शमन, तड़का, सामान्यीकरण और एनीलिंग के अनुप्रयोगों को समझना

1. शमन

1. शमन क्या है?
शमन स्टील के लिए उपयोग की जाने वाली एक ताप उपचार प्रक्रिया है। इस प्रक्रिया में, स्टील को महत्वपूर्ण तापमान Ac3 (हाइपरयूटेक्टॉइड स्टील के लिए) या Ac1 (हाइपरयूटेक्टॉइड स्टील के लिए) से ऊपर के तापमान पर गर्म किया जाता है। फिर इसे स्टील को पूरी तरह या आंशिक रूप से ऑस्टेनिटाइज़ करने के लिए कुछ समय के लिए इस तापमान पर रखा जाता है, और फिर इसे मार्टेंसाइट में बदलने के लिए महत्वपूर्ण शीतलन दर से अधिक शीतलन दर पर तुरंत Ms से नीचे ठंडा किया जाता है (या Ms के पास इज़ोटेर्मली रखा जाता है)। या बैनाइट)। शमन का उपयोग ठोस समाधान उपचार और एल्यूमीनियम मिश्र धातु, तांबा मिश्र धातु, टाइटेनियम मिश्र धातु और टेम्पर्ड ग्लास जैसी सामग्रियों को तेजी से ठंडा करने के लिए भी किया जाता है।

2. शमन का उद्देश्य:

1) धातु उत्पादों या भागों के यांत्रिक गुणों में सुधार करें। उदाहरण के लिए, यह उपकरण, बियरिंग आदि की कठोरता और पहनने के प्रतिरोध को बढ़ाता है, स्प्रिंग्स की लोचदार सीमा को बढ़ाता है, शाफ्ट भागों के समग्र यांत्रिक गुणों में सुधार करता है, आदि।

2) विशिष्ट प्रकार के स्टील की सामग्री या रासायनिक गुणों को बढ़ाने के लिए, जैसे स्टेनलेस स्टील के संक्षारण प्रतिरोध में सुधार करना या चुंबकीय स्टील के स्थायी चुंबकत्व को बढ़ाना, शमन मीडिया का सावधानीपूर्वक चयन करना और शमन के दौरान सही शमन विधि का उपयोग करना महत्वपूर्ण है। शमन और शीतलन प्रक्रिया. आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली शमन विधियों में एकल-तरल शमन, डबल-तरल शमन, श्रेणीबद्ध शमन, इज़ोटेर्मल शमन और स्थानीय शमन शामिल हैं। प्रत्येक विधि के अपने विशिष्ट अनुप्रयोग और लाभ हैं।

3. शमन के बाद, स्टील वर्कपीस निम्नलिखित विशेषताएं प्रदर्शित करते हैं:

- मार्टेंसाइट, बैनाइट और अवशिष्ट ऑस्टेनाइट जैसी अस्थिर संरचनाएं मौजूद हैं।
- आंतरिक तनाव अधिक रहता है।
- यांत्रिक गुण आवश्यकताओं को पूरा नहीं करते हैं। नतीजतन, स्टील वर्कपीस आमतौर पर शमन के बाद तड़के से गुजरते हैं।

2. तड़का लगाना

1. तड़का क्या है?

टेम्परिंग एक ताप उपचार प्रक्रिया है जिसमें बुझी हुई धातु सामग्री या भागों को एक विशिष्ट तापमान पर गर्म करना, एक निश्चित अवधि के लिए तापमान बनाए रखना और फिर उन्हें एक विशिष्ट तरीके से ठंडा करना शामिल है। शमन के तुरंत बाद तड़का लगाया जाता है और आमतौर पर वर्कपीस के ताप उपचार में यह अंतिम चरण होता है। शमन और तड़के की संयुक्त प्रक्रिया को अंतिम उपचार कहा जाता है।

2. शमन और तड़के के मुख्य उद्देश्य हैं:
- बुझे हुए भागों में आंतरिक तनाव और भंगुरता को कम करने के लिए तड़का लगाना आवश्यक है। यदि समय पर ढंग से तड़का नहीं लगाया गया, तो शमन के कारण होने वाले उच्च तनाव और भंगुरता के कारण ये हिस्से ख़राब हो सकते हैं या टूट सकते हैं।
- विभिन्न प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए वर्कपीस के यांत्रिक गुणों, जैसे कठोरता, ताकत, प्लास्टिसिटी और क्रूरता को समायोजित करने के लिए टेम्परिंग का भी उपयोग किया जा सकता है।
- इसके अतिरिक्त, टेम्परिंग यह सुनिश्चित करके वर्कपीस के आकार को स्थिर करने में मदद करता है कि बाद के उपयोग के दौरान कोई विरूपण नहीं होता है, क्योंकि यह मेटलोग्राफिक संरचना को स्थिर करता है।
- टेम्परिंग से कुछ मिश्र धातु स्टील्स के काटने के प्रदर्शन में भी सुधार हो सकता है।

3. तड़के की भूमिका है:
यह सुनिश्चित करने के लिए कि वर्कपीस स्थिर रहे और उपयोग के दौरान कोई संरचनात्मक परिवर्तन न हो, संरचना की स्थिरता में सुधार करना महत्वपूर्ण है। इसमें आंतरिक तनाव को खत्म करना शामिल है, जो बदले में ज्यामितीय आयामों को स्थिर करने और वर्कपीस के प्रदर्शन को बेहतर बनाने में मदद करता है। इसके अतिरिक्त, टेम्परिंग विशिष्ट उपयोग आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए स्टील के यांत्रिक गुणों को समायोजित करने में मदद कर सकता है।

टेम्परिंग के ये प्रभाव होते हैं क्योंकि जब तापमान बढ़ता है, तो परमाणु गतिविधि बढ़ जाती है, जिससे स्टील में लोहे, कार्बन और अन्य मिश्र धातु तत्वों के परमाणु तेजी से फैल जाते हैं। यह परमाणुओं को पुनर्व्यवस्थित करने, अस्थिर, असंतुलित संरचना को स्थिर, संतुलित संरचना में बदलने में सक्षम बनाता है।

जब स्टील को टेम्पर्ड किया जाता है, तो कठोरता और ताकत कम हो जाती है जबकि प्लास्टिसिटी बढ़ जाती है। यांत्रिक गुणों में इन परिवर्तनों की सीमा तड़के के तापमान पर निर्भर करती है, उच्च तापमान के कारण अधिक परिवर्तन होते हैं। मिश्र धातु तत्वों की उच्च सामग्री वाले कुछ मिश्र धातु इस्पात में, एक निश्चित तापमान सीमा में तड़के से महीन धातु यौगिकों की वर्षा हो सकती है। इससे ताकत और कठोरता बढ़ती है, एक घटना जिसे द्वितीयक सख्तता के रूप में जाना जाता है।

तड़के की आवश्यकताएँ: भिन्नमशीनीकृत हिस्सेविशिष्ट उपयोग आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए विभिन्न तापमानों पर तड़के की आवश्यकता होती है। यहां विभिन्न प्रकार के वर्कपीस के लिए अनुशंसित टेम्परिंग तापमान दिए गए हैं:
1. काटने के उपकरण, बीयरिंग, कार्बराइज्ड और बुझने वाले हिस्से, और सतह बुझने वाले हिस्से आमतौर पर 250 डिग्री सेल्सियस से कम तापमान पर टेम्पर्ड होते हैं। इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप कठोरता में न्यूनतम परिवर्तन होता है, आंतरिक तनाव कम होता है और कठोरता में थोड़ा सुधार होता है।
2. उच्च लोच और आवश्यक कठोरता प्राप्त करने के लिए स्प्रिंग्स को 350-500°C के मध्यम तापमान पर तड़का लगाया जाता है।
3. मध्यम-कार्बन संरचनात्मक स्टील से बने हिस्सों को ताकत और क्रूरता का इष्टतम संयोजन प्राप्त करने के लिए आमतौर पर 500-600 डिग्री सेल्सियस के उच्च तापमान पर तड़का लगाया जाता है।

जब स्टील को लगभग 300°C पर तड़का लगाया जाता है, तो यह अधिक भंगुर हो सकता है, इस घटना को पहले प्रकार की तड़का भंगुरता के रूप में जाना जाता है। सामान्यतः इस तापमान सीमा में तड़का नहीं लगाना चाहिए। कुछ मध्यम-कार्बन मिश्र धातु संरचनात्मक स्टील्स में भी भंगुरता होने का खतरा होता है यदि उन्हें उच्च तापमान के तापमान के बाद धीरे-धीरे कमरे के तापमान तक ठंडा किया जाता है, जिसे दूसरे प्रकार की टेम्पर्ड भंगुरता के रूप में जाना जाता है। स्टील में मोलिब्डेनम मिलाने या तड़के के दौरान तेल या पानी में ठंडा करने से दूसरे प्रकार की टेम्परेचर भंगुरता को रोका जा सकता है। दूसरे प्रकार के टेम्पर्ड भंगुर स्टील को मूल टेम्परिंग तापमान पर दोबारा गर्म करने से यह भंगुरता समाप्त हो सकती है।

उत्पादन में, टेम्परिंग तापमान का चुनाव वर्कपीस की प्रदर्शन आवश्यकताओं पर निर्भर करता है। टेम्परिंग को विभिन्न ताप तापमानों के आधार पर निम्न-तापमान टेम्परिंग, मध्यम-तापमान टेम्परिंग और उच्च-तापमान टेम्परिंग में वर्गीकृत किया गया है। ताप उपचार प्रक्रिया जिसमें शमन के बाद उच्च तापमान पर तड़का लगाना शामिल होता है, उसे तड़का कहा जाता है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च शक्ति, अच्छी प्लास्टिसिटी और कठोरता प्राप्त होती है।

- कम तापमान वाला तड़का: 150-250°C, एम तड़का। यह प्रक्रिया आंतरिक तनाव और भंगुरता को कम करती है, प्लास्टिसिटी और कठोरता में सुधार करती है, और उच्च कठोरता और पहनने के प्रतिरोध में परिणाम देती है। इसका उपयोग आमतौर पर मापने के उपकरण, काटने के उपकरण, रोलिंग बेयरिंग आदि बनाने के लिए किया जाता है।
- मध्यम-तापमान तड़का: 350-500°C, टी तड़का। इस टेम्परिंग प्रक्रिया के परिणामस्वरूप उच्च लोच, निश्चित प्लास्टिसिटी और कठोरता होती है। इसका उपयोग आमतौर पर स्प्रिंग्स, फोर्जिंग डाई आदि के निर्माण के लिए किया जाता है।
- उच्च तापमान तड़का: 500-650°C, S तड़का। इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप अच्छे व्यापक यांत्रिक गुण प्राप्त होते हैं और इसका उपयोग अक्सर गियर, क्रैंकशाफ्ट आदि बनाने के लिए किया जाता है।

3. सामान्यीकरण

1. सामान्यीकरण क्या है?

सीएनसी प्रक्रियासामान्यीकरण एक ताप उपचार है जिसका उपयोग स्टील की कठोरता को बढ़ाने के लिए किया जाता है। स्टील के घटक को AC3 तापमान से 30 से 50°C के बीच के तापमान पर गर्म किया जाता है, कुछ समय के लिए उस तापमान पर रखा जाता है, और फिर भट्टी के बाहर हवा में ठंडा किया जाता है। सामान्यीकरण में एनीलिंग की तुलना में तेजी से ठंडा करना शामिल है लेकिन शमन की तुलना में धीमी गति से ठंडा करना शामिल है। इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप स्टील में परिष्कृत क्रिस्टल दाने बनते हैं, ताकत, कठोरता में सुधार होता है (जैसा कि AKV मान से संकेत मिलता है), और घटक की दरार पड़ने की प्रवृत्ति कम हो जाती है। सामान्यीकरण से लो-अलॉय हॉट-रोल्ड स्टील प्लेट्स, लो-अलॉय स्टील फोर्जिंग और कास्टिंग के व्यापक यांत्रिक गुणों में काफी वृद्धि हो सकती है, साथ ही कटिंग प्रदर्शन में भी सुधार हो सकता है।

2. सामान्यीकरण के निम्नलिखित उद्देश्य और उपयोग हैं:

1. हाइपरयूटेक्टॉइड स्टील: सामान्यीकरण का उपयोग कास्टिंग, फोर्जिंग और वेल्डमेंट में अत्यधिक गर्म मोटे-दानेदार और विडमैनस्टेटन संरचनाओं के साथ-साथ लुढ़का सामग्री में बैंडेड संरचनाओं को खत्म करने के लिए किया जाता है। यह अनाज को परिष्कृत करता है और इसे बुझाने से पहले प्री-हीट उपचार के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।

2. हाइपरयूटेक्टॉइड स्टील: सामान्यीकरण नेटवर्क सेकेंडरी सीमेंटाइट को खत्म कर सकता है और पर्लाइट को परिष्कृत कर सकता है, यांत्रिक गुणों में सुधार कर सकता है और बाद में गोलाकार एनीलिंग की सुविधा प्रदान कर सकता है।

3. कम-कार्बन, गहराई से खींची गई पतली स्टील प्लेटें: सामान्यीकरण से अनाज सीमा पर मुक्त सीमेंटाइट को खत्म किया जा सकता है, जिससे गहरी-ड्राइंग प्रदर्शन में सुधार होता है।

4. कम-कार्बन स्टील और कम-कार्बन कम-मिश्र धातु स्टील: सामान्यीकरण से महीन, परतदार मोती संरचनाएं प्राप्त की जा सकती हैं, कठोरता को HB140-190 तक बढ़ाया जा सकता है, काटने के दौरान "चाकू चिपकने" की घटना से बचा जा सकता है, और मशीनेबिलिटी में सुधार किया जा सकता है। ऐसी स्थितियों में जहां मध्यम-कार्बन स्टील के लिए सामान्यीकरण और एनीलिंग दोनों का उपयोग किया जा सकता है, सामान्यीकरण अधिक किफायती और सुविधाजनक है।

5. साधारण मध्यम-कार्बन संरचनात्मक स्टील: जब उच्च यांत्रिक गुणों की आवश्यकता नहीं होती है, तो शमन और उच्च तापमान तड़के के बजाय सामान्यीकरण का उपयोग किया जा सकता है, जिससे प्रक्रिया सरल हो जाती है और स्थिर स्टील संरचना और आकार सुनिश्चित होता है।

6. उच्च तापमान सामान्यीकरण (एसी 3 से ऊपर 150-200 डिग्री सेल्सियस): उच्च तापमान पर उच्च प्रसार दर के कारण कास्टिंग और फोर्जिंग के घटक पृथक्करण को कम करना। मोटे अनाजों को बाद में दूसरे तापमान पर सामान्य करके परिष्कृत किया जा सकता है।

7. भाप टर्बाइनों और बॉयलरों में उपयोग किए जाने वाले निम्न और मध्यम-कार्बन मिश्र धातु इस्पात: सामान्यीकरण का उपयोग बैनाइट संरचना प्राप्त करने के लिए किया जाता है, इसके बाद 400-550 डिग्री सेल्सियस पर अच्छे रेंगने के प्रतिरोध के लिए उच्च तापमान का तड़का लगाया जाता है।

8. स्टील के हिस्सों और स्टील सामग्री के अलावा, पर्लाइट मैट्रिक्स प्राप्त करने और लचीले लोहे की ताकत में सुधार करने के लिए नमनीय लोहे के ताप उपचार में सामान्यीकरण का भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। सामान्यीकरण की विशेषताओं में वायु शीतलन शामिल है, इसलिए परिवेश का तापमान, स्टैकिंग विधि, वायु प्रवाह और वर्कपीस आकार सभी का सामान्यीकरण के बाद संरचना और प्रदर्शन पर प्रभाव पड़ता है। सामान्यीकरण संरचना का उपयोग मिश्र धातु इस्पात के वर्गीकरण विधि के रूप में भी किया जा सकता है। आमतौर पर, मिश्र धातु इस्पात को 25 मिमी से 900 डिग्री सेल्सियस के व्यास वाले नमूने को गर्म करने के बाद वायु शीतलन द्वारा प्राप्त संरचना के आधार पर, पर्लाइट स्टील, बैनाइट स्टील, मार्टेंसाइट स्टील और ऑस्टेनाइट स्टील में वर्गीकृत किया जाता है।

4. एनीलिंग

1. एनीलिंग क्या है?
एनीलिंग धातु के लिए एक ताप उपचार प्रक्रिया है। इसमें धातु को एक विशिष्ट तापमान तक धीरे-धीरे गर्म करना, एक निश्चित अवधि के लिए उस तापमान पर बनाए रखना और फिर उचित दर पर ठंडा करना शामिल है। एनीलिंग को पूर्ण एनीलिंग, अपूर्ण एनीलिंग और तनाव राहत एनीलिंग में वर्गीकृत किया जा सकता है। एनील्ड सामग्रियों के यांत्रिक गुणों का मूल्यांकन तन्य परीक्षण या कठोरता परीक्षण के माध्यम से किया जा सकता है। कई स्टील्स की आपूर्ति एनील्ड अवस्था में की जाती है। स्टील की कठोरता का मूल्यांकन रॉकवेल कठोरता परीक्षक का उपयोग करके किया जा सकता है, जो एचआरबी कठोरता को मापता है। पतली स्टील प्लेटों, स्टील स्ट्रिप्स और पतली दीवार वाले स्टील पाइपों के लिए, एचआरटी कठोरता को मापने के लिए एक सतह रॉकवेल कठोरता परीक्षक का उपयोग किया जा सकता है।

2. एनीलिंग का उद्देश्य है:
- विरूपण और दरार को रोकने के लिए कास्टिंग, फोर्जिंग, रोलिंग और वेल्डिंग प्रक्रियाओं में स्टील के कारण होने वाले विभिन्न संरचनात्मक दोषों और अवशिष्ट तनावों को सुधारें या समाप्त करेंडाई कास्टिंग भाग.
- काटने के लिए वर्कपीस को नरम करें।
- वर्कपीस के यांत्रिक गुणों को बढ़ाने के लिए अनाज को परिष्कृत करें और संरचना में सुधार करें।
- अंतिम ताप उपचार (शमन और तड़का) के लिए संरचना तैयार करें।

3. सामान्य एनीलिंग प्रक्रियाएं हैं:
① पूर्ण एनीलिंग।
कास्टिंग, फोर्जिंग और वेल्डिंग के बाद मध्यम और निम्न कार्बन स्टील के यांत्रिक गुणों में सुधार करने के लिए, मोटे अतिरंजित संरचना को परिष्कृत करना आवश्यक है। इस प्रक्रिया में वर्कपीस को उस बिंदु से 30-50 ℃ ऊपर के तापमान पर गर्म करना शामिल है, जिस पर सभी फेराइट ऑस्टेनाइट में बदल जाते हैं, इस तापमान को कुछ समय तक बनाए रखते हैं, और फिर धीरे-धीरे वर्कपीस को भट्टी में ठंडा करते हैं। जैसे ही वर्कपीस ठंडा होगा, ऑस्टेनाइट एक बार फिर बदल जाएगा, जिसके परिणामस्वरूप एक बेहतर स्टील संरचना तैयार होगी।

② गोलाकार एनीलिंग।
फोर्जिंग के बाद टूल स्टील और बेयरिंग स्टील की उच्च कठोरता को कम करने के लिए, आपको वर्कपीस को उस तापमान तक गर्म करना होगा जो उस बिंदु से 20-40 ℃ ऊपर है जिस पर स्टील ऑस्टेनाइट बनना शुरू कर देता है, इसे गर्म रखें और फिर इसे धीरे-धीरे ठंडा करें। जैसे ही वर्कपीस ठंडा होता है, पर्लाइट में मौजूद लैमेलर सीमेंटाइट गोलाकार आकार में बदल जाता है, जिससे स्टील की कठोरता कम हो जाती है।

③ इज़ोटेर्मल एनीलिंग।
इस प्रक्रिया का उपयोग कटिंग प्रसंस्करण के लिए उच्च निकल और क्रोमियम सामग्री वाले कुछ मिश्र धातु संरचनात्मक स्टील्स की उच्च कठोरता को कम करने के लिए किया जाता है। आमतौर पर, स्टील को तेजी से ऑस्टेनाइट के सबसे अस्थिर तापमान तक ठंडा किया जाता है और फिर एक विशिष्ट अवधि के लिए गर्म तापमान पर रखा जाता है। इससे ऑस्टेनाइट ट्रूस्टाइट या सॉर्बाइट में बदल जाता है, जिसके परिणामस्वरूप कठोरता कम हो जाती है।

④ पुनर्क्रिस्टलीकरण एनीलिंग।
इस प्रक्रिया का उपयोग धातु के तारों और पतली प्लेटों की कठोरता को कम करने के लिए किया जाता है जो कोल्ड ड्राइंग और कोल्ड रोलिंग के दौरान होती है। धातु को ऐसे तापमान पर गर्म किया जाता है जो आम तौर पर उस बिंदु से 50-150℃ नीचे होता है जिस पर स्टील ऑस्टेनाइट बनना शुरू होता है। यह काम-कठोरता के प्रभाव को खत्म करने और धातु को नरम करने की अनुमति देता है।

⑤ ग्राफिटाइजेशन एनीलिंग।
उच्च सीमेंटाइट सामग्री वाले कच्चे लोहे को अच्छी प्लास्टिसिटी के साथ जाली लोहे में बदलने के लिए, प्रक्रिया में कास्टिंग को लगभग 950 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करना, एक विशिष्ट अवधि के लिए इस तापमान को बनाए रखना और फिर सीमेंटाइट को तोड़ने के लिए इसे उचित रूप से ठंडा करना शामिल है। फ़्लोकुलेंट ग्रेफ़ाइट उत्पन्न करें।

⑥ डिफ्यूजन एनीलिंग।
इस प्रक्रिया का उपयोग मिश्र धातु कास्टिंग की रासायनिक संरचना को बराबर करने और उनके प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए किया जाता है। इस विधि में कास्टिंग को पिघले बिना उच्चतम संभव तापमान तक गर्म करना, इस तापमान को लंबे समय तक बनाए रखना और फिर धीरे-धीरे इसे ठंडा करना शामिल है। यह मिश्र धातु में विभिन्न तत्वों को फैलने और समान रूप से वितरित होने की अनुमति देता है।

⑦ तनाव से राहत एनीलिंग।
इस प्रक्रिया का उपयोग स्टील कास्टिंग और वेल्डेड भागों में आंतरिक तनाव को कम करने के लिए किया जाता है। ऐसे स्टील उत्पादों के लिए जो 100-200℃ से कम तापमान पर गर्म करने के बाद ऑस्टेनाइट बनाना शुरू करते हैं, आंतरिक तनाव को खत्म करने के लिए उन्हें गर्म रखा जाना चाहिए और फिर हवा में ठंडा किया जाना चाहिए।

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