इस्पात शमन प्रक्रिया और वर्गीकरण अनुप्रयोग

शमन एक गर्मी उपचार प्रक्रिया है जिसमें वर्कपीस को एक निश्चित महत्वपूर्ण तापमान तक गर्म किया जाता है, फिर उच्च कठोरता वाले मार्टेंसाइट या कठोर निचले बैनाइट को प्राप्त करने के लिए चुनिंदा रूप से ठंडा किया जाता है, इसके बाद तड़का लगाया जाता है।

शमन करने से हिस्सों की पहनने की प्रतिरोधक क्षमता और ताकत में सुधार होता है, साथ ही उनके थकान भरे जीवन में भी सुधार होता है।

 

 

शमन सिद्धांत और बुनियादी प्रक्रिया प्रवाह

 

गर्म होने पर स्टील और अन्य सामग्रियां चरण परिवर्तन से गुजरती हैं, और शमन के लिए ऑस्टेनिटाइजेशन चरण परिवर्तन पूर्व शर्त है।

आम तौर पर, हाइपोयूटेक्टॉइड स्टील को Ac3 से 20 से 30 डिग्री ऊपर के तापमान पर बुझाया जाता है, जबकि हाइपरयूटेक्टॉइड स्टील को Ac1 से 20 से 30 डिग्री ऊपर के तापमान पर बुझाया जाता है।

शमन करते समय, अत्यधिक ताप से बचना महत्वपूर्ण है। एक समान माइक्रोस्ट्रक्चरल परिवर्तन सुनिश्चित करने के लिए होल्डिंग समय को वर्कपीस के आकार और फर्नेस मॉडल के आधार पर निर्धारित किया जाना चाहिए।

शमन में मुख्य प्रक्रिया शीतलन है। आदर्श शीतलन वक्र पर्लाइट नाक क्षेत्र से बचता है, मुख्य रूप से गैर - मार्टेंसिटिक संरचनाओं के गठन को रोकने के लिए। भाग में आंतरिक तनाव और विकृति को कम करने के लिए शीतलन दर को भी नियंत्रित किया जाना चाहिए।

ध्यान दें: Ac1 और Ac3 उस तापमान का प्रतिनिधित्व करते हैं जिस पर ऑस्टेनाइट बनना शुरू होता है और वह तापमान जिस पर गर्म होने पर हाइपोयूटेक्टॉइड स्टील पूरी तरह से ऑस्टेनाइट हो जाता है। एनीलिंग प्रक्रिया के निर्धारण के लिए ये महत्वपूर्ण संदर्भ बिंदु हैं।

 

मुख्य शमन प्रक्रिया विधियाँ और प्रमुख परिचालन दिशानिर्देश

 

1. एकल-तरल शमन

एकल तरल शमन सबसे बुनियादी और सरल शमन विधि है। इसका उपयोग मुख्य रूप से सरल, सममित आकार और न्यूनतम क्रॉस-अनुभागीय भिन्नता वाले भागों, जैसे शाफ्ट और पिन के लिए किया जाता है।

एकल तरल शमन के लिए, सामग्री और वर्कपीस की मोटाई के आधार पर उपयुक्त शीतलक का चयन किया जाना चाहिए। कम {{2}कार्बन और कम {{3}मिश्र धातु इस्पात को आम तौर पर पानी या नमकीन पानी से बुझाया जाता है, जबकि उच्च {{4}मिश्र धातु इस्पात और छोटे, जटिल {{5}आकार वाले हिस्सों को तेल या पॉलिमर समाधान से बुझाया जा सकता है।

शमन के दौरान, सुनिश्चित करें कि वर्कपीस समान रूप से माध्यम में डूबा हुआ है और वाष्प फिल्म को ठंडा करने में बाधा डालने से रोकने के लिए माध्यम ठीक से उत्तेजित है।

एकल तरल शमन उच्च गुणवत्ता स्थिरता प्रदान करता है और बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त है, लेकिन अत्यधिक तेजी से ठंडा होने के कारण विरूपण और टूटने के जोखिम के संबंध में सावधानी बरतने की सलाह दी जाती है।

 

2. दो-तरल शमन

दो -तरल शमन तीव्र और धीमी गति से शीतलन के लाभों को जोड़ता है। सबसे पहले, पहला माध्यम, जैसे कि पानी या खारा पानी, तेजी से सामग्री के सबसे अस्थिर ऑस्टेनाइट क्षेत्र से होकर गुजरता है। एक बार जब सामग्री का तापमान मार्टेंसाइट परिवर्तन तापमान के करीब पहुंच जाता है, तो मार्टेंसाइट परिवर्तन को पूरा करने के लिए सामग्री को तुरंत तेल जैसे दूसरे माध्यम में स्थानांतरित कर दिया जाता है।

दो {{0}तरल शमन विशेष रूप से उच्च {{3}कार्बन स्टील और मध्यम {{4}से {{5}उच्च मिश्र धातु स्टील्स, जैसे मोल्ड और गियर ब्लैंक से बने मध्यम {{1} से {{2} बड़े वर्कपीस के लिए आम है।

इस ऑपरेशन की कुंजी पहले माध्यम में वर्कपीस के रुकने के समय को सटीक रूप से नियंत्रित करना है। आमतौर पर, प्रभावी वर्कपीस मोटाई के प्रति 3-5 मिमी पर 1 सेकंड का शमन समय उपयोग किया जाता है, हालांकि इसे वर्कपीस की सतह पर बुलबुले के गायब होने को देखकर भी निर्धारित किया जा सकता है।

तापमान वृद्धि से बचने के लिए पहले माध्यम से दूसरे माध्यम में स्थानांतरण तीव्र और निरंतर होना चाहिए जो सामग्री संरचना के विघटन का कारण बन सकता है।

दो -तरल शमन से थर्मल और संरचनात्मक तनाव काफी कम हो जाता है, जिससे यह विरूपण को नियंत्रित करने और दरार को रोकने के लिए एक प्रभावी तरीका बन जाता है।

 

3. चरण शमन

चरण शमन के लिए वर्कपीस को ऑस्टेनिटाइजेशन के लिए गर्म करने की आवश्यकता होती है, फिर इसे पकड़ने के लिए एमएस बिंदु से थोड़ा ऊपर गर्म स्नान, जैसे नाइट्रेट स्नान या क्षारीय स्नान में शमन करना होता है। एक बार जब वर्कपीस के क्रॉस सेक्शन में तापमान एक समान हो जाता है, तो वर्कपीस को हटा दिया जाता है और हवा में ठंडा कर दिया जाता है।

चरण शमन का उपयोग अक्सर जटिल आकार और उच्च परिशुद्धता आवश्यकताओं वाले उपकरणों और भागों पर किया जाता है, जैसे नल, छोटे गियर और सटीक शाफ्ट।

ऑपरेशन के दौरान, स्नान के तापमान में उतार-चढ़ाव को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, आमतौर पर प्लस या माइनस दस डिग्री सेल्सियस की सीमा के भीतर। होल्डिंग समय की गणना सबसे बड़े क्रॉस-सेक्शन के आधार पर की जाती है, आमतौर पर प्रति मिनट पांच मिलीमीटर का अनुमान लगाया जाता है।

चरण शमन प्रभावी ढंग से थर्मल तनाव को कम करता है, जिससे वायु शीतलन के दौरान मार्टेंसिटिक परिवर्तन धीरे-धीरे आगे बढ़ता है। इसके परिणामस्वरूप कम सूक्ष्म संरचना तनाव और न्यूनतम विरूपण होता है। हालाँकि, पिघले हुए नमक की सीमित शीतलन क्षमता के कारण, यह केवल 20 मिमी से अधिक की प्रभावी मोटाई वाले वर्कपीस के लिए उपयुक्त है।

 

4. इज़ोटेर्मल शमन

इज़ोटेर्मल शमन में बैनाइट परिवर्तन क्षेत्र में गर्म स्नान में ऑस्टेनिटाइजिंग तापमान तक गर्म किए गए वर्कपीस को पूरी तरह से शमन करना शामिल है। लंबे समय तक धारण करने की अवधि ऑस्टेनाइट को पूरी तरह से निचले बैनाइट में बदलने की अनुमति देती है, जिसके बाद हवा ठंडी होती है। ऑस्टेम्परिंग का उपयोग मुख्य रूप से उच्च शक्ति, क्रूरता और आयामी स्थिरता की आवश्यकता वाले भागों के लिए किया जाता है, जैसे कि बीयरिंग और सटीक मोल्ड। इज़ोटेर्मल तापमान और अवधि स्टील के टीटीटी वक्र के आधार पर निर्धारित की जाती है, जिसमें तापमान आमतौर पर 250 और 400 डिग्री के बीच होता है।

ऑस्टम्परिंग के बाद, सामग्री बैनाइट बन जाती है, जो उत्कृष्ट ताकत और कठोरता का प्रदर्शन करती है, जिसमें विरूपण या टूटने की बहुत कम प्रवृत्ति होती है। हालाँकि, ऑस्टेम्परिंग का उत्पादन चक्र लंबा होता है, लागत अधिक होती है और यह छोटे क्रॉस-सेक्शन वाले वर्कपीस तक ही सीमित होता है।

 

सामान्य समस्याएँ और गुणवत्ता नियंत्रण

 

शमन के परिणामस्वरूप अक्सर अपर्याप्त कठोरता, नरम धब्बे, विरूपण, टूटना, ऑक्सीकरण और डीकार्बराइजेशन जैसे दोष होते हैं।

अपर्याप्त कठोरता आमतौर पर बहुत कम तापमान पर गर्म करने या अपर्याप्त शीतलन के कारण होती है। दूसरा कारण वर्कपीस का सतही डीकार्बराइजेशन है।

नरम धब्बे आम तौर पर दूषित शमन मीडिया या वर्कपीस सतह पर ऑक्साइड स्केल की उपस्थिति के कारण होते हैं। अत्यधिक थर्मल या संरचनात्मक तनाव के कारण विकृति और दरार हो सकती है।

इसलिए, शमन के दौरान गुणवत्ता नियंत्रण के लिए व्यापक प्रक्रिया निगरानी की आवश्यकता होती है, विशेष रूप से हीटिंग चरण के दौरान सटीक तापमान नियंत्रण की। शीतलन चरण के दौरान, माध्यम का तापमान, सांद्रता और परिसंचरण दर स्थिर रखी जानी चाहिए। भागों में अवशिष्ट तनाव को खत्म करने के लिए शमन के तुरंत बाद तड़का लगाना आवश्यक है।

बड़े पैमाने पर उत्पादन के दौरान, मेटलोग्राफिक संरचना और कठोरता ढाल की नियमित स्पॉट जांच की जानी चाहिए। दरारों का पता लगाने के लिए महत्वपूर्ण भागों पर गैर-विनाशकारी परीक्षण का उपयोग किया जा सकता है।

 

सामग्री अनुकूलता और प्रक्रिया चयन

 

सामग्रियों के बीच संरचना में अंतर के परिणामस्वरूप कठोरता, मार्टेंसिटिक परिवर्तन प्रारंभ तापमान और महत्वपूर्ण शीतलन दर में भिन्नता होती है। इसलिए, सामग्री की विशेषताओं के आधार पर एक विशिष्ट शमन प्रक्रिया का चयन किया जाना चाहिए।

कम {{0}कार्बन स्टील और कम {{1}मिश्र धातु संरचनात्मक स्टील में अपेक्षाकृत कम कठोरता होती है और सतह की कठोरता और भागों के पहनने के प्रतिरोध में सुधार के लिए आम तौर पर पानी या दो {2}तरल शमन से बुझाया जाता है।

मध्यम -कार्बन शमन और टेम्पर्ड स्टील को कोर की पूरी तरह से सख्तता सुनिश्चित करने की आवश्यकता होती है, इसलिए विरूपण और दरार से बचने के लिए आमतौर पर तेल शमन या तेजी से तेल शमन का उपयोग किया जाता है।

उच्च -कार्बन टूल स्टील के अधिक गर्म होने का खतरा होता है, जिससे विरूपण की संभावना बढ़ जाती है। इसलिए, चरण शमन या कम तापमान वाले क्षारीय स्नान शमन का उपयोग किया जा सकता है।

उच्च {{0}मिश्र धातु डाई स्टील्स जैसे कि H13 में उत्कृष्ट कठोरता होती है, इसलिए विरूपण को कम करने के लिए उन्हें उच्च तापमान वाले नमक स्नान में गैस बुझाया या कठोर किया जा सकता है।

कार्बोराइज्ड वर्कपीस को विशेष रूप से उच्च कोर क्रूरता की आवश्यकता होती है, इसलिए उन्हें अपेक्षाकृत कम तापमान की आवश्यकता होती है, या तो सीधे शमन या नमक स्नान में सख्त करना।

स्टेनलेस स्टील और उच्च गति वाले स्टील को टूटने और कार्बाइड अवक्षेपण से बचाने के लिए प्रीहीटिंग और नमक स्नान शमन की आवश्यकता होती है।

शमन एक जटिल और महत्वपूर्ण प्रक्रिया है, इसलिए सामग्री के गुणों, भाग के आकार और परिचालन स्थितियों के आधार पर उचित शमन विधि का चयन किया जाना चाहिए।

लगातार और विश्वसनीय उत्पाद गुणवत्ता सुनिश्चित करते हुए, वांछित सूक्ष्म संरचना और गुणों को प्राप्त करने के लिए शमन के लिए हीटिंग और शीतलन प्रक्रियाओं के सख्त नियंत्रण की आवश्यकता होती है।