स्टील के चार गर्मी उपचार क्या हैं?

हीट ट्रीटमेंट स्टील निर्माण और प्रसंस्करण में एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है, क्योंकि यह वांछित यांत्रिक गुणों जैसे कठोरता, क्रूरता, शक्ति और लचीलापन को प्राप्त करने के लिए स्टील के माइक्रोस्ट्रक्चर को संशोधित करता है। विभिन्न गर्मी उपचार तकनीकों में, चार मौलिक प्रक्रियाएं स्टील कंडीशनिंग की रीढ़ बनती हैं: एनीलिंग, सामान्यीकरण, शमन और तड़के, और सतह सख्त। प्रत्येक एक अलग उद्देश्य प्रदान करता है और विशिष्ट अनुप्रयोगों के अनुरूप होता है, यह सुनिश्चित करता है कि स्टील अपने इच्छित उपयोग में बेहतर प्रदर्शन करता है।
1। एनीलिंग: नरम और होमोजेनाइजिंग
एनीलिंग एक गर्मी उपचार प्रक्रिया है जो स्टील को नरम करने, इसकी मशीनीकरण में सुधार करने और आंतरिक तनाव को कम करने के लिए डिज़ाइन की गई है। इसमें तीन प्रमुख चरण शामिल होते हैं: स्टील को एक विशिष्ट तापमान (आमतौर पर इसके महत्वपूर्ण तापमान से ऊपर, जहां माइक्रोस्ट्रक्चर ऑस्टेनाइट में बदल जाता है) को गर्म करना, एक समान ताप सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त समय के लिए उस तापमान पर इसे पकड़े हुए, और फिर इसे धीरे -धीरे - आमतौर पर भट्ठी या एक नियंत्रित वातावरण में ठंडा करना।
एनीलिंग का प्राथमिक लक्ष्य स्टील के माइक्रोस्ट्रक्चर को परिष्कृत करना है। उदाहरण के लिए, यदि स्टील काम किया गया है - कठोर (ठंड काम करने से मजबूत, जैसे कि रोलिंग या फोर्जिंग), एनीलिंग अनाज को पुन: प्राप्त करने और अधिक समान संरचना में बढ़ने की अनुमति देकर इसकी लचीलापन को ठीक करता है। यह वेल्डिंग, कास्टिंग या मशीनिंग के कारण होने वाले आंतरिक तनावों को भी समाप्त करता है, जिससे अनड्रेस्ड छोड़ दिया जाने पर युद्ध या क्रैकिंग हो सकता है।
कई प्रकार के एनीलिंग हैं, प्रत्येक विशिष्ट अनुप्रयोगों के साथ:
• पूर्ण एनीलिंग: हाइपोएटेक्टोइड स्टील्स (0.8% से कम कार्बन के साथ) के लिए उपयोग किया जाता है। यह स्टील को महत्वपूर्ण तापमान के ऊपर 50-100 डिग्री एफ (10-38 डिग्री) तक गर्म करता है, इसे पकड़ता है, और फेराइट और पर्लाइट के एक नरम, नमनीय माइक्रोस्ट्रक्चर बनाने के लिए धीरे -धीरे ठंडा होता है।
• प्रोसेस एनीलिंग: विनिर्माण के दौरान काम को कम करने के लिए कम - कार्बन स्टील्स पर लागू होता है। यह स्टील को कम तापमान (महत्वपूर्ण बिंदु के नीचे) तक गर्म करता है और धीरे -धीरे ठंडा हो जाता है, समग्र माइक्रोस्ट्रक्चर को बदलने के बिना लचीलापन को बहाल करता है।
• गोलाकार: उच्च - कार्बन स्टील्स के लिए उपयोग किया जाता है ताकि मशीनीकरण में सुधार हो सके। यह स्टील को महत्वपूर्ण तापमान के ठीक नीचे तक गर्म करता है और इसे एक विस्तारित अवधि के लिए रखता है, जिससे कार्बाइड कण गोलाकार आकृतियों में बन जाते हैं, जो स्टील को नरम और मशीन के लिए आसान बनाता है।
एनीलड स्टील मशीनिंग में आसानी की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है, जैसे कि मोटर वाहन भागों को अंतिम सख्त होने से पहले आकार या ड्रिल करने की आवश्यकता होती है।
2। सामान्यीकरण: शोधन और स्थिरीकरण
सामान्यीकरण एक गर्मी उपचार प्रक्रिया है, जो एनीलिंग के समान है लेकिन तेजी से शीतलन दर के साथ। इसमें अपने महत्वपूर्ण तापमान (आमतौर पर 100-150 डिग्री एफ/38-66 डिग्री से ऊपर) की तुलना में थोड़ा अधिक तापमान में हीटिंग स्टील को शामिल किया गया है, इसे एक समान ऑस्टेनाइटाइजेशन सुनिश्चित करने के लिए पकड़े हुए है, और फिर इसे अभी भी हवा में ठंडा करना है। यह तेजी से शीतलन दर (एनीलिंग की तुलना में) एक महीन, अधिक समान माइक्रोस्ट्रक्चर में परिणाम करती है।
सामान्यीकरण के प्रमुख लाभों में शामिल हैं:
• अनाज संरचना को परिष्कृत करना: यह कास्टिंग, फोर्जिंग, या रोलिंग के दौरान गठित मोटे अनाज को समाप्त करता है, जिसके परिणामस्वरूप एक महीन, अधिक सुसंगत अनाज का आकार होता है। इससे स्टील की ताकत और क्रूरता में सुधार होता है।
• आंतरिक तनावों को कम करना: एनीलिंग की तरह, यह तनावों से राहत देता है लेकिन अत्यधिक नरम होने के कम जोखिम के साथ।
• मानकीकरण गुण: यह स्टील के एक बैच में समान यांत्रिक गुणों को सुनिश्चित करता है, जिससे बाद की प्रक्रियाओं में प्रदर्शन की भविष्यवाणी करना आसान हो जाता है।
सामान्यीकरण का उपयोग अक्सर मध्यम - कार्बन स्टील्स और मिश्र धातु स्टील्स के लिए किया जाता है, जिन्हें ताकत और लचीलापन के संतुलन की आवश्यकता होती है। यह आमतौर पर कास्टिंग, फोर्जिंग और वेल्डेड भागों पर लागू होता है ताकि आगे की प्रक्रिया से पहले उनकी संरचनात्मक स्थिरता में सुधार हो सके। उदाहरण के लिए, ऑटोमोटिव क्रैंकशाफ्ट और औद्योगिक गियर लगातार ताकत सुनिश्चित करने और मशीनिंग के दौरान विकृति के जोखिम को कम करने के लिए सामान्यीकरण से गुजर सकते हैं।
एनीलिंग की तुलना में, सामान्यीकृत स्टील अपने महीन माइक्रोस्ट्रक्चर के कारण थोड़ा कठिन और मजबूत होता है, जिससे यह उन हिस्सों के लिए एक बेहतर विकल्प बन जाता है, जिन्हें पूरी तरह से कठोर स्टील की भंगुरता के बिना मध्यम शक्ति की आवश्यकता होती है।
3। शमन और तड़के: सख्त और सख्त होना
शमन और टेम्परिंग एक दो - चरण प्रक्रिया है जिसे उच्च शक्ति और क्रूरता के साथ स्टील का उत्पादन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है - एक संयोजन जो अन्य उपचारों के साथ प्राप्त करना मुश्किल है।
• शमन: पहले चरण में स्टील को उसके ऑस्टेनिटिक तापमान (महत्वपूर्ण बिंदु के ऊपर) में हीटिंग करना शामिल है, इसे एक समान ऑस्टेनाइट माइक्रोस्ट्रक्चर बनाने के लिए पकड़े हुए है, और फिर पानी, तेल, या बहुलक समाधानों का उपयोग करके इसे तेजी से (शमन) ठंडा करना है। यह तेजी से शीतलन कार्बन परमाणुओं को ऑस्टेनाइट में फँसाता है, माइक्रोस्ट्रक्चर को मार्टेंसाइट - में एक कठिन, भंगुर चरण में बदल देता है जो 60-65 एचआरसी के कठोरता के स्तर तक पहुंच सकता है।
• टेम्परिंग: भंगुरता को कम करने के लिए, बुझती हुई स्टील को तब कम तापमान (आमतौर पर 300-1,300 डिग्री एफ/149-704 डिग्री) तक गर्म किया जाता है और एक अवधि के लिए आयोजित किया जाता है, इसके बाद हवा में ठंडा होता है। टेम्परिंग छोटे कार्बाइड कणों का कारण बनता है, जो मार्टेंसाइट के भीतर बनता है, शमन के दौरान हासिल की गई अधिकांश कठोरता को बनाए रखते हुए भंगुरता को कम करता है। तड़के का तापमान अंतिम गुणों को निर्धारित करता है: कम तापमान (300-500 डिग्री एफ) मध्यम क्रूरता के साथ उच्च कठोरता को बनाए रखता है, जबकि उच्च तापमान (800-1,300 डिग्री एफ) कठोरता को कम करते हैं लेकिन क्रूरता बढ़ाते हैं।
परिणाम एक स्टील है जो शक्ति और क्रूरता को संतुलित करता है - पहनने का विरोध करने के लिए पर्याप्त कठिन लेकिन प्रभाव को झेलने के लिए पर्याप्त कठिन है। यह उच्च - तनाव अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाता है जैसे:
• टूल स्टील: ड्रिल बिट्स, कटिंग टूल्स, और मर जाता है, जो कठोरता और छिलने के प्रतिरोध के लिए बुझा हुआ और टेम्पर्ड स्टील पर निर्भर करता है।
• संरचनात्मक भाग: मोटर वाहन धुरों, निर्माण बोल्ट, और औद्योगिक मशीनरी घटक इस उपचार का उपयोग भारी भार और प्रभावों का सामना करने के लिए करते हैं।
• एयरोस्पेस घटक: उन भागों में उच्च शक्ति की आवश्यकता होती है - से - वजन अनुपात, जैसे कि विमान लैंडिंग गियर, प्रक्रिया से लाभ।
शमन माध्यम का विकल्प अंतिम कठोरता को प्रभावित करता है: पानी शमन तेजी से ठंडा होता है, उच्च कठोरता का उत्पादन करता है लेकिन क्रैकिंग के जोखिम को बढ़ाता है; तेल शमन अधिक धीरे -धीरे ठंडा हो जाता है, क्रैकिंग रिस्क को कम करता है लेकिन जिसके परिणामस्वरूप थोड़ा कम कठोरता होती है। टेम्परिंग तब एप्लिकेशन से मेल खाने के लिए गुणों को समायोजित करता है, यह सुनिश्चित करना कि स्टील पहनने के प्रतिरोध के लिए पर्याप्त कठिन है, लेकिन इतना भंगुर नहीं है कि यह तनाव के तहत फ्रैक्चर करता है।
4। सतह सख्त: सतह को सख्त करना, कोर को संरक्षित करना
सतह सख्त (जिसे केस हार्डनिंग भी कहा जाता है) एक गर्मी उपचार है जो कोर को अपेक्षाकृत नरम और सख्त छोड़ते हुए स्टील की सतह को कठोर करता है। यह उन भागों के लिए आदर्श है जिन्हें घर्षण या घर्षण का सामना करने के लिए - प्रतिरोधी सतह की आवश्यकता होती है, जबकि कठिन कोर प्रभाव और झुकने का विरोध करता है।
सतह के सख्त होने के कई तरीके हैं, जिसमें कार्बोबेरिंग और नाइट्राइडिंग सबसे आम है:
• Carburizing: यह प्रक्रिया कार्बन को कम - कार्बन स्टील की सतह परत में पेश करती है। स्टील को कार्बन -} समृद्ध वातावरण (गैस, तरल, या ठोस) में एक उच्च तापमान (1,600–1,800 डिग्री f/871–982 डिग्री) तक गर्म किया जाता है, जिससे कार्बन सतह में फैलने की अनुमति देता है। Carburizing के बाद, स्टील को उच्च - कार्बन सरफेस लेयर (केस) को सख्त करने के लिए बुझाया जाता है, जबकि कम - कार्बन कोर नरम रहता है। केस की गहराई आवेदन के आधार पर 0.005 से 0.25 इंच तक हो सकती है। कारबरीकृत स्टील का उपयोग गियर, बीयरिंग और शाफ्ट जैसे भागों के लिए किया जाता है, जहां सतह को पहनने का विरोध करना चाहिए लेकिन कोर को प्रभावों को अवशोषित करना चाहिए।
• नाइट्राइडिंग: यह प्रक्रिया कार्बन के बजाय स्टील की सतह में नाइट्रोजन को फैलाती है। यह एक नाइट्रोजन - समृद्ध वायुमंडल में कम तापमान (950–1,150 डिग्री f/510–621 डिग्री) पर किया जाता है, जिससे सतह पर कठोर नाइट्राइड यौगिक बनते हैं। कार्बोरिंग के विपरीत, इसके लिए शमन की आवश्यकता नहीं होती है, जिससे विकृति के जोखिम को कम किया जाता है। नाइट्रिड स्टील में उत्कृष्ट पहनने के प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध होता है, जो वाल्व स्टेम, हाइड्रोलिक सिलेंडर और मशीन टूल गाइड जैसे भागों के लिए उपयुक्त है।
अन्य सतह सख्त तरीकों में लौ सख्त होना (एक लौ और शमन के साथ सतह को गर्म करना) और इंडक्शन हार्डनिंग (सतह को गर्म करने और फिर शमन करने के लिए विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का उपयोग करके) शामिल हैं। ये बड़े भागों के लिए उपयोग की जाने वाली तेज प्रक्रियाएं हैं जहां केवल विशिष्ट क्षेत्रों को सख्त करने की आवश्यकता होती है, जैसे कि बड़े गियर के दांत या रेल पटरियों के पहनने की सतह।
चार उपचारों की तुलना कैसे करें​
प्रत्येक गर्मी उपचार प्रक्रिया अलग -अलग तरीकों से स्टील के गुणों को संशोधित करती है:
• एनीलिंग अधिकतम लचीलापन और मशीनीकरण को कम करता है लेकिन ताकत को कम करता है।
• एक परिष्कृत माइक्रोस्ट्रक्चर के साथ संतुलन शक्ति और लचीलापन को सामान्य करना।
• शमन और तड़के उच्च शक्ति और क्रूरता को प्राप्त करते हैं।
• सतह सख्त एक कठिन कोर के साथ एक कठिन, पहनें - प्रतिरोधी सतह बनाती है।
उपचार का विकल्प स्टील की रचना, वांछित गुणों और अनुप्रयोग पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, एक रिंच को ताकत और क्रूरता के लिए बुझाने और टेम्पर्ड स्टील की आवश्यकता होती है, जबकि एक गियर को अपने दांतों पर पहनने का विरोध करने के लिए कार्बोबेरिंग की आवश्यकता हो सकती है।
निष्कर्ष
स्टील के चार प्राथमिक गर्मी उपचार - annealing, सामान्यीकरण, शमन और तड़के, और सतह सख्त - प्रत्येक विशिष्ट आवश्यकताओं के लिए स्टील के गुणों को सिलाई करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। नरम और समरूपता को कम करना, परिष्कृत करना, रिफाइन और स्थिर करना, शमन और तड़के को संतुलित करना, शक्ति और क्रूरता, और सतह की सख्त होना कोर क्रूरता को संरक्षित करते हुए पहनने से बचाता है। इन प्रक्रियाओं को समझने से, निर्माता और इंजीनियर यह सुनिश्चित करने के लिए सही उपचार का चयन कर सकते हैं कि स्टील सरल फास्टनरों से लेकर जटिल एयरोस्पेस घटकों तक के अनुप्रयोगों में मज़बूती से प्रदर्शन करता है।