Ⅰ. ఉష్ణ చికిత్స యొక్క ప్రాథమిక భావన.
ఎ. ఉష్ణ చికిత్స యొక్క ప్రాథమిక భావన.
ప్రాథమిక అంశాలు మరియు విధులుఉష్ణ చికిత్స:
1.తాపనం
ఏకరీతి మరియు సూక్ష్మమైన ఆస్టెనైట్ నిర్మాణాన్ని పొందడమే దీని ఉద్దేశ్యం.
2. పట్టుకోవడం
వర్క్పీస్ను పూర్తిగా వేడి చేయడం, అలాగే డీకార్బరైజేషన్ మరియు ఆక్సీకరణను నివారించడమే లక్ష్యం.
3. శీతలీకరణ
ఆస్టెనైట్ను వివిధ సూక్ష్మ నిర్మాణాలలోకి మార్చడమే లక్ష్యం.
ఉష్ణ చికిత్స తర్వాత సూక్ష్మ నిర్మాణాలు
వేడి చేసి, కొంతసేపు ఉంచిన తర్వాత చల్లబరిచే ప్రక్రియలో, చల్లబరిచే వేగాన్ని బట్టి ఆస్టెనైట్ వివిధ సూక్ష్మ నిర్మాణాలలోకి రూపాంతరం చెందుతుంది. వేర్వేరు సూక్ష్మ నిర్మాణాలు వేర్వేరు లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తాయి.
బి. ఉష్ణ చికిత్స యొక్క ప్రాథమిక భావన.
తాపన మరియు శీతలీకరణ పద్ధతులు, అలాగే ఉక్కు యొక్క సూక్ష్మ నిర్మాణం మరియు లక్షణాల ఆధారంగా వర్గీకరణ
1. సాంప్రదాయ ఉష్ణ చికిత్స (మొత్తం ఉష్ణ చికిత్స): టెంపరింగ్, అనీలింగ్, నార్మలైజింగ్, క్వెంచింగ్
2. ఉపరితల ఉష్ణ చికిత్స: ఉపరితల చల్లార్చడం, ప్రేరక తాపన ఉపరితల చల్లార్చడం, జ్వాల తాపన ఉపరితల చల్లార్చడం, విద్యుత్ స్పర్శ తాపన ఉపరితల చల్లార్చడం.
3. రసాయన ఉష్ణ చికిత్స: కార్బరైజింగ్, నైట్రైడింగ్, కార్బోనైట్రైడింగ్.
4. ఇతర ఉష్ణ చికిత్సలు: నియంత్రిత వాతావరణ ఉష్ణ చికిత్స, వాక్యూమ్ ఉష్ణ చికిత్స, విరూపణ ఉష్ణ చికిత్స.
C. ఉక్కుల క్లిష్టమైన ఉష్ణోగ్రత
ఉష్ణ చికిత్స సమయంలో వేడి చేయడం, నిలిపి ఉంచడం మరియు చల్లబరచడం వంటి ప్రక్రియలను నిర్ధారించడానికి ఉక్కు యొక్క క్లిష్ట పరివర్తన ఉష్ణోగ్రత ఒక ముఖ్యమైన ఆధారం. దీనిని ఐరన్-కార్బన్ ఫేజ్ డయాగ్రామ్ ద్వారా నిర్ధారిస్తారు.
కీలక ముగింపు:ఉక్కు యొక్క వాస్తవ క్లిష్ట పరివర్తన ఉష్ణోగ్రత ఎల్లప్పుడూ సైద్ధాంతిక క్లిష్ట పరివర్తన ఉష్ణోగ్రత కంటే వెనుకబడి ఉంటుంది. దీని అర్థం, వేడిచేసేటప్పుడు అధికంగా వేడిచేయడం, మరియు చల్లబరిచేటప్పుడు తక్కువగా చల్లబరచడం అవసరం.
Ⅱ. ఉక్కు యొక్క అనీలింగ్ మరియు నార్మలైజింగ్
1. అనీలింగ్ నిర్వచనం
అనీలింగ్ ప్రక్రియలో, ఉక్కును క్రిటికల్ పాయింట్ Ac₁ కంటే ఎక్కువ లేదా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతకు వేడి చేసి, ఆ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉంచి, ఆపై సమతుల్యతకు దగ్గరగా ఉండే నిర్మాణాన్ని సాధించడానికి, సాధారణంగా కొలిమి లోపల, దానిని నెమ్మదిగా చల్లబరుస్తారు.
2. అనీలింగ్ యొక్క ఉద్దేశ్యం
①మెషీనింగ్ కోసం కాఠిన్యాన్ని సర్దుబాటు చేయండి: HB170~230 పరిధిలో మెషీనింగ్ చేయదగిన కాఠిన్యాన్ని సాధించడం.
② అవశేష ఒత్తిడిని తగ్గించడం: తదుపరి ప్రక్రియల సమయంలో వైకల్యం లేదా పగుళ్లను నివారిస్తుంది.
③ సూక్ష్మ ధాన్యపు నిర్మాణం: సూక్ష్మ నిర్మాణాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది.
④ తుది ఉష్ణ చికిత్స కోసం తయారీ: తదుపరి చల్లార్చడం మరియు టెంపరింగ్ కోసం రేణువుల (గోళాకార) పెర్లైట్ను పొందుతుంది.
3. స్ఫెరోడైజింగ్ అనీలింగ్
ప్రక్రియ నిర్దేశాలు: తాపన ఉష్ణోగ్రత Ac₁ బిందువుకు సమీపంలో ఉంటుంది.
ఉద్దేశ్యం: ఉక్కులోని సిమెంటైట్ లేదా కార్బైడ్లను గోళాకారంగా మార్చడం, దీని ఫలితంగా రేణువుల (గోళాకార) పెర్లైట్ ఏర్పడుతుంది.
వర్తించే పరిధి: యూటెక్టాయిడ్ మరియు హైపర్యూటెక్టాయిడ్ కూర్పులు గల ఉక్కులకు ఉపయోగిస్తారు.
4. డిఫ్యూజింగ్ అనీలింగ్ (హోమోజనైజింగ్ అనీలింగ్)
ప్రక్రియ నిర్దేశాలు: తాపన ఉష్ణోగ్రత దశ పటంలోని సాల్వస్ రేఖకు కొద్దిగా దిగువన ఉంటుంది.
ఉద్దేశ్యం: విభజనను తొలగించడం.
①తక్కువ-కార్బన్ స్టీల్కార్బన్ శాతం 0.25% కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, సన్నాహక ఉష్ణ చికిత్సగా అనీలింగ్ కంటే నార్మలైజింగ్కు ప్రాధాన్యత ఇవ్వబడుతుంది.
② 0.25% మరియు 0.50% మధ్య కార్బన్ కంటెంట్ ఉన్న మీడియం-కార్బన్ స్టీల్ కోసం, ప్రిపరేటరీ హీట్ ట్రీట్మెంట్గా అనీలింగ్ లేదా నార్మలైజింగ్ను ఉపయోగించవచ్చు.
③0.50% మరియు 0.75% మధ్య కార్బన్ కంటెంట్ ఉన్న మధ్యస్థం నుండి అధిక కార్బన్ స్టీల్ కోసం, పూర్తి అనీలింగ్ సిఫార్సు చేయబడింది.
④అధిక-కార్బన్ స్టీల్0.75% కంటే ఎక్కువ కార్బన్ కంటెంట్ ఉన్నప్పుడు, నెట్వర్క్ Fe₃C ను తొలగించడానికి మొదట నార్మలైజింగ్, ఆ తర్వాత స్ఫెరోడైజింగ్ అనీలింగ్ చేస్తారు.
Ⅲ. ఉక్కును చల్లార్చడం మరియు గట్టిపరచడం
ఎ. చల్లార్చడం
1. క్వెంచింగ్ నిర్వచనం: క్వెంచింగ్లో భాగంగా ఉక్కును Ac₃ లేదా Ac₁ బిందువు కంటే కొంత ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతకు వేడి చేసి, ఆ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉంచి, ఆపై మార్టెన్సైట్ను ఏర్పరచడానికి క్రిటికల్ కూలింగ్ రేటు కంటే ఎక్కువ రేటుతో చల్లబరుస్తారు.
2. క్వెంచింగ్ యొక్క ఉద్దేశ్యం: ఉక్కు యొక్క కాఠిన్యం మరియు అరుగుదల నిరోధకతను పెంచడానికి మార్టెన్సైట్ (లేదా కొన్నిసార్లు లోయర్ బైనైట్) ను పొందడమే దీని ప్రాథమిక లక్ష్యం. ఉక్కుకు సంబంధించిన అత్యంత ముఖ్యమైన ఉష్ణ చికిత్సా ప్రక్రియలలో క్వెంచింగ్ ఒకటి.
3. వివిధ రకాల ఉక్కు కోసం చల్లార్చే ఉష్ణోగ్రతలను నిర్ణయించడం
హైపోయూటెక్టాయిడ్ స్టీల్: Ac₃ + 30°C నుండి 50°C
యూటెక్టాయిడ్ మరియు హైపర్యూటెక్టాయిడ్ స్టీల్: Ac₁ + 30°C నుండి 50°C
మిశ్రమ ఉక్కు: క్లిష్టమైన ఉష్ణోగ్రత కంటే 50°C నుండి 100°C అధికం
4. ఆదర్శ శీతలీకరణ మాధ్యమం యొక్క శీతలీకరణ లక్షణాలు:
"ముక్కు" ఉష్ణోగ్రతకు ముందు నెమ్మదిగా చల్లబరచడం: ఉష్ణ ఒత్తిడిని తగినంతగా తగ్గించడానికి.
"ముక్కు" ఉష్ణోగ్రతకు దగ్గరగా అధిక శీతలీకరణ సామర్థ్యం: నాన్-మార్టెన్సిటిక్ నిర్మాణాలు ఏర్పడకుండా నివారించడానికి.
M₅ బిందువు వద్ద నెమ్మదిగా చల్లబరచడం: మార్టెన్సిటిక్ పరివర్తన వలన కలిగే ఒత్తిడిని తగ్గించడానికి.
5. చల్లార్చే పద్ధతులు మరియు వాటి లక్షణాలు:
① సరళమైన క్వెంచింగ్: నిర్వహించడం సులభం మరియు చిన్న, సరళమైన ఆకారపు వర్క్పీస్లకు అనుకూలం. దీని ఫలితంగా ఏర్పడే సూక్ష్మ నిర్మాణం మార్టెన్సైట్ (M).
②డబుల్ క్వెంచింగ్: ఇది మరింత సంక్లిష్టమైనది మరియు నియంత్రించడం కష్టం. దీనిని సంక్లిష్ట ఆకారం గల అధిక-కార్బన్ ఉక్కు మరియు పెద్ద మిశ్రమలోహ ఉక్కు వర్క్పీస్ల కోసం ఉపయోగిస్తారు. దీని ఫలితంగా ఏర్పడే సూక్ష్మ నిర్మాణం మార్టెన్సైట్ (M).
③బ్రోకెన్ క్వెంచింగ్: ఇది మరింత సంక్లిష్టమైన ప్రక్రియ, దీనిని పెద్ద, సంక్లిష్ట ఆకారంలో ఉన్న మిశ్రమలోహ ఉక్కు పనిముక్కల కోసం ఉపయోగిస్తారు. దీని ఫలితంగా ఏర్పడే సూక్ష్మ నిర్మాణం మార్టెన్సైట్ (M).
④ఐసోథర్మల్ క్వెంచింగ్: అధిక అవసరాలు గల చిన్న, సంక్లిష్ట ఆకారపు వర్క్పీస్ల కోసం ఉపయోగిస్తారు. దీని ఫలితంగా ఏర్పడే సూక్ష్మ నిర్మాణం లోయర్ బైనైట్ (B).
6. గట్టిపడే సామర్థ్యాన్ని ప్రభావితం చేసే కారకాలు
ఉక్కులోని అతిశీతల ఆస్టెనైట్ యొక్క స్థిరత్వంపై గట్టిపడే గుణం ఆధారపడి ఉంటుంది. అతిశీతల ఆస్టెనైట్ యొక్క స్థిరత్వం ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, గట్టిపడే గుణం అంత మెరుగ్గా ఉంటుంది, మరియు దీనికి విరుద్ధంగా కూడా ఉంటుంది.
అతిశీతల ఆస్టెనైట్ యొక్క స్థిరత్వాన్ని ప్రభావితం చేసే కారకాలు:
C-వక్రం యొక్క స్థానం: C-వక్రం కుడివైపుకు మారితే, క్వెంచింగ్ కోసం క్లిష్టమైన శీతలీకరణ రేటు తగ్గి, గట్టిపడే గుణం మెరుగుపడుతుంది.
కీలక ముగింపు:
C-వక్రాన్ని కుడివైపుకు జరిపే ఏ కారకమైనా ఉక్కు యొక్క గట్టిపడే గుణాన్ని పెంచుతుంది.
ప్రధాన అంశం:
రసాయన కూర్పు: కోబాల్ట్ (Co) మినహా, ఆస్టెనైట్లో కరిగి ఉన్న అన్ని మిశ్రమ మూలకాలు గట్టిపడే గుణాన్ని పెంచుతాయి.
కార్బన్ స్టీల్లోని యూటెక్టాయిడ్ కూర్పుకు కార్బన్ కంటెంట్ ఎంత దగ్గరగా ఉంటే, C-వక్రం అంత ఎక్కువగా కుడివైపుకు మారుతుంది మరియు గట్టిపడే గుణం అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది.
7. దృఢపరిచే సామర్థ్యాన్ని నిర్ధారించడం మరియు సూచించడం
①ఎండ్ క్వెంచ్ హార్డెనబిలిటీ టెస్ట్: ఎండ్-క్వెంచ్ టెస్ట్ పద్ధతిని ఉపయోగించి హార్డెనబిలిటీని కొలుస్తారు.
② క్రిటికల్ క్వెంచ్ డయామీటర్ పద్ధతి: క్రిటికల్ క్వెంచ్ డయామీటర్ (D₀) అనేది ఒక నిర్దిష్ట క్వెంచింగ్ మాధ్యమంలో పూర్తిగా గట్టిపడగల ఉక్కు యొక్క గరిష్ట వ్యాసాన్ని సూచిస్తుంది.
బి. టెంపరింగ్
1. టెంపరింగ్ నిర్వచనం
టెంపరింగ్ అనేది ఒక ఉష్ణ చికిత్సా ప్రక్రియ, దీనిలో క్వెంచ్ చేసిన ఉక్కును A₁ పాయింట్ కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రతకు తిరిగి వేడి చేసి, ఆ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉంచి, ఆపై గది ఉష్ణోగ్రతకు చల్లబరుస్తారు.
2. టెంపరింగ్ యొక్క ఉద్దేశ్యం
అవశేష ఒత్తిడిని తగ్గించడం లేదా తొలగించడం: పనిముక్క ఆకారం మారడాన్ని లేదా పగుళ్లు రావడాన్ని నివారిస్తుంది.
అవశేష ఆస్టెనైట్ను తగ్గించడం లేదా తొలగించడం: వర్క్పీస్ యొక్క కొలతలను స్థిరీకరిస్తుంది.
క్వెంచెడ్ స్టీల్ యొక్క పెళుసుదనాన్ని తొలగించండి: వర్క్పీస్ అవసరాలకు అనుగుణంగా సూక్ష్మ నిర్మాణాన్ని మరియు లక్షణాలను సర్దుబాటు చేస్తుంది.
ముఖ్య గమనిక: స్టీల్ను క్వెంచింగ్ చేసిన వెంటనే టెంపరింగ్ చేయాలి.
3. టెంపరింగ్ ప్రక్రియలు
1. తక్కువ టెంపరింగ్
ఉద్దేశ్యం: క్వెంచింగ్ ఒత్తిడిని తగ్గించడం, వర్క్పీస్ యొక్క దృఢత్వాన్ని మెరుగుపరచడం, మరియు అధిక కాఠిన్యం మరియు అరుగుదల నిరోధకతను సాధించడం.
ఉష్ణోగ్రత: 150°C ~ 250°C.
పనితీరు: కాఠిన్యం: HRC 58 ~ 64. అధిక కాఠిన్యం మరియు అరుగుదల నిరోధకత.
ఉపయోగాలు: పనిముట్లు, అచ్చులు, బేరింగ్లు, కార్బరైజ్డ్ భాగాలు మరియు ఉపరితలం గట్టిపరచిన భాగాలు.
2. అధిక ఉష్ణోగ్రత
ఉద్దేశ్యం: తగినంత బలం మరియు గట్టిదనంతో పాటు అధిక దృఢత్వాన్ని సాధించడం.
ఉష్ణోగ్రత: 500°C ~ 600°C.
పనితీరు: కాఠిన్యం: HRC 25 ~ 35. మంచి సమగ్ర యాంత్రిక లక్షణాలు.
ఉపయోగాలు: షాఫ్ట్లు, గేర్లు, కనెక్టింగ్ రాడ్లు మొదలైనవి.
థర్మల్ రిఫైనింగ్
నిర్వచనం: క్వెంచింగ్ తర్వాత అధిక-ఉష్ణోగ్రత టెంపరింగ్ చేయడాన్ని థర్మల్ రిఫైనింగ్ లేదా కేవలం టెంపరింగ్ అని అంటారు. ఈ ప్రక్రియ ద్వారా శుద్ధి చేయబడిన ఉక్కు అద్భుతమైన సమగ్ర పనితీరును కలిగి ఉంటుంది మరియు విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.
Ⅳ. ఉక్కు యొక్క ఉపరితల ఉష్ణ చికిత్స
ఎ. ఉక్కుల ఉపరితల శీతలీకరణ
1. ఉపరితల గట్టిపడటం యొక్క నిర్వచనం
సర్ఫేస్ హార్డెనింగ్ అనేది ఒక ఉష్ణ చికిత్సా ప్రక్రియ. దీనిలో ఒక వస్తువు యొక్క ఉపరితల పొరను వేగంగా వేడిచేసి ఆ పొరను ఆస్టెనైట్గా మార్చి, ఆపై త్వరగా చల్లబరుస్తారు. ఈ ప్రక్రియ ఉక్కు యొక్క రసాయన కూర్పును గానీ లేదా ఆ పదార్థం యొక్క అంతర్గత నిర్మాణాన్ని గానీ మార్చకుండా నిర్వహించబడుతుంది.
2. ఉపరితల గట్టిపడటం మరియు గట్టిపడిన తర్వాత నిర్మాణానికి ఉపయోగించే పదార్థాలు
ఉపరితల గట్టిపడటం కోసం ఉపయోగించే పదార్థాలు
సాధారణ పదార్థాలు: మీడియం కార్బన్ స్టీల్ మరియు మీడియం కార్బన్ అల్లాయ్ స్టీల్.
పూర్వ-చికిత్స: సాధారణ ప్రక్రియ: టెంపరింగ్. ప్రధాన లక్షణాలు అంత కీలకమైనవి కాకపోతే, దానికి బదులుగా నార్మలైజింగ్ను ఉపయోగించవచ్చు.
పోస్ట్-హార్డెనింగ్ నిర్మాణం
ఉపరితల నిర్మాణం: ఉపరితల పొర సాధారణంగా మార్టెన్సైట్ లేదా బైనైట్ వంటి గట్టిపడిన నిర్మాణాన్ని ఏర్పరుస్తుంది, ఇది అధిక కాఠిన్యం మరియు అరుగుదల నిరోధకతను అందిస్తుంది.
కోర్ నిర్మాణం: ఉక్కు యొక్క కోర్ సాధారణంగా, పూర్వ-శుద్ధి ప్రక్రియ మరియు ఆధార పదార్థం యొక్క లక్షణాలను బట్టి, పెర్లైట్ లేదా టెంపర్డ్ స్థితి వంటి దాని అసలు నిర్మాణాన్ని నిలుపుకుంటుంది. ఇది కోర్ మంచి దృఢత్వాన్ని మరియు బలాన్ని కలిగి ఉండేలా నిర్ధారిస్తుంది.
బి. ఇండక్షన్ సర్ఫేస్ హార్డెనింగ్ యొక్క లక్షణాలు
1. అధిక తాపన ఉష్ణోగ్రత మరియు వేగవంతమైన ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదల: ఇండక్షన్ సర్ఫేస్ హార్డెనింగ్లో సాధారణంగా అధిక తాపన ఉష్ణోగ్రతలు మరియు వేగవంతమైన తాపన రేట్లు ఉంటాయి, ఇవి తక్కువ సమయంలో వేగంగా వేడెక్కడానికి వీలు కల్పిస్తాయి.
2. ఉపరితల పొరలో సూక్ష్మ ఆస్టెనైట్ రేణువుల నిర్మాణం: వేగంగా వేడిచేసి, ఆ తర్వాత చల్లార్చే ప్రక్రియలో, ఉపరితల పొర సూక్ష్మ ఆస్టెనైట్ రేణువులను ఏర్పరుస్తుంది. చల్లార్చిన తర్వాత, ఉపరితలం ప్రధానంగా సూక్ష్మ మార్టెన్సైట్ను కలిగి ఉంటుంది, దీని కాఠిన్యం సాధారణ చల్లార్చడం కంటే సాధారణంగా 2-3 HRC ఎక్కువగా ఉంటుంది.
3. మంచి ఉపరితల నాణ్యత: తక్కువ వేడిచేసే సమయం కారణంగా, వర్క్పీస్ ఉపరితలం ఆక్సీకరణ మరియు డీకార్బరైజేషన్కు తక్కువగా గురవుతుంది, మరియు క్వెంచింగ్-ప్రేరిత వైకల్యం కనిష్టంగా ఉంటుంది, ఇది మంచి ఉపరితల నాణ్యతను నిర్ధారిస్తుంది.
4. అధిక అలసట బలం: ఉపరితల పొరలోని మార్టెన్సిటిక్ దశ పరివర్తన సంపీడన ఒత్తిడిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది వర్క్పీస్ యొక్క అలసట బలాన్ని పెంచుతుంది.
5. అధిక ఉత్పత్తి సామర్థ్యం: ఇండక్షన్ సర్ఫేస్ హార్డెనింగ్ భారీ ఉత్పత్తికి అనుకూలంగా ఉంటుంది, అధిక కార్యాచరణ సామర్థ్యాన్ని అందిస్తుంది.
C. రసాయన ఉష్ణ చికిత్స వర్గీకరణ
కార్బరైజింగ్, కార్బరైజింగ్, కార్బరైజింగ్, క్రోమైజింగ్, సిలికోనైజింగ్, సిలికోనైజింగ్, సిలికోనైజింగ్, కార్బోనైట్రైడింగ్, బోరోకార్బరైజింగ్
D. గ్యాస్ కార్బరైజింగ్
గ్యాస్ కార్బరైజింగ్ అనేది ఒక ప్రక్రియ, దీనిలో ఒక వర్క్పీస్ను మూసివున్న గ్యాస్ కార్బరైజింగ్ కొలిమిలో ఉంచి, ఉక్కును ఆస్టెనైట్గా మార్చే ఉష్ణోగ్రత వరకు వేడి చేస్తారు. ఆ తర్వాత, కొలిమిలోకి కార్బరైజింగ్ ఏజెంట్ను చుక్కల రూపంలో వేస్తారు, లేదా నేరుగా కార్బరైజింగ్ వాతావరణాన్ని ప్రవేశపెడతారు. దీనివల్ల కార్బన్ అణువులు వర్క్పీస్ యొక్క ఉపరితల పొరలోకి వ్యాపించడానికి వీలవుతుంది. ఈ ప్రక్రియ వర్క్పీస్ ఉపరితలంపై కార్బన్ శాతాన్ని (wc%) పెంచుతుంది.
√కార్బరైజింగ్ ఏజెంట్లు:
•కార్బన్ అధికంగా ఉండే వాయువులు: ఉదాహరణకు బొగ్గు వాయువు, ద్రవీకృత పెట్రోలియం గ్యాస్ (LPG) మొదలైనవి.
•సేంద్రీయ ద్రవాలు: కిరోసిన్, మిథనాల్, బెంజీన్ మొదలైనవి.
√కార్బరైజింగ్ ప్రక్రియ పారామితులు:
•కార్బరైజింగ్ ఉష్ణోగ్రత: 920~950°C.
•కార్బరైజింగ్ సమయం: ఇది కావలసిన కార్బరైజ్డ్ పొర లోతు మరియు కార్బరైజింగ్ ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
E. కార్బరైజింగ్ తర్వాత ఉష్ణ చికిత్స
కార్బరైజింగ్ తర్వాత ఉక్కు తప్పనిసరిగా ఉష్ణ చికిత్సకు గురికావాలి.
కార్బరైజింగ్ తర్వాత ఉష్ణ చికిత్స ప్రక్రియ:
√క్వెంచింగ్ + అల్ప-ఉష్ణోగ్రత టెంపరింగ్
1. ప్రీ-కూలింగ్ తర్వాత డైరెక్ట్ క్వెంచింగ్ + తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత టెంపరింగ్: వర్క్పీస్ను కార్బరైజింగ్ ఉష్ణోగ్రత నుండి కోర్ యొక్క Ar₁ ఉష్ణోగ్రతకు కొద్దిగా పైన ఉండేలా ప్రీ-కూల్ చేసి, ఆపై వెంటనే క్వెంచ్ చేస్తారు, దీని తర్వాత 160~180°C వద్ద తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత టెంపరింగ్ చేస్తారు.
2. ప్రీ-కూలింగ్ తర్వాత సింగిల్ క్వెంచింగ్ + తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత టెంపరింగ్: కార్బరైజింగ్ తర్వాత, వర్క్పీస్ను నెమ్మదిగా గది ఉష్ణోగ్రతకు చల్లబరుస్తారు, ఆపై క్వెంచింగ్ మరియు తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత టెంపరింగ్ కోసం తిరిగి వేడి చేస్తారు.
3. ప్రీ-కూలింగ్ తర్వాత డబుల్ క్వెంచింగ్ + తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత టెంపరింగ్: కార్బరైజింగ్ మరియు నెమ్మదిగా చల్లబరచిన తర్వాత, వర్క్పీస్ను రెండు దశల హీటింగ్ మరియు క్వెంచింగ్కు గురిచేసి, ఆపై తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత టెంపరింగ్ చేస్తారు.
Ⅴ. ఉక్కుల రసాయన ఉష్ణ చికిత్స
1. రసాయన ఉష్ణ చికిత్స యొక్క నిర్వచనం
రసాయన ఉష్ణ చికిత్స అనేది ఒక ఉష్ణ చికిత్సా ప్రక్రియ, దీనిలో ఒక ఉక్కు పనిముక్కను ఒక నిర్దిష్ట క్రియాశీల మాధ్యమంలో ఉంచి, వేడి చేసి, ఆ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉంచుతారు. దీనివల్ల మాధ్యమంలోని క్రియాశీల పరమాణువులు పనిముక్క ఉపరితలంలోకి వ్యాపిస్తాయి. ఇది పనిముక్క ఉపరితలం యొక్క రసాయన కూర్పును మరియు సూక్ష్మ నిర్మాణాన్ని మారుస్తుంది, తద్వారా దాని ధర్మాలను సవరిస్తుంది.
2. రసాయన ఉష్ణ చికిత్స యొక్క ప్రాథమిక ప్రక్రియ
వియోగం: వేడి చేసినప్పుడు, క్రియాశీల మాధ్యమం వియోగం చెంది, క్రియాశీల పరమాణువులను విడుదల చేస్తుంది.
శోషణ: క్రియాశీల పరమాణువులు ఉక్కు ఉపరితలం ద్వారా శోషించబడి, ఉక్కు యొక్క ఘన ద్రావణంలో కరిగిపోతాయి.
వ్యాపనం: ఉక్కు ఉపరితలంపై శోషించబడి, కరిగిపోయిన క్రియాశీల పరమాణువులు లోపలికి వలసపోతాయి.
ఇండక్షన్ సర్ఫేస్ హార్డెనింగ్ రకాలు
ఎ. అధిక-పౌనఃపున్య ప్రేరక తాపనం
ప్రస్తుత ఫ్రీక్వెన్సీ: 250~300 kHz.
గట్టిపడిన పొర లోతు: 0.5~2.0 మి.మీ.
అనువర్తనాలు: మధ్యస్థ మరియు చిన్న మాడ్యూల్ గేర్లు మరియు చిన్న నుండి మధ్యస్థ పరిమాణపు షాఫ్ట్లు.
బి. మధ్య-పౌనఃపున్య ప్రేరక తాపనం
ప్రస్తుత ఫ్రీక్వెన్సీ: 2500~8000 kHz.
గట్టిపడిన పొర లోతు: 2~10 మి.మీ.
అనువర్తనాలు: పెద్ద షాఫ్ట్లు మరియు పెద్ద నుండి మధ్యస్థ మాడ్యూల్ గేర్లు.
సి. పవర్-ఫ్రీక్వెన్సీ ఇండక్షన్ హీటింగ్
ప్రస్తుత ఫ్రీక్వెన్సీ: 50 హెర్ట్జ్.
గట్టిపడిన పొర లోతు: 10~15 మి.మీ.
ఉపయోగాలు: చాలా లోతైన గట్టిపడిన పొర అవసరమయ్యే పనిముట్లు.
3. ఇండక్షన్ సర్ఫేస్ హార్డెనింగ్
ఇండక్షన్ సర్ఫేస్ హార్డెనింగ్ యొక్క ప్రాథమిక సూత్రం
చర్మ ప్రభావం:
ఇండక్షన్ కాయిల్లోని ప్రత్యావర్తన విద్యుత్, వర్క్పీస్ ఉపరితలంపై విద్యుత్ను ప్రేరేపించినప్పుడు, ప్రేరిత విద్యుత్లో అధిక భాగం ఉపరితలం దగ్గర కేంద్రీకృతమవుతుంది, అయితే వర్క్పీస్ లోపలి భాగం గుండా దాదాపుగా విద్యుత్ ప్రవహించదు. ఈ దృగ్విషయాన్ని స్కిన్ ఎఫెక్ట్ అని అంటారు.
ఇండక్షన్ సర్ఫేస్ హార్డెనింగ్ సూత్రం:
స్కిన్ ఎఫెక్ట్ ఆధారంగా, వర్క్పీస్ ఉపరితలాన్ని ఆస్టెనైజింగ్ ఉష్ణోగ్రతకు (కొన్ని సెకన్లలో 800~1000°C వరకు) వేగంగా వేడి చేస్తారు, అయితే వర్క్పీస్ లోపలి భాగం దాదాపుగా వేడెక్కదు. ఆ తర్వాత, నీటిని స్ప్రే చేయడం ద్వారా వర్క్పీస్ను చల్లబరుస్తారు, దీనివల్ల ఉపరితల గట్టిపడటం జరుగుతుంది.
4. టెంపర్ పెళుసుదనం
క్వెంచెడ్ స్టీల్లో టెంపరింగ్ పెళుసుదనం
నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రతల వద్ద టెంపరింగ్ చేసినప్పుడు, క్వెంచ్డ్ స్టీల్ యొక్క ఇంపాక్ట్ టఫ్నెస్ గణనీయంగా తగ్గే దృగ్విషయాన్ని టెంపరింగ్ పెళుసుదనం అంటారు.
మొదటి రకం టెంపరింగ్ పెళుసుదనం
ఉష్ణోగ్రత పరిధి: 250°C నుండి 350°C వరకు.
లక్షణాలు: చల్లార్చిన ఉక్కును ఈ ఉష్ణోగ్రతా పరిధిలో టెంపరింగ్ చేస్తే, తొలగించలేని ఈ రకమైన టెంపరింగ్ పెళుసుదనం ఏర్పడే అవకాశం ఎక్కువగా ఉంటుంది.
పరిష్కారం: ఈ ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో చల్లార్చిన ఉక్కును టెంపరింగ్ చేయవద్దు.
మొదటి రకం టెంపరింగ్ పెళుసుదనాన్ని తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత టెంపరింగ్ పెళుసుదనం లేదా కోలుకోలేని టెంపరింగ్ పెళుసుదనం అని కూడా అంటారు.
Ⅵ. టెంపరింగ్
1. టెంపరింగ్ అనేది క్వెంచింగ్ తర్వాత చేసే ఒక తుది ఉష్ణ చికిత్స ప్రక్రియ.
క్వెంచెడ్ స్టీల్స్కు టెంపరింగ్ ఎందుకు అవసరం?
క్వెంచింగ్ తర్వాత సూక్ష్మ నిర్మాణం: క్వెంచింగ్ తర్వాత, ఉక్కు యొక్క సూక్ష్మ నిర్మాణం సాధారణంగా మార్టెన్సైట్ మరియు అవశేష ఆస్టెనైట్లను కలిగి ఉంటుంది. ఈ రెండూ అస్థిరమైన దశలు మరియు నిర్దిష్ట పరిస్థితులలో రూపాంతరం చెందుతాయి.
మార్టెన్సైట్ యొక్క లక్షణాలు: మార్టెన్సైట్ అధిక కాఠిన్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది, కానీ అధిక పెళుసుదనాన్ని కూడా కలిగి ఉంటుంది (ముఖ్యంగా అధిక-కార్బన్ సూది లాంటి మార్టెన్సైట్లో), ఇది అనేక అనువర్తనాలకు అవసరమైన పనితీరు అవసరాలను తీర్చదు.
మార్టెన్సైటిక్ పరివర్తన లక్షణాలు: మార్టెన్సైట్గా పరివర్తన చాలా వేగంగా జరుగుతుంది. క్వెంచింగ్ తర్వాత, వర్క్పీస్లో అవశేష అంతర్గత ఒత్తిడులు ఉంటాయి, ఇవి వైకల్యం లేదా పగుళ్లకు దారితీయవచ్చు.
ముగింపు: క్వెంచింగ్ చేసిన తర్వాత వర్క్పీస్ను నేరుగా ఉపయోగించలేము! అంతర్గత ఒత్తిళ్లను తగ్గించి, వర్క్పీస్ యొక్క దృఢత్వాన్ని మెరుగుపరిచి, దానిని ఉపయోగించడానికి అనువుగా మార్చడానికి టెంపరింగ్ అవసరం.
2. గట్టిపడే గుణం మరియు గట్టిపడే సామర్థ్యం మధ్య వ్యత్యాసం:
దృఢపరిచే సామర్థ్యం :
క్వెంచింగ్ తర్వాత ఉక్కు ఒక నిర్దిష్ట లోతు వరకు గట్టిపడగల సామర్థ్యాన్ని (గట్టిపడిన పొర యొక్క లోతు) హార్డెనబిలిటీ అంటారు. ఇది ఉక్కు యొక్క కూర్పు మరియు నిర్మాణంపై, ముఖ్యంగా దాని మిశ్రమ మూలకాలు మరియు ఉక్కు రకంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. క్వెంచింగ్ ప్రక్రియలో ఉక్కు దాని మందం అంతటా ఎంత బాగా గట్టిపడగలదో తెలిపే కొలమానమే హార్డెనబిలిటీ.
కాఠిన్యం (గట్టిపడే సామర్థ్యం):
కాఠిన్యం, లేదా గట్టిపడే సామర్థ్యం, అనేది క్వెంచింగ్ తర్వాత స్టీల్లో సాధించగల గరిష్ట కాఠిన్యాన్ని సూచిస్తుంది. ఇది ప్రధానంగా స్టీల్లోని కార్బన్ పరిమాణంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. సాధారణంగా అధిక కార్బన్ పరిమాణం అధిక సంభావ్య కాఠిన్యానికి దారితీస్తుంది, కానీ ఇది స్టీల్లోని మిశ్రమ మూలకాలు మరియు క్వెంచింగ్ ప్రక్రియ యొక్క సమర్థత ద్వారా పరిమితం కావచ్చు.
3. ఉక్కు యొక్క గట్టిపడటం
√ దృఢపరిచే సామర్థ్యం యొక్క భావన
ఆస్టెనైజింగ్ ఉష్ణోగ్రత నుండి క్వెంచింగ్ చేసిన తర్వాత, ఉక్కు ఒక నిర్దిష్ట స్థాయి వరకు మార్టెన్సిటిక్ గట్టిపడే సామర్థ్యాన్ని హార్డెనబిలిటీ అంటారు. సరళంగా చెప్పాలంటే, క్వెంచింగ్ సమయంలో మార్టెన్సైట్ను ఏర్పరచగల ఉక్కు యొక్క సామర్థ్యమే ఇది.
గట్టిపడే సామర్థ్యం యొక్క కొలత
నిర్దిష్ట పరిస్థితులలో చల్లార్చిన తర్వాత పొందిన గట్టిపడిన పొర యొక్క లోతు ద్వారా గట్టిపడే గుణం యొక్క పరిమాణం సూచించబడుతుంది.
గట్టిపడిన పొర లోతు: ఇది వర్క్పీస్ ఉపరితలం నుండి నిర్మాణం సగం మార్టెన్సైట్గా ఉండే ప్రాంతం వరకు ఉన్న లోతు.
సాధారణ చల్లార్చే మాధ్యమాలు:
•నీరు
లక్షణాలు: బలమైన శీతలీకరణ సామర్థ్యంతో పొదుపుగా ఉంటుంది, కానీ మరిగే స్థానం దగ్గర అధిక శీతలీకరణ రేటును కలిగి ఉంటుంది, ఇది మితిమీరిన శీతలీకరణకు దారితీయవచ్చు.
ఉపయోగం: సాధారణంగా కార్బన్ స్టీల్స్ కోసం వాడతారు.
ఉప్పు నీరు: నీటిలో ఉప్పు లేదా క్షారం యొక్క ద్రావణం, ఇది నీటితో పోలిస్తే అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద అధిక శీతలీకరణ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది, అందువల్ల ఇది కార్బన్ స్టీల్స్కు అనుకూలంగా ఉంటుంది.
•నూనె
లక్షణాలు: తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద (మరిగే బిందువుకు దగ్గరగా) నెమ్మదిగా చల్లబడుతుంది, ఇది ఆకారం మారడం మరియు పగుళ్లు ఏర్పడే ధోరణిని సమర్థవంతంగా తగ్గిస్తుంది, కానీ అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద దీని శీతలీకరణ సామర్థ్యం తక్కువగా ఉంటుంది.
ఉపయోగం: మిశ్రమ ఉక్కులకు అనువైనది.
రకాలు: ఇందులో క్వెంచింగ్ ఆయిల్, మెషిన్ ఆయిల్ మరియు డీజిల్ ఇంధనం ఉంటాయి.
వేడి చేసే సమయం
తాపన సమయం అనేది తాపన రేటు (కావలసిన ఉష్ణోగ్రతను చేరుకోవడానికి పట్టే సమయం) మరియు హోల్డింగ్ సమయం (లక్షిత ఉష్ణోగ్రత వద్ద కొనసాగించే సమయం) రెండింటినీ కలిగి ఉంటుంది.
తాపన సమయాన్ని నిర్ణయించడానికి సూత్రాలు: వర్క్పీస్ లోపల మరియు వెలుపల అంతటా ఏకరీతి ఉష్ణోగ్రత పంపిణీని నిర్ధారించుకోండి.
ఆస్టెనైటైజేషన్ సంపూర్ణంగా జరిగిందని మరియు ఏర్పడిన ఆస్టెనైట్ ఏకరీతిగా, సూక్ష్మంగా ఉందని నిర్ధారించుకోండి.
తాపన సమయాన్ని నిర్ణయించడానికి ఆధారం: సాధారణంగా అనుభావిక సూత్రాలను ఉపయోగించి అంచనా వేయబడుతుంది లేదా ప్రయోగం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.
క్వెంచింగ్ మీడియా
రెండు కీలక అంశాలు:
ఎ. శీతలీకరణ రేటు: అధిక శీతలీకరణ రేటు మార్టెన్సైట్ ఏర్పడటాన్ని ప్రోత్సహిస్తుంది.
బి. అవశేష ఒత్తిడి: అధిక శీతలీకరణ రేటు అవశేష ఒత్తిడిని పెంచుతుంది, ఇది వర్క్పీస్లో వైకల్యం మరియు పగుళ్లకు ఎక్కువ అవకాశం కల్పిస్తుంది.
Ⅶ. సాధారణీకరించడం
1. సాధారణీకరణ నిర్వచనం
నార్మలైజింగ్ అనేది ఒక ఉష్ణ చికిత్సా ప్రక్రియ, దీనిలో ఉక్కును Ac3 ఉష్ణోగ్రత కంటే 30°C నుండి 50°C అధిక ఉష్ణోగ్రతకు వేడి చేసి, ఆ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉంచి, ఆపై సమతాస్థితికి దగ్గరగా ఉండే సూక్ష్మ నిర్మాణాన్ని పొందడానికి గాలిలో చల్లబరుస్తారు. ఎనీలింగ్తో పోలిస్తే, నార్మలైజింగ్లో శీతలీకరణ రేటు వేగంగా ఉంటుంది, దీని ఫలితంగా సూక్ష్మమైన పెర్లైట్ నిర్మాణం (P) మరియు అధిక బలం, కాఠిన్యం లభిస్తాయి.
2. సాధారణీకరణ ఉద్దేశ్యం
నార్మలైజింగ్ యొక్క ఉద్దేశ్యం అనీలింగ్ యొక్క ఉద్దేశ్యాన్ని పోలి ఉంటుంది.
3. సాధారణీకరణ యొక్క అనువర్తనాలు
• నెట్వర్క్డ్ సెకండరీ సిమెంటైట్ను తొలగించండి.
• తక్కువ అవసరాలున్న భాగాలకు తుది ఉష్ణ చికిత్సగా ఉపయోగపడుతుంది.
• తక్కువ మరియు మధ్యస్థ కార్బన్ నిర్మాణ ఉక్కు యొక్క యంత్రసామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి సన్నాహక ఉష్ణ చికిత్సగా పనిచేస్తుంది.
4. అనీలింగ్ రకాలు
మొదటి రకం అనీలింగ్:
ఉద్దేశం మరియు పనితీరు: దీని లక్ష్యం దశ పరివర్తనను ప్రేరేపించడం కాదు, ఉక్కును అసమతుల్య స్థితి నుండి సమతుల్య స్థితికి మార్చడమే.
రకాలు:
• డిఫ్యూజన్ అనీలింగ్: విభజనను తొలగించడం ద్వారా మిశ్రమాన్ని సజాతీయంగా మార్చడమే దీని లక్ష్యం.
•పునఃస్ఫటికీకరణ అనీలింగ్: వర్క్ హార్డెనింగ్ ప్రభావాలను తొలగించడం ద్వారా డక్టిలిటీని పునరుద్ధరిస్తుంది.
• ఒత్తిడి ఉపశమన అనీలింగ్: సూక్ష్మ నిర్మాణాన్ని మార్చకుండా అంతర్గత ఒత్తిడులను తగ్గిస్తుంది.
రెండవ రకం అనీలింగ్:
ఉద్దేశం మరియు పనితీరు: సూక్ష్మ నిర్మాణం మరియు లక్షణాలను మార్చడం, తద్వారా పెర్లైట్ ఆధిపత్యం గల సూక్ష్మ నిర్మాణాన్ని సాధించడం దీని లక్ష్యం. ఈ రకం, పెర్లైట్, ఫెర్రైట్ మరియు కార్బైడ్ల పంపిణీ మరియు స్వరూపం నిర్దిష్ట అవసరాలకు అనుగుణంగా ఉండేలా కూడా నిర్ధారిస్తుంది.
రకాలు:
•పూర్తి అనీలింగ్: ఉక్కును Ac3 ఉష్ణోగ్రత కంటే ఎక్కువగా వేడి చేసి, ఆపై ఏకరీతి పెర్లైట్ నిర్మాణాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి దానిని నెమ్మదిగా చల్లబరుస్తుంది.
• అసంపూర్ణ అనీలింగ్: నిర్మాణాన్ని పాక్షికంగా మార్చడానికి స్టీల్ను Ac1 మరియు Ac3 ఉష్ణోగ్రతల మధ్య వేడి చేస్తుంది.
• ఐసోథర్మల్ అనీలింగ్: ఉక్కును Ac3 కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతకు వేడి చేసి, ఆ తర్వాత వేగంగా ఐసోథర్మల్ ఉష్ణోగ్రతకు చల్లబరిచి, కావలసిన నిర్మాణాన్ని సాధించే వరకు ఆ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉంచుతారు.
• స్ఫెరోడైజింగ్ అనీలింగ్: గోళాకార కార్బైడ్ నిర్మాణాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది మెషినబిలిటీ మరియు దృఢత్వాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది.
Ⅷ.1. ఉష్ణ చికిత్స యొక్క నిర్వచనం
ఉష్ణ చికిత్స అనగా ఒక ప్రక్రియ, దీనిలో లోహాన్ని వేడి చేసి, ఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉంచి, ఆపై ఘన స్థితిలో ఉండగానే చల్లబరుస్తారు. దీనివల్ల దాని అంతర్గత నిర్మాణం మరియు సూక్ష్మ నిర్మాణం మార్చబడి, తద్వారా కావలసిన లక్షణాలు సాధించబడతాయి.
2. ఉష్ణ చికిత్స యొక్క లక్షణాలు
ఉష్ణ చికిత్స పనిముక్క ఆకారాన్ని మార్చదు; దానికి బదులుగా, అది ఉక్కు యొక్క అంతర్గత నిర్మాణం మరియు సూక్ష్మ నిర్మాణాన్ని మారుస్తుంది, దీని ఫలితంగా ఉక్కు యొక్క లక్షణాలు మారుతాయి.
3. ఉష్ణ చికిత్స యొక్క ఉద్దేశ్యం
ఉష్ణ చికిత్స యొక్క ముఖ్య ఉద్దేశ్యం ఉక్కు (లేదా పనిముట్లు) యొక్క యాంత్రిక లేదా ప్రాసెసింగ్ లక్షణాలను మెరుగుపరచడం, ఉక్కు యొక్క పూర్తి సామర్థ్యాన్ని వినియోగించుకోవడం, పనిముక్క యొక్క నాణ్యతను పెంచడం మరియు దాని సేవా జీవితాన్ని పొడిగించడం.
4. కీలక ముగింపు
ఉష్ణ చికిత్స ద్వారా ఒక పదార్థం యొక్క లక్షణాలను మెరుగుపరచవచ్చా లేదా అనేది, వేడిచేసి చల్లబరిచే ప్రక్రియలో దాని సూక్ష్మ నిర్మాణం మరియు ఆకృతిలో మార్పులు జరుగుతాయా లేదా అనే దానిపై పూర్తిగా ఆధారపడి ఉంటుంది.
పోస్ట్ సమయం: ఆగస్టు-19-2024