે તાપમાને રાખવામાં આવે છે, અને પછી સંતુલન સ્થિતિની નજીક માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર મેળવવા માટે એર-કૂલ્ડ થાય છે. એનેલીંગની સરખામણીમાં, નોર્મલાઇઝેશનમાં ઝડપી ઠંડક દર હોય છે, જેના પરિણામે ફાઇનર પર્લાઇટ સ્ટ્રક્ચર (P) અને ઉચ્ચ તાકાત અને કઠિનતા થાય છે.
2. નોર્મલાઇઝેશનનો હેતુ
નોર્મલાઇઝેશનનો હેતુ એનેલીંગની જેમ જ છે.
3. નોર્મલાઇઝિંગની એપ્લિકેશન્સ
• નેટવર્ક સેકન્ડરી સિમેન્ટાઈટ નાબૂદ કરો.
ઓછી જરૂરિયાતો ધરાવતા ભાગો માટે અંતિમ હીટ ટ્રીટમેન્ટ તરીકે સેવા આપો.
•મશિનીબિલિટી સુધારવા માટે નીચા અને મધ્યમ કાર્બન માળખાકીય સ્ટીલ માટે પ્રારંભિક હીટ ટ્રીટમેન્ટ તરીકે કાર્ય કરો.

4.એનીલિંગના પ્રકાર
એનેલીંગનો પ્રથમ પ્રકાર:
હેતુ અને કાર્ય: ધ્યેય તબક્કાના પરિવર્તનને પ્રેરિત કરવાનો નથી પરંતુ સ્ટીલને અસંતુલિત સ્થિતિમાંથી સંતુલિત સ્થિતિમાં સંક્રમણ કરવાનો છે.
પ્રકારો:
• ડિફ્યુઝન એનિલિંગ: અલગતાને દૂર કરીને રચનાને એકરૂપ બનાવવાનો હેતુ છે.
• પુનઃસ્થાપિત એનલીંગ: વર્ક સખ્તાઈની અસરોને દૂર કરીને નમ્રતા પુનઃસ્થાપિત કરે છે.
• સ્ટ્રેસ રિલિફ એનિલિંગ: માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરમાં ફેરફાર કર્યા વિના આંતરિક તણાવ ઘટાડે છે.
એનેલીંગનો બીજો પ્રકાર:
હેતુ અને કાર્ય: માઈક્રોસ્ટ્રક્ચર અને પ્રોપર્ટીઝને બદલવાનો ધ્યેય રાખે છે, એક પરલાઈટ-પ્રબળ માઈક્રોસ્ટ્રક્ચર હાંસલ કરે છે. આ પ્રકાર એ પણ સુનિશ્ચિત કરે છે કે પર્લાઇટ, ફેરાઇટ અને કાર્બાઇડનું વિતરણ અને મોર્ફોલોજી ચોક્કસ જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે.
પ્રકારો:
•સંપૂર્ણ એનિલિંગ: સ્ટીલને Ac3 તાપમાનથી ઉપર ગરમ કરે છે અને પછી એક સમાન પર્લાઇટ માળખું બનાવવા માટે તેને ધીમે ધીમે ઠંડુ કરે છે.
•અપૂર્ણ એનિલિંગ: સ્ટ્રક્ચરને આંશિક રીતે બદલવા માટે સ્ટીલને Ac1 અને Ac3 તાપમાન વચ્ચે ગરમ કરે છે.
• આઇસોથર્મલ એનિલિંગ: સ્ટીલને Ac3 થી ઉપર ગરમ કરે છે, ત્યારબાદ ઇસોથર્મલ તાપમાને ઝડપી ઠંડક અને ઇચ્છિત માળખું પ્રાપ્ત કરવા માટે પકડી રાખે છે.
• સ્ફેરોઇડાઇઝિંગ એનિલિંગ: ગોળાકાર કાર્બાઇડ માળખું ઉત્પન્ન કરે છે, મશીનની ક્ષમતા અને કઠિનતા સુધારે છે.

Ⅷ.1.હીટ ટ્રીટમેન્ટની વ્યાખ્યા
હીટ ટ્રીટમેન્ટ એ એવી પ્રક્રિયાનો ઉલ્લેખ કરે છે જેમાં ધાતુને ગરમ કરવામાં આવે છે, ચોક્કસ તાપમાને રાખવામાં આવે છે, અને પછી તેની આંતરિક રચના અને માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરને બદલવા માટે ઘન સ્થિતિમાં ઠંડુ કરવામાં આવે છે, જેનાથી ઇચ્છિત ગુણધર્મો પ્રાપ્ત થાય છે.
2.હીટ ટ્રીટમેન્ટની લાક્ષણિકતાઓ
હીટ ટ્રીટમેન્ટ વર્કપીસના આકારમાં ફેરફાર કરતી નથી; તેના બદલે, તે સ્ટીલની આંતરિક રચના અને માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરને બદલે છે, જે બદલામાં સ્ટીલના ગુણધર્મોને બદલે છે.
3. ગરમીની સારવારનો હેતુ
હીટ ટ્રીટમેન્ટનો હેતુ સ્ટીલ (અથવા વર્કપીસ) ના યાંત્રિક અથવા પ્રોસેસિંગ ગુણધર્મોને સુધારવાનો, સ્ટીલની સંભવિતતાનો સંપૂર્ણ ઉપયોગ કરવાનો, વર્કપીસની ગુણવત્તાને વધારવાનો અને તેની સેવા જીવનને લંબાવવાનો છે.
4. મુખ્ય નિષ્કર્ષ
ગરમીની સારવાર દ્વારા સામગ્રીના ગુણધર્મોને સુધારી શકાય છે કે કેમ તે ગરમી અને ઠંડકની પ્રક્રિયા દરમિયાન તેના માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર અને બંધારણમાં ફેરફાર થાય છે કે કેમ તેના પર નિર્ભર છે.


પોસ્ટ સમય: ઓગસ્ટ-19-2024