सख्त होने के दौरान ठंडा होना। विभिन्न वातावरणों में स्टील का सख्त होना

सख्त होने के दौरान ठंडा करने का तरीका सबसे पहले कठोरता की आवश्यक गहराई प्रदान करना चाहिए। दूसरी ओर, शीतलन शासन ऐसा होना चाहिए कि मजबूत सख्त न हो, जिससे उत्पाद विकृत हो जाए और सख्त दरारें बन जाएं।

क्वेंचिंग स्ट्रेस थर्मल और स्ट्रक्चरल स्ट्रेस से बने होते हैं। सख्त होने के दौरान, उत्पाद के क्रॉस सेक्शन में हमेशा तापमान में अंतर होता है। शीतलन अवधि के दौरान बाहरी और आंतरिक परतों के थर्मल संकुचन में अंतर थर्मल तनाव की घटना का कारण बनता है।

मार्टेंसिटिक परिवर्तन मात्रा में कई प्रतिशत की वृद्धि के साथ जुड़ा हुआ है।सतह की परतें उत्पाद के मूल से पहले मार्टेंसिटिक बिंदु तक पहुंचती हैं। मार्टेंसिटिक परिवर्तन और मात्रा में संबंधित वृद्धि उत्पाद के खंड में विभिन्न बिंदुओं पर एक साथ नहीं होती है, जो संरचनात्मक तनाव की उपस्थिति की ओर ले जाती है।

शमन के लिए ताप तापमान में वृद्धि और शीतलन दर में वृद्धि के साथ कुल शमन तनाव बढ़ता है, क्योंकि इन दोनों मामलों में उत्पाद क्रॉस सेक्शन में तापमान अंतर बढ़ जाता है। तापमान अंतर में वृद्धि से थर्मल और संरचनात्मक तनाव में वृद्धि होती है।

स्टील्स के लिए, शमन तनाव मार्टेंसाइट बिंदु के नीचे तापमान सीमा में होने की सबसे अधिक संभावना है, जब संरचनात्मक तनाव दिखाई देते हैं और एक भंगुर चरण, मार्टेंसाइट बनता है। मार्टेंसिटिक बिंदु के ऊपर, केवल थर्मल स्ट्रेस होते हैं, और स्टील ऑस्टेनिटिक अवस्था में होता है, और ऑस्टेनाइट नमनीय होता है।

जैसा कि सी-आरेख दिखाता है, सुपरकूल्ड ऑस्टेनाइट की सबसे कम स्थिरता वाले क्षेत्र में तेजी से शीतलन आवश्यक है। अधिकांश स्टील्स के लिए, यह क्षेत्र 660-400 डिग्री सेल्सियस की सीमा में है। इस तापमान सीमा के ऊपर और नीचे, ऑस्टेनाइट सी-वक्र मोड़ की तुलना में क्षय के लिए अधिक प्रतिरोधी है, और उत्पाद को अपेक्षाकृत धीरे-धीरे ठंडा किया जा सकता है।

300-400 डिग्री सेल्सियस के तापमान से धीमी शीतलन विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, जिस पर अधिकांश स्टील्स में मार्टेंसाइट बनता है। सी-वक्र के मोड़ के ऊपर धीमी गति से शीतलन के दौरान, केवल थर्मल स्ट्रेस कम होते हैं, जबकि मार्टेंसिटिक रेंज में थर्मल और स्ट्रक्चरल स्ट्रेस दोनों कम हो जाते हैं।

सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला क्वेंच मीडिया ठंडा पानी, 10% NaOH या NaCl जलीय घोल और तेल हैं।

विभिन्न वातावरणों में स्टील की शीतलन दर

तालिका विभिन्न मीडिया के लिए दो तापमान श्रेणियों में छोटे स्टील नमूनों की शीतलन दर दिखाती है। अब तक, ऐसा कोई शमन तरल नहीं मिला है जो पर्लाइट तापमान रेंज में तेजी से ठंडा हो और धीरे-धीरे मार्टेंसिटिक में।

ठंडा पानी- सबसे सस्ता और सबसे ऊर्जावान कूलर। यह पर्लिटिक और मार्टेंसिटिक तापमान रेंज दोनों में तेजी से ठंडा होता है। पानी की उच्च शीतलन क्षमता कम तापमान और उबलने की अत्यधिक गर्मी, कम चिपचिपाहट और अपेक्षाकृत उच्च ताप क्षमता के कारण होती है।

नमक या क्षार मिलाने से पर्लाइट रेंज में पानी की शीतलन क्षमता बढ़ जाती है।

पानी की मुख्य कमी- मार्टेंसिटिक अंतराल में उच्च शीतलन दर।

खनिज तेल मार्टेंसिटिक रेंज में धीरे-धीरे ठंडा होता है (यह इसका मुख्य लाभ है), लेकिन यह पर्लाइट रेंज में भी धीरे-धीरे ठंडा होता है (यह इसका मुख्य नुकसान है)। इसलिए, तेल का उपयोग अच्छी कठोरता वाले स्टील्स को सख्त करने के लिए किया जाता है।

गर्म पानी तेल की जगह नहीं ले सकता, क्योंकि गर्म करने से पर्लाइट रेंज में शीतलन दर में तेजी से कमी आती है, लेकिन लगभग इसे मार्टेंसिटिक रेंज में नहीं बदलता है।

"धातुओं के ताप उपचार का सिद्धांत",
आई.आई. नोविकोव

चूंकि ऐसा कोई शमन माध्यम नहीं है जो 650-400 डिग्री सेल्सियस के तापमान रेंज में तेजी से ठंडा कर सके और इस अंतराल के ऊपर और मुख्य रूप से धीमी गति से ठंडा हो, शमन के विभिन्न तरीकों का उपयोग आवश्यक शीतलन व्यवस्था प्रदान करने के लिए किया जाता है। तेल में पानी के माध्यम से शमन तेल में पानी के माध्यम से शमन (दो मीडिया में शमन): 1 - सामान्य मोड; ...

कई स्टील्स में, मार्टेंसिटिक अंतराल (एमएन - एमके) नकारात्मक तापमान तक फैलता है (आंकड़ा तापमान निर्भरता देखें)। इस मामले में, कठोर स्टील में अवशिष्ट ऑस्टेनाइट होता है, जिसे उत्पाद को कमरे के तापमान से नीचे के तापमान पर ठंडा करके मार्टेंसाइट में परिवर्तित किया जा सकता है। संक्षेप में, इस तरह के ठंडे उपचार (1937 में ए.पी.

कई उत्पादों में उच्च सतह कठोरता, उच्च सतह परत ताकत और एक कठिन कोर होना चाहिए। सतह पर और उत्पाद के अंदर गुणों का यह संयोजन सतह को सख्त करके प्राप्त किया जाता है। स्टील उत्पाद की सतह को सख्त करने के लिए, Ac3 बिंदु से ऊपर दी गई मोटाई की केवल सतह परत को गर्म करना आवश्यक है। इस हीटिंग को जल्दी और तीव्रता से किया जाना चाहिए ताकि तापीय चालकता के कारण कोर भी गर्म न हो ...

कठोर इस्पातयह एक गर्मी उपचार ऑपरेशन है जिसमें स्टील के हिस्सों को महत्वपूर्ण तापमान से थोड़ा ऊपर के तापमान पर गर्म किया जाता है, इस तापमान पर बनाए रखा जाता है, और फिर तेजी से पानी या तेल में ठंडा किया जाता है।

मुख्य सख्त करने का उद्देश्य- उच्च कठोरता, शक्ति, पहनने के प्रतिरोध और अन्य गुणों के साथ स्टील प्राप्त करना। सख्त गुणवत्तातापमान और ताप दर, धारण समय और शीतलन दर पर निर्भर करता है।

मिश्र धातु सहित अधिकांश स्टील्स के लिए सख्त करने के लिए हीटिंग तापमान, महत्वपूर्ण बिंदुओं ए सी 1 और ए सी 3 की स्थिति से निर्धारित होता है। कार्बन स्टील्स के लिए सख्त तापमानलौह-कार्बन आरेख से आसानी से निर्धारित किया जा सकता है।

उच्च गति, स्टेनलेस और अन्य विशेष स्टील्स कार्बन और कम मिश्र धातु संरचनात्मक और उपकरण स्टील्स की तुलना में उच्च ताप तापमान पर कठोर होते हैं। उदाहरण के लिए, स्टेनलेस स्टील ग्रेड 4X13 के लिए, सख्त तापमान 1050 - 1100 डिग्री सेल्सियस के बराबर लिया जाता है।

तापन दर

सख्त मीडिया।

सख्त मीडिया के आधार पर स्टील की शीतलन दर

तालिका से पता चलता है कि सोडियम हाइड्रॉक्साइड या सामान्य नमक के 10% जलीय घोल में, ट्रोस्टाइट ट्रांसफ़ॉर्मेशन (600-600 ° C) के क्षेत्र में स्टील की शीतलन दर ताजे पानी में शीतलन दर से दोगुनी होती है। मार्टेंसिटिक ट्रांसफॉर्मेशन (300-200 डिग्री सेल्सियस) के क्षेत्र में, नमक और ताजे पानी स्टील को लगभग समान रूप से ठंडा करते हैं। जलीय नमक के घोल के इस लाभ का उपयोग गर्मी उपचार के अभ्यास में किया जाता है। हालांकि, थर्मिस्ट अक्सर टेबल नमक के 5-10% समाधान का उपयोग करते हैं, क्योंकि यह स्टील को खराब नहीं करता है और कास्टिक सोडा (कास्टिक) को कम करने जैसे श्रमिकों के हाथों पर कार्य नहीं करता है।

स्टील्स U10, U12 से बने औजारों को सख्त करने के लिए, जलीय घोल को आमतौर पर स्टील के पुर्जों के ताना-बाना को कम करने के लिए 30 ° C तक गर्म किया जाता है।

पानी के विपरीत, तेल की सख्त क्षमता तापमान पर बहुत कम निर्भर करती है, और तेल में शीतलन दर पानी की तुलना में कई गुना कम होती है। इसलिए, तनाव को कम करने और सख्त दरारों के गठन से बचने के लिए, खनिज तेल - स्पिंडल नंबर 2 और 3 का उपयोग कार्बन स्टील्स की तुलना में कम तापीय चालकता वाले मिश्र धातु स्टील्स को सख्त करने के लिए किया जाता है। तेल की अनुपस्थिति में, गर्म पानी (80 डिग्री सेल्सियस) ) इसकी सिफारिश की जाती है।

सख्त होने के दौरान स्थिर परिणाम प्राप्त करने के लिए, एक प्रकार के तेल का उपयोग करना, समय-समय पर इसे बदलना या इसे ताज़ा करना आवश्यक है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि पानी में शमन के दौरान, भागों के चारों ओर एक गर्मी कंडक्टर बनता है, फिर स्टील की शीतलन दर तेजी से घट जाती है। इसके अलावा, स्टीम जैकेट स्टील की कठोरता को कम करता है, कठोर भागों की सतह पर नरम धब्बे की उपस्थिति की ओर जाता है, और कभी-कभी दरारें होती हैं। इसलिए, अनुभवी थर्मिस्ट आमतौर पर एक ऊर्ध्वाधर या क्षैतिज दिशा में लगातार चलते हुए पानी को प्रसारित करने में भागों को सख्त करते हैं।

आंतरिक तनाव।

गर्मी उपचार के दौरान, परिवर्तन और थर्मल विस्तार और संकुचन की गैर-एक साथ होने के कारण, वर्कपीस के विभिन्न बिंदुओं पर आंतरिक तनाव उत्पन्न होता है। तनाव न केवल लोचदार सीमा या उपज शक्ति को पार कर सकता है, बल्कि फ्रैक्चर प्रतिरोध भी कर सकता है। बाद के मामले में, आंतरिक तनाव दरारें बनाते हैं या यहां तक ​​कि भाग को नष्ट कर देते हैं।

आंतरिक तनाव दो प्रकार के हो सकते हैं - थर्मल और संरचनात्मक। थर्मल आंतरिक तनाव असमानता, भाग की सतह के ठंडा होने और इसकी आंतरिक परतों के कारण उत्पन्न होता है।

यदि भाग में एक ठोस खंड है, तो किसी भी शीतलन के साथ, सतह तेजी से ठंडी होती है, और कोर - अधिक धीरे-धीरे। नतीजतन, शीतलन के दौरान, भाग में अलग-अलग तापमान और खंड के साथ अलग-अलग बिंदुओं पर अलग-अलग विशिष्ट आयतन होंगे। यह तापमान अंतर जितना अधिक होगा, सतह पर शीतलन दर उतनी ही अधिक होगी जो भाग के केंद्र में शीतलन दर से भिन्न होगी।

क्रोमियम, मोलिब्डेनम, टंगस्टन के साथ मिश्र धातु में कार्बन स्टील्स की तुलना में कम तापीय चालकता होती है, और सख्त होने के दौरान, भाग की सतह और केंद्र में उनकी शीतलन दर बहुत बड़ी होगी।

शमन के दौरान शीतलन दर को कम करने और उनमें तनाव को कम करने के लिए, ऐसे मिश्र धातु इस्पात भागों को केवल तेल या वायु जेट में धीमी गति से ठंडा किया जाता है।

संरचनात्मक आंतरिक तनाव, जैसे थर्मल तनाव, धातु शीतलन के दौरान परिवर्तनों की गैर-एक साथ और भाग के खंड में विभिन्न बिंदुओं पर विभिन्न संरचनात्मक परिवर्तनों के कारण उत्पन्न होते हैं।

इसलिए, जब उच्च कार्बन स्टील को ठंडा किया जाता है, महत्वपूर्ण बिंदु से ऊपर गरम किया जाता है, तो ऑस्टेनाइट मार्टेंसाइट में बदल जाता है और इन परिवर्तनों के साथ मात्रा में परिवर्तन होता है (मार्टेंसाइट का गठन हमेशा मात्रा बढ़ाता है)। सतह की परतें, जहां परिवर्तन जल्दी समाप्त हो जाते हैं, ठंडा होने पर, मध्यवर्ती क्षेत्र से तन्यता तनाव का अनुभव करते हैं, जिसमें परिवर्तन जारी रहता है। समय के साथ, परिवर्तन कभी भी गहरी परतों को विवरणों में ढँक देते हैं और मूल तक पहुँच जाते हैं। लेकिन कोर में इन परिवर्तनों को बाहरी ठंडी परतों द्वारा रोका जाता है। नतीजतन, कंप्रेसिव स्ट्रेस कोर में बढ़ जाता है, और सतह से, सबसे बड़े स्ट्रेस डिफरेंस का टेन्साइल मोमेंट हमेशा खतरनाक होता है, क्योंकि यह अक्सर धातु में दरारें दिखाई देता है। यह स्थापित किया गया है कि दरारें संपीड़ित तनाव नहीं, बल्कि तन्यता का कारण बनती हैं।

अवशिष्ट तनाव का परिमाण कई कारकों से प्रभावित होता है। इनमें से सबसे महत्वपूर्ण हैं: स्टील के गुण (कठोरता, मार्टेंसिटिक परिवर्तन तापमान, रैखिक विस्तार का गुणांक), शीतलन माध्यम और स्थितियां, साथ ही साथ भाग का आकार और आकार।

सख्त करने के तरीके।

हार्डनिंग विधियों का अर्थ है एक सख्त टैंक में भागों को ठंडा करने के तरीके और किसी दिए गए धातु संरचना को प्राप्त करने के लिए सख्त शीतलन का विकल्प। भाग का आकार जितना जटिल होगा, उतनी ही गंभीरता से आपको इसके शीतलन के विकल्प के बारे में सोचना चाहिए। भागों के वर्गों में तीव्र संक्रमण, आंतरिक तनाव की एकाग्रता, सख्त करने के विभिन्न तरीकों में योगदान देता है। इसलिए, ऐसी सख्त विधि चुनना आवश्यक है ताकि भागों को अच्छी कठोरता, आवश्यक संरचना और बिना दरार के प्राप्त किया जा सके।

स्टील सख्त करने की मुख्य विधियाँ हैं: एक कूलर में सख्त, दो वातावरणों में, जेट, सेल्फ-टेम्परिंग, स्टेप्ड और इज़ोटेर्मल हार्डनिंग।

एक कूलर में सख्त- सबसे आसान और सबसे आम तरीका। सख्त तापमान तक गरम किया गया हिस्सा सख्त तरल में डूबा हुआ है, जहां यह पूरी तरह से ठंडा होने तक रहता है। इस विधि का उपयोग कार्बन और मिश्र धातु स्टील्स से बने साधारण भागों को सख्त करने के लिए किया जाता है। कार्बन स्टील्स से बने भागों को पानी में ठंडा किया जाता है (3-5 . से अधिक के व्यास वाले भागों के अपवाद के साथ) मिमी);और अलॉय स्टील्स से विवरण - तेल में। इस विधि का उपयोग मशीनीकृत सख्त करने के लिए भी किया जा सकता है, जब भागों को स्वचालित रूप से इकाई से सख्त तरल में खिलाया जाता है।

उच्च कार्बन स्टील्स के लिए, सख्त करने की यह विधि अस्वीकार्य है, क्योंकि सख्त प्रक्रिया के दौरान बड़े आंतरिक तनाव पैदा होते हैं। हाई-कार्बन स्टील्स को कूलिंग से सख्त किया जाता है, यानी गर्म हिस्से को ठंडा करने से पहले कुछ समय के लिए हवा में रखा जाता है। यह भागों में आंतरिक तनाव को कम करता है और उन्हें टूटने से रोकता है।

सख्तदो वातावरणों में, या बाधित सख्त, एक ऐसी विधि है जिसमें भाग को पहले एक क्वेंचिंग फास्ट-कूलिंग माध्यम - पानी में ठंडा किया जाता है, और फिर धीमी-ठंडा करने वाले माध्यम - तेल में स्थानांतरित किया जाता है . इसका उपयोग उच्च कार्बन स्टील से बने उपकरणों को सख्त करने के लिए किया जाता है।

आंतरायिक सख्त होने का नुकसान यह है कि पहले शीतलक में भाग का निवास समय स्थापित करना मुश्किल है, क्योंकि यह बहुत छोटा है (प्रत्येक 5-6 के लिए 1 सेकंड) मिमीभाग व्यास या मोटाई)। पानी के अत्यधिक संपर्क से ताना-बाना बढ़ जाता है और दरारें दिखने लगती हैं।

आंतरायिक शमन के उपयोग के लिए अत्यधिक कुशल और अनुभवी थर्मिस्ट की आवश्यकता होती है।

धारीदारसख्तपानी के एक जेट के साथ सख्त तापमान तक गर्म भागों को ठंडा करके किया जाता है। इस पद्धति का उपयोग आंतरिक सतहों को सख्त करने के लिए किया जाता है, हेडिंग डाई, डाई और अन्य स्टैम्पिंग उपकरण, जिसमें काम करने वाली सतह में एक मार्टेंसाइट संरचना होनी चाहिए।

जेट शमन के साथ, कोई स्टीम जैकेट नहीं बनता है, जो पानी में साधारण शमन की तुलना में गहरी कठोरता प्रदान करता है। इस मामले में शीतलन दर स्प्रिंकलर में तापमान, पानी के दबाव, व्यास और छिद्रों की संख्या और भाग की ठंडी सतह के साथ पानी के जेट द्वारा बनाए गए कोण पर निर्भर करती है।

सख्तस्व-अवकाश- यह इस तथ्य से युक्त एक विधि है कि भागों को पूरी तरह से ठंडा होने तक एक शीतलन माध्यम में रखा जाता है, अर्थात, एक निश्चित समय पर, स्वयं-तड़के के लिए आवश्यक गर्मी को कोर में रखने के लिए ठंडा करना बंद कर दिया जाता है। अंश। यह बिंदु अनुभवजन्य रूप से स्थापित है, इसलिए गर्मी उपचार की गुणवत्ता काफी हद तक थर्मिस्ट के कौशल पर निर्भर करेगी।

सख्त करने की इस पद्धति के साथ तड़के के तापमान पर नियंत्रण टिंट रंगों द्वारा किया जाता है जो भाग की हल्की सतह पर दिखाई देते हैं। 200-300 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर टिंट रंगों की उपस्थिति को स्टील की सतह पर एक पतली ऑक्साइड फिल्म के निर्माण द्वारा समझाया गया है, जिसका रंग इसकी मोटाई पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, 220 डिग्री सेल्सियस पर थोड़े समय के लिए, स्टील को 400-450 एंगस्ट्रॉम मोटी ऑक्साइड परत से ढक दिया जाता है, जो सतह को हल्का पीला रंग देता है।

स्व-तड़के के साथ सख्त का उपयोग केवल एक टक्कर उपकरण - छेनी, बार्ब्स, कोर, आदि को सख्त करने के लिए किया जाता है, क्योंकि इस तरह के उपकरण के लिए कठोरता समान रूप से और धीरे-धीरे कम होनी चाहिए (काम करने वाले हिस्से से पूंछ तक)।

कदम रखासख्त- यह एक ऐसी विधि है जिसमें गर्म भागों को धीरे-धीरे ठंडा करने वाले शमन माध्यम (उदाहरण के लिए, पिघला हुआ नमक, गर्म तेल) में ठंडा किया जाता है, जिसमें इस स्टील का तापमान मार्टेंसिटिक बिंदु से ऊपर होता है एम एन.एक गर्म माध्यम (तेल) में शॉर्ट होल्डिंग के दौरान, तापमान बराबर हो जाता है, और यह मार्टेंसिटिक परिवर्तन शुरू होने से पहले होता है। इसके बाद एक अंतिम, आमतौर पर धीमी गति से शीतलन होता है, जिसके दौरान भाग सख्त हो जाता है।

स्टेप हार्डनिंग कम शीतलन दर के कारण आंतरिक तनाव को कम करने में मदद करता है। नतीजतन, भागों की विकृति कम हो जाती है और दरारें सख्त होने की संभावना लगभग पूरी तरह से समाप्त हो जाती है।

स्टेप हार्डनिंग का व्यापक रूप से बड़े पैमाने पर उत्पादन में उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से उपकरणों के निर्माण में। यह आपको गर्म अवस्था में भागों को संपादित और सीधा करने की अनुमति देता है, क्योंकि परिवर्तन के समय, स्टील में बहुत अधिक लचीलापन होता है।

स्टेपवाइज हार्डनिंग के लिए, ग्रेड 9XC, KhG, KhVG, आदि के डीप-हार्डनिंग कार्बन और अलॉय स्टील्स का उपयोग करना सबसे अच्छा है।

इज़ोटेर्मालसख्त- यह एक ऐसी विधि है जिसमें भागों को पूर्व निर्धारित तापमान पर गर्म करना और इज़ोटेर्मल वातावरण में 220-350 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा करना शामिल है, जो कि मार्टेंसाइट परिवर्तन की शुरुआत के तापमान से थोड़ा अधिक है।

इस तरह के शमन के दौरान शमन माध्यम में भागों का एक्सपोजर ऑस्टेनाइट के एसिकुलर ट्रोस्टाइट में पूर्ण परिवर्तन के लिए पर्याप्त होना चाहिए। इसके बाद एयर कूलिंग होती है। इज़ोटेर्मल शमन के साथ, चरण तापमान पर एक्सपोज़र चरणबद्ध शमन की तुलना में अधिक लंबा होता है।

इज़ोटेर्मल हार्डनिंग के लिए क्वेंचिंग मीडिया स्टेप्ड हार्डनिंग के समान है। इज़ोटेर्मल सख्त होने के बाद, स्टील उच्च कठोरता और उच्च क्रूरता प्राप्त करता है।

इज़ोटेर्मल सख्त करने के लिए पर्याप्त रूप से उच्च और समान शीतलन दर की आवश्यकता होती है, जो गहन मिश्रित शमन माध्यम वाले स्नान का उपयोग करके प्राप्त की जाती है।

इज़ोटेर्मल सख्त का उपयोग गर्मी उपचार में किया जाता है जब अधिकतम शक्ति, पर्याप्त लचीलापन और क्रूरता वाले भागों को प्राप्त करना आवश्यक होता है। उन स्टील्स के लिए इज़ोटेर्मल हार्डनिंग का उपयोग करना सबसे अधिक समीचीन है, जिनमें इज़ोटेर्मल भिगोने के क्षेत्र में ऑस्टेनाइट स्थिरता कम होती है।

सख्त होने के दौरान होने वाले दोष।स्टील को ठंडा करने के दौरान सख्त होने की प्रक्रिया में, संरचनात्मक परिवर्तनों और धातु के आयतन में परिवर्तन के परिणामस्वरूप आंतरिक तनाव दिखाई देते हैं। ये तनाव निम्नलिखित दोषों की ओर ले जाते हैं: क्रैकिंग, विरूपण और ताना-बाना, स्टील की मात्रा में परिवर्तन, डीकार्बराइजेशन और ऑक्सीकरण, नरम धब्बे, कम कठोरता और अधिक गर्मी।

सख्तदरारें- यह एक अपूरणीय विवाह है, जो गर्मी उपचार प्रक्रिया के दौरान बनता है। बड़े हिस्सों में, जैसे कि डाई और फोर्जिंग डाई, तेल में बुझने पर भी दरारें पड़ सकती हैं। इसलिए, ऐसे भागों को तेजी से बाद में तड़के के साथ 150-200 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा करना समीचीन है।

दरारें तब होती हैं जब हीटिंग गलत (ओवरहीटिंग) होती है, शीतलन दर अधिक होती है, और स्टील की रासायनिक संरचना असंगत होती है।

कठोर दरारें भी भागों के अनुचित डिजाइन, तेज संक्रमण, मशीनिंग के बाद छोड़े गए मोटे निशान, तेज कोनों, पतली दीवारों आदि के साथ होती हैं।

कठोर दरारें सबसे अधिक बार तब बनती हैं जब भागों में उत्पन्न होने वाले आंतरिक तनावों के परिणामस्वरूप शीतलन या ताप बहुत तेज होता है। यह अक्सर मिश्र धातु वाले स्टील्स के सख्त होने में देखा जाता है। इसलिए, इन स्टील्स के हिस्सों को कार्बन स्टील्स की तुलना में अधिक धीरे-धीरे और समान रूप से गर्म किया जाता है।

सख्त दरारें आमतौर पर भागों के कोनों में स्थित होती हैं और एक धनुषाकार या कपटपूर्ण उपस्थिति होती है।

कारखाने के अभ्यास में, सतह की दरारें अक्सर सामने आती हैं, जो आमतौर पर एक निरंतर या टूटी हुई ग्रिड के रूप में स्थित होती हैं। ऐसी दरारें सतह के सख्त होने के दौरान होती हैं जब उच्च आवृत्ति धाराओं या गैस-लौ सख्त द्वारा गर्म किया जाता है, जब बहुत ठंडे पानी से ठंडा किया जाता है, साथ ही जब धातु को गर्म किया जाता है।

सतह की दरारें न केवल गर्मी उपचार के दौरान हो सकती हैं, बल्कि कठोर भागों को पीसने के दौरान भी हो सकती हैं यदि उन्हें गलत तरीके से टेम्पर्ड किया गया हो।

सख्त होने के बाद एक समान तड़का लगाने और उचित पीसने की स्थिति में दरारें पूरी तरह से समाप्त हो जाती हैं।

दरार से बचने के लिए, भागों के सभी क्षेत्रों (भागों) जिन पर आमतौर पर दरारें दिखाई देती हैं, उन्हें एस्बेस्टस कॉर्ड से लपेटा जाता है और आग रोक मिट्टी से ढक दिया जाता है। सख्त तकनीकी परिस्थितियों के सख्त कार्यान्वयन से दोषपूर्ण भागों की संख्या कम से कम हो सकती है।

विकृतिऔर युद्ध करनाभागों असमान संरचनात्मक और संबंधित वॉल्यूमेट्रिक परिवर्तनों और शीतलन के दौरान आंतरिक तनाव की घटना के परिणामस्वरूप होते हैं।

स्टील को सख्त करते समय, असमान हीटिंग और भागों के ठंडा होने के परिणामस्वरूप, कई मामलों में ताना-बाना महत्वपूर्ण परिवर्तन के बिना होता है। यदि, उदाहरण के लिए, एक छोटे क्रॉस सेक्शन के एक हिस्से और एक बड़ी लंबाई को केवल एक तरफ गर्म किया जाता है, तो यह झुक जाता है, जबकि गर्म पक्ष थर्मल विस्तार के कारण लंबा हो जाता है और उत्तल हो जाता है, और विपरीत पक्ष अवतल हो जाता है। शमन प्रक्रिया (विशेष रूप से पानी में) के दौरान एक तरफा शीतलन के साथ, थर्मल संपीड़न के कारण भाग का तेजी से ठंडा पक्ष अवतल हो जाएगा, और रिवर्स साइड उत्तल हो जाएगा। इसलिए, समान रूप से सख्त होने के दौरान भागों को गर्म और ठंडा करना आवश्यक है।

शीतलन की विधि का विरूपण पर विशेष रूप से बहुत प्रभाव पड़ता है। इसलिए, जब भागों और औजारों को सख्त माध्यम में डुबोया जाता है, तो उनके आकार और आयामों को ध्यान में रखा जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, मोटे और पतले भागों वाले भागों को पहले मोटे हिस्से के साथ सख्त माध्यम में डुबोया जाता है, लंबे अक्षीय भाग (सीसा शिकंजा, छड़, ब्रोच, ड्रिल, नल, आदि) सख्ती से ऊर्ध्वाधर स्थिति में होते हैं, और पतले सपाट हिस्से होते हैं। (डिस्क , काटने वाले कटर, प्लेट आदि) - एक किनारे के साथ।

विकृतियों को कम करने और भागों के ताना-बाना के लिए उचित रूप से चयनित और निर्मित फिक्स्चर का बहुत महत्व है।

जब कार्बराइजिंग और नाइट्रोकार्बराइजिंग गियर, स्प्लिंड और पिनियन रोलर्स, पिस्टन पिन, क्रॉस और सरल और जटिल कॉन्फ़िगरेशन के अन्य भागों का उपयोग किया जाता है, तो विशेष और सार्वभौमिक उपकरणों का उपयोग किया जाता है।

स्प्रिंग पिन के सीमेंटेशन के लिए छेद वाले उपकरणों का उपयोग किया जाता है।

पिनियन पिन आमतौर पर सार्वभौमिक जुड़नार में रासायनिक रूप से गर्मी का इलाज किया जाता है।

बड़े पैमाने पर उत्पादन में, प्रत्येक भाग के लिए विशेष जुड़नार बनाए जाते हैं। उनके उत्पादन की लागत जल्दी से भुगतान करती है। बड़े पैमाने पर उत्पादन में, जब विभिन्न भागों के बड़े बैचों को संसाधित किया जाता है, तो सार्वभौमिक जुड़नार होना अधिक किफायती होता है।

उपकरणों को गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातु Kh18N25S2 से कास्ट और वेल्डेड किया जाता है।

कई भागों - गियर व्हील्स, डिस्क्स, प्लेट्स को जंग से बचाने के लिए स्टैम्प में विशेष प्रेस में कठोर किया जाता है।

डीकार्बराइजेशनमुख्य रूप से तब होता है जब इलेक्ट्रिक भट्टियों और तरल मीडिया (नमक स्नान) में गरम किया जाता है। सख्त होने के दौरान टूल डीकार्बराइजेशन सबसे गंभीर दोष है, क्योंकि यह टूल के जीवन को कई गुना कम कर देता है। हालांकि, तैयार उपकरण पर इस तरह के दोष को नोटिस करना मुश्किल है।

संरचनात्मक स्टील्स से बने भागों पर, माइक्रोसेक्शन के निर्माण के दौरान ऑक्सीकरण और डीकार्बराइजेशन का आसानी से पता लगाया जा सकता है।

कोमलस्पॉट- ये कम कठोरता वाले किसी भाग या उपकरण की सतह पर स्थित क्षेत्र हैं। इस तरह के दोष के कारण शमन माध्यम में शीतलन के दौरान भागों के संपर्क के कारण भागों की सतह पर पैमाने और संदूषण की उपस्थिति हो सकती है, एक डीकार्बराइज्ड सतह वाले क्षेत्र, या शमन माध्यम में भागों की अपर्याप्त तेजी से गति हो सकती है। (भाप जैकेट)। जेट सख्त और नमकीन पानी में नरम धब्बे पूरी तरह से समाप्त हो जाते हैं।

कमकठोरताउपकरण के सख्त होने के दौरान अक्सर देखा जाता है। कम कठोरता के कारण शमन माध्यम में अपर्याप्त तेजी से शीतलन, कम शमन तापमान, और शमन के लिए हीटिंग के दौरान एक छोटा होल्डिंग समय भी है। इस दोष को ठीक करने के लिए, भागों या औजारों को पहले 600-625 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर उच्च तड़के के अधीन किया जाता है, और फिर सामान्य सख्त किया जाता है।

ज़रूरत से ज़्यादा गरमकठोर होने पर, यह एक शानदार फ्रैक्चर के साथ एक मोटे अनाज वाली संरचना का कारण बनता है और इसके परिणामस्वरूप, स्टील के यांत्रिक गुणों को खराब कर देता है। अनाज को परिष्कृत करने और फिर से सख्त होने के लिए संरचना तैयार करने के लिए, सुपरहीटेड स्टील को एनील्ड किया जाना चाहिए।

कम गरम करनाप्राप्त किया गया था यदि सख्त तापमान महत्वपूर्ण बिंदु से नीचे था एक सी3- हाइपोयूटेक्टॉइड स्टील्स के लिए और ए के साथ- हाइपरयूटेक्टॉइड स्टील्स।

सबकूलिंग के तहत, कठोर स्टील की संरचना में मार्टेंसाइट और फेराइट अनाज होते हैं, जिन्हें कम कठोरता के लिए जाना जाता है।

सामान्य सख्त होने के बाद एनीलिंग द्वारा अंडरहीटिंग को ठीक किया जा सकता है।

उच्च गति, स्टेनलेस और अन्य विशेष स्टील्स कार्बन और कम मिश्र धातु संरचनात्मक और उपकरण स्टील्स की तुलना में उच्च ताप तापमान पर कठोर होते हैं। उदाहरण के लिए, स्टेनलेस स्टील ग्रेड 4X13 के लिए, सख्त तापमान 1050 - 1100 डिग्री सेल्सियस के बराबर लिया जाता है।

हाई-स्पीड स्टील P18 को 1260 - 1280 ° C (10 - 15 मिमी के व्यास वाले उपकरण के लिए - ड्रिल, रीमर, आदि) और 1280 - 1300 ° C (एक साधारण आकार के उपकरण के लिए) के तापमान पर कठोर किया जाता है - कटर)। उच्च गति वाले स्टील को सख्त करने के लिए इतना उच्च ताप तापमान आवश्यक है ताकि अतिरिक्त कार्बाइड को पूरी तरह से भंग कर दिया जा सके और उन्हें क्रोमियम, टंगस्टन, वैनेडियम और स्टील बनाने वाले अन्य मिश्र धातु तत्वों के ठोस घोल में स्थानांतरित किया जा सके।

तापन दर. स्टील का ताप न केवल अनुमेय, बल्कि संभावित ताप दर से भी निर्धारित होता है। अनुमेय गति ऐसी होनी चाहिए कि हीटिंग से उच्च तनाव न हो जिससे भागों में दरारें बन जाएं।

हीटिंग दर भागों के आकार, हीटिंग भट्टियों के प्रकार और हीटिंग माध्यम पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, गेंद तीन बार गर्म होती है, और सिलेंडर प्लेट की तुलना में दो गुना धीमा होता है। ताप दर में वृद्धि के साथ, ताप भट्टियों और इकाइयों की उत्पादकता भी बढ़ जाती है।

हीटिंग दर भट्ठी में भागों के स्थान पर भी निर्भर करती है। यदि भागों को एक साथ कसकर पैक किया जाता है और गर्मी की आवश्यक पहुंच को रोकता है, तो उन्हें गर्म करने में अधिक समय लगेगा।

थर्मिस्ट आमतौर पर भागों के ताप समय की गणना करने के लिए प्रक्रिया चार्ट का उपयोग करते हैं।

तकनीकी मानचित्र में एक भाग या भागों के समूह को संसाधित करने के लिए सभी कार्यों की एक सूची शामिल है, जो इन कार्यों (तापमान, धारण समय, शीतलन माध्यम और तापमान, और उपयोग किए गए उपकरणों) पर विस्तृत डेटा दर्शाता है।

विभिन्न वातावरणों में सख्त होने के लिए कार्बन स्टील्स से बने भागों का औसत ताप समय।

विभिन्न वातावरणों में सख्त होने के लिए भागों का ताप समय

किसी भी थर्मल गर्मी उपचार प्रक्रिया को पूरा करने के लिए, न केवल किसी दिए गए तापमान पर धातु को गर्म करना आवश्यक है, बल्कि इसे इस तापमान पर तब तक बनाए रखना है जब तक कि पूर्ण संरचनात्मक परिवर्तन (कार्बाइड का विघटन, ऑस्टेनाइट का समरूपीकरण) और भागों का पूर्ण ताप न हो जाए। . इस प्रकार, हीटिंग माध्यम में भागों के कुल निवास समय में हीटिंग समय और होल्डिंग समय होता है।

सख्त मीडिया।सख्त होने के दौरान स्टील के हिस्सों को ठंडा करने के लिए, विभिन्न शमन मीडिया का आमतौर पर उपयोग किया जाता है: पानी, जलीय नमक समाधान, पिघला हुआ नमक, खनिज तेल, आदि। शमन मीडिया एक दूसरे से उनके भौतिक गुणों में तेजी से भिन्न होता है, अर्थात, वे भागों से अलग तीव्रता के साथ गर्मी लेते हैं। सख्त करने के लिए गरम किया जाता है।

सबसे अच्छा शमन माध्यम वह है जो स्टील को 650-500 डिग्री सेल्सियस (न्यूनतम ऑस्टेनाइट स्थिरता का क्षेत्र) के तापमान रेंज में और धीरे-धीरे 300-200 डिग्री सेल्सियस (मार्टेंसिटिक परिवर्तन का क्षेत्र) से नीचे ठंडा करता है। हालाँकि, अभी भी कोई एकीकृत, सार्वभौमिक शमन माध्यम नहीं है, इसलिए, विभिन्न माध्यमों का उपयोग व्यवहार में किया जाता है।

धातुओं के ताप उपचार के सबसे सामान्य तरीकों में से एक स्टील सख्त है। यह सख्त करने की मदद से है कि तैयार उत्पाद की आवश्यक विशेषताओं का निर्माण होता है, और इसके अनुचित कार्यान्वयन से धातु की अत्यधिक कोमलता (गैर-सख्त) या इसकी अत्यधिक नाजुकता (ओवरहीटिंग) हो सकती है। हमारे लेख में, हम इस बारे में बात करेंगे कि उचित सख्त क्या है और इसे पूरा करने के लिए क्या करने की आवश्यकता है।

धातु सख्त क्या है

तथ्य यह है कि धातु पर उच्च तापमान का प्रभाव इसकी संरचना और गुणों को बदल सकता है, प्राचीन लोहारों द्वारा जाना जाता था और इसे सक्रिय रूप से अभ्यास में उपयोग किया जाता था। बाद में यह वैज्ञानिक रूप से स्थापित हो गया कि स्टील से बने उत्पादों का सख्त होना, जिसमें धातु को गर्म करना और बाद में ठंडा करना शामिल है, तैयार उत्पादों की यांत्रिक विशेषताओं में काफी सुधार कर सकता है, उनकी सेवा जीवन में काफी वृद्धि कर सकता है और अंततः ताकत बढ़ाकर अपना वजन कम कर सकता है। भाग। उल्लेखनीय रूप से, सस्ते स्टील ग्रेड से बने भागों का सख्त होना उन्हें आवश्यक विशेषताओं को देना संभव बनाता है और अधिक महंगी मिश्र धातुओं के बजाय उनका सफलतापूर्वक उपयोग करता है।

प्रक्रिया का अर्थ, जिसे स्टील मिश्र धातुओं से उत्पादों का सख्त होना कहा जाता है, धातु को एक महत्वपूर्ण तापमान पर गर्म करना और फिर इसे ठंडा करना है। इस गर्मी उपचार तकनीक द्वारा अपनाए जाने वाला मुख्य लक्ष्य धातु की कठोरता और ताकत को बढ़ाना है, जबकि इसकी लचीलापन कम करना है।

विभिन्न प्रकार के सख्त और बाद के तड़के होते हैं, जो आचरण के तरीकों में भिन्न होते हैं, जो अंतिम परिणाम निर्धारित करते हैं। सख्त मोड में हीटिंग तापमान, इसके कार्यान्वयन का समय और गति, राज्य में भाग का होल्डिंग समय निर्दिष्ट तापमान तक गर्म होता है, और जिस गति से शीतलन किया जाता है।

सबसे महत्वपूर्ण पैरामीटर हीटिंग तापमान है, जिस पर पहुंचने पर परमाणु जाली को फिर से व्यवस्थित किया जाता है। स्वाभाविक रूप से, विभिन्न ग्रेड के स्टील्स के लिए, महत्वपूर्ण तापमान का मूल्य अलग होता है, जो सबसे पहले, उनकी संरचना और विभिन्न अशुद्धियों में कार्बन सामग्री के स्तर पर निर्भर करता है।

सख्त होने के बाद, स्टील की कठोरता और भंगुरता दोनों बढ़ जाती है, और इसकी सतह पर एक स्केल परत दिखाई देती है, जिसने कार्बन की एक महत्वपूर्ण मात्रा खो दी है। भाग की आगे की प्रक्रिया के लिए भत्ते की गणना करने के लिए इस परत की मोटाई को ध्यान में रखा जाना चाहिए।

स्टील मिश्र धातुओं से उत्पादों को सख्त करते समय, भाग की दी गई शीतलन दर सुनिश्चित करना बहुत महत्वपूर्ण है, अन्यथा, धातु की पहले से ही पुनर्व्यवस्थित परमाणु संरचना एक मध्यवर्ती अवस्था में जा सकती है। इस बीच, बहुत तेजी से ठंडा करना भी अवांछनीय है, क्योंकि इससे भाग पर दरारें या इसके विरूपण की उपस्थिति हो सकती है। इस तरह के दोषों के गठन से बचने के लिए, गर्म धातु का तापमान 200 डिग्री सेल्सियस तक गिरने के बाद शीतलन दर कुछ हद तक धीमी हो जाती है।

कार्बन स्टील्स से बने भागों को गर्म करने के लिए चैम्बर भट्टियों का उपयोग किया जाता है, जिन्हें 800 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जा सकता है। स्टील के अलग-अलग ग्रेड को सख्त करने के लिए, महत्वपूर्ण तापमान 1250-1300 डिग्री सेल्सियस हो सकता है, इसलिए उनमें से भागों को एक अलग प्रकार की भट्टियों में गर्म किया जाता है। इस तरह के ग्रेड के सख्त स्टील्स की सुविधा इस तथ्य में निहित है कि उनसे बने उत्पाद शीतलन के दौरान क्रैकिंग के अधीन नहीं होते हैं, जो उन्हें पहले से गरम करने की आवश्यकता को समाप्त करता है।

पतले किनारों और तेज संक्रमण के साथ जटिल विन्यास के हिस्सों को सख्त करने के लिए बहुत जिम्मेदारी से संपर्क किया जाना चाहिए। गर्म करने के दौरान ऐसे भागों के टूटने और टूटने से बचने के लिए इसे दो चरणों में किया जाना चाहिए। पहले चरण में, इस तरह के हिस्से को 500 डिग्री सेल्सियस से पहले गरम किया जाता है और उसके बाद ही तापमान को एक महत्वपूर्ण मूल्य पर लाया जाता है।

स्टील्स के उच्च-गुणवत्ता वाले सख्त होने के लिए, न केवल हीटिंग के स्तर को सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है, बल्कि इसकी एकरूपता भी है। यदि भाग बड़े पैमाने पर है या एक जटिल विन्यास है, तो इसकी एक समान हीटिंग केवल कई तरीकों से सुनिश्चित करना संभव है। ऐसे मामलों में, दो देरी के साथ हीटिंग किया जाता है, जो आवश्यक तापमान को पूरे हिस्से में समान रूप से वितरित करने के लिए आवश्यक है। यदि भट्ठी में एक ही समय में कई भागों को रखा जाए तो कुल तापन समय भी बढ़ जाता है।

सख्त होने के दौरान पैमाने के गठन और डीकार्बराइजेशन से कैसे बचें

कई स्टील के पुर्जे खत्म होने के बाद सख्त हो जाते हैं। ऐसे मामलों में, यह अस्वीकार्य है कि भागों की सतह को डीकार्बराइज्ड किया जाए या उस पर स्केल बनाया जाए। स्टील उत्पादों को सख्त करने के ऐसे तरीके हैं जो ऐसी समस्याओं से बचते हैं। हीटिंग भट्टी की गुहा में इंजेक्ट की जाने वाली एक परिरक्षण गैस में किए गए हार्डनिंग को इस तरह के सबसे उन्नत तरीकों के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि इस पद्धति का उपयोग केवल तभी किया जाता है जब हीटिंग भट्ठी पूरी तरह से सील हो।

फोटो हॉट रोलिंग मिल में उतरते समय को दिखाता है - descaling

शमन के दौरान धातु की सतह के डीकार्बराइजेशन से बचने का एक आसान तरीका कच्चा लोहा छीलन और एक खर्च किए गए कार्बोरेटर का उपयोग है। गर्म होने पर भाग की सतह की रक्षा के लिए, इसे एक विशेष कंटेनर में रखा जाता है जिसमें ये घटक पहले से भरे होते हैं। ऐसे कंटेनर में परिवेशी वायु के प्रवेश को रोकने के लिए, जो ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं का कारण बन सकता है, इसे ध्यान से बाहर से मिट्टी के साथ लेपित किया जाता है।

यदि, धातु को सख्त करने के बाद, इसे तेल में नहीं, बल्कि नमक के स्नान में ठंडा किया जाता है, तो इसे नियमित रूप से डीऑक्सीडाइज़ किया जाना चाहिए (प्रति पारी कम से कम दो बार) ताकि भाग की सतह के डीकार्बराइजेशन और उस पर ऑक्साइड की उपस्थिति से बचा जा सके। . नमक स्नान को डीऑक्सीडाइज करने के लिए बोरिक एसिड, ब्राउन साल्ट या चारकोल का उपयोग किया जा सकता है। उत्तरार्द्ध को आमतौर पर ढक्कन के साथ एक विशेष गिलास में रखा जाता है, जिसकी दीवारों में कई छेद होते हैं। इस तरह के गिलास को नमक के स्नान में बहुत सावधानी से कम करना आवश्यक है, क्योंकि इस समय इसकी सतह पर एक लौ जलती है, जो थोड़ी देर बाद गायब हो जाती है।

नमक स्नान बधिरता की गुणवत्ता की जांच करने का एक आसान तरीका है। ऐसा करने के लिए, एक साधारण स्टेनलेस स्टील के ब्लेड को इस तरह के स्नान में कई मिनट (3–5) तक गर्म किया जाता है। नमक के स्नान के बाद, ब्लेड को ठंडा करने के लिए पानी में रखा जाता है। यदि इस तरह की प्रक्रिया के बाद ब्लेड झुकता नहीं है, लेकिन टूट जाता है, तो स्नान का डीऑक्सीडेशन सफल रहा।

सख्त होने के दौरान स्टील का ठंडा होना

स्टील उत्पादों के सख्त होने में उपयोग किए जाने वाले अधिकांश शीतलक का आधार पानी है। साथ ही, यह महत्वपूर्ण है कि ऐसे पानी में नमक और डिटर्जेंट की अशुद्धियां न हों, जो शीतलन दर को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकती हैं। एक कंटेनर जिसमें धातु उत्पादों को सख्त करने के लिए पानी होता है, उसे अन्य उद्देश्यों के लिए उपयोग करने की अनुशंसा नहीं की जाती है। इस तथ्य को भी ध्यान में रखना महत्वपूर्ण है कि सख्त प्रक्रिया के दौरान धातु को ठंडा करने के लिए बहते पानी का उपयोग नहीं किया जा सकता है। शीतलक के लिए इष्टतम तापमान 30 डिग्री सेल्सियस है।

ठंडा करने के लिए साधारण पानी का उपयोग करके स्टील उत्पादों के सख्त होने के कई महत्वपूर्ण नुकसान हैं। उनमें से सबसे महत्वपूर्ण है ठंडा होने के बाद भागों को तोड़ना और तोड़ना। एक नियम के रूप में, शीतलन की इस पद्धति का उपयोग धातु को मजबूत करने, स्टील की सतह को सख्त करने या एक साधारण विन्यास के कुछ हिस्सों के गर्मी उपचार के लिए किया जाता है, जिसे बाद में परिष्करण के अधीन किया जाएगा।

संरचनात्मक स्टील्स से बने जटिल आकार के उत्पादों के लिए, एक अलग प्रकार के शीतलक का उपयोग किया जाता है - कास्टिक सोडा का 50% घोल, जिसे 60 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर गर्म किया जाता है। इस तरह के घोल में ठंडा होने के बाद, कठोर स्टील एक हल्की छाया प्राप्त कर लेता है।

कास्टिक सोडा के साथ काम करते समय सुरक्षा सावधानियों का पालन करना बहुत महत्वपूर्ण है, स्नान के ऊपर रखे हुड का उपयोग करना सुनिश्चित करें। जब एक गर्म भाग को घोल में उतारा जाता है, तो वाष्प बनते हैं जो मानव स्वास्थ्य के लिए बहुत हानिकारक होते हैं।

पतली दीवार वाले कार्बन स्टील्स और मिश्र धातुओं के लिए सबसे अच्छा शीतलक खनिज तेल है, जो परिवेश की परिस्थितियों की परवाह किए बिना एक स्थिर (आइसोथर्मल) शीतलन तापमान प्रदान करता है। इस तरह के तकनीकी तरल पदार्थ का उपयोग करते समय मुख्य बात यह है कि इसमें पानी का प्रवेश होता है, जिससे उनके ठंडा होने के दौरान भागों में दरार आ सकती है। हालांकि, अगर पानी ऐसे शीतलक में मिल जाता है, तो तेल को पानी के क्वथनांक से ऊपर के तापमान पर गर्म करके इसे आसानी से हटाया जा सकता है।

शीतलक के रूप में तेल का उपयोग करने वाले सख्त स्टील के कई महत्वपूर्ण नुकसान हैं जिनके बारे में आपको निश्चित रूप से अवगत होना चाहिए। जब तेल किसी गर्म हिस्से के संपर्क में आता है, तो वाष्प निकलती है जो मानव स्वास्थ्य के लिए हानिकारक होती है, इसके अलावा, इस समय तेल में आग लग सकती है। तेल स्नान में भी ऐसी संपत्ति होती है: इसके उपयोग के बाद, पट्टिका भाग पर बनी रहती है, और शीतलक समय के साथ अपनी प्रभावशीलता खो देता है।

तेल के वातावरण में धातुओं को सख्त करते समय इन सभी कारकों को ध्यान में रखा जाना चाहिए और निम्नलिखित सुरक्षा उपाय किए जाने चाहिए:

• लंबे हैंडल वाले चिमटे का उपयोग करके तेल के स्नान में भागों को विसर्जित करें;
• टेम्पर्ड ग्लास से बने एक विशेष मास्क और दुर्दम्य गुणों या खुरदुरे चमड़े के साथ मोटे कपड़े से बने दस्ताने में सभी काम करें;
• मोटे आग प्रतिरोधी कपड़े से बने काम के कपड़ों से कंधों, गर्दन, छाती की मज़बूती से रक्षा करें।

कुछ ग्रेड के सख्त स्टील्स के लिए, एक विशेष कंप्रेसर द्वारा बनाई गई वायु धारा का उपयोग करके शीतलन किया जाता है। यह बहुत महत्वपूर्ण है कि ठंडी हवा पूरी तरह से शुष्क हो, क्योंकि इसमें मौजूद नमी धातु की सतह में दरार का कारण बन सकती है।

स्टील सख्त करने के तरीके हैं जो संयुक्त शीतलन का उपयोग करते हैं। उनका उपयोग जटिल रासायनिक संरचना वाले कार्बन स्टील्स से बने भागों को ठंडा करने के लिए किया जाता है। इस तरह के सख्त तरीकों का सार यह है कि पहले गर्म हिस्से को पानी में रखा जाता है, जहां थोड़े समय (कई सेकंड) में इसका तापमान 200 डिग्री तक गिर जाता है, आगे के हिस्से को तेल के स्नान में ठंडा किया जाता है, जहां इसे होना चाहिए बहुत जल्दी चले गए।

घर पर स्टील के पुर्जों का सख्त और तड़का

स्टील की सतह के सख्त होने सहित धातु उत्पादों का हीट ट्रीटमेंट न केवल मिश्र धातु की कठोरता और ताकत को बढ़ाता है, बल्कि इसकी संरचना में आंतरिक तनाव को भी बढ़ाता है। इन तनावों को दूर करने के लिए, जिससे ऑपरेशन के दौरान भाग टूट सकता है, स्टील उत्पाद को छोड़ना आवश्यक है।

यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि इस तरह के तकनीकी संचालन से स्टील की कठोरता में कुछ कमी आती है, लेकिन इसकी लचीलापन बढ़ जाती है। तड़के करने के लिए, जिसका सार धीरे-धीरे गर्म हिस्से के तापमान को कम करना और एक निश्चित तापमान पर रखना है, भट्टियों, नमक और तेल के स्नान का उपयोग किया जाता है।

तापमान जिस पर तड़का लगाया जाता है, स्टील के विभिन्न ग्रेड के लिए भिन्न होता है। तो, उच्च गति वाले मिश्र धातुओं का तड़का 540 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर किया जाता है, और एचआरसी 59-60, 150 डिग्री की कठोरता वाले स्टील्स के लिए पर्याप्त है। विशेष रूप से, जब उच्च गति वाले मिश्र धातुओं को तड़का लगाया जाता है, तो उनकी कठोरता भी बढ़ जाती है, और दूसरे मामले में, इसका स्तर कम हो जाता है, लेकिन लचीलापन सूचकांक काफी बढ़ जाता है।

स्टेनलेस ग्रेड सहित स्टील उत्पादों का सख्त और तड़का, यदि आवश्यक हो, तो घर पर काफी स्वीकार्य (और, इसके अलावा, अक्सर अभ्यास किया जाता है)। ऐसे मामलों में, स्टील उत्पादों को गर्म करने के लिए बिजली के स्टोव, ओवन और यहां तक ​​कि गर्म रेत का उपयोग किया जा सकता है। ऐसे मामलों में जिस तापमान पर स्टील उत्पादों को गर्म किया जाना चाहिए, उसे विशेष तालिकाओं से चुना जा सकता है। स्टील उत्पादों को बुझाने या तड़के लगाने से पहले, उन्हें अच्छी तरह से साफ किया जाना चाहिए, उनकी सतह गंदगी, तेल और जंग के निशान से मुक्त होनी चाहिए।

सफाई के बाद, स्टील उत्पाद को गर्म किया जाना चाहिए ताकि यह समान रूप से लाल-गर्म हो। ऐसी स्थिति में इसे गर्म करने के लिए, कई तरीकों से हीटिंग करना आवश्यक है। आवश्यक अवस्था तक पहुंचने के बाद, गर्म किए जाने वाले उत्पाद को तेल में ठंडा किया जाना चाहिए, और फिर तुरंत 200 डिग्री सेल्सियस से पहले ओवन में रखा जाना चाहिए। फिर आपको ओवन में तापमान को धीरे-धीरे कम करने की जरूरत है, इसे 80 डिग्री सेल्सियस तक लाएं।

इस प्रक्रिया में आमतौर पर एक घंटा लगता है। क्रोमियम-निकल स्टील्स से बने उत्पादों के अपवाद के साथ, खुली हवा में और ठंडा किया जाना चाहिए, जिससे तापमान को कम करने के लिए तेल स्नान का उपयोग किया जाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि धीमी गति से शीतलन के दौरान ऐसे ग्रेड के स्टील्स तथाकथित स्वभाव भंगुरता प्राप्त कर सकते हैं।

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स्टील्स का हीट ट्रीटमेंट मैकेनिकल इंजीनियरिंग में सबसे महत्वपूर्ण कार्यों में से एक है, उत्पादों की गुणवत्ता इसके सही कार्यान्वयन पर निर्भर करती है। स्टील्स का सख्त और तड़का धातुओं के विभिन्न प्रकार के ताप उपचारों में से एक है।

धातु पर ऊष्मीय प्रभाव इसके गुणों और संरचना को बदल देता है। यह सामग्री के यांत्रिक गुणों, उत्पादों की स्थायित्व और विश्वसनीयता में सुधार करने के साथ-साथ तंत्र और मशीनों के आकार और वजन को कम करना संभव बनाता है। इसके अलावा, गर्मी उपचार के कारण, विभिन्न भागों के निर्माण के लिए सस्ती मिश्र धातुओं का उपयोग किया जा सकता है।

जैसा कि स्टील टेम्पर्ड था

स्टील के ताप उपचार में इसकी संरचना और गुणों को बदलने के लिए कुछ निश्चित तरीकों से धातु पर थर्मल प्रभाव होता है।

गर्मी उपचार संचालन में शामिल हैं:

• एनीलिंग;
• सामान्यीकरण;
• उम्र बढ़ने;
• स्टील सख्त और स्टील तड़के (आदि)।

स्टील गर्मी उपचार: सख्त तड़के - निम्नलिखित कारकों पर निर्भर करता है:

• ताप तापमान;
• हीटिंग का समय (दर);
• किसी दिए गए तापमान पर समय धारण करना;
• ठंडा करने की दर।

सख्त

स्टील का सख्त होना एक गर्मी उपचार प्रक्रिया है, जिसका सार स्टील को महत्वपूर्ण तापमान से ऊपर के तापमान पर गर्म करना है, इसके बाद तेजी से ठंडा करना है। इस ऑपरेशन के परिणामस्वरूप, स्टील की कठोरता और ताकत बढ़ जाती है, और लचीलापन कम हो जाता है।

जब स्टील को गर्म और ठंडा किया जाता है, तो परमाणु जाली को फिर से व्यवस्थित किया जाता है। स्टील के विभिन्न ग्रेड के लिए महत्वपूर्ण तापमान समान नहीं होते हैं: वे कार्बन और मिश्र धातु अशुद्धियों की सामग्री के साथ-साथ हीटिंग और कूलिंग की दर पर निर्भर करते हैं।

सख्त होने के बाद, स्टील भंगुर और कठोर हो जाता है। थर्मल भट्टियों में गर्म होने पर उत्पादों की सतह परत को स्केल से ढक दिया जाता है और भट्ठी में जितना अधिक ताप तापमान और होल्डिंग समय उतना ही अधिक होता है। यदि भागों में आगे की प्रक्रिया के लिए एक छोटा सा भत्ता है, तो यह विवाह अपूरणीय है। सख्त स्टील सख्त करने के तरीके उत्पाद के लिए इसकी संरचना और तकनीकी आवश्यकताओं पर निर्भर करते हैं।

सख्त होने के दौरान, भागों को जल्दी से ठंडा किया जाना चाहिए ताकि ऑस्टेनाइट के पास मध्यवर्ती संरचनाओं (सोर्बाइट या ट्रोस्टाइट) में बदलने का समय न हो। शीतलन माध्यम की पसंद से आवश्यक शीतलन दर सुनिश्चित की जाती है। इस मामले में, अत्यधिक तेजी से ठंडा होने से उत्पाद में दरारें या ताना-बाना दिखाई देता है। इससे बचने के लिए, तापमान में 300 से 200 डिग्री तक, इसके लिए संयुक्त सख्त तरीकों का उपयोग करके शीतलन दर को धीमा कर दिया जाना चाहिए। उत्पाद के ताना-बाना को कम करने के लिए एक शीतलन माध्यम में भाग को विसर्जित करने की विधि का बहुत महत्व है।

धातु हीटिंग

सभी स्टील सख्त विधियों में निम्न शामिल हैं:

• स्टील हीटिंग;
• उत्पाद को गर्म करने और संरचनात्मक परिवर्तनों को पूरा करने के माध्यम से प्राप्त करने के लिए बाद में जोखिम;
• एक निश्चित दर पर ठंडा।

कार्बन स्टील उत्पादों को चैम्बर भट्टियों में गर्म किया जाता है। इस मामले में प्रीहीटिंग की आवश्यकता नहीं है, क्योंकि ये स्टील ग्रेड क्रैकिंग या ताना-बाना के अधीन नहीं हैं।

जटिल उत्पाद (उदाहरण के लिए, एक उपकरण जिसमें पतले किनारे या तेज संक्रमण होते हैं) पहले से गरम होते हैं:

• नमक स्नान में दो या तीन विसर्जन द्वारा 2 - 4 सेकंड के लिए;
• अलग-अलग ओवन में 400 - 500 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक।

उत्पाद के सभी भागों को समान रूप से गर्म करना चाहिए। यदि यह एक बार में (बड़ी फोर्जिंग) सुनिश्चित नहीं किया जा सकता है, तो हीटिंग के माध्यम से दो एक्सपोजर किए जाते हैं।

यदि ओवन में केवल एक भाग रखा जाता है, तो हीटिंग का समय कम हो जाता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, 24 मिमी की मोटाई वाला एक डिस्क कटर 13 मिनट के भीतर गर्म हो जाता है, और दस ऐसे उत्पाद 18 मिनट के भीतर गर्म हो जाते हैं।

पैमाने और डीकार्बराइजेशन के खिलाफ उत्पाद सुरक्षा

उन उत्पादों के लिए जिनकी सतहों को गर्मी उपचार के बाद पॉलिश नहीं किया जाता है, कार्बन बर्नआउट और स्केल गठन अस्वीकार्य हैं। विद्युत भट्टी की गुहा में आपूर्ति के उपयोग से इस तरह के विवाह से सतहों की रक्षा की जाती है। बेशक, ऐसी तकनीक केवल विशेष मुहरबंद भट्टियों में ही संभव है। सुरक्षात्मक गैस जनरेटर हीटिंग ज़ोन को आपूर्ति की जाने वाली गैस के स्रोत के रूप में कार्य करते हैं। वे मीथेन, अमोनिया और अन्य हाइड्रोकार्बन गैसों पर काम कर सकते हैं।

यदि कोई सुरक्षात्मक वातावरण नहीं है, तो उत्पादों को गर्म करने से पहले कंटेनरों में पैक किया जाता है और खर्च किए गए कार्बोराइज़र, शेविंग्स के साथ कवर किया जाता है (थर्मिस्ट को पता होना चाहिए कि लकड़ी का कोयला उपकरण स्टील्स को डीकार्बराइजेशन से नहीं बचाता है)। हवा को कंटेनर में प्रवेश करने से रोकने के लिए, इसे मिट्टी से लेपित किया जाता है।

नमक स्नान, गर्म होने पर, धातु को ऑक्सीकरण नहीं होने देते हैं, लेकिन डीकार्बराइजेशन से रक्षा नहीं करते हैं। इसलिए, उत्पादन में उन्हें ब्राउन, ब्लड सॉल्ट या बोरिक एसिड के साथ शिफ्ट में कम से कम दो बार डीऑक्सीडाइज़ किया जाता है। 760 - 1000 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर चलने वाले नमक स्नान चारकोल द्वारा बहुत प्रभावी ढंग से डीऑक्सीडाइज़ किए जाते हैं। ऐसा करने के लिए, पूरी सतह पर कई छिद्रों वाला एक गिलास सूखे चारकोल से भर जाता है, ढक्कन के साथ बंद हो जाता है (ताकि कोयला तैर न जाए) और गर्म करने के बाद, नमक स्नान के नीचे उतारा जाता है। सबसे पहले, एक महत्वपूर्ण संख्या में लपटें दिखाई देती हैं, फिर यह घट जाती है। यदि शिफ्ट के दौरान इस तरह से स्नान को तीन बार डीऑक्सीडाइज किया जाता है, तो गर्म उत्पादों को डीकार्बराइजेशन से पूरी तरह से सुरक्षित किया जाएगा।

नमक स्नान के डीऑक्सीडेशन की डिग्री बहुत सरलता से जांची जाती है: एक साधारण ब्लेड, उच्च गुणवत्ता वाले डीऑक्सीडाइज्ड स्नान में 5 से 7 मिनट के लिए स्नान में गरम किया जाता है और पानी में कठोर हो जाता है, झुकता नहीं है।

शीतलक

स्टील के लिए मुख्य शीतलक पानी है। यदि पानी में थोड़ा सा नमक या साबुन मिला दिया जाए, तो शीतलन दर बदल जाएगी। इसलिए, किसी भी परिस्थिति में सख्त टैंक का उपयोग अन्य उद्देश्यों के लिए नहीं किया जाना चाहिए (उदाहरण के लिए, हाथ धोने के लिए)। कठोर सतह पर समान कठोरता प्राप्त करने के लिए, शीतलक तापमान 20-30 डिग्री बनाए रखना आवश्यक है। टैंक में पानी को बार-बार न बदलें। बहते पानी में उत्पाद को ठंडा करना बिल्कुल अस्वीकार्य है।

पानी के सख्त होने का नुकसान दरारें और वारपेज का बनना है। इसलिए, इस पद्धति का उपयोग करके, केवल एक साधारण आकार या सीमेंट वाले उत्पादों को सख्त किया जाता है।

• संरचनात्मक स्टील से जटिल विन्यास के उत्पादों को सख्त करते समय, कास्टिक सोडा के पचास प्रतिशत घोल का उपयोग किया जाता है (ठंडा या 50 - 60 डिग्री तक गर्म)। नमक के स्नान में गर्म किए गए और इस घोल में कठोर होने वाले हिस्से चमकीले होते हैं। घोल का तापमान 60 डिग्री से अधिक न होने दें।

मोड

कास्टिक घोल में शमन के दौरान उत्पन्न वाष्प मनुष्यों के लिए हानिकारक होते हैं, इसलिए शमन स्नान को निकास वेंटिलेशन से सुसज्जित किया जाना चाहिए।

• मिश्र धातु इस्पात खनिज तेलों में बुझती है। वैसे पतले कार्बन स्टील के उत्पाद भी तेल में बनाए जाते हैं। तेल स्नान का मुख्य लाभ यह है कि शीतलन दर तेल के तापमान पर निर्भर नहीं करती है: 20 डिग्री और 150 डिग्री के तापमान पर, उत्पाद उसी दर पर ठंडा हो जाएगा।

सावधान रहें कि पानी को तेल के स्नान में प्रवेश न करने दें, क्योंकि इससे उत्पाद में दरार आ सकती है। क्या दिलचस्प है: 100 डिग्री से ऊपर के तापमान पर गर्म किए गए तेल में, पानी के प्रवेश से धातु में दरारें नहीं आती हैं।

तेल स्नान के नुकसान हैं:

1. सख्त होने के दौरान हानिकारक गैसों का उत्सर्जन;
2. उत्पाद पर पट्टिका का गठन;
3. ज्वलनशीलता के लिए तेल की प्रवृत्ति;
4. सख्त करने की क्षमता का क्रमिक गिरावट।

• स्थिर ऑस्टेनाइट (उदाहरण के लिए, X12M) वाले स्टील को कंप्रेसर या पंखे द्वारा आपूर्ति की गई हवा से ठंडा किया जा सकता है। इस मामले में, पानी को वायु वाहिनी में प्रवेश करने से रोकना महत्वपूर्ण है: इससे उत्पाद पर दरारें बन सकती हैं।
• चरण सख्त गर्म तेल, पिघला हुआ क्षार, फ्यूसिबल नमक में किया जाता है।
• दो कूलिंग मीडिया में स्टील्स के असंतत सख्त का उपयोग कार्बन स्टील्स से बने जटिल भागों की मशीनिंग के लिए किया जाता है। पहले उन्हें पानी में 250 - 200 डिग्री के तापमान पर और फिर तेल में ठंडा किया जाता है। उत्पाद को प्रत्येक 5-6 मिमी मोटाई के लिए 1 - 2 सेकंड से अधिक पानी में नहीं रखा जाता है। यदि पानी में एक्सपोज़र का समय बढ़ जाता है, तो उत्पाद पर दरारें अनिवार्य रूप से दिखाई देंगी। पानी से तेल में भाग का स्थानांतरण बहुत जल्दी किया जाना चाहिए।

आवश्यक तापमान के आधार पर, तड़के की जाती है:

• तेल स्नान में;
• नमक के स्नान में;
• मजबूर वायु परिसंचरण के साथ भट्टियों में;
• पिघला हुआ क्षार स्नान में।

तड़के का तापमान स्टील ग्रेड और उत्पाद की आवश्यक कठोरता पर निर्भर करता है, उदाहरण के लिए, एक उपकरण जिसे एचआरसी 59 - 60 की कठोरता की आवश्यकता होती है, को 150 - 200 डिग्री के तापमान पर तड़का लगाया जाना चाहिए। इस मामले में, आंतरिक तनाव कम हो जाता है, और कठोरता थोड़ी कम हो जाती है।

हाई स्पीड स्टील को 540 - 580 डिग्री के तापमान पर टेम्पर्ड किया जाता है। इस तड़के को द्वितीयक सख्त कहा जाता है, क्योंकि परिणामस्वरूप उत्पाद की कठोरता बढ़ जाती है।

उत्पादों को इलेक्ट्रिक स्टोव पर, ओवन में, यहां तक ​​कि गर्म रेत में भी गर्म करके टिंट के रंग के लिए तड़का लगाया जा सकता है। हीटिंग के परिणामस्वरूप दिखाई देने वाली ऑक्साइड फिल्म तापमान के आधार पर विभिन्न टिंट रंगों को प्राप्त करती है। टिंट रंगों में से एक के लिए तड़के के लिए आगे बढ़ने से पहले, उत्पाद की सतह को स्केल, तेल जमा आदि से साफ करना आवश्यक है।

आमतौर पर तड़के के बाद धातु को हवा में ठंडा किया जाता है। लेकिन क्रोमियम-निकल स्टील्स को पानी या तेल में ठंडा किया जाना चाहिए, क्योंकि इन ग्रेडों को धीमी गति से ठंडा करने से गुस्सा आता है।