Ⅰ.तातो उपचारको आधारभूत अवधारणा।
क. ताप उपचारको आधारभूत अवधारणा।
आधारभूत तत्वहरू र कार्यहरूगर्मी उपचार:
१. तताउने
उद्देश्य एक समान र राम्रो अस्टिनाइट संरचना प्राप्त गर्नु हो।
२. होल्डिङ
लक्ष्य भनेको वर्कपीस राम्ररी तताइएको सुनिश्चित गर्नु र डिकार्बुराइजेसन र अक्सिडेशनलाई रोक्नु हो।
३. चिसो पार्ने
उद्देश्य अस्टिनाइटलाई विभिन्न सूक्ष्म संरचनाहरूमा रूपान्तरण गर्नु हो।
ताप उपचार पछि सूक्ष्म संरचनाहरू
तताउने र होल्ड गरेपछि चिसो पार्ने प्रक्रियामा, अस्टिनाइट चिसो हुने दरमा निर्भर गर्दै विभिन्न सूक्ष्म संरचनाहरूमा परिणत हुन्छ। विभिन्न सूक्ष्म संरचनाहरूले फरक-फरक गुणहरू प्रदर्शन गर्छन्।
ख. गर्मी उपचारको आधारभूत अवधारणा।
ताप र शीतलन विधिहरू, साथै स्टीलको सूक्ष्म संरचना र गुणहरूमा आधारित वर्गीकरण
१. परम्परागत ताप उपचार (समग्र ताप उपचार): टेम्परिङ, एनिलिङ, सामान्यीकरण, शमन
२. सतह ताप उपचार: सतह शमन, प्रेरण ताप सतह शमन, ज्वाला ताप सतह शमन, विद्युतीय सम्पर्क ताप सतह शमन।
३.रासायनिक ताप उपचार: कार्बराइजिंग, नाइट्राइडिंग, कार्बोनिट्राइडिंग।
४. अन्य ताप उपचार: नियन्त्रित वायुमण्डल ताप उपचार, भ्याकुम ताप उपचार, विकृति ताप उपचार।
C. स्टीलको महत्वपूर्ण तापक्रम
स्टीलको महत्वपूर्ण रूपान्तरण तापक्रम ताप उपचारको क्रममा ताप, होल्डिंग र शीतलन प्रक्रियाहरू निर्धारण गर्नको लागि एक महत्त्वपूर्ण आधार हो। यो फलाम-कार्बन चरण रेखाचित्र द्वारा निर्धारण गरिन्छ।
मुख्य निष्कर्ष:स्टीलको वास्तविक क्रिटिकल ट्रान्सफर्मेसन तापक्रम सधैं सैद्धान्तिक क्रिटिकल ट्रान्सफर्मेसन तापक्रमभन्दा पछाडि हुन्छ। यसको मतलब तताउने क्रममा अत्यधिक ताप आवश्यक पर्दछ, र चिसो हुने क्रममा अन्डरकुलिङ आवश्यक पर्दछ।
Ⅱ. स्टीलको एनीलिंग र सामान्यीकरण
१. एनिलिङको परिभाषा
एनिलिङमा स्टीललाई महत्वपूर्ण बिन्दु Ac₁ भन्दा माथि वा तल तापक्रममा तताउने, र त्यसपछि सन्तुलनको नजिक संरचना प्राप्त गर्न सामान्यतया भट्टी भित्र बिस्तारै चिसो पार्ने समावेश छ।
२. एनिलिङको उद्देश्य
①मेसिनिङको लागि कठोरता समायोजन गर्नुहोस्: HB170~230 को दायरामा मेसिनयोग्य कठोरता प्राप्त गर्दै।
②अवशिष्ट तनाव कम गर्नुहोस्: पछिल्ला प्रक्रियाहरूमा विकृति वा क्र्याक हुनबाट रोक्छ।
③अनाजको संरचनालाई परिष्कृत गर्नुहोस्: सूक्ष्म संरचना सुधार गर्दछ।
④अन्तिम ताप उपचारको लागि तयारी: पछि शमन र टेम्परिंगको लागि दानेदार (गोलाकार) मोती प्राप्त गर्दछ।
३. गोलाकार एनिलिङ
प्रक्रिया विशिष्टताहरू: ताप तापक्रम Ac₁ बिन्दुको नजिक छ।
उद्देश्य: स्टीलमा सिमेन्टाइट वा कार्बाइडहरूलाई गोलाकार बनाउनु, जसको परिणामस्वरूप दानेदार (गोलाकार) मोती बन्छ।
लागू हुने दायरा: युटेक्टोइड र हाइपरयुटेक्टोइड संरचना भएका स्टीलहरूको लागि प्रयोग गरिन्छ।
४. डिफ्युजिङ एनिलिङ (होमोजेनाइजिङ एनिलिङ)
प्रक्रिया विशिष्टताहरू: ताप तापक्रम चरण रेखाचित्रमा रहेको सोल्भस रेखाभन्दा अलि कम छ।
उद्देश्य: पृथकीकरण हटाउन।
①कमको लागि-कार्बन स्टील०.२५% भन्दा कम कार्बन सामग्री भएको अवस्थामा, तयारी ताप उपचारको रूपमा एनिलिङ गर्नुभन्दा सामान्यीकरणलाई प्राथमिकता दिइन्छ।
②०.२५% र ०.५०% बीचको कार्बन सामग्री भएको मध्यम-कार्बन स्टीलको लागि, तयारी ताप उपचारको रूपमा एनिलिङ वा सामान्यीकरण प्रयोग गर्न सकिन्छ।
③०.५०% र ०.७५% बीचको कार्बन सामग्री भएको मध्यम देखि उच्च कार्बन स्टीलको लागि, पूर्ण एनिलिङ सिफारिस गरिन्छ।
④उच्चको लागि-कार्बन स्टील०.७५% भन्दा बढी कार्बन सामग्री भएको खण्डमा, पहिले Fe₃C नेटवर्क हटाउन सामान्यीकरण प्रयोग गरिन्छ, त्यसपछि स्फेरोइडाइजिंग एनिलिंग गरिन्छ।
Ⅲ. स्टीलको निभाउने र टेम्परिङ
क. शमन
१. शमनको परिभाषा: शमनमा स्टीललाई Ac₃ वा Ac₁ बिन्दुभन्दा माथिको निश्चित तापक्रममा तताउने, त्यस तापक्रममा राख्ने, र त्यसपछि मार्टेन्साइट बनाउनको लागि महत्वपूर्ण शीतलन दर भन्दा बढी दरमा चिसो पार्ने समावेश छ।
२. शमनको उद्देश्य: प्राथमिक लक्ष्य भनेको स्टीलको कठोरता र पहिरन प्रतिरोध बढाउन मार्टेन्साइट (वा कहिलेकाहीं कम बेनाइट) प्राप्त गर्नु हो। शमन स्टीलको लागि सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण ताप उपचार प्रक्रियाहरू मध्ये एक हो।
३. विभिन्न प्रकारका स्टीलका लागि शमन तापक्रम निर्धारण गर्ने
हाइपोयुटेक्टोइड स्टील: Ac₃ + ३०°C देखि ५०°C सम्म
युटेक्टोइड र हाइपरयुटेक्टोइड स्टील: Ac₁ + ३०°C देखि ५०°C सम्म
मिश्र धातु स्टील: महत्वपूर्ण तापक्रमभन्दा ५०°C देखि १००°C माथि
४. आदर्श शीतलन माध्यमको शीतलन विशेषताहरू:
"नाक" तापक्रम भन्दा पहिले ढिलो चिसो: पर्याप्त मात्रामा थर्मल तनाव कम गर्न।
"नाक" तापक्रम नजिक उच्च शीतलन क्षमता: गैर-मार्टेन्सिटिक संरचनाहरूको गठनबाट बच्न।
M₅ बिन्दु नजिकै ढिलो शीतलन: मार्टेन्सिटिक रूपान्तरणबाट उत्पन्न तनावलाई कम गर्न।
५. शमन गर्ने विधिहरू र तिनीहरूका विशेषताहरू:
①सरल शमन: सञ्चालन गर्न सजिलो र साना, साधारण आकारका वर्कपीसहरूको लागि उपयुक्त। परिणामस्वरूप माइक्रोस्ट्रक्चर मार्टेन्साइट (M) हो।
②डबल क्वेन्चिङ: जटिल आकारको उच्च-कार्बन स्टील र ठूला मिश्र धातु स्टील वर्कपीसहरूको लागि प्रयोग गरिने बढी जटिल र नियन्त्रण गर्न गाह्रो। परिणामस्वरूप माइक्रोस्ट्रक्चर मार्टेन्साइट (M) हो।
③ब्रोकन क्वेन्चिङ: ठूला, जटिल आकारका मिश्र धातु स्टील वर्कपीसहरूको लागि प्रयोग गरिने अझ जटिल प्रक्रिया। परिणामस्वरूप हुने माइक्रोस्ट्रक्चर मार्टेन्साइट (M) हो।
④आइसोथर्मल क्वेन्चिङ: उच्च आवश्यकताहरू भएका साना, जटिल आकारका वर्कपीसहरूको लागि प्रयोग गरिन्छ। परिणामस्वरूप माइक्रोस्ट्रक्चर तल्लो बेनाइट (B) हो।
६. कठोरतालाई असर गर्ने कारकहरू
कठोरताको स्तर स्टीलमा रहेको सुपरकूल्ड अस्टिनाइटको स्थिरतामा निर्भर गर्दछ। सुपरकूल्ड अस्टिनाइटको स्थिरता जति उच्च हुन्छ, कठोरता त्यति नै राम्रो हुन्छ, र यसको विपरीत पनि हुन्छ।
सुपरकूल्ड अस्टिनाइटको स्थिरतालाई असर गर्ने कारकहरू:
C-कर्भको स्थिति: यदि C-कर्भ दायाँतिर सर्छ भने, शमनको लागि महत्वपूर्ण शीतलन दर घट्छ, जसले गर्दा कठोरतामा सुधार हुन्छ।
मुख्य निष्कर्ष:
C-कर्भलाई दायाँतिर सार्ने कुनै पनि कारकले स्टीलको कठोरता बढाउँछ।
मुख्य कारक:
रासायनिक संरचना: कोबाल्ट (Co) बाहेक, अस्टिनाइटमा घुलनशील सबै मिश्र धातु तत्वहरूले कठोरता बढाउँछन्।
कार्बन स्टीलमा कार्बनको मात्रा युटेक्टोइड संरचनाको जति नजिक हुन्छ, C-कर्भ त्यति नै बढी दायाँतिर सर्छ र कठोरता त्यति नै बढी हुन्छ।
७. कठोरताको निर्धारण र प्रतिनिधित्व
①अन्त्य शमन कठोरता परीक्षण: कठोरता अन्त्य-शमन परीक्षण विधि प्रयोग गरेर मापन गरिन्छ।
②क्रिटिकल क्वेन्च व्यास विधि: क्रिटिकल क्वेन्च व्यास (D₀) ले स्टीलको अधिकतम व्यासलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ जुन एक विशिष्ट क्वेन्चिंग माध्यममा पूर्ण रूपमा कडा गर्न सकिन्छ।
ख. टेम्परिङ
१. टेम्परिङको परिभाषा
टेम्परिङ भनेको ताप उपचार प्रक्रिया हो जहाँ निभाइएको स्टीललाई A₁ बिन्दुभन्दा कम तापक्रममा पुन: तताइन्छ, त्यो तापक्रममा राखिन्छ, र त्यसपछि कोठाको तापक्रममा चिसो पारिन्छ।
२. टेम्परिङको उद्देश्य
अवशिष्ट तनाव कम गर्नुहोस् वा हटाउनुहोस्: वर्कपीसको विकृति वा फुट्नबाट रोक्छ।
अवशिष्ट अस्टिनाइट घटाउनुहोस् वा हटाउनुहोस्: वर्कपीसको आयामलाई स्थिर बनाउँछ।
निभाएको स्टीलको भंगुरता हटाउँछ: वर्कपीसको आवश्यकताहरू पूरा गर्न सूक्ष्म संरचना र गुणहरू समायोजन गर्दछ।
महत्त्वपूर्ण नोट: स्टीललाई निभाउने बित्तिकै तुरुन्तै टेम्पर गर्नुपर्छ।
३. टेम्परिङ प्रक्रियाहरू
१. कम तापक्रम
उद्देश्य: शमन तनाव कम गर्न, वर्कपीसको कठोरता सुधार गर्न, र उच्च कठोरता र पहिरन प्रतिरोध प्राप्त गर्न।
तापक्रम: १५०°C ~ २५०°C।
प्रदर्शन: कठोरता: HRC ५८ ~ ६४। उच्च कठोरता र पहिरन प्रतिरोध।
प्रयोगहरू: उपकरणहरू, साँचाहरू, बेयरिङहरू, कार्बराइज्ड भागहरू, र सतह-कठोर गरिएका घटकहरू।
२.उच्च टेम्परिङ
उद्देश्य: पर्याप्त बल र कठोरताका साथ उच्च कठोरता प्राप्त गर्न।
तापक्रम: ५००°C ~ ६००°C।
कार्यसम्पादन: कठोरता: HRC २५ ~ ३५। राम्रो समग्र यान्त्रिक गुणहरू।
अनुप्रयोगहरू: शाफ्टहरू, गियरहरू, जडान गर्ने रडहरू, आदि।
थर्मल रिफाइनिङ
परिभाषा: उच्च-तापमान टेम्परिङ पछि गरिने शमनलाई थर्मल रिफाइनिङ भनिन्छ, वा केवल टेम्परिङ भनिन्छ। यस प्रक्रियाद्वारा उपचार गरिएको स्टीलको समग्र प्रदर्शन उत्कृष्ट छ र यो व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ।
Ⅳ. स्टीलको सतह ताप उपचार
A. स्टीलको सतह शमन
१. सतह कडा बनाउने परिभाषा
सतह कडापन भनेको वर्कपीसको सतह तहलाई छिटो तताएर अस्टिनाइटमा रूपान्तरण गरेर र त्यसपछि यसलाई द्रुत रूपमा चिसो पारेर बलियो बनाउन डिजाइन गरिएको ताप उपचार प्रक्रिया हो। यो प्रक्रिया स्टीलको रासायनिक संरचना वा सामग्रीको कोर संरचना परिवर्तन नगरी गरिन्छ।
२. सतह कडा पार्ने र कडा पार्ने पछिको संरचनाको लागि प्रयोग हुने सामग्रीहरू
सतह कडा बनाउन प्रयोग हुने सामग्रीहरू
विशिष्ट सामग्रीहरू: मध्यम कार्बन स्टील र मध्यम कार्बन मिश्र धातु स्टील।
पूर्व-उपचार: सामान्य प्रक्रिया: टेम्परिङ। यदि कोर गुणहरू महत्वपूर्ण छैनन् भने, सामान्यीकरणको सट्टा प्रयोग गर्न सकिन्छ।
कडाइ पछिको संरचना
सतह संरचना: सतह तहले सामान्यतया मार्टेन्साइट वा बेनाइट जस्ता कडा संरचना बनाउँछ, जसले उच्च कठोरता र पहिरन प्रतिरोध प्रदान गर्दछ।
कोर संरचना: स्टीलको कोरले सामान्यतया यसको मौलिक संरचना, जस्तै परलाइट वा टेम्पर्ड अवस्था, पूर्व-उपचार प्रक्रिया र आधार सामग्रीको गुणहरूमा निर्भर गर्दछ। यसले कोरले राम्रो कठोरता र बल कायम राख्छ भन्ने कुरा सुनिश्चित गर्दछ।
ख. प्रेरण सतह कडा पार्ने विशेषताहरू
१. उच्च तापक्रम र द्रुत तापक्रम वृद्धि: इन्डक्सन सतह कडा हुनुमा सामान्यतया उच्च तापक्रम र द्रुत तापक्रम दरहरू समावेश हुन्छन्, जसले गर्दा छोटो समयमा छिटो तताउन सकिन्छ।
२. सतह तहमा मसिनो अस्टिनाइट अन्न संरचना: द्रुत ताप र त्यसपछिको शमन प्रक्रियाको क्रममा, सतह तहले मसिनो अस्टिनाइट दाना बनाउँछ। शमन पछि, सतहमा मुख्यतया मसिनो मार्टेन्साइट हुन्छ, जसको कठोरता सामान्यतया परम्परागत शमन भन्दा २-३ HRC बढी हुन्छ।
३. राम्रो सतह गुणस्तर: छोटो तताउने समयको कारण, वर्कपीस सतह अक्सिडेशन र डिकार्बुराइजेसनको लागि कम प्रवण हुन्छ, र शमन-प्रेरित विकृतिलाई न्यूनतम गरिन्छ, जसले गर्दा राम्रो सतह गुणस्तर सुनिश्चित हुन्छ।
४. उच्च थकान शक्ति: सतह तहमा मार्टेन्सिटिक चरण रूपान्तरणले कम्प्रेसिभ तनाव उत्पन्न गर्दछ, जसले वर्कपीसको थकान शक्ति बढाउँछ।
५.उच्च उत्पादन दक्षता: इन्डक्सन सतह कडापन ठूलो मात्रामा उत्पादनको लागि उपयुक्त छ, जसले उच्च परिचालन दक्षता प्रदान गर्दछ।
C. रासायनिक ताप उपचारको वर्गीकरण
कार्बराइजिंग, कार्बराइजिंग, कार्बराइजिंग, क्रोमाइजिंग, सिलिकोनाइजिंग, सिलिकोनाइजिंग, सिलिकोनाइजिंग, कार्बोनिट्राइडिंग, बोरोकार्बुराइजिंग
घ. ग्यास कार्बराइजिङ
ग्यास कार्बराइजिङ एउटा प्रक्रिया हो जहाँ वर्कपीसलाई सिल गरिएको ग्यास कार्बराइजिङ भट्टीमा राखिन्छ र स्टीललाई अस्टिनाइटमा परिणत गर्ने तापक्रममा तताइन्छ। त्यसपछि, कार्बराइजिङ एजेन्टलाई भट्टीमा खसालिन्छ, वा कार्बराइजिङ वातावरण सिधै परिचय गराइन्छ, जसले कार्बन परमाणुहरूलाई वर्कपीसको सतह तहमा फैलिन अनुमति दिन्छ। यो प्रक्रियाले वर्कपीस सतहमा कार्बन सामग्री (wc%) बढाउँछ।
√कार्बुराइजिङ एजेन्टहरू:
•कार्बन युक्त ग्याँसहरू: जस्तै कोइला ग्याँस, तरल पेट्रोलियम ग्याँस (LPG), आदि।
• जैविक तरल पदार्थ: जस्तै केरोसिन, मेथानोल, बेन्जिन, आदि।
√कार्बुराइजिङ प्रक्रिया प्यारामिटरहरू:
• कार्बराइजिङ तापक्रम: ९२० ~ ९५० डिग्री सेल्सियस।
• कार्बराइज गर्ने समय: कार्बराइज गरिएको तहको इच्छित गहिराइ र कार्बराइज गर्ने तापक्रममा निर्भर गर्दछ।
E. कार्बराइजिङ पछिको ताप उपचार
कार्बराइज गरेपछि स्टीललाई ताप उपचार गर्नुपर्छ।
कार्बराइजिंग पछि ताप उपचार प्रक्रिया:
√ निभाउने + कम तापक्रममा तापक्रम बढाउने
१. प्रि-कुलिङ + कम-तापमान टेम्परिङ पछि सिधै क्वेन्चिङ: वर्कपीसलाई कार्बराइजिङ तापक्रमबाट कोरको Ar₁ तापक्रमभन्दा ठीक माथि प्रि-कूल्ड गरिन्छ र त्यसपछि तुरुन्तै क्वेन्च गरिन्छ, त्यसपछि १६०~१८०°C मा कम-तापमान टेम्परिङ गरिन्छ।
२. प्रि-कुलिङ + कम-तापमान टेम्परिङ पछि एकल क्वेन्चिङ: कार्बराइज गरेपछि, वर्कपीसलाई बिस्तारै कोठाको तापक्रममा चिसो पारिन्छ, त्यसपछि क्वेन्चिङ र कम-तापमान टेम्परिङको लागि पुन: तताइन्छ।
३. प्रि-कुलिङ + कम-तापमान टेम्परिङ पछि डबल क्वेन्चिङ: कार्बराइजिङ र ढिलो कूलिङ पछि, वर्कपीसलाई तताउने र क्वेन्चिङ गर्ने दुई चरणहरू पार गरिन्छ, त्यसपछि कम-तापमान टेम्परिङ गरिन्छ।
Ⅴ. स्टीलको रासायनिक ताप उपचार
१.रासायनिक ताप उपचारको परिभाषा
रासायनिक ताप उपचार भनेको ताप उपचार प्रक्रिया हो जसमा स्टील वर्कपीसलाई एक विशिष्ट सक्रिय माध्यममा राखिन्छ, तताइन्छ र तापक्रममा राखिन्छ, जसले गर्दा माध्यममा रहेका सक्रिय परमाणुहरूलाई वर्कपीसको सतहमा फैलिन अनुमति दिन्छ। यसले वर्कपीसको सतहको रासायनिक संरचना र सूक्ष्म संरचना परिवर्तन गर्दछ, जसले गर्दा यसको गुणहरू परिवर्तन हुन्छन्।
२.रासायनिक ताप उपचारको आधारभूत प्रक्रिया
विघटन: तापको समयमा, सक्रिय माध्यम विघटन हुन्छ, सक्रिय परमाणुहरू छोड्छ।
अवशोषण: सक्रिय परमाणुहरू स्टीलको सतहद्वारा सोसिन्छन् र स्टीलको ठोस घोलमा घुल्छन्।
प्रसार: स्टीलको सतहमा अवशोषित र घुलनशील सक्रिय परमाणुहरू भित्री भागमा सर्छन्।
इन्डक्सन सतह कडा पार्ने प्रकारहरू
a. उच्च-फ्रिक्वेन्सी इन्डक्सन ताप
हालको आवृत्ति: २५०~३०० kHz।
कडा तहको गहिराई: ०.५~२.० मिमी।
अनुप्रयोगहरू: मध्यम र साना मोड्युल गियरहरू र साना देखि मध्यम आकारका शाफ्टहरू।
ख. मध्यम-फ्रिक्वेन्सी इन्डक्सन हीटिंग
हालको आवृत्ति: २५००~८००० kHz।
कडा तहको गहिराई: २~१० मिमी।
अनुप्रयोगहरू: ठूला शाफ्टहरू र ठूला देखि मध्यम मोड्युल गियरहरू।
ग. पावर-फ्रिक्वेन्सी इन्डक्सन हीटिंग
वर्तमान आवृत्ति: ५० हर्ट्ज।
कडा तहको गहिराई: १०~१५ मिमी।
प्रयोगहरू: धेरै गहिरो कडा तह चाहिने वर्कपीसहरू।
३. इन्डक्सन सतह कडा बनाउने
इन्डक्सन सतह कडा बनाउने आधारभूत सिद्धान्त
छालाको प्रभाव:
जब इन्डक्सन कोइलमा रहेको अल्टरनेटिंग करेन्टले वर्कपीसको सतहमा करेन्ट उत्पन्न गर्छ, तब प्रेरित करेन्टको अधिकांश भाग सतहको नजिकै केन्द्रित हुन्छ, जबकि लगभग कुनै पनि करेन्ट वर्कपीसको भित्री भागबाट जाँदैन। यो घटनालाई स्किन इफेक्ट भनिन्छ।
प्रेरण सतह कडा बनाउने सिद्धान्त:
छालाको प्रभावको आधारमा, वर्कपीसको सतह द्रुत गतिमा अस्टेनिटाइजिंग तापक्रममा तताइन्छ (केही सेकेन्डमा ८०० ~ १००० डिग्री सेल्सियसमा बढ्छ), जबकि वर्कपीसको भित्री भाग लगभग नतिएको रहन्छ। त्यसपछि वर्कपीसलाई पानी छर्केर चिसो पारिन्छ, जसले गर्दा सतह कडा हुन्छ।
४. रिस भंगुर हुनु
निभाएको स्टीलमा भंगुरतालाई टेम्परिङ गर्ने
टेम्परिङ भंगुरता भन्नाले त्यस्तो घटनालाई बुझाउँछ जहाँ निश्चित तापक्रममा टेम्पर गर्दा क्वेन्च्ड स्टीलको प्रभाव कठोरता उल्लेखनीय रूपमा घट्छ।
पहिलो प्रकारको टेम्परिङ भंगुरता
तापक्रम दायरा: २५०°C देखि ३५०°C।
विशेषताहरू: यदि निभाएको स्टीललाई यो तापक्रम दायरा भित्र टेम्पर गरिएको छ भने, यसमा यस प्रकारको टेम्परिंग भंगुरता विकास हुने सम्भावना धेरै हुन्छ, जुन हटाउन सकिँदैन।
समाधान: यो तापक्रम दायरा भित्र क्वेन्चेड स्टीललाई टेम्परिङ नगर्नुहोस्।
पहिलो प्रकारको टेम्परिङ भंगुरतालाई कम-तापमान टेम्परिङ भंगुरता वा अपरिवर्तनीय टेम्परिङ भंगुरता पनि भनिन्छ।
Ⅵ. टेम्परिङ
१. टेम्परिङ भनेको अन्तिम ताप उपचार प्रक्रिया हो जुन शमन पछि गरिन्छ।
किन निभाएको स्टील्सलाई टेम्परिङ चाहिन्छ?
शमन पछिको सूक्ष्म संरचना: शमन पछि, स्टीलको सूक्ष्म संरचनामा सामान्यतया मार्टेन्साइट र अवशिष्ट अस्टिनाइट हुन्छ। दुबै मेटास्टेबल चरणहरू हुन् र निश्चित परिस्थितिहरूमा रूपान्तरण हुनेछन्।
मार्टेन्साइटका गुणहरू: मार्टेन्साइट उच्च कठोरता तर उच्च भंगुरता (विशेष गरी उच्च-कार्बन सुई-जस्तो मार्टेन्साइटमा) द्वारा विशेषता हो, जसले धेरै अनुप्रयोगहरूको लागि प्रदर्शन आवश्यकताहरू पूरा गर्दैन।
मार्टेन्साइटिक रूपान्तरणका विशेषताहरू: मार्टेन्साइटमा रूपान्तरण धेरै छिटो हुन्छ। शमन गरेपछि, वर्कपीसमा अवशिष्ट आन्तरिक तनावहरू हुन्छन् जसले विकृति वा क्र्याकिङ निम्त्याउन सक्छ।
निष्कर्ष: वर्कपीसलाई निभाएर सिधै प्रयोग गर्न सकिँदैन! आन्तरिक तनाव कम गर्न र वर्कपीसको कठोरता सुधार गर्न, यसलाई प्रयोगको लागि उपयुक्त बनाउन टेम्परिङ आवश्यक छ।
२. कठोरता र कडा पार्ने क्षमता बीचको भिन्नता:
कडापन:
कडापन भन्नाले स्टीलको कडापनको निश्चित गहिराइ (कठोर तहको गहिराइ) प्राप्त गर्ने क्षमतालाई बुझाउँछ। यो स्टीलको संरचना र संरचनामा निर्भर गर्दछ, विशेष गरी यसको मिश्र धातु तत्वहरू र स्टीलको प्रकारमा। कडापन भनेको स्टील क्विन्चिङ प्रक्रियाको क्रममा यसको मोटाईभरि कति राम्रोसँग कडा हुन सक्छ भन्ने मापन हो।
कठोरता (कठोर बनाउने क्षमता):
कठोरता, वा कडा पार्ने क्षमताले स्टीललाई शमन गरेपछि प्राप्त गर्न सकिने अधिकतम कठोरतालाई जनाउँछ। यो धेरै हदसम्म स्टीलको कार्बन सामग्रीबाट प्रभावित हुन्छ। उच्च कार्बन सामग्रीले सामान्यतया उच्च सम्भावित कठोरता निम्त्याउँछ, तर यो स्टीलको मिश्र धातु तत्वहरू र शमन प्रक्रियाको प्रभावकारिताद्वारा सीमित हुन सक्छ।
३. स्टीलको कठोरता
√ कठोरताको अवधारणा
कठोरता भन्नाले अस्टेनिटाइजिंग तापक्रमबाट शमन गरेपछि मार्टेन्साइटिक कडापनको निश्चित गहिराइ प्राप्त गर्ने स्टीलको क्षमतालाई जनाउँछ। सरल शब्दमा भन्नुपर्दा, यो शमनको क्रममा मार्टेन्साइट बनाउने स्टीलको क्षमता हो।
कठोरता मापन
कडापनको आकार शमन पछि निर्दिष्ट अवस्थाहरूमा प्राप्त गरिएको कडा तहको गहिराईबाट संकेत गरिन्छ।
कडा तहको गहिराई: यो वर्कपीसको सतहदेखि संरचना आधा मार्टेन्साइट भएको क्षेत्रसम्मको गहिराई हो।
सामान्य शमन माध्यम:
पानी
विशेषताहरू: बलियो चिसो क्षमताको साथ किफायती, तर उम्लने बिन्दु नजिक उच्च चिसो दर छ, जसले अत्यधिक चिसो निम्त्याउन सक्छ।
प्रयोग: सामान्यतया कार्बन स्टीलको लागि प्रयोग गरिन्छ।
नुनिलो पानी: पानीमा नुन वा क्षारको घोल, जसको पानीको तुलनामा उच्च तापक्रममा चिसो पार्ने क्षमता बढी हुन्छ, जसले गर्दा यो कार्बन स्टीलको लागि उपयुक्त हुन्छ।
• तेल
विशेषताहरू: कम तापक्रममा (उबलने बिन्दु नजिक) ढिलो चिसो दर प्रदान गर्दछ, जसले विकृति र फुट्ने प्रवृत्तिलाई प्रभावकारी रूपमा कम गर्छ, तर उच्च तापक्रममा कम चिसो क्षमता हुन्छ।
प्रयोग: मिश्र धातु स्टीलको लागि उपयुक्त।
प्रकारहरू: शमन तेल, मेसिन तेल, र डिजेल इन्धन समावेश गर्दछ।
तताउने समय
तापक्रम समयमा तापक्रम दर (इच्छित तापक्रममा पुग्न लाग्ने समय) र होल्डिङ समय (लक्षित तापक्रममा कायम राखिएको समय) दुवै समावेश हुन्छन्।
ताप समय निर्धारण गर्ने सिद्धान्तहरू: भित्र र बाहिर दुवै ठाउँमा वर्कपीसमा समान तापक्रम वितरण सुनिश्चित गर्नुहोस्।
पूर्ण रूपमा अस्टेनाइटाइजेसन सुनिश्चित गर्नुहोस् र बनेको अस्टेनाइट एकरूप र मसिनो छ।
ताप समय निर्धारण गर्ने आधार: सामान्यतया अनुभवजन्य सूत्रहरू प्रयोग गरेर अनुमान गरिएको वा प्रयोग मार्फत निर्धारण गरिएको।
शमन मिडिया
दुई प्रमुख पक्षहरू:
क. शीतलन दर: उच्च शीतलन दरले मार्टेन्साइटको गठनलाई बढावा दिन्छ।
ख. अवशिष्ट तनाव: उच्च शीतलन दरले अवशिष्ट तनाव बढाउँछ, जसले गर्दा वर्कपीसमा विकृति र क्र्याक हुने प्रवृत्ति बढी हुन सक्छ।
सामान्यीकरण
१. सामान्यीकरणको परिभाषा
सामान्यीकरण भनेको ताप उपचार प्रक्रिया हो जसमा स्टीललाई Ac3 तापक्रमभन्दा ३०°C देखि ५०°C सम्मको तापक्रममा तताइन्छ, त्यो तापक्रममा राखिन्छ, र त्यसपछि सन्तुलन अवस्थाको नजिकको माइक्रोस्ट्रक्चर प्राप्त गर्न हावामा चिसो पारिन्छ। एनिलिङको तुलनामा, सामान्यीकरणमा छिटो शीतलन दर हुन्छ, जसको परिणामस्वरूप मसिनो मोती संरचना (P) र उच्च शक्ति र कठोरता हुन्छ।
२. सामान्यीकरणको उद्देश्य
सामान्यीकरणको उद्देश्य एनिलिङको जस्तै छ।
३. सामान्यीकरणका प्रयोगहरू
•नेटवर्क गरिएको माध्यमिक सिमेन्टाइट हटाउनुहोस्।
• कम आवश्यकता भएका भागहरूको लागि अन्तिम ताप उपचारको रूपमा सेवा गर्दछ।
• कम र मध्यम कार्बन संरचनात्मक स्टीलको लागि मेशिनेबिलिटी सुधार गर्न तयारी ताप उपचारको रूपमा कार्य गर्नुहोस्।
४. एनिलिङका प्रकारहरू
एनिलिङको पहिलो प्रकार:
उद्देश्य र कार्य: लक्ष्य चरण रूपान्तरणलाई प्रेरित गर्नु होइन तर स्टीललाई असंतुलित अवस्थाबाट सन्तुलित अवस्थामा रूपान्तरण गर्नु हो।
प्रकारहरू:
• डिफ्युजन एनिलिङ: पृथकीकरण हटाएर संरचनालाई एकरूप बनाउने उद्देश्य राख्छ।
•पुनः क्रिस्टलाइजेसन एनिलिंग: काम कडा पार्ने प्रभावहरूलाई हटाएर लचकता पुनर्स्थापित गर्दछ।
•तनाव राहत एनिलिंग: सूक्ष्म संरचना परिवर्तन नगरी आन्तरिक तनाव कम गर्दछ।
दोस्रो प्रकारको एनिलिङ:
उद्देश्य र कार्य: माइक्रोस्ट्रक्चर र गुणहरू परिवर्तन गर्ने लक्ष्य राख्छ, परलाइट-प्रभुत्व भएको माइक्रोस्ट्रक्चर प्राप्त गर्दै। यस प्रकारले परलाइट, फेराइट र कार्बाइडहरूको वितरण र आकारविज्ञानले विशिष्ट आवश्यकताहरू पूरा गर्दछ भनेर पनि सुनिश्चित गर्दछ।
प्रकारहरू:
• पूर्ण एनिलिङ: स्टीललाई Ac3 तापक्रमभन्दा माथि तताउँछ र त्यसपछि बिस्तारै चिसो पारेर एकसमान मोतीको संरचना उत्पादन गर्छ।
•अपूर्ण एनिलिङ: संरचनालाई आंशिक रूपमा रूपान्तरण गर्न स्टीललाई Ac1 र Ac3 तापक्रम बीच तताउँछ।
•आइसोथर्मल एनिलिङ: स्टीललाई Ac3 भन्दा माथि तताउँछ, त्यसपछि आइसोथर्मल तापक्रममा द्रुत रूपमा चिसो पार्छ र इच्छित संरचना प्राप्त गर्न होल्ड गर्छ।
• गोलाकार एनिलिङ: गोलाकार कार्बाइड संरचना उत्पादन गर्दछ, जसले गर्दा मेसिन क्षमता र कठोरतामा सुधार हुन्छ।
Ⅷ.१. ताप उपचारको परिभाषा
ताप उपचार भन्नाले धातुलाई तताउने, विशिष्ट तापक्रममा राख्ने र त्यसपछि ठोस अवस्थामा चिसो पारेर यसको आन्तरिक संरचना र सूक्ष्म संरचना परिवर्तन गर्ने प्रक्रियालाई जनाउँछ, जसले गर्दा इच्छित गुणहरू प्राप्त हुन्छन्।
२. गर्मी उपचारका विशेषताहरू
ताप उपचारले वर्कपीसको आकार परिवर्तन गर्दैन; बरु, यसले स्टीलको आन्तरिक संरचना र सूक्ष्म संरचनालाई परिवर्तन गर्छ, जसले फलस्वरूप स्टीलको गुणहरू परिवर्तन गर्छ।
३. ताप उपचारको उद्देश्य
ताप उपचारको उद्देश्य स्टील (वा वर्कपीस) को मेकानिकल वा प्रशोधन गुणहरू सुधार गर्नु, स्टीलको क्षमताको पूर्ण उपयोग गर्नु, वर्कपीसको गुणस्तर बढाउनु र यसको सेवा जीवन विस्तार गर्नु हो।
४. मुख्य निष्कर्ष
ताप उपचार मार्फत कुनै पदार्थको गुण सुधार गर्न सकिन्छ कि सकिँदैन भन्ने कुरा ताप र शीतलन प्रक्रियाको क्रममा यसको सूक्ष्म संरचना र संरचनामा परिवर्तनहरू छन् कि छैनन् भन्ने कुरामा निर्भर गर्दछ।
पोस्ट समय: अगस्ट-१९-२०२४