Ⅰ. उष्णता उपचाराची मूलभूत संकल्पना.
A. उष्णता उपचाराची मूलभूत संकल्पना.
चे मूलभूत घटक आणि कार्येउष्णता उपचार:
1.हीटिंग
एकसमान आणि बारीक ऑस्टेनाइट रचना मिळवणे हा उद्देश आहे.
2.होल्डिंग
वर्कपीस पूर्णपणे गरम केले आहे याची खात्री करणे आणि डिकार्ब्युरायझेशन आणि ऑक्सिडेशन रोखणे हे लक्ष्य आहे.
3. थंड करणे
ऑस्टेनाइटचे विविध सूक्ष्म संरचनांमध्ये रूपांतर करणे हा उद्देश आहे.
उष्णता उपचारानंतर मायक्रोस्ट्रक्चर
गरम आणि धरून ठेवल्यानंतर कूलिंग प्रक्रियेदरम्यान, ऑस्टेनाइटचे कूलिंग रेटवर अवलंबून वेगवेगळ्या मायक्रोस्ट्रक्चर्समध्ये रूपांतर होते. विविध मायक्रोस्ट्रक्चर्स भिन्न गुणधर्म प्रदर्शित करतात.
B. उष्णता उपचाराची मूळ संकल्पना.
गरम आणि थंड करण्याच्या पद्धतींवर आधारित वर्गीकरण, तसेच स्टीलची सूक्ष्म रचना आणि गुणधर्म
1.पारंपारिक उष्णता उपचार (एकूण उष्णता उपचार): टेम्परिंग, एनीलिंग, सामान्यीकरण, शमन
2.सर्फेस हीट ट्रीटमेंट:सरफेस क्वेंचिंग,इंडक्शन हीटिंग सरफेस क्वेंचिंग,फ्लेम हिटिंग सरफेस क्वेंचिंग,इलेक्ट्रिकल कॉन्टॅक्ट हीटिंग सरफेस क्वेंचिंग.
3.केमिकल हीट ट्रीटमेंट:कार्ब्युरिझिंग,नायट्राइडिंग,कार्बोनिट्रायडिंग.
4.अन्य उष्णता उपचार:नियंत्रित वातावरणातील उष्णता उपचार, व्हॅक्यूम उष्णता उपचार, विकृती उष्णता उपचार.
C. स्टील्सचे गंभीर तापमान
उष्णतेच्या उपचारादरम्यान गरम करणे, होल्डिंग आणि कूलिंग प्रक्रिया निर्धारित करण्यासाठी स्टीलचे महत्त्वपूर्ण परिवर्तन तापमान हा एक महत्त्वाचा आधार आहे. हे लोह-कार्बन फेज आकृतीद्वारे निर्धारित केले जाते.
मुख्य निष्कर्ष:स्टीलचे वास्तविक गंभीर परिवर्तन तापमान नेहमी सैद्धांतिक गंभीर परिवर्तन तापमानापेक्षा मागे असते. याचा अर्थ असा की गरम करताना जास्त गरम करणे आवश्यक आहे आणि थंड होण्याच्या वेळी अंडरकूलिंग आवश्यक आहे.
Ⅱ.स्टीलचे एनीलिंग आणि सामान्यीकरण
1. एनीलिंगची व्याख्या
एनीलिंगमध्ये स्टीलला गंभीर बिंदूच्या वर किंवा खाली तापमानाला गरम करणे समाविष्ट आहे Ac₁ त्या तापमानावर ते धरून ठेवणे, आणि नंतर हळू हळू थंड करणे, सामान्यत: भट्टीच्या आत, समतोलतेच्या जवळ रचना प्राप्त करणे.
2. एनीलिंगचा उद्देश
①मशीनिंगसाठी कडकपणा समायोजित करा: HB170~230 च्या श्रेणीमध्ये मशीन करण्यायोग्य कठोरता प्राप्त करणे.
②अवशिष्ट तणाव दूर करा: त्यानंतरच्या प्रक्रियेदरम्यान विकृती किंवा क्रॅक होण्यास प्रतिबंध करते.
③ परिष्कृत धान्य संरचना: सूक्ष्म संरचना सुधारते.
④अंतिम उष्णता उपचारासाठी तयारी: त्यानंतरच्या शमन आणि टेम्परिंगसाठी ग्रॅन्युलर (गोलाकार) परलाइट प्राप्त करते.
3.Spheroidizing annealing
प्रक्रिया तपशील: गरम तापमान Ac₁ बिंदू जवळ आहे.
उद्देशः स्टीलमधील सिमेंटाइट किंवा कार्बाइड्सचे गोलाकार (गोलाकार) परलाइट तयार करणे.
लागू श्रेणी: eutectoid आणि hypereutectoid रचना असलेल्या स्टील्ससाठी वापरले जाते.
4. डिफ्यूझिंग एनीलिंग (होमोजेनाइझिंग एनीलिंग)
प्रक्रिया तपशील: हीटिंग तापमान फेज आकृतीवरील सॉल्व्हस रेषेच्या किंचित खाली आहे.
उद्देशः पृथक्करण दूर करणे.
①कमी साठी-कार्बन स्टील0.25% पेक्षा कमी कार्बन सामग्रीसह, पूर्वतयारी उष्णता उपचार म्हणून एनीलिंगपेक्षा सामान्यीकरणास प्राधान्य दिले जाते.
②0.25% आणि 0.50% च्या दरम्यान कार्बन सामग्री असलेल्या मध्यम-कार्बन स्टीलसाठी, एकतर ॲनिलिंग किंवा सामान्यीकरण हे पूर्वतयारी उष्णता उपचार म्हणून वापरले जाऊ शकते.
③ 0.50% आणि 0.75% च्या दरम्यान कार्बन सामग्री असलेल्या मध्यम ते उच्च-कार्बन स्टीलसाठी, पूर्ण ॲनिलिंगची शिफारस केली जाते.
④उच्च साठी-कार्बन स्टील0.75% पेक्षा जास्त कार्बन सामग्रीसह, सामान्यीकरण प्रथम Fe₃C नेटवर्क काढून टाकण्यासाठी वापरले जाते, त्यानंतर गोलाकार ॲनिलिंग केले जाते.
Ⅲ.पोलाद शमन आणि टेम्परिंग
A. शमन करणे
1. क्वेंचिंगची व्याख्या: क्वेंचिंगमध्ये स्टीलला विशिष्ट तापमानाला Ac₃ किंवा Ac₁ बिंदूच्या वर गरम करणे, त्या तापमानाला धरून ठेवणे, आणि नंतर मार्टेन्साइट तयार करण्यासाठी गंभीर शीतकरण दरापेक्षा जास्त दराने थंड करणे समाविष्ट आहे.
2. शमन करण्याचा उद्देश: स्टीलचा कडकपणा आणि परिधान प्रतिरोधकता वाढवण्यासाठी मार्टेन्साईट (किंवा काहीवेळा लोअर बेनाइट) मिळवणे हे प्राथमिक ध्येय आहे. क्वेंचिंग ही स्टीलसाठी सर्वात महत्वाची उष्णता उपचार प्रक्रिया आहे.
3.विविध प्रकारच्या पोलादासाठी शमन तापमान निश्चित करणे
हायपोएटेक्टॉइड स्टील: Ac₃ + 30°C ते 50°C
Eutectoid आणि Hypereutectoid स्टील: Ac₁ + 30°C ते 50°C
मिश्रधातू स्टील: गंभीर तापमानापेक्षा 50°C ते 100°C
4.आदर्श शमन माध्यमाची शीतलक वैशिष्ट्ये:
"नाक" तापमानापूर्वी हळू थंड करणे: थर्मल तणाव पुरेसे कमी करण्यासाठी.
"नाक" तपमानाच्या जवळ उच्च कूलिंग क्षमता: नॉन-मार्टेन्सिटिक स्ट्रक्चर्सची निर्मिती टाळण्यासाठी.
M₅ पॉइंट जवळ मंद कूलिंग: मार्टेन्सिटिक ट्रान्सफॉर्मेशनमुळे होणारा ताण कमी करण्यासाठी.
5. शमन करण्याच्या पद्धती आणि त्यांची वैशिष्ट्ये:
①साधे शमन: ऑपरेट करण्यास सोपे आणि लहान, साध्या-आकाराच्या वर्कपीससाठी योग्य. परिणामी मायक्रोस्ट्रक्चर म्हणजे मार्टेन्साइट (एम).
②दुहेरी शमन: अधिक जटिल आणि नियंत्रित करणे कठीण, जटिल आकाराचे उच्च-कार्बन स्टील आणि मोठ्या मिश्र धातुच्या स्टीलच्या वर्कपीससाठी वापरले जाते. परिणामी मायक्रोस्ट्रक्चर म्हणजे मार्टेन्साइट (एम).
③ब्रोकन क्वेंचिंग: एक अधिक जटिल प्रक्रिया, मोठ्या, जटिल-आकाराच्या मिश्र धातुच्या स्टील वर्कपीससाठी वापरली जाते. परिणामी मायक्रोस्ट्रक्चर म्हणजे मार्टेन्साइट (एम).
④Isothermal Quenching: उच्च आवश्यकता असलेल्या लहान, जटिल-आकाराच्या वर्कपीससाठी वापरले जाते. परिणामी मायक्रोस्ट्रक्चर लोअर बेनाइट (बी) आहे.
6.कठोरतेवर परिणाम करणारे घटक
कडकपणाची पातळी स्टीलमधील सुपरकूल्ड ऑस्टेनाइटच्या स्थिरतेवर अवलंबून असते. सुपरकूल्ड ऑस्टेनाइटची स्थिरता जितकी जास्त असेल तितकी कठोरता चांगली आणि उलट.
सुपरकूल्ड ऑस्टेनाइटच्या स्थिरतेवर परिणाम करणारे घटक:
C-वक्र स्थिती: C-वक्र उजवीकडे सरकल्यास, शमन करण्यासाठी गंभीर शीतकरण दर कमी होतो, कठोरता सुधारते.
मुख्य निष्कर्ष:
C-वक्र उजवीकडे हलवणारा कोणताही घटक स्टीलची कठोरता वाढवतो.
मुख्य घटक:
रासायनिक रचना: कोबाल्ट (Co) वगळता, ऑस्टेनाइटमध्ये विरघळणारे सर्व मिश्रधातू कठोरता वाढवतात.
कार्बन स्टीलमध्ये कार्बनचे प्रमाण युटेक्टॉइड रचनेच्या जितके जवळ असेल तितके C-वक्र उजवीकडे सरकते आणि कठोरता जास्त असते.
7.कठोरपणाचे निर्धारण आणि प्रतिनिधित्व
①एंड क्वेंच हार्डनेबिलिटी टेस्ट: एंड-क्वेंच टेस्ट पद्धत वापरून हार्डनेबिलिटी मोजली जाते.
②Critical Quench Diameter Method: Critical Quench Diameter (D₀) हा स्टीलचा जास्तीत जास्त व्यास दर्शवतो जो विशिष्ट शमन माध्यमात पूर्णपणे कडक केला जाऊ शकतो.
B. टेम्परिंग
1. टेम्परिंगची व्याख्या
टेम्परिंग ही उष्मा उपचार प्रक्रिया आहे जिथे विझवलेले स्टील A₁ बिंदूच्या खाली असलेल्या तापमानात पुन्हा गरम केले जाते, त्या तापमानावर ठेवले जाते आणि नंतर खोलीच्या तापमानाला थंड केले जाते.
2. टेम्परिंगचा उद्देश
अवशिष्ट ताण कमी करा किंवा दूर करा: वर्कपीसचे विकृतीकरण किंवा क्रॅकिंग प्रतिबंधित करते.
अवशिष्ट ऑस्टेनाइट कमी करा किंवा काढून टाका: वर्कपीसचे परिमाण स्थिर करते.
क्वेंच्ड स्टीलचा ठिसूळपणा दूर करा: वर्कपीसच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी मायक्रोस्ट्रक्चर आणि गुणधर्म समायोजित करते.
महत्वाची टीप: पोलाद विझवल्यानंतर ताबडतोब टेम्पर केले पाहिजे.
3.टेम्परिंग प्रक्रिया
1.कमी टेम्परिंग
उद्देशः शमन करणारा ताण कमी करणे, वर्कपीसची कडकपणा सुधारणे आणि उच्च कडकपणा आणि पोशाख प्रतिरोध प्राप्त करणे.
तापमान: 150°C ~ 250°C.
कामगिरी: कडकपणा: एचआरसी 58 ~ 64. उच्च कडकपणा आणि पोशाख प्रतिकार.
ऍप्लिकेशन्स: टूल्स, मोल्ड्स, बेअरिंग्ज, कार्ब्युराइज्ड भाग आणि पृष्ठभाग-कठोर घटक.
2.उच्च टेम्परिंग
उद्देशः पुरेशी ताकद आणि कडकपणासह उच्च कडकपणा प्राप्त करणे.
तापमान: 500°C ~ 600°C.
कार्यप्रदर्शन: कठोरता: HRC 25 ~ 35. चांगले एकूण यांत्रिक गुणधर्म.
अनुप्रयोग: शाफ्ट, गीअर्स, कनेक्टिंग रॉड इ.
थर्मल परिष्करण
व्याख्या: उच्च-तापमान टेम्परिंग नंतर शमन करणे याला थर्मल रिफाइनिंग किंवा फक्त टेम्परिंग म्हणतात. या प्रक्रियेद्वारे उपचार केलेल्या स्टीलची उत्कृष्ट कामगिरी आहे आणि ती मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते.
Ⅳ. स्टीलचे पृष्ठभाग उष्णता उपचार
A.Surface Quenching of Steels
1. पृष्ठभागाच्या कडकपणाची व्याख्या
पृष्ठभाग कडक होणे ही एक उष्णता उपचार प्रक्रिया आहे जी वर्कपीसच्या पृष्ठभागाच्या थराला वेगाने गरम करून ऑस्टेनाइटमध्ये बदलण्यासाठी आणि नंतर त्वरीत थंड करून बळकट करण्यासाठी डिझाइन केलेली आहे. ही प्रक्रिया स्टीलची रासायनिक रचना किंवा सामग्रीची मूळ रचना न बदलता चालते.
2. पृष्ठभाग कडक करणे आणि पोस्ट-हार्डनिंग स्ट्रक्चरसाठी वापरलेली सामग्री
पृष्ठभाग कडक करण्यासाठी वापरलेली सामग्री
ठराविक साहित्य: मध्यम कार्बन स्टील आणि मध्यम कार्बन मिश्र धातु.
पूर्व-उपचार: वैशिष्ट्यपूर्ण प्रक्रिया: टेम्परिंग. मुख्य गुणधर्म गंभीर नसल्यास, त्याऐवजी सामान्यीकरण वापरले जाऊ शकते.
पोस्ट-हार्डनिंग स्ट्रक्चर
पृष्ठभागाची रचना: पृष्ठभागाचा थर सामान्यत: मार्टेन्साइट किंवा बेनाइट सारखी कठोर रचना बनवते, जी उच्च कडकपणा आणि पोशाख प्रतिरोध प्रदान करते.
कोर स्ट्रक्चर: स्टीलचा गाभा सामान्यतः त्याची मूळ रचना राखून ठेवतो, जसे की परलाइट किंवा टेम्पर्ड स्थिती, पूर्व-उपचार प्रक्रियेवर आणि मूळ सामग्रीच्या गुणधर्मांवर अवलंबून असते. हे सुनिश्चित करते की कोर चांगली कडकपणा आणि सामर्थ्य राखते.
B. प्रेरण पृष्ठभागाच्या कडकपणाची वैशिष्ट्ये
1.उच्च गरम तापमान आणि जलद तापमानात वाढ: इंडक्शन पृष्ठभागाच्या कडकपणामध्ये सामान्यत: उच्च गरम तापमान आणि जलद गरम दर यांचा समावेश होतो, ज्यामुळे अल्पावधीत जलद गरम होऊ शकते.
2. पृष्ठभागाच्या थरातील फाइन ऑस्टेनाइट धान्याची रचना: जलद गरम होण्याच्या आणि त्यानंतरच्या शमन प्रक्रियेदरम्यान, पृष्ठभागाचा थर बारीक ऑस्टेनाइट धान्य तयार करतो. शमन केल्यानंतर, पृष्ठभागावर प्रामुख्याने बारीक मार्टेन्साईट असते, ज्याची कडकपणा सामान्यतः पारंपारिक शमनापेक्षा 2-3 HRC जास्त असते.
3. चांगली पृष्ठभाग गुणवत्ता: कमी गरम वेळेमुळे, वर्कपीसच्या पृष्ठभागावर ऑक्सिडेशन आणि डिकार्ब्युरायझेशन कमी होते आणि पृष्ठभागाची चांगली गुणवत्ता सुनिश्चित करून शमन-प्रेरित विकृती कमी होते.
4. उच्च थकवा सामर्थ्य: पृष्ठभागाच्या थरातील मार्टेन्सिटिक फेज परिवर्तनामुळे संकुचित ताण निर्माण होतो, ज्यामुळे वर्कपीसची थकवा शक्ती वाढते.
5.उच्च उत्पादन कार्यक्षमता: इंडक्शन पृष्ठभाग कडक होणे हे मोठ्या प्रमाणावर उत्पादनासाठी योग्य आहे, उच्च परिचालन कार्यक्षमता देते.
C. रासायनिक उष्णता उपचारांचे वर्गीकरण
Carburizing,Carburizing,Carburizing,Chromizing,Siliconizing,Siliconizing,Siliconizing,Carbonitriding,Borocarburizing
डी. गॅस कार्ब्युरिझिंग
गॅस कार्ब्युरायझिंग ही एक प्रक्रिया आहे जिथे वर्कपीस सीलबंद गॅस कार्बरायझिंग भट्टीत ठेवली जाते आणि तापमानात गरम केली जाते ज्यामुळे स्टीलचे ऑस्टेनाइटमध्ये रूपांतर होते. त्यानंतर, भट्टीत एक कार्ब्युरिझिंग एजंट ड्रिप केला जातो, किंवा कार्बन अणूंना वर्कपीसच्या पृष्ठभागाच्या थरात पसरवण्यास अनुमती देऊन कार्बरायझिंग वातावरण थेट सादर केले जाते. या प्रक्रियेमुळे वर्कपीसच्या पृष्ठभागावरील कार्बनचे प्रमाण (wc%) वाढते.
√कार्ब्युरिझिंग एजंट:
•कार्बनयुक्त वायू: जसे की कोळसा वायू, द्रवीभूत पेट्रोलियम वायू (LPG), इ.
•सेंद्रिय द्रव: जसे रॉकेल, मिथेनॉल, बेंझिन इ.
√Carburizing प्रक्रिया पॅरामीटर्स:
कार्बरायझिंग तापमान: 920~950°C.
•कार्ब्युराइजिंग वेळ: कार्ब्युराइज्ड लेयरच्या इच्छित खोलीवर आणि कार्बराइजिंग तापमानावर अवलंबून असते.
E.Carburizing नंतर उष्णता उपचार
कार्ब्युराइझिंगनंतर स्टीलला उष्णता उपचार करणे आवश्यक आहे.
कार्बरायझिंगनंतर उष्णता उपचार प्रक्रिया:
√ शमन + कमी-तापमान टेम्परिंग
1.प्री-कूलिंग + लो-टेम्परेचर टेम्परिंग नंतर डायरेक्ट क्वेंचिंग: वर्कपीस कार्बराइजिंग तापमानापासून कोरच्या Ar₁ तापमानाच्या अगदी वरपर्यंत प्री-कूल्ड केले जाते आणि नंतर लगेच शमन केले जाते, त्यानंतर 160~180°C वर कमी-तापमान टेम्परिंग होते.
2. प्री-कूलिंग + लो-टेम्परेचर टेम्परिंग नंतर सिंगल क्वेंचिंग: कार्बराइजिंग केल्यानंतर, वर्कपीस हळूहळू खोलीच्या तापमानाला थंड केले जाते, नंतर शांत करण्यासाठी आणि कमी-तापमान टेम्परिंगसाठी पुन्हा गरम केले जाते.
3. प्री-कूलिंग + लो-टेम्परेचर टेम्परिंग नंतर डबल क्वेंचिंग: कार्बराइजिंग आणि स्लो कूलिंगनंतर, वर्कपीस गरम आणि शमन करण्याच्या दोन टप्प्यांतून जाते, त्यानंतर कमी-तापमान टेम्परिंग होते.
Ⅴ. स्टील्सचे रासायनिक उष्णता उपचार
1.रासायनिक उष्णता उपचारांची व्याख्या
रासायनिक उष्णता उपचार ही उष्णता उपचार प्रक्रिया आहे ज्यामध्ये स्टील वर्कपीस एका विशिष्ट सक्रिय माध्यमात ठेवली जाते, गरम केली जाते आणि तापमानात ठेवली जाते, ज्यामुळे माध्यमातील सक्रिय अणू वर्कपीसच्या पृष्ठभागावर पसरू शकतात. हे वर्कपीसच्या पृष्ठभागाची रासायनिक रचना आणि मायक्रोस्ट्रक्चर बदलते, ज्यामुळे त्याचे गुणधर्म बदलतात.
2.रासायनिक उष्णता उपचारांची मूलभूत प्रक्रिया
विघटन: गरम करताना, सक्रिय माध्यम विघटित होते, सक्रिय अणू सोडते.
शोषण: सक्रिय अणू स्टीलच्या पृष्ठभागाद्वारे शोषले जातात आणि स्टीलच्या घन द्रावणात विरघळतात.
प्रसार: स्टीलच्या पृष्ठभागावर शोषलेले आणि विरघळलेले सक्रिय अणू आतील भागात स्थलांतरित होतात.
इंडक्शन सरफेस हार्डनिंगचे प्रकार
a.उच्च-फ्रिक्वेंसी इंडक्शन हीटिंग
वर्तमान वारंवारता: 250~300 kHz.
कठोर थर खोली: 0.5~2.0 मिमी.
अनुप्रयोग: मध्यम आणि लहान मॉड्यूल गियर आणि लहान ते मध्यम आकाराचे शाफ्ट.
b.मध्यम-फ्रिक्वेंसी इंडक्शन हीटिंग
वर्तमान वारंवारता: 2500~8000 kHz.
कठोर थर खोली: 2 ~ 10 मिमी.
अनुप्रयोग: मोठे शाफ्ट आणि मोठे ते मध्यम मॉड्यूल गियर.
c. पॉवर-फ्रिक्वेंसी इंडक्शन हीटिंग
वर्तमान वारंवारता: 50 Hz.
कठोर थर खोली: 10 ~ 15 मिमी.
अनुप्रयोग: वर्कपीसेस ज्यांना खूप खोल कडक थर आवश्यक आहे.
3. प्रेरण पृष्ठभाग हार्डनिंग
प्रेरण पृष्ठभाग हार्डनिंगचे मूलभूत तत्त्व
त्वचेवर परिणाम:
जेव्हा इंडक्शन कॉइलमध्ये पर्यायी प्रवाह वर्कपीसच्या पृष्ठभागावर विद्युतप्रवाह प्रेरित करते, तेव्हा बहुतेक प्रेरित विद्युत् प्रवाह पृष्ठभागाजवळ केंद्रित असतो, तर जवळजवळ कोणताही प्रवाह वर्कपीसच्या आतील भागातून जात नाही. या घटनेला त्वचा प्रभाव म्हणून ओळखले जाते.
प्रेरण पृष्ठभाग कठोर करण्याचे सिद्धांत:
त्वचेच्या प्रभावाच्या आधारावर, वर्कपीसची पृष्ठभाग ऑस्टेनिटाइझिंग तापमानास वेगाने गरम होते (काही सेकंदात 800~1000°C पर्यंत वाढते), तर वर्कपीसचा आतील भाग जवळजवळ गरम होत नाही. नंतर वर्कपीस पाण्याच्या फवारणीने थंड केली जाते, पृष्ठभाग कडक होते.
4.स्वभाव ठिसूळपणा
Quenched स्टील मध्ये tempering ठिसूळपणा
टेम्परिंग ठिसूळपणा या घटनेचा संदर्भ देते जेथे विशिष्ट तापमानात टेम्परिंग केल्यावर क्वेंच्ड स्टीलचा प्रभाव कडकपणा लक्षणीयरीत्या कमी होतो.
टेम्परिंग ठिसूळपणाचा पहिला प्रकार
तापमान श्रेणी: 250°C ते 350°C.
वैशिष्ठ्ये: या तापमानाच्या मर्यादेत जर विझवलेले स्टील टेम्पर केलेले असेल, तर अशा प्रकारचे टेम्परिंग ठिसूळपणा विकसित होण्याची दाट शक्यता असते, जी दूर केली जाऊ शकत नाही.
उपाय: या तापमान मर्यादेत क्वेंच्ड स्टीलचे टेम्परिंग टाळा.
पहिल्या प्रकारच्या टेम्परिंग ठिसूळपणाला कमी-तापमान भंगुरपणा किंवा अपरिवर्तनीय टेम्परिंग ठिसूळपणा असेही म्हणतात.
Ⅵ.टेम्परिंग
1. टेम्परिंग ही शेवटची उष्णता उपचार प्रक्रिया आहे जी शमन करते.
क्वेंच्ड स्टील्सला टेम्परिंगची आवश्यकता का आहे?
क्वेंचिंग नंतर मायक्रोस्ट्रक्चर: शमन केल्यानंतर, स्टीलच्या मायक्रोस्ट्रक्चरमध्ये सामान्यत: मार्टेन्साइट आणि अवशिष्ट ऑस्टेनाइट असतात. दोन्ही मेटास्टेबल टप्पे आहेत आणि काही विशिष्ट परिस्थितींमध्ये बदलतील.
मार्टेन्साइटचे गुणधर्म:मार्टेन्साइट उच्च कडकपणाने वैशिष्ट्यीकृत आहे परंतु उच्च ठिसूळपणा (विशेषत: उच्च-कार्बन सुई-सारख्या मार्टेन्साइटमध्ये), जे अनेक अनुप्रयोगांसाठी कार्यक्षमतेची आवश्यकता पूर्ण करत नाही.
मार्टेन्सिटिक ट्रान्सफॉर्मेशनची वैशिष्ट्ये: मार्टेन्साइटमध्ये परिवर्तन खूप वेगाने होते. शमन केल्यानंतर, वर्कपीसमध्ये अवशिष्ट अंतर्गत ताण असतात ज्यामुळे विकृती किंवा क्रॅक होऊ शकतात.
निष्कर्ष: वर्कपीस शमन केल्यानंतर थेट वापरली जाऊ शकत नाही! अंतर्गत ताण कमी करण्यासाठी आणि वर्कपीसची कडकपणा सुधारण्यासाठी टेम्परिंग आवश्यक आहे, ते वापरण्यासाठी योग्य बनवते.
2.कठोरता आणि कठोर क्षमता यातील फरक:
कठोरता:
हार्डनेबिलिटी म्हणजे शमन केल्यानंतर कडकपणाची विशिष्ट खोली (कठोर झालेल्या थराची खोली) साध्य करण्याची स्टीलची क्षमता. हे स्टीलच्या रचना आणि संरचनेवर अवलंबून असते, विशेषतः त्याचे मिश्र धातु घटक आणि स्टीलच्या प्रकारावर. कठोरता हे शमन प्रक्रियेदरम्यान स्टील त्याच्या जाडीमध्ये किती चांगले कठोर होऊ शकते याचे एक मोजमाप आहे.
कडकपणा (कठोर क्षमता):
कडकपणा, किंवा कठोरता क्षमता, शमन केल्यानंतर स्टीलमध्ये मिळवता येणारी जास्तीत जास्त कडकपणा दर्शवते. हे स्टीलच्या कार्बन सामग्रीद्वारे मोठ्या प्रमाणावर प्रभावित होते. उच्च कार्बन सामग्रीमुळे सामान्यतः उच्च संभाव्य कडकपणा येतो, परंतु हे स्टीलच्या मिश्रधातू घटकांमुळे आणि शमन प्रक्रियेच्या परिणामकारकतेमुळे मर्यादित असू शकते.
3. स्टीलची कठोरता
√कठोरतेची संकल्पना
हार्डनेबिलिटी म्हणजे ऑस्टेनिटाइझिंग तापमानापासून शमन केल्यानंतर मार्टेन्सिटिक हार्डनिंगची एक विशिष्ट खोली साध्य करण्याच्या स्टीलच्या क्षमतेला सूचित करते. सोप्या भाषेत, शमन करताना मार्टेन्साइट तयार करण्याची स्टीलची क्षमता आहे.
कठोरतेचे मोजमाप
कडकपणाचा आकार शमन केल्यानंतर निर्दिष्ट परिस्थितीत प्राप्त झालेल्या कठोर थराच्या खोलीद्वारे दर्शविला जातो.
टणक थराची खोली: ही वर्कपीसच्या पृष्ठभागापासून त्या प्रदेशापर्यंतची खोली आहे जिथे रचना अर्धा मार्टेन्साइट आहे.
सामान्य शमन माध्यम:
• पाणी
वैशिष्ट्ये: मजबूत कूलिंग क्षमतेसह किफायतशीर, परंतु उकळत्या बिंदूजवळ उच्च शीतकरण दर आहे, ज्यामुळे जास्त थंड होऊ शकते.
अर्ज: सामान्यत: कार्बन स्टील्ससाठी वापरले जाते.
मीठ पाणी: पाण्यात मीठ किंवा अल्कली यांचे द्रावण, ज्याची पाण्याच्या तुलनेत उच्च तापमानात थंड करण्याची क्षमता जास्त असते, ज्यामुळे ते कार्बन स्टील्ससाठी योग्य बनते.
• तेल
वैशिष्ट्ये: कमी तापमानात (उकळत्या बिंदूजवळ) मंद शीतलक दर प्रदान करते, जे प्रभावीपणे विकृत होणे आणि क्रॅक होण्याची प्रवृत्ती कमी करते, परंतु उच्च तापमानात कमी थंड करण्याची क्षमता असते.
अर्ज: मिश्र धातु स्टील्ससाठी योग्य.
प्रकार: शमन तेल, मशीन तेल आणि डिझेल इंधन समाविष्ट करते.
गरम करण्याची वेळ
गरम होण्याच्या वेळेमध्ये हीटिंग रेट (इच्छित तापमानापर्यंत पोहोचण्यासाठी लागणारा वेळ) आणि होल्डिंग वेळ (लक्ष्य तापमानावर राखलेला वेळ) या दोन्हींचा समावेश असतो.
गरम करण्याची वेळ निश्चित करण्यासाठी तत्त्वे: संपूर्ण वर्कपीसमध्ये, आत आणि बाहेर समान तापमान वितरण सुनिश्चित करा.
पूर्ण ऑस्टेनिटायझेशन सुनिश्चित करा आणि तयार केलेला ऑस्टेनाइट एकसमान आणि बारीक आहे.
गरम होण्याची वेळ निश्चित करण्यासाठी आधार:सामान्यत: अनुभवजन्य सूत्र वापरून अंदाज लावला जातो किंवा प्रयोगाद्वारे निर्धारित केला जातो.
शमन माध्यम
दोन प्रमुख पैलू:
a.कूलिंग रेट: उच्च शीतकरण दर मार्टेन्साइटच्या निर्मितीस प्रोत्साहन देते.
b. अवशिष्ट ताण: उच्च शीतकरण दर अवशिष्ट ताण वाढवते, ज्यामुळे वर्कपीसमध्ये विकृती आणि क्रॅक होण्याची प्रवृत्ती वाढते.
Ⅶ.सामान्यीकरण
1. सामान्यीकरणाची व्याख्या
सामान्यीकरण ही उष्णता उपचार प्रक्रिया आहे ज्यामध्ये स्टीलला Ac3 तापमानापेक्षा 30°C ते 50°C तापमानाला गरम केले जाते, त्या तापमानात ठेवले जाते, आणि नंतर समतोल स्थितीच्या जवळ सूक्ष्म संरचना प्राप्त करण्यासाठी एअर-कूल्ड केले जाते. एनीलिंगच्या तुलनेत, सामान्यीकरणात जलद शीतलक दर असतो, परिणामी एक बारीक परलाइट रचना (P) आणि उच्च सामर्थ्य आणि कडकपणा येतो.
2. सामान्यीकरणाचा उद्देश
सामान्यीकरणाचा उद्देश एनीलिंग सारखाच आहे.
3. सामान्यीकरणाचे अनुप्रयोग
नेटवर्क दुय्यम सिमेंटाइट काढून टाका.
•कमी आवश्यकता असलेल्या भागांसाठी अंतिम उष्णता उपचार म्हणून सर्व्ह करा.
•मशिनक्षमता सुधारण्यासाठी कमी आणि मध्यम कार्बन स्ट्रक्चरल स्टीलसाठी प्रारंभिक उष्णता उपचार म्हणून कार्य करा.
4. एनीलिंगचे प्रकार
एनीलिंगचा पहिला प्रकार:
उद्देश आणि कार्य: ध्येय फेज ट्रान्सफॉर्मेशन प्रेरित करणे नाही तर स्टीलचे असंतुलित स्थितीतून संतुलित स्थितीत संक्रमण करणे आहे.
प्रकार:
• डिफ्यूजन एनीलिंग: पृथक्करण दूर करून रचना एकसंध बनवण्याचा हेतू आहे.
• रीक्रिस्टलायझेशन एनीलिंग: वर्क हार्डनिंगचे परिणाम दूर करून लवचिकता पुनर्संचयित करते.
•तणावमुक्ती ॲनिलिंग: सूक्ष्म संरचना न बदलता अंतर्गत ताण कमी करते.
एनीलिंगचा दुसरा प्रकार:
उद्देश आणि कार्य: मायक्रोस्ट्रक्चर आणि गुणधर्म बदलण्याचे उद्दिष्ट आहे, एक मोत्याचे वर्चस्व असलेली मायक्रोस्ट्रक्चर प्राप्त करणे. हा प्रकार हे देखील सुनिश्चित करतो की परलाइट, फेराइट आणि कार्बाइड्सचे वितरण आणि आकारविज्ञान विशिष्ट आवश्यकता पूर्ण करतात.
प्रकार:
•संपूर्ण एनीलिंग: स्टीलला Ac3 तापमानापेक्षा जास्त गरम करते आणि नंतर एकसमान परलाइट रचना तयार करण्यासाठी हळूहळू थंड करते.
•अपूर्ण ॲनिलिंग: संरचनाचे अंशतः रूपांतर करण्यासाठी Ac1 आणि Ac3 तापमानांदरम्यान स्टील गरम करते.
•आयसोथर्मल एनीलिंग: स्टीलला Ac3 वर गरम करते, त्यानंतर समताप तापमानापर्यंत जलद थंड होते आणि इच्छित संरचना साध्य करण्यासाठी धरून ठेवते.
•स्फेरॉइडाइजिंग ॲनिलिंग: गोलाकार कार्बाईड रचना तयार करते, मशीनक्षमता आणि कडकपणा सुधारते.
Ⅷ.1.उष्मा उपचारांची व्याख्या
उष्णता उपचार म्हणजे अशी प्रक्रिया ज्यामध्ये धातू गरम केली जाते, विशिष्ट तपमानावर धरली जाते आणि नंतर घन स्थितीत असताना त्याची अंतर्गत रचना आणि सूक्ष्म संरचना बदलण्यासाठी थंड केले जाते, ज्यामुळे इच्छित गुणधर्म प्राप्त होतात.
2.उष्मा उपचारांची वैशिष्ट्ये
उष्णता उपचार वर्कपीसचा आकार बदलत नाही; त्याऐवजी, ते स्टीलची अंतर्गत रचना आणि सूक्ष्म संरचना बदलते, ज्यामुळे स्टीलचे गुणधर्म बदलतात.
3.उष्मा उपचाराचा उद्देश
स्टील (किंवा वर्कपीस) चे यांत्रिक किंवा प्रक्रिया गुणधर्म सुधारणे, स्टीलच्या क्षमतेचा पूर्णपणे वापर करणे, वर्कपीसची गुणवत्ता वाढवणे आणि त्याची सेवा आयुष्य वाढवणे हे उष्णता उपचाराचा उद्देश आहे.
4.मुख्य निष्कर्ष
उष्णता उपचाराद्वारे सामग्रीचे गुणधर्म सुधारले जाऊ शकतात की नाही हे गरम आणि थंड प्रक्रियेदरम्यान त्याच्या सूक्ष्म संरचना आणि संरचनेत बदल होतात की नाही यावर गंभीरपणे अवलंबून असते.
पोस्ट वेळ: ऑगस्ट-19-2024