स्टील की शमन और तड़के की गर्मी उपचार प्रक्रिया

  चीनी विज्ञान अकादमी के एक शिक्षाविद लेई टिंगक्वान ने एक बार स्पष्ट रूप से बताया कि मध्यम कार्बन संरचनात्मक स्टील को सामान्य शमन के बाद 500 ~ 700 ℃ के उच्च तापमान पर तड़का लगाया गया था, जिसे तड़के उपचार (कोड: 515) के रूप में भी जाना जाता है, और प्राप्त ऊतक अच्छा व्यापक यांत्रिक गुणों के साथ, Soxhlet टेम्पर्ड था। इसलिए, शमन और तड़के उपचार बड़े गतिशील भार के तहत काम के लिए उपयुक्त है, विशेष रूप से समग्र तनाव (तन्यता, संपीड़न, झुकने, मरोड़, प्रभाव, थकान) के तहत। उन्हें आमतौर पर ताकत और क्रूरता, यानी उच्च शक्ति और क्रूरता के बीच एक अच्छे मैच की आवश्यकता होती है।

  संसाधन-बचत करने वाले समाज के निर्माण और उच्च शक्ति वाले हल्के उत्पादों के विकास के साथ, पारंपरिक तड़के उपचार और टेम्पर्ड स्टील को वर्गीकृत करने के लिए तड़के उपचार की गुणवत्ता में लगातार सुधार करना एक महत्वपूर्ण गारंटी है। स्ट्रक्चरल स्टील के हीट ट्रीटमेंट को विकसित करने के लिए टेम्पर्ड स्टील के बजाय लो कार्बन मार्टेंसाइट स्टील का इस्तेमाल करना एक महत्वपूर्ण तरीका है।

ए मॉडुलन गुणवत्ता का वर्गीकरण

  शमन और तड़के के उपचार का उद्देश्य वर्कपीस के अच्छे व्यापक यांत्रिक गुणों को प्राप्त करना है, न कि केवल कठोरता को। इसलिए, व्यापक यांत्रिक गुणों के अनुसार तड़के के उपचार को तीन श्रेणियों में विभाजित किया जाना चाहिए: उच्च क्रूरता, मजबूत क्रूरता और उच्च शक्ति।

(1) स्टील की उच्च क्रूरता तड़के

  उच्च क्रूरता शमन 650 ~ 700 ℃ अल्ट्रा-उच्च तापमान तड़के को बुझाने के बाद वर्कपीस है, जिसे सख्त उपचार के रूप में भी जाना जाता है। वर्कपीस न केवल एक निश्चित डिग्री की ताकत और प्लास्टिसिटी प्राप्त कर सकता है, बल्कि काफी उच्च क्रूरता भी प्राप्त कर सकता है। शमन और तड़के के बाद के यांत्रिक गुणों को तालिका 1 में सूचीबद्ध किया गया है। यह कोल्ड हेडिंग और कोल्ड एक्सट्रूज़न में उपयोग किए जाने वाले स्टील के डिमिंग और गोलाकार के लिए बहुत उपयुक्त है, फास्टनरों की डिमिंग, भागों को बनाने और झुकने वाले भागों के साथ-साथ डिमिंग के लिए भी उपयुक्त है। उच्च क्रूरता के साथ शाफ्ट और बार भागों।

तालिका 1 उच्च क्रूरता के साथ बुझने और तड़के के बाद स्टील के यांत्रिक गुण

(2) स्टील की मजबूत क्रूरता और तड़के

  स्ट्रेंथ और टफनेस तड़के पारंपरिक तड़के का इलाज है। शमन के बाद, वर्कपीस को आमतौर पर 550 ~ 650 ℃ पर टेम्पर्ड किया जाता है, जिसका उद्देश्य स्टील की कठोरता में सुधार करना, ताकत और क्रूरता का मिलान करना और उच्च व्यापक यांत्रिक गुण प्राप्त करना है। मजबूत क्रूरता शमन की आवेदन सीमा बहुत व्यापक है, लगभग 80% मध्यम कार्बन संरचना स्टील वर्कपीस इस तरह की शमन को अपनाती है। टेम्पर्ड स्टील के यांत्रिक गुण तालिका 2 में सूचीबद्ध हैं।

तालिका 2 शक्ति और क्रूरता के शमन और तड़के के उपचार के बाद यांत्रिक गुणों की श्रेणी

(3) स्टील की उच्च शक्ति तड़के

  उच्च शक्ति वाले तड़के को कठोर तड़के भी कहा जाता है। शमन के बाद, वर्कपीस को 500 ~ 600 ℃ के उच्च तापमान पर टेम्पर्ड किया जाता है, जिससे वर्कपीस को उच्च प्लास्टिसिटी और क्रूरता प्राप्त होती है, जबकि कठोरता और ताकत में काफी सुधार होता है। यह प्रक्रिया वजन कम करने, हल्के वर्कपीस, जैसे उच्च शक्ति फास्टनरों, उच्च शक्ति स्टील टाई रॉड, एंकर रॉड, विभिन्न शाफ्ट भागों और उच्च थकान प्रदर्शन, उच्च जीवन की अन्य वर्कपीस आवश्यकताओं के लिए बहुत उपयुक्त है। टेम्पर्ड स्टील के यांत्रिक गुण तालिका 3 में सूचीबद्ध हैं।

तालिका 3 उच्च शक्ति शमन और तड़के उपचार के बाद यांत्रिक गुणों की श्रेणी:

बी टेम्पर्ड स्टील का वर्गीकरण

  साहित्य में इस बात पर जोर दिया गया है कि स्टील की कठोरता तड़के के उपचार की गुणवत्ता को प्रभावित करने वाला सबसे महत्वपूर्ण कारक है। अलग-अलग कठोरता वाले स्टील्स के लिए, शमन के बाद प्राप्त शमन प्रवेश परत की गहराई अलग होगी, और सूक्ष्म संरचना अलग होगी, इसलिए अनुभाग के साथ वितरण के यांत्रिक गुण भी होंगे। वर्कपीस की यांत्रिक प्रदर्शन आवश्यकताएं जितनी अधिक होती हैं, खासकर जब वर्कपीस का खंड आकार बहुत बड़ा होता है, तो कठोरता का प्रभाव भी अधिक होता है। इसलिए, स्टील की कठोरता के अनुसार, टेम्पर्ड स्टील को चार प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: सबसे कम कठोरता वाला टेम्पर्ड स्टील, कम कठोरता वाला टेम्पर्ड स्टील, उच्च कठोरता वाला टेम्पर्ड स्टील और उच्चतम कठोरता वाला टेम्पर्ड स्टील।

(1) सबसे कम कठोरता वाला टेम्पर्ड स्टील

  सबसे कम हार्डनेबिलिटी वाला टेम्पर्ड स्टील, मध्यम कार्बन रहित स्टील (मध्यम कार्बन स्टील) को संदर्भित करता है, जिसका महत्वपूर्ण व्यास 15 ~ 23 मिमी होता है, जब 20 ℃ पर पानी से बुझाया जाता है। जैसे कि 35 स्टील, 40 स्टील, 45 स्टील, 50 स्टील। उनमें से, 45 स्टील (कोड U20452) चीन में सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला और इस्तेमाल किया जाने वाला टेम्पर्ड स्टील है। सबसे कम कठोरता के कारण, 45 स्टील का शमन उपचार केवल 25 मिमी से कम अनुभाग आकार वाले छोटे वर्कपीस के लिए उपयुक्त है।

  लेकिन इन वर्षों में, कई उद्यमों ने 45 स्टील के शमन और तड़के के उपचार को नजरअंदाज कर दिया है, जो सबसे महत्वपूर्ण गुणवत्ता विशेषता है, न केवल 60 ~ 100 मिमी वर्कपीस का खंड आकार, बल्कि 300 ~ 500 मिमी बड़े शाफ्ट प्रकार के पूर्व-गर्मी का व्यास भी है। उपचार भी तड़के उपचार का उपयोग करता है। अनुभाग आकार के प्रभाव के कारण, वर्कपीस का आकार जितना बड़ा होता है, शमन के बाद कठोरता उतनी ही कम होती है, सख्त परत जितनी उथली होती है, वर्कपीस के व्यापक यांत्रिक गुण उतने ही कम होते हैं। विशेष रूप से मोटे कार भत्ते (आमतौर पर 3 ~ 5 मिमी) के कारण, शमन और तड़के के बाद 45 स्टील वर्कपीस अधिकांश वर्कपीस या सभी कठोर परत प्रसंस्करण होगा। जब वर्कपीस का व्यास 60 मिमी से बड़ा होता है, तो तड़के के बाद शमन के बाद का प्रदर्शन सामान्य होने के बाद के समान होता है; जब आकार 100 मिमी से बड़ा होता है, तो सतह को मार्टेंसाइट संरचना भी नहीं मिल सकती है। इसलिए, 45 स्टील के बड़े खंड आकार वाले वर्कपीस का उपयोग सामान्यीकरण या सतह शमन स्थितियों के तहत किया जाना चाहिए।

(2) कम कठोरता के साथ टेम्पर्ड स्टील

  कम कठोरता वाला टेम्पर्ड स्टील 30 ~ 54 मिमी के महत्वपूर्ण व्यास के साथ मध्यम कार्बन कम मिश्र धातु इस्पात और 19 ℃ पर पानी से बुझने पर 40 ~ 20 मिमी के तेल शमन महत्वपूर्ण व्यास के साथ संदर्भित करता है (द्रव्यमान अंश आमतौर पर 2.5% से अधिक नहीं होता है)। मुख्य रूप से 35Cr, 40Cr, 45Cr, 35Mn2, 40Mn2, 45Mn2, आदि हैं। उनमें से, 40Cr स्टील (कोड A20402) चीन में सबसे बड़ा उपयोग के साथ मिश्र धातु टेम्पर्ड स्टील है। यह आमतौर पर मध्यम क्रॉस सेक्शन आकार वाले भागों को तड़के के लिए और बिना मिश्र धातु (कार्बन स्टील) की तुलना में उच्च यांत्रिक गुणों के लिए उपयोग किया जाता है।

(3) उच्च कठोरता के साथ टेम्पर्ड स्टील

  उच्च कठोरता के साथ टेम्पर्ड स्टील मध्यम कार्बन कम मिश्र धातु इस्पात को 20 ℃ पर पानी से बुझाता है, 42 ~ 85 मिमी का महत्वपूर्ण व्यास, तेल शमन का महत्वपूर्ण व्यास 30 ~ 6 मिमी है। मुख्य रूप से 30CrMnSi, 35CrMnSi, 35CrMo, 42CrMo, 40CrNi हैं स्टील, आदि.35CrMo (कोड A30352) और 42CrMo (कोड A30422) स्टील सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला मध्यम कार्बन और कम मिश्र धातु टेम्पर्ड स्टील है। वे मुख्य रूप से उच्च शक्ति, अच्छी क्रूरता, 40Cr स्टील की तुलना में उच्च कठोरता, उच्च रेंगने की शक्ति और उच्च तापमान पर स्थायी ताकत की विशेषता है, और 500 ℃ पर लंबे समय तक काम कर सकते हैं।

(4) उच्चतम कठोरता के साथ टेम्पर्ड स्टील

  उच्चतम कठोरता के साथ टेम्पर्ड स्टील मध्यम कार्बन कम मिश्र धातु इस्पात और मध्यम कार्बन मध्यम मिश्र धातु इस्पात को 20 ℃ पर पानी से बुझाता है, 60 ~ 126 मिमी का महत्वपूर्ण व्यास, 46 ~ 114 मिमी की तेल शमन का महत्वपूर्ण व्यास। स्टील के मुख्य प्रकार 40CrNiMoA हैं (कोड A50403), agtCrMnMo (कोड A34402), 37CrNi3 (कोड A42372) और इसी तरह। इसका उपयोग अक्सर बड़े खंड और असर भार वाले उच्च शक्ति भागों के निर्माण के लिए किया जाता है, जैसे क्षैतिज फोर्जिंग मशीन का सनकी शाफ्ट, फोर्जिंग मशीन का क्रैंकशाफ्ट , उच्च शक्ति टाई रॉड और एंकर रॉड, आदि।

  उपरोक्त चार प्रकार के टेम्पर्ड स्टील केवल साधारण मशीनरी के लिए उपयोग किए जाने वाले टेम्पर्ड स्टील को कवर करते हैं। विभिन्न रासायनिक रचनाओं, विभिन्न खंड आकार, और स्टील की विभिन्न गर्मी उपचार प्रक्रियाओं के कारण, प्रत्येक प्रकार के बीच कोई सख्त सीमा नहीं है।

C.लो-कार्बन मार्टेंसाइट स्टील टेम्पर्ड स्टील की जगह लेता है

  शिक्षाविद लेई टिंगक्वान ने विशेष रूप से जोर देकर कहा कि तड़के ताकत की कीमत पर प्लास्टिसिटी और क्रूरता में सुधार करने की एक प्रक्रिया है, जो सामग्री की क्षमता के लिए हानिकारक है। कम कार्बन स्टील और कम कार्बन मिश्र धातु इस्पात की कम कार्बन मार्टेंसाइट में मजबूत शमन तेजी से व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जो स्टील की ताकत और क्रूरता क्षमता को चलाने और मशीन भागों के जीवन का विस्तार करने का एक महत्वपूर्ण तरीका बन गया है। इसलिए, औद्योगिक उत्पादन में, कम कार्बन स्टील की मजबूत शमन मध्यम कार्बन स्टील शमन और तड़के उपचार के हिस्से को बदल सकती है।

(1) 20Cr स्टील को 40Cr स्टील के साथ टेम्पर्ड के बजाय कम-कार्बन मार्टेंसाइट के साथ दृढ़ता से बुझाया जाता है

  350 ℃ पर टेम्पर्ड होने के बाद, 20Cr स्टील में टेम्पर्ड 40Cr स्टील की तुलना में अधिक ताकत, कठोरता, प्लास्टिसिटी और प्रभाव क्रूरता होती है। ड्रिल पाइप लॉक जॉइंट बनाने के लिए 20Cr स्टील के बजाय 40Cr स्टील का उपयोग करने से स्लिप बकल की विफलता को कम किया जा सकता है या उससे भी बचा जा सकता है। इसकी उच्च प्लास्टिसिटी, फ्रैक्चर बेरहमी, बहु-प्रभाव प्रतिरोध और कम ठंड और भंगुर रूपांतरण तापमान (& LT; -70 ℃) के कारण, ड्रिल पाइप लॉक के सेवा जीवन में काफी सुधार कर सकता है। कम कार्बन मार्टेंसाइट में उत्कृष्ट मशीनिंग प्रदर्शन होता है, प्रक्रिया को सरल करता है और लागत को कम करता है। शमन और तड़के के बाद इन दो प्रकार के स्टील्स के यांत्रिक गुणों को तालिका 4 में दिखाया गया है।

तालिका 4 गर्मी उपचार के बाद 20Cr स्टील और 40Cr स्टील के यांत्रिक गुणों की तुलना

(2) 20 स्टील की कम कार्बन वाली मार्टेंसाइट गहन शमन 45 स्टील के बुझते और टेम्पर्ड उपचार की जगह लेती है

  चेन-प्लेट कन्वेयर की स्क्वायर आस्तीन 20 टेम्पर्ड स्टील के बजाय 45 स्टील ट्यूबों से बना है। 20 ℃ X900min के माध्यम से 7 स्टील पाइप लोगों को 10% NaCl जलीय घोल, 160 ℃ × 30 मिनट तड़के, 42 ~ 46HRC की कठोरता, ताकत टेम्पर्ड 45 स्टील की तुलना में 40% की वृद्धि हुई, प्रक्रिया को सरल बनाया, असेंबली टूटना नहीं होता है, छोटे विरूपण, उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार उत्पादन क्षमता में 1 गुना से अधिक की वृद्धि हुई है।

  बूम जॉइंट पिन को 20 स्टील क्वेंच के बजाय 45 स्टील से बनाएं। लिफ्टिंग आर्म कनेक्शन पिन मूल रूप से 45 स्टील के साथ टेम्पर्ड था। 6 मिमी छेद दरार के सिरों का हिस्सा। 20 स्टील, 1000 ℃ × 4.5 ~ 5 मिनट, 5% ~ 15% (द्रव्यमान अंश) लाइ पानी में बुझ गया, कोई दरार नहीं।

(3) 20CrMnTi स्टील की शमन सख्तता 40CrMnTi स्टील के तड़के की जगह लेती है

  गर्मी उपचार के बाद, 20CrMnTi स्टील और 40CrMnTi स्टील के यांत्रिक गुणों को तालिका 5 में सूचीबद्ध किया गया है।

तालिका 5 गर्मी उपचार के बाद 20CrMnTi स्टील और 40CrMnTi स्टील के यांत्रिक गुणों की तुलना

डी.निष्कर्ष

(1) तड़के का मुख्य उद्देश्य वर्कपीस के अच्छे व्यापक यांत्रिक गुणों को प्राप्त करना है। यांत्रिक गुणों के वर्गीकरण के अनुसार, क्वेंचेंट्स को तीन प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: उच्च क्रूरता क्वेंचेंट, मजबूत क्रूरता क्वेंचेंट, और उच्च शक्ति क्वेंचेंट।

(2) हार्डनेबिलिटी सबसे महत्वपूर्ण गुणवत्ता विशेषता है जो तड़के के उपचार की गुणवत्ता को प्रभावित करती है। कठोरता के अनुसार टेम्पर्ड स्टील को 4 श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: निम्नतम, निम्न, उच्च और उच्चतम कठोरता।

(3) लो-कार्बन मार्टेंसाइट स्टील, टेम्पर्ड स्टील के बजाय स्ट्रक्चरल स्टील के हीट ट्रीटमेंट को विकसित करने का एक महत्वपूर्ण तरीका है।