स्टील हार्डनिंग म्हणजे काय? कसे करायचे?

1. स्टील हार्डनिंगच्या मूलभूत संकल्पना

  Subeutectoid स्टील Ac3 वर गरम केले जाते, eutectoid स्टील आणि hypereutectoid स्टील Ac1 वर (Accm पेक्षा कमी) वर गरम केले जाते, आणि नंतर उष्णता संरक्षणानंतर Vk पेक्षा जास्त वेगाने थंड केले जाते. ऑस्टेनाइटचे मार्टेन्साइटमध्ये रूपांतर करण्याच्या उष्णतेच्या उपचार प्रक्रियेला स्टील हार्डनिंग म्हणतात. मार्टेन्साइट हार्डनिंग हे स्टील हार्डनिंगचे मुख्य साधन आहे, म्हणून स्टील हार्डनिंगचा उद्देश मार्टेन्साइट मिळवणे आणि स्टीलचे यांत्रिक गुणधर्म सुधारणे आहे. स्टील हार्डनिंग ही स्टीलसाठी सर्वात महत्वाची उष्णता उपचार प्रक्रिया आहे आणि उष्णता उपचारांमध्ये सर्वात मोठ्या प्रमाणात वापरल्या जाणार्‍या प्रक्रियेपैकी एक आहे.

कडक झाल्यानंतर स्टीलच्या प्रभावाचे उदाहरण

2. स्टील हार्डनिंगचे गरम तापमान

  बारीक ऑस्टेनाइट धान्य मिळविण्याच्या तत्त्वानुसार शमन तापमान निवडले पाहिजे, जेणेकरुन शमन केल्यानंतर बारीक मार्टेन्साईट रचना मिळू शकेल. सब्युटेक्टॉइड स्टीलचे शमन तापमान सामान्यतः Ac3 30℃ ~ 50℃ च्या वर असते आणि शमन केल्यानंतर एकसमान बारीक मार्टेन्साईट रचना मिळू शकते. जर तापमान खूप जास्त असेल, तर ऑस्टेनाइट धान्याच्या आकारामुळे मोठ्या प्रमाणात मार्टेन्साईट संरचना निर्माण होईल, ज्यामुळे स्टीलचे यांत्रिक गुणधर्म खराब होतील, विशेषत: प्लास्टिसिटी आणि कडकपणा कमी होईल. क्वेंचिंग तापमान Ac3 पेक्षा कमी असल्यास, विरघळलेले फेराइट शमन संरचनामध्ये टिकून राहते, ज्यामुळे स्टीलची ताकद आणि कडकपणा कमी होतो.

  शमन तापमान प्रामुख्याने स्टीलच्या गंभीर बिंदूनुसार निर्धारित केले जाते:

सब्युटेक्टॉइड स्टील :AC3 30~50℃ वर;

Eutectoid स्टील आणि hypereutectoid स्टील :Ac1 30~50℃ वर;

  कमी मिश्रधातूचे स्ट्रक्चरल स्टील आणि उच्च मिश्र धातुच्या साधन स्टीलसाठी, मिश्रधातूच्या घटकांचा प्रभाव लक्षात घेऊन ऑस्टेनिटाइझिंगला गती देण्यासाठी शमन तापमान जास्त असू शकते.

3. स्टील हार्डनिंगसाठी हीटिंग वेळेचे निर्धारण

  गरम होण्याची वेळ गरम होण्याची वेळ आणि होल्डिंग वेळ बनलेली असते. भट्टीच्या तपमानापासून ते शमन तापमानापर्यंत भागांना वाढण्यासाठी लागणारा वेळ म्हणजे गरम करण्याची वेळ, आणि ती होल्डिंग वेळेची सुरुवात म्हणून घेतली जाते. उष्णता संरक्षण वेळ म्हणजे भाग जळण्यासाठी आणि ऑस्टेनिटाइझिंग प्रक्रिया पूर्ण करण्यासाठी लागणारा वेळ. गरम होण्याची वेळ सामान्यतः प्रायोगिक सूत्राद्वारे किंवा प्रयोगाद्वारे निर्धारित केली जाते. उत्पादनामध्ये, वाजवी हीटिंग आणि होल्डिंग वेळ अनेकदा वर्कपीसची गुणवत्ता सुनिश्चित करण्यासाठी प्रयोगांद्वारे निर्धारित केली जाते.

4. स्टील हार्डनिंगचे शमन माध्यम

  स्टीलला ऑस्टेनाइट स्थितीपासून Ms बिंदूच्या खाली तापमानापर्यंत थंड करण्यासाठी वापरल्या जाणार्‍या कूलिंग माध्यमाला क्वेंचिंग माध्यम म्हणतात. आदर्श शमन माध्यमाची कूलिंग वैशिष्ट्ये अशी असावीत: 650 डिग्री सेल्सियसपेक्षा जास्त हळूहळू थंड होणे. शमन करणारा उष्णतेचा ताण शक्य तितका कमी करण्यासाठी; परलाइट ट्रान्सफॉर्मेशन किंवा बेनाइट ट्रान्सफॉर्मेशन टाळण्यासाठी रॅपिड कूलिंग 650 ℃ आणि 400 ℃ दरम्यान केले पाहिजे. 400 ℃ तापमान क्षेत्राच्या खाली, Ms जवळ, संस्थेद्वारे उत्पादित पोनी ऑस्टेनाईट ट्रान्सफॉर्मेशन स्ट्रेस शक्य तितक्या कमी करण्यासाठी कूलिंग कमी करणे आवश्यक आहे. सामान्यतः वापरले जाणारे पाणी थंड करणारे माध्यम, खारट किंवा क्षारीय द्रावण आणि विविध प्रकारचे खनिज तेल इत्यादी. पाण्याची थंड वैशिष्ट्ये आदर्श नाहीत, 650 ~ 400 ℃ च्या मर्यादेत थंड आवश्यक आहे, थंड करण्याची क्षमता लहान आहे. आणि मंद थंड तापमान 400 ℃ ~ Ms गुण क्षेत्र, थंड क्षमता आणि मोठ्या गरज. याव्यतिरिक्त, पाण्याच्या तापमानाचा पाण्याच्या थंड क्षमतेवर जास्त प्रभाव होता. पाण्याचा वापर प्रामुख्याने लहान आकार, आकार, साध्या कार्बन स्टील वर्कपीस शमन करण्यासाठी केला जातो. खारट किंवा क्षारीय द्रावण उच्च तापमान करू शकते ज्यामुळे त्याची थंड होण्याची क्षमता लक्षणीयरीत्या वाढेल, खनिज तेलाचा फायदा असा आहे की कमी-तापमान झोनमध्ये थंड करण्याची क्षमता पाण्यापेक्षा खूपच कमी असते, तर गैरसोय म्हणजे थंड करण्याची क्षमता उच्च-तापमान क्षेत्र देखील कमी आहे.

5. स्टील हार्डनिंगची शमन पद्धत

   इच्छित क्वेंचिंग स्ट्रक्चर प्राप्त करण्यासाठी आणि विकृती आणि क्रॅकिंग टाळण्यासाठी, विद्यमान शमन माध्यम विविध शीतकरण पद्धतींसह एकत्र केले जाणे आवश्यक आहे, ज्यात सिंगल-लिक्विड क्वेंचिंग, डबल-लिक्विड क्वेंचिंग, ग्रेडेड क्वेंचिंग आणि समथर्मल क्वेंचिंग यांचा समावेश आहे.

A. सिंगल-लिक्विड क्वेंचिंग: ऑस्टेनिटाइज्ड वर्कपीसला माध्यमात विझवणे आणि ते मध्यम तापमानापर्यंत थंड करणे सुरू ठेवा. साध्या आकाराच्या कार्बन स्टील आणि मिश्र धातुच्या स्टीलच्या वर्कपीससाठी उपयुक्त. मोठ्या वर्कपीससाठी पाणी, लहान वर्कपीससाठी तेल.

B. दुहेरी द्रव शमन पद्धत: ही वर्कपीस पहिल्या मजबूत कूलिंग माध्यमात शमन करते, Ms पॉइंट तापमानाच्या जवळ थंड केली जाते, नंतर कूलिंग क्षमता कमकुवत होते ताबडतोब शमन कूलिंग माध्यम, जोपर्यंत मार्टेन्साइट फेज ट्रान्सफॉर्मेशन पूर्ण होत नाही. मोठ्या आकाराच्या कार्बन स्टील वर्कपीससाठी योग्य. साधारणपणे जलद थंड पाण्याचे माध्यम म्हणून, तेल हे मंद थंड करणारे माध्यम आहे.

C. श्रेणीबद्ध शमन पद्धत: उष्णता संरक्षणासाठी स्टीलच्या तापमानापेक्षा किंचित जास्त तापमान असलेल्या Ms पॉईंटवर सॉल्ट बाथ किंवा अल्कली बाथमध्ये ऑस्टेनिटाइज्ड वर्कपीस शांत करण्यासाठी वापरली जाते. जेव्हा वर्कपीसचे अंतर्गत आणि बाह्य तापमान एकसमान असते, तेव्हा वर्कपीस बाथमधून बाहेर काढले जाते आणि मार्टेन्सिटिक परिवर्तन पूर्ण करण्यासाठी खोलीच्या तपमानावर हवा थंड केले जाते.

D. आइसोथर्मल क्वेंचिंग: ऑस्टेनिटाइज्ड वर्कपीसला Ms पॉईंटच्या वर असलेल्या सॉल्ट बाथमध्ये शमन करण्याची ही एक शमन पद्धत आहे, ती कमी बेनाइट स्ट्रक्चरमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी समथर्मल पुरेशी वेळ ठेवली जाते, आणि नंतर बाहेर काढली जाते आणि खोलीच्या तापमानाला हवा थंड केली जाते. . हे जटिल आकार, अचूक आकार आवश्यकता आणि महत्त्वपूर्ण कार्यांसह लहान भागांसाठी योग्य आहे.

6. स्टीलची कठोरता आणि कडकपणा

(1) कठोरता

  स्टीलची कठोरता म्हणजे ऑस्टेनिटाइज्ड स्टीलची शमन केल्यानंतर मार्टेन्साईट मिळविण्याची क्षमता, जी आत प्रवेशाच्या थराच्या खोलीद्वारे आणि विशिष्ट परिस्थितीत स्टीलच्या विझवण्याद्वारे प्राप्त कडकपणा वितरणाद्वारे व्यक्त केली जाते. उत्पादनामध्ये, गंभीर शमन व्यास देखील सामान्यतः स्टीलची कठोरता दर्शवण्यासाठी वापरला जातो. तथाकथित गंभीर शमन व्यास D0 द्वारे व्यक्त केला जातो. समान थंड स्थितीत, D0 जितका जास्त असेल तितकी स्टीलची कठोरता चांगली असेल.

(2) कठोरता प्रभावित करणारे घटक

  हार्डनेबिलिटीवर परिणाम करणारा मुख्य घटक म्हणजे रासायनिक रचना, Co व्यतिरिक्त, ऑस्टेनाइटमध्ये विरघळलेले सर्व-मिश्रधातू घटक कठोरता वाढवतात. याव्यतिरिक्त, ऑस्टेनाइटची एकसमानता, धान्याचा आकार आणि दुसऱ्या समतुल्य घटकाची उपस्थिती या सर्व गोष्टी कठोरतेवर परिणाम करतात.

(3) कठोरपणाचे निर्धारण आणि त्याची प्रतिनिधित्व पद्धत

  कठोरता निश्चित करण्याचे अनेक मार्ग आहेत आणि सर्वात जास्त वापरलेली "एंड क्वेंचिंग पद्धत" आहे, ज्याला एंड क्वेंचिंग टेस्ट म्हणून संबोधले जाते. चाचणी दरम्यान, मानक नमुना प्रथम ऑस्टेनिटाइझिंग तापमानासाठी गरम केला गेला, 30 ~ 40 मिनिटे राहिला आणि नंतर पाण्याच्या फवाऱ्याने थंड होण्यासाठी शेवटच्या शमन चाचणी टेबलवर ठेवले.

(4) कठोरतेचा वापर

  उच्च कठोरता असलेली वर्कपीस एकसमान संघटना आणि कार्यक्षमतेसह शमवणे सोपे आहे;

  जेव्हा वर्कपीस शमवले जाते, तेव्हा कमी थंड क्षमतेसह शमन माध्यमाचा वापर शमन तणाव कमी करण्यासाठी केला जाऊ शकतो.

  एकसमान आणि सातत्यपूर्ण संस्थात्मक कार्यप्रदर्शन सुनिश्चित करण्यासाठी मोठ्या आणि जटिल वर्कपीससाठी मोठे हार्डनेबिलिटी स्टील निवडले जाऊ शकते;

  जेव्हा वर्कपीस पृष्ठभागाची कडकपणा जास्त असते आणि हृदयाची कणखरता चांगली असते, तेव्हा तुम्ही कमी कठोरता असलेले स्टील निवडू शकता.

(५) स्टीलचे कडक होणे: शमन करताना स्टीलच्या कडक होण्याच्या क्षमतेचा संदर्भ देते, आणि ते शमन केलेल्या मार्टेन्साईटमधून मिळू शकणार्‍या जास्तीत जास्त कडकपणाद्वारे व्यक्त केले जाते. ते मार्टेन्साइटमधील कार्बनच्या प्रमाणावर अवलंबून असते. कार्बनचे प्रमाण जितके जास्त असेल, जास्त कडक होणे.