Ⅰ.उष्णतेच्या उपचाराची मूलभूत संकल्पना.
अ. उष्णता उपचाराची मूलभूत संकल्पना.
चे मूलभूत घटक आणि कार्येउष्णता उपचार:
१. गरम करणे
एकसमान आणि बारीक ऑस्टेनाइट रचना मिळवणे हा उद्देश आहे.
२. धरून ठेवणे
वर्कपीस पूर्णपणे गरम केले आहे याची खात्री करणे आणि डीकार्ब्युरायझेशन आणि ऑक्सिडेशन रोखणे हे ध्येय आहे.
३. थंड करणे
ऑस्टेनाइटचे वेगवेगळ्या सूक्ष्म संरचनांमध्ये रूपांतर करणे हे उद्दिष्ट आहे.
उष्णता उपचारानंतर सूक्ष्म रचना
गरम केल्यानंतर आणि धरून ठेवल्यानंतर थंड होण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान, ऑस्टेनाइट थंड होण्याच्या दरानुसार वेगवेगळ्या सूक्ष्म रचनांमध्ये रूपांतरित होते. वेगवेगळ्या सूक्ष्म रचनांमध्ये वेगवेगळे गुणधर्म असतात.
ब. उष्णता उपचाराची मूलभूत संकल्पना.
उष्णता आणि थंड करण्याच्या पद्धतींवर आधारित वर्गीकरण, तसेच स्टीलची सूक्ष्म रचना आणि गुणधर्म
१. पारंपारिक उष्णता उपचार (एकूण उष्णता उपचार): टेम्परिंग, अॅनिलिंग, सामान्यीकरण, शमन
२. पृष्ठभाग उष्णता उपचार: पृष्ठभाग शमन, इंडक्शन हीटिंग पृष्ठभाग शमन, ज्वाला तापविणे पृष्ठभाग शमन, विद्युत संपर्क हीटिंग पृष्ठभाग शमन.
३.रासायनिक उष्णता उपचार: कार्बरायझिंग, नायट्राइडिंग, कार्बोनिट्रायडिंग.
४.इतर उष्णता उपचार: नियंत्रित वातावरण उष्णता उपचार, व्हॅक्यूम उष्णता उपचार, विकृती उष्णता उपचार.
C. स्टील्सचे गंभीर तापमान
उष्णता उपचारादरम्यान गरम करणे, धरून ठेवणे आणि थंड करणे या प्रक्रिया निश्चित करण्यासाठी स्टीलचे गंभीर परिवर्तन तापमान हा एक महत्त्वाचा आधार आहे. ते लोह-कार्बन फेज आकृतीद्वारे निश्चित केले जाते.
मुख्य निष्कर्ष:स्टीलचे प्रत्यक्ष क्रिटिकल ट्रान्सफॉर्मेशन तापमान नेहमीच सैद्धांतिक क्रिटिकल ट्रान्सफॉर्मेशन तापमानापेक्षा मागे असते. याचा अर्थ असा की गरम करताना जास्त गरम होणे आवश्यक असते आणि थंड करताना अंडरकूलिंग आवश्यक असते.
Ⅱ. स्टीलचे अॅनिलिंग आणि सामान्यीकरण
१. अॅनिलिंगची व्याख्या
अॅनिलिंगमध्ये स्टीलला त्या तापमानाला धरून ठेवलेल्या गंभीर बिंदू Ac₁ च्या वर किंवा खाली तापमानाला गरम करणे आणि नंतर हळूहळू थंड करणे, सामान्यतः भट्टीत, समतोल जवळची रचना साध्य करणे समाविष्ट आहे.
२. अॅनिलिंगचा उद्देश
①मशीनिंगसाठी कडकपणा समायोजित करा: HB170~230 च्या श्रेणीत मशीन करण्यायोग्य कडकपणा प्राप्त करणे.
②अवशिष्ट ताण कमी करा: त्यानंतरच्या प्रक्रियेदरम्यान विकृती किंवा क्रॅकिंग प्रतिबंधित करते.
③ धान्याची रचना परिष्कृत करा: सूक्ष्म रचना सुधारते.
④अंतिम उष्णता उपचाराची तयारी: त्यानंतरच्या शमन आणि टेम्परिंगसाठी दाणेदार (गोलाकार) मोती मिळवते.
३. स्फेरोइडायझिंग अॅनिलिंग
प्रक्रियेचे तपशील: गरम करण्याचे तापमान Ac₁ बिंदूजवळ आहे.
उद्देश: स्टीलमधील सिमेंटाइट किंवा कार्बाइड्सना गोलाकार करणे, ज्यामुळे दाणेदार (गोलाकार) मोती तयार होते.
लागू श्रेणी: युटेक्टॉइड आणि हायपरयुटेक्टॉइड रचना असलेल्या स्टील्ससाठी वापरली जाते.
४. डिफ्यूजिंग अॅनिलिंग (होमोजेनाइजिंग अॅनिलिंग)
प्रक्रियेचे तपशील: तापण्याचे तापमान फेज आकृतीवरील सोल्वस रेषेपेक्षा थोडे खाली आहे.
उद्देश: पृथक्करण दूर करणे.
①कमीसाठी-कार्बन स्टील०.२५% पेक्षा कमी कार्बन सामग्रीसह, पूर्वतयारी उष्णता उपचार म्हणून अॅनिलिंगपेक्षा सामान्यीकरणाला प्राधान्य दिले जाते.
②०.२५% आणि ०.५०% च्या दरम्यान कार्बन सामग्री असलेल्या मध्यम-कार्बन स्टीलसाठी, तयारीच्या उष्मा उपचार म्हणून अॅनिलिंग किंवा नॉर्मलायझिंगचा वापर केला जाऊ शकतो.
③ ०.५०% आणि ०.७५% च्या दरम्यान कार्बन सामग्री असलेल्या मध्यम ते उच्च-कार्बन स्टीलसाठी, पूर्ण अॅनिलिंग करण्याची शिफारस केली जाते.
④उच्च साठी-कार्बन स्टील०.७५% पेक्षा जास्त कार्बन सामग्रीसह, सामान्यीकरण प्रथम Fe₃C नेटवर्क काढून टाकण्यासाठी वापरले जाते, त्यानंतर स्फेरोइडायझिंग अॅनिलिंग केले जाते.
Ⅲ. स्टीलचे शमन आणि तापविणे
अ. शमन करणे
१. शमन करण्याची व्याख्या: शमन करण्यामध्ये स्टीलला Ac₃ किंवा Ac₁ बिंदूपेक्षा एका विशिष्ट तापमानाला गरम करणे, त्या तापमानाला धरून ठेवणे आणि नंतर मार्टेन्साइट तयार करण्यासाठी गंभीर शमन दरापेक्षा जास्त दराने थंड करणे समाविष्ट आहे.
२. शमन करण्याचा उद्देश: स्टीलची कडकपणा आणि पोशाख प्रतिरोधकता वाढवण्यासाठी मार्टेन्साइट (किंवा कधीकधी कमी बेनाइट) मिळवणे हे प्राथमिक ध्येय आहे. शमन करणे ही स्टीलसाठी सर्वात महत्वाच्या उष्णता उपचार प्रक्रियेपैकी एक आहे.
३. वेगवेगळ्या प्रकारच्या स्टीलसाठी शमन तापमान निश्चित करणे
हायपोयुटेक्टॉइड स्टील: Ac₃ + 30°C ते 50°C
युटेक्टॉइड आणि हायपरयुटेक्टॉइड स्टील: Ac₁ + 30°C ते 50°C
मिश्रधातूचे स्टील: गंभीर तापमानापेक्षा ५०°C ते १००°C जास्त
४. आदर्श शमन माध्यमाची शीतकरण वैशिष्ट्ये:
"नाक" तापमानापूर्वी मंद थंडीकरण: थर्मल ताण पुरेसा कमी करण्यासाठी.
"नाक" तापमानाजवळ उच्च शीतकरण क्षमता: नॉन-मार्टेन्सिटिक संरचनांची निर्मिती टाळण्यासाठी.
M₅ पॉइंटजवळ मंद थंडीकरण: मार्टेन्सिटिक ट्रान्सफॉर्मेशनमुळे निर्माण होणारा ताण कमी करण्यासाठी.
५.शमन पद्धती आणि त्यांची वैशिष्ट्ये:
① साधे क्वेंचिंग: वापरण्यास सोपे आणि लहान, साध्या आकाराच्या वर्कपीससाठी योग्य. परिणामी सूक्ष्म रचना मार्टेन्साइट (M) आहे.
②डबल क्वेंचिंग: अधिक जटिल आणि नियंत्रित करणे कठीण, जटिल-आकाराच्या उच्च-कार्बन स्टील आणि मोठ्या मिश्र धातु स्टील वर्कपीससाठी वापरले जाते. परिणामी सूक्ष्म रचना मार्टेन्साइट (M) आहे.
③तुटलेले शमन: मोठ्या, जटिल आकाराच्या मिश्र धातुच्या स्टीलच्या वर्कपीससाठी वापरली जाणारी एक अधिक जटिल प्रक्रिया. परिणामी सूक्ष्म रचना मार्टेन्साइट (M) आहे.
④आयसोथर्मल क्वेंचिंग: उच्च आवश्यकता असलेल्या लहान, जटिल-आकाराच्या वर्कपीससाठी वापरले जाते. परिणामी सूक्ष्म रचना कमी बेनाइट (B) असते.
६. कडकपणावर परिणाम करणारे घटक
स्टीलमधील सुपरकूल्ड ऑस्टेनाइटच्या स्थिरतेवर कडकपणाची पातळी अवलंबून असते. सुपरकूल्ड ऑस्टेनाइटची स्थिरता जितकी जास्त असेल तितकी कडकपणा चांगली असेल आणि उलटही.
सुपरकूल्ड ऑस्टेनाइटच्या स्थिरतेवर परिणाम करणारे घटक:
सी-वक्रची स्थिती: जर सी-वक्र उजवीकडे सरकला, तर शमन करण्यासाठीचा गंभीर शीतकरण दर कमी होतो, ज्यामुळे कडकपणा सुधारतो.
मुख्य निष्कर्ष:
सी-वक्र उजवीकडे हलवणारा कोणताही घटक स्टीलची कडकपणा वाढवतो.
मुख्य घटक:
रासायनिक रचना: कोबाल्ट (Co) वगळता, ऑस्टेनाइटमध्ये विरघळणारे सर्व मिश्रधातू कठोरता वाढवतात.
कार्बन स्टीलमधील कार्बनचे प्रमाण युटेक्टॉइड रचनेच्या जितके जवळ असेल तितके सी-वक्र उजवीकडे सरकते आणि कडकपणा जास्त असतो.
७. कडकपणाचे निर्धारण आणि प्रतिनिधित्व
①एंड क्वेंच हार्डनेबिलिटी टेस्ट: एंड-क्वेंच टेस्ट पद्धती वापरून कडकपणा मोजला जातो.
②क्रिटिकल क्वेंच व्यास पद्धत: क्रिटिकल क्वेंच व्यास (D₀) हा स्टीलचा जास्तीत जास्त व्यास दर्शवतो जो विशिष्ट क्वेंचिंग माध्यमात पूर्णपणे कडक केला जाऊ शकतो.
ब. टेम्परिंग
१. टेम्परिंगची व्याख्या
टेम्परिंग ही एक उष्णता उपचार प्रक्रिया आहे जिथे क्वेंच केलेले स्टील A₁ बिंदूपेक्षा कमी तापमानाला पुन्हा गरम केले जाते, त्या तापमानाला धरले जाते आणि नंतर खोलीच्या तापमानाला थंड केले जाते.
२. 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.
विझवलेल्या स्टीलचा ठिसूळपणा दूर करते: वर्कपीसच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी सूक्ष्म रचना आणि गुणधर्म समायोजित करते.
महत्वाची सूचना: स्टीलला शमन केल्यानंतर लगेच टेम्पर करावे.
३.टेम्परिंग प्रक्रिया
१. कमी तापमान
उद्देश: शमन ताण कमी करणे, वर्कपीसची कडकपणा सुधारणे आणि उच्च कडकपणा आणि पोशाख प्रतिरोध प्राप्त करणे.
तापमान: १५०°C ~ २५०°C.
कामगिरी: कडकपणा: HRC 58 ~ 64. उच्च कडकपणा आणि पोशाख प्रतिरोधकता.
अनुप्रयोग: साधने, साचे, बेअरिंग्ज, कार्बराइज्ड भाग आणि पृष्ठभाग-कठोर केलेले घटक.
२.उच्च तापदायकता
उद्देश: पुरेशी ताकद आणि कडकपणासह उच्च कणखरता प्राप्त करणे.
तापमान: ५००°C ~ ६००°C.
कामगिरी: कडकपणा: HRC २५ ~ ३५. एकूण चांगले यांत्रिक गुणधर्म.
अनुप्रयोग: शाफ्ट, गीअर्स, कनेक्टिंग रॉड्स इ.
थर्मल रिफायनिंग
व्याख्या: उच्च-तापमान टेम्परिंगनंतर शमन करणे याला थर्मल रिफायनिंग किंवा फक्त टेम्परिंग म्हणतात. या प्रक्रियेद्वारे प्रक्रिया केलेले स्टील उत्कृष्ट एकूण कामगिरी करते आणि मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.
Ⅳ. स्टीलची पृष्ठभागाची उष्णता उपचार
अ. स्टील्सची पृष्ठभाग शमन करणे
१. पृष्ठभाग कडक करण्याची व्याख्या
पृष्ठभाग कडक होणे ही एक उष्णता उपचार प्रक्रिया आहे जी वर्कपीसच्या पृष्ठभागाच्या थराला बळकट करण्यासाठी डिझाइन केलेली आहे ज्यामुळे ते जलद गरम करून पृष्ठभागाच्या थराचे ऑस्टेनाइटमध्ये रूपांतर होते आणि नंतर ते जलद थंड होते. ही प्रक्रिया स्टीलची रासायनिक रचना किंवा सामग्रीच्या गाभ्याची रचना बदलल्याशिवाय केली जाते.
२. पृष्ठभाग कडक करण्यासाठी आणि कडक झाल्यानंतरच्या संरचनेसाठी वापरले जाणारे साहित्य
पृष्ठभाग कडक करण्यासाठी वापरले जाणारे साहित्य
ठराविक साहित्य: मध्यम कार्बन स्टील आणि मध्यम कार्बन मिश्र धातु स्टील.
पूर्व-उपचार: सामान्य प्रक्रिया: टेम्परिंग. जर कोर गुणधर्म गंभीर नसतील तर त्याऐवजी सामान्यीकरण वापरले जाऊ शकते.
कडक झाल्यानंतरची रचना
पृष्ठभागाची रचना: पृष्ठभागाचा थर सामान्यतः मार्टेन्साइट किंवा बेनाइट सारखी कडक रचना बनवतो, जी उच्च कडकपणा आणि पोशाख प्रतिरोध प्रदान करते.
गाभ्याची रचना: स्टीलचा गाभ्या सामान्यतः त्याची मूळ रचना, जसे की परलाइट किंवा टेम्पर्ड स्थिती, पूर्व-उपचार प्रक्रियेवर आणि बेस मटेरियलच्या गुणधर्मांवर अवलंबून टिकवून ठेवतो. यामुळे गाभ्याची चांगली कडकपणा आणि ताकद टिकून राहते याची खात्री होते.
B. प्रेरण पृष्ठभाग कडक होण्याची वैशिष्ट्ये
१.उच्च ताप तापमान आणि जलद तापमान वाढ: इंडक्शन पृष्ठभाग कडक होण्यामध्ये सामान्यतः उच्च ताप तापमान आणि जलद ताप दर असतात, ज्यामुळे कमी वेळात जलद ताप होऊ शकतो.
२. पृष्ठभागाच्या थरातील बारीक ऑस्टेनाइट धान्य रचना: जलद ताप आणि त्यानंतरच्या शमन प्रक्रियेदरम्यान, पृष्ठभागाचा थर बारीक ऑस्टेनाइट धान्य तयार करतो. शमन केल्यानंतर, पृष्ठभागावर प्रामुख्याने बारीक मार्टेन्साइट असते, ज्याची कडकपणा सामान्यतः पारंपारिक शमनपेक्षा २-३ HRC जास्त असते.
३. पृष्ठभागाची चांगली गुणवत्ता: कमी गरम वेळेमुळे, वर्कपीस पृष्ठभाग ऑक्सिडेशन आणि डीकार्बरायझेशनला कमी प्रवण असतो आणि शमन-प्रेरित विकृती कमीत कमी होते, ज्यामुळे पृष्ठभागाची चांगली गुणवत्ता सुनिश्चित होते.
४.उच्च थकवा शक्ती: पृष्ठभागाच्या थरातील मार्टेन्सिटिक फेज ट्रान्सफॉर्मेशनमुळे संकुचित ताण निर्माण होतो, ज्यामुळे वर्कपीसची थकवा शक्ती वाढते.
५.उच्च उत्पादन कार्यक्षमता: इंडक्शन पृष्ठभाग कडक होणे हे मोठ्या प्रमाणात उत्पादनासाठी योग्य आहे, जे उच्च कार्यक्षमता प्रदान करते.
C. रासायनिक उष्णता उपचारांचे वर्गीकरण
कार्बरायझिंग, कार्बरायझिंग, कार्बरायझिंग, क्रोमायझिंग, सिलिकॉनायझिंग, सिलिकॉनायझिंग, सिलिकॉनायझिंग, कार्बोनिट्रायडिंग, बोरोकार्बरायझिंग
D. गॅस कार्ब्युरायझिंग
गॅस कार्ब्युरायझिंग ही एक प्रक्रिया आहे ज्यामध्ये वर्कपीस एका सीलबंद गॅस कार्ब्युरायझिंग भट्टीत ठेवली जाते आणि अशा तापमानाला गरम केली जाते ज्यामुळे स्टील ऑस्टेनाइटमध्ये रूपांतरित होते. नंतर, एक कार्ब्युरायझिंग एजंट भट्टीत टाकला जातो किंवा कार्ब्युरायझिंग वातावरण थेट आणले जाते, ज्यामुळे कार्बन अणू वर्कपीसच्या पृष्ठभागाच्या थरात पसरतात. या प्रक्रियेमुळे वर्कपीसच्या पृष्ठभागावर कार्बनचे प्रमाण (wc%) वाढते.
√कार्बरायझिंग एजंट्स:
•कार्बनयुक्त वायू: जसे की कोळसा वायू, द्रवीभूत पेट्रोलियम वायू (एलपीजी) इ.
•सेंद्रिय द्रव: जसे की रॉकेल, मिथेनॉल, बेंझिन इ.
√कार्बरायझिंग प्रक्रिया पॅरामीटर्स:
• कार्ब्युरायझिंग तापमान: ९२०~९५०°C.
• कार्बराइजिंग वेळ: कार्बराइज्ड थराच्या इच्छित खोलीवर आणि कार्बराइजिंग तापमानावर अवलंबून असते.
कार्बरायझेशन नंतर उष्णतेचे उपचार
कार्बरायझेशननंतर स्टीलला उष्णता उपचार करावे लागतात.
कार्बरायझेशन नंतर उष्णता उपचार प्रक्रिया:
√शमन + कमी तापमानात तापवणे
१. प्री-कूलिंग + कमी-तापमान टेम्परिंग नंतर थेट शमन: वर्कपीस कार्ब्युरायझिंग तापमानापासून कोरच्या Ar₁ तापमानाच्या अगदी वर प्री-कूल्ड केले जाते आणि नंतर लगेच शमन केले जाते, त्यानंतर १६०~१८०°C वर कमी-तापमान टेम्परिंग केले जाते.
२. प्री-कूलिंग नंतर सिंगल क्वेंचिंग + कमी-तापमानाचे टेम्परिंग: कार्ब्युरायझिंग नंतर, वर्कपीस हळूहळू खोलीच्या तापमानाला थंड केले जाते, नंतर क्वेंचिंग आणि कमी-तापमानाचे टेम्परिंगसाठी पुन्हा गरम केले जाते.
३. प्री-कूलिंग + कमी-तापमान टेम्परिंग नंतर डबल क्वेंचिंग: कार्बरायझिंग आणि स्लो कूलिंग नंतर, वर्कपीस गरम आणि क्वेंचिंगच्या दोन टप्प्यांमधून जाते, त्यानंतर कमी-तापमान टेम्परिंग होते.
Ⅴ. स्टील्सचे रासायनिक उष्णता उपचार
१.रासायनिक उष्णता उपचाराची व्याख्या
रासायनिक उष्णता उपचार ही एक उष्णता उपचार प्रक्रिया आहे ज्यामध्ये स्टील वर्कपीस एका विशिष्ट सक्रिय माध्यमात ठेवली जाते, गरम केली जाते आणि तापमानावर धरली जाते, ज्यामुळे माध्यमातील सक्रिय अणू वर्कपीसच्या पृष्ठभागावर पसरू शकतात. यामुळे वर्कपीसच्या पृष्ठभागाची रासायनिक रचना आणि सूक्ष्म रचना बदलते, ज्यामुळे त्याचे गुणधर्म बदलतात.
२.रासायनिक उष्णता उपचाराची मूलभूत प्रक्रिया
विघटन: गरम करताना, सक्रिय माध्यम विघटित होते, सक्रिय अणू सोडते.
शोषण: सक्रिय अणू स्टीलच्या पृष्ठभागावर शोषले जातात आणि स्टीलच्या घन द्रावणात विरघळतात.
प्रसार: स्टीलच्या पृष्ठभागावर शोषलेले आणि विरघळलेले सक्रिय अणू आतील भागात स्थलांतरित होतात.
इंडक्शन पृष्ठभाग कडक करण्याचे प्रकार
a. उच्च-फ्रिक्वेंसी इंडक्शन हीटिंग
वर्तमान वारंवारता: २५०~३०० kHz.
कडक थर खोली: ०.५~२.० मिमी.
अनुप्रयोग: मध्यम आणि लहान मॉड्यूल गीअर्स आणि लहान ते मध्यम आकाराचे शाफ्ट.
b. मध्यम-वारंवारता प्रेरण हीटिंग
वर्तमान वारंवारता: २५००~८००० kHz.
कडक थराची खोली: २~१० मिमी.
अनुप्रयोग: मोठे शाफ्ट आणि मोठे ते मध्यम मॉड्यूल गीअर्स.
c. पॉवर-फ्रिक्वेंसी इंडक्शन हीटिंग
वर्तमान वारंवारता: ५० हर्ट्झ.
कडक थराची खोली: १०~१५ मिमी.
अनुप्रयोग: खूप खोल कडक थर आवश्यक असलेल्या वर्कपीस.
३. इंडक्शन पृष्ठभाग कडक करणे
इंडक्शन पृष्ठभाग कडक करण्याचे मूलभूत तत्व
त्वचेवर परिणाम:
जेव्हा इंडक्शन कॉइलमधील अल्टरनेटिंग करंट वर्कपीसच्या पृष्ठभागावर प्रवाहित करतो, तेव्हा प्रेरित करंटचा बहुतांश भाग पृष्ठभागाजवळ केंद्रित असतो, तर जवळजवळ कोणताही प्रवाह वर्कपीसच्या आतील भागातून जात नाही. या घटनेला स्किन इफेक्ट म्हणून ओळखले जाते.
इंडक्शन पृष्ठभाग कडक करण्याचे तत्व:
त्वचेच्या परिणामावर आधारित, वर्कपीसची पृष्ठभाग ऑस्टेनायझिंग तापमानापर्यंत वेगाने गरम केली जाते (काही सेकंदात 800~1000°C पर्यंत वाढते), तर वर्कपीसचा आतील भाग जवळजवळ गरम न होता राहतो. नंतर वर्कपीस पाण्याच्या फवारणीने थंड केले जाते, ज्यामुळे पृष्ठभाग कडक होतो.
४. स्वभाव ठिसूळपणा
क्वेंच्ड स्टीलमध्ये ठिसूळपणा कमी करणे
टेम्परिंग ब्रेकलेनेस म्हणजे अशा घटनेला सूचित करते जिथे विशिष्ट तापमानाला टेम्पर केल्यावर क्वेंच्ड स्टीलची इम्पॅक्ट टफनेस लक्षणीयरीत्या कमी होते.
पहिल्या प्रकारचा तापदायक ठिसूळपणा
तापमान श्रेणी: २५०°C ते ३५०°C.
वैशिष्ट्ये: जर क्वेंच्ड स्टीलला या तापमान मर्यादेत टेम्पर केले तर त्यात अशा प्रकारची टेम्परिंग ठिसूळपणा निर्माण होण्याची शक्यता जास्त असते, जी दूर करता येत नाही.
उपाय: या तापमान मर्यादेत क्वेंच्ड स्टीलला टेम्परिंग करणे टाळा.
पहिल्या प्रकारच्या टेम्परिंग ब्रेकलेनेसला कमी-तापमान टेम्परिंग ब्रेकलेनेस किंवा अपरिवर्तनीय टेम्परिंग ब्रेकलेनेस असेही म्हणतात.
Ⅵ.टेम्परिंग
१. टेम्परिंग ही अंतिम उष्णता उपचार प्रक्रिया आहे जी शमन केल्यानंतर होते.
क्वेंच्ड स्टील्सना टेम्परिंगची आवश्यकता का असते?
शमन केल्यानंतर सूक्ष्म रचना: शमन केल्यानंतर, स्टीलच्या सूक्ष्म रचनामध्ये सामान्यतः मार्टेन्साइट आणि अवशिष्ट ऑस्टेनाइट असतात. दोन्ही मेटास्टेबल टप्पे आहेत आणि काही विशिष्ट परिस्थितीत ते रूपांतरित होतील.
मार्टेन्साइटचे गुणधर्म: मार्टेन्साइटमध्ये उच्च कडकपणा असतो परंतु उच्च ठिसूळपणा देखील असतो (विशेषतः उच्च-कार्बन सुईसारख्या मार्टेन्साइटमध्ये), जो अनेक अनुप्रयोगांसाठी कामगिरी आवश्यकता पूर्ण करत नाही.
मार्टेन्सिटिक ट्रान्सफॉर्मेशनची वैशिष्ट्ये: मार्टेन्साइटमध्ये रूपांतर खूप वेगाने होते. शमन केल्यानंतर, वर्कपीसमध्ये उर्वरित अंतर्गत ताण असतो ज्यामुळे विकृतीकरण किंवा क्रॅकिंग होऊ शकते.
निष्कर्ष: वर्कपीस क्वेंचिंग केल्यानंतर थेट वापरता येत नाही! अंतर्गत ताण कमी करण्यासाठी आणि वर्कपीसची कडकपणा सुधारण्यासाठी, ते वापरण्यासाठी योग्य बनवण्यासाठी टेम्परिंग आवश्यक आहे.
२. कडकपणा आणि कडकपणा क्षमता यातील फरक:
कडकपणा:
कडकपणा म्हणजे स्टीलची शमन केल्यानंतर विशिष्ट प्रमाणात कडक होण्याची (कडक झालेल्या थराची खोली) क्षमता. ते स्टीलच्या रचना आणि संरचनेवर, विशेषतः त्याच्या मिश्रधातू घटकांवर आणि स्टीलच्या प्रकारावर अवलंबून असते. कडकपणा म्हणजे शमन प्रक्रियेदरम्यान स्टील त्याच्या जाडीत किती चांगले कडक होऊ शकते याचे मोजमाप.
कडकपणा (कडक करण्याची क्षमता):
कडकपणा किंवा कडक करण्याची क्षमता म्हणजे स्टीलमध्ये शमन केल्यानंतर मिळवता येणारी जास्तीत जास्त कडकपणा. स्टीलमधील कार्बन सामग्रीचा यावर मोठा प्रभाव पडतो. कार्बन सामग्री जास्त असल्यास सामान्यतः उच्च संभाव्य कडकपणा येतो, परंतु स्टीलच्या मिश्रधातू घटकांमुळे आणि शमन प्रक्रियेच्या प्रभावीतेमुळे हे मर्यादित असू शकते.
३. स्टीलची कडकपणा
√ कडकपणाची संकल्पना
कडकपणा म्हणजे ऑस्टेनायझिंग तापमानापासून शमन केल्यानंतर मार्टेन्सिटिक कडकपणाची विशिष्ट खोली गाठण्याची स्टीलची क्षमता. सोप्या भाषेत सांगायचे तर, शमन करताना मार्टेन्साइट तयार करण्याची स्टीलची क्षमता.
कडकपणाचे मोजमाप
कडकपणाचा आकार शमन झाल्यानंतर निर्दिष्ट परिस्थितीत मिळवलेल्या कडक थराच्या खोलीवरून दर्शविला जातो.
कडक थराची खोली: ही वर्कपीसच्या पृष्ठभागापासून रचना अर्ध्या मार्टेन्साइट असलेल्या प्रदेशापर्यंतची खोली आहे.
सामान्य शमन माध्यमे:
•पाणी
वैशिष्ट्ये: किफायतशीर आणि मजबूत थंड करण्याची क्षमता, परंतु उकळत्या बिंदूजवळ उच्च थंड होण्याचा दर आहे, ज्यामुळे जास्त थंड होऊ शकते.
वापर: सामान्यतः कार्बन स्टील्ससाठी वापरले जाते.
खारे पाणी: पाण्यात मीठ किंवा अल्कली असलेले द्रावण, ज्याची पाण्याच्या तुलनेत उच्च तापमानात थंड करण्याची क्षमता जास्त असते, ज्यामुळे ते कार्बन स्टीलसाठी योग्य बनते.
•तेल
वैशिष्ट्ये: कमी तापमानात (उकळत्या बिंदूजवळ) कमी थंड होण्याचा दर प्रदान करते, ज्यामुळे विकृतीकरण आणि क्रॅक होण्याची प्रवृत्ती प्रभावीपणे कमी होते, परंतु उच्च तापमानात कमी थंड होण्याची क्षमता असते.
अनुप्रयोग: मिश्र धातु स्टील्ससाठी योग्य.
प्रकार: शमन तेल, मशीन तेल आणि डिझेल इंधन यांचा समावेश आहे.
गरम होण्याची वेळ
गरम होण्याच्या वेळेमध्ये गरम होण्याचा दर (इच्छित तापमानापर्यंत पोहोचण्यासाठी लागणारा वेळ) आणि होल्डिंग वेळ (लक्ष्य तापमानावर राखलेला वेळ) दोन्ही असतात.
गरम होण्याची वेळ निश्चित करण्यासाठीची तत्त्वे: संपूर्ण वर्कपीसमध्ये, आत आणि बाहेर दोन्ही ठिकाणी समान तापमान वितरण सुनिश्चित करा.
संपूर्ण ऑस्टेनाइटायझेशन सुनिश्चित करा आणि तयार होणारा ऑस्टेनाइट एकसमान आणि बारीक आहे.
तापविण्याचा वेळ निश्चित करण्यासाठी आधार: सामान्यतः अनुभवजन्य सूत्रांचा वापर करून किंवा प्रयोगाद्वारे निश्चित केला जातो.
शमन माध्यम
दोन प्रमुख पैलू:
a. थंड होण्याचा दर: जास्त थंड होण्याचा दर मार्टेन्साइटच्या निर्मितीला चालना देतो.
b. अवशिष्ट ताण: जास्त थंड होण्याचा दर अवशिष्ट ताण वाढवतो, ज्यामुळे वर्कपीसमध्ये विकृती आणि क्रॅक होण्याची शक्यता वाढते.
Ⅶ.सामान्यीकरण
१. सामान्यीकरणाची व्याख्या
नॉर्मलायझिंग ही एक उष्णता उपचार प्रक्रिया आहे ज्यामध्ये स्टीलला Ac3 तापमानापेक्षा 30°C ते 50°C वर गरम केले जाते, त्या तापमानावर ठेवले जाते आणि नंतर समतोल स्थितीच्या जवळ सूक्ष्म संरचना मिळविण्यासाठी हवा थंड केली जाते. अॅनिलिंगच्या तुलनेत, नॉर्मलायझिंगमध्ये जलद थंड होण्याचा दर असतो, परिणामी एक बारीक मोती रचना (P) आणि उच्च शक्ती आणि कडकपणा येतो.
२. सामान्यीकरणाचा उद्देश
सामान्यीकरणाचा उद्देश अॅनिलिंगसारखाच आहे.
३. सामान्यीकरणाचे अनुप्रयोग
•नेटवर्क केलेले दुय्यम सिमेंटाइट काढून टाका.
• कमी आवश्यकता असलेल्या भागांसाठी अंतिम उष्णता उपचार म्हणून काम करते.
•कमी आणि मध्यम कार्बन स्ट्रक्चरल स्टीलची यंत्रसामग्री सुधारण्यासाठी तयारीच्या उष्णतेच्या उपचाराप्रमाणे काम करा.
४.अॅनिलिंगचे प्रकार
अॅनिलिंगचा पहिला प्रकार:
उद्देश आणि कार्य: ध्येय टप्प्यात परिवर्तन घडवून आणणे नाही तर स्टीलला असंतुलित अवस्थेतून संतुलित स्थितीत रूपांतरित करणे आहे.
प्रकार:
• डिफ्यूजन अॅनिलिंग: पृथक्करण दूर करून रचना एकसंध करण्याचे उद्दिष्ट आहे.
•रिक्रिस्टलायझेशन अॅनिलिंग: कामाच्या कडकपणाचे परिणाम दूर करून लवचिकता पुनर्संचयित करते.
• ताण कमी करणारे अॅनिलिंग: सूक्ष्म संरचना बदलल्याशिवाय अंतर्गत ताण कमी करते.
अॅनिलिंगचा दुसरा प्रकार:
उद्देश आणि कार्य: सूक्ष्म रचना आणि गुणधर्म बदलण्याचे उद्दिष्ट, मोती-प्रधान सूक्ष्म रचना साध्य करणे. हा प्रकार मोती, फेराइट आणि कार्बाइड्सचे वितरण आणि आकारविज्ञान विशिष्ट आवश्यकता पूर्ण करते याची देखील खात्री करतो.
प्रकार:
•पूर्ण अॅनिलिंग: स्टीलला Ac3 तापमानापेक्षा जास्त गरम करते आणि नंतर हळूहळू थंड करून एकसमान मोत्यासारखी रचना तयार करते.
•अपूर्ण अॅनिलिंग: स्टीलला Ac1 आणि Ac3 तापमानात गरम करून संरचनेचे अंशतः रूपांतर करते.
•आयसोथर्मल अॅनिलिंग: स्टीलला Ac3 पेक्षा जास्त गरम करते, त्यानंतर आयसोथर्मल तापमानापर्यंत जलद थंड होते आणि इच्छित रचना साध्य करण्यासाठी धरून ठेवते.
• स्फेरॉइडायझिंग अॅनिलिंग: स्फेरॉइडल कार्बाइड स्ट्रक्चर तयार करते, ज्यामुळे मशीनीबिलिटी आणि टणकपणा सुधारतो.
Ⅷ.1. उष्णता उपचाराची व्याख्या
उष्णता उपचार म्हणजे अशी प्रक्रिया ज्यामध्ये धातू गरम केला जातो, विशिष्ट तापमानाला धरला जातो आणि नंतर घन अवस्थेत असताना थंड केला जातो जेणेकरून त्याची अंतर्गत रचना आणि सूक्ष्म रचना बदलता येईल, ज्यामुळे इच्छित गुणधर्म प्राप्त होतात.
२. उष्णता उपचाराची वैशिष्ट्ये
उष्णता उपचारामुळे वर्कपीसचा आकार बदलत नाही; त्याऐवजी, ते स्टीलच्या अंतर्गत रचनेत आणि सूक्ष्म संरचनेत बदल करते, ज्यामुळे स्टीलचे गुणधर्म बदलतात.
३. उष्णता उपचाराचा उद्देश
उष्णता उपचाराचा उद्देश स्टील (किंवा वर्कपीस) च्या यांत्रिक किंवा प्रक्रिया गुणधर्मांमध्ये सुधारणा करणे, स्टीलच्या क्षमतेचा पूर्णपणे वापर करणे, वर्कपीसची गुणवत्ता वाढवणे आणि त्याचे सेवा आयुष्य वाढवणे हा आहे.
४.मुख्य निष्कर्ष
उष्णता उपचाराद्वारे पदार्थाचे गुणधर्म सुधारता येतात की नाही हे गरम आणि थंड होण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान त्याच्या सूक्ष्म रचना आणि संरचनेत बदल होतात की नाही यावर अवलंबून असते.
पोस्ट वेळ: ऑगस्ट-१९-२०२४