धातुओं का ताप उपचार

धातुओं का ताप उपचार एक ऐसी प्रक्रिया है जो किसी उत्पाद के प्रदर्शन और गुणवत्ता में सुधार के लिए उसकी आंतरिक सूक्ष्म संरचना या सतह रसायन विज्ञान को बदल देती है। ये परिवर्तन आमतौर पर नग्न आंखों से दिखाई नहीं देते हैं। इसी समय, भाग का आकार और सामान्य रासायनिक संरचना अपरिवर्तित रहती है।

स्टील अपनी जटिल सूक्ष्म संरचना के कारण मैकेनिकल इंजीनियरिंग में सबसे लोकप्रिय सामग्री है, जिसे ताप उपचार द्वारा नियंत्रित किया जाता है। स्टील के अलावा, एल्यूमीनियम, तांबा, मैग्नीशियम और टाइटेनियम जैसी धातुओं और मिश्र धातुओं को भी उनके यांत्रिक, भौतिक और रासायनिक गुणों को बदलने के लिए गर्मी से उपचारित किया जाता है।

ताप उपचार के प्रकार

सामान्य ताप उपचार में पूरे भाग को गर्म करना और उसके बाद एक निश्चित दर पर ठंडा करना शामिल होता है, जिससे इसके यांत्रिक गुणों में परिवर्तन होता है। स्टील के ताप उपचार के मुख्य प्रकार:एनीलिंग, सामान्यीकरण, सख्त करना और तड़का लगाना.

एनीलिंग

उत्पाद को एक निश्चित तापमान तक गर्म किया जाता है, एक निश्चित समय तक रखा जाता है और फिर धीरे-धीरे ठंडा किया जाता है।
लक्ष्य: आंतरिक तनाव को कम करना, मशीनीकरण में सुधार करना या आगे के प्रसंस्करण चरणों के लिए तैयारी करना।

मानकीकरण

भाग को आवश्यक तापमान तक गर्म करना और फिर उसे हवा में ठंडा करना। यांत्रिक गुणों में सुधार करते हुए एक बेहतर संरचना प्रदान करता है।

हार्डनिंग

उच्च तापमान तक गर्म करना और उसके बाद पानी, तेल या विशेष घोल में तेजी से ठंडा करना। स्टील की कठोरता को बढ़ाता है, लेकिन उसे भंगुर बना देता है।

छुट्टी

सख्त होने के बाद, सामग्री को 650 डिग्री से कम तापमान तक गर्म किया जाता है, बनाए रखा जाता है और ठंडा किया जाता है। यह स्टील की मजबूती बनाए रखते हुए उसकी भंगुरता को कम करता है।

ताप उपचार चरण

ताप उपचार प्रक्रिया में तीन चरण शामिल हैं:गर्म करना, पकड़ना और ठंडा करना.

गर्मी
हीटिंग को ईंधन (लकड़ी का कोयला, गैस) या इलेक्ट्रिक हीटिंग का उपयोग करके किया जाता है, जो प्रक्रिया के अधिक सटीक नियंत्रण की अनुमति देता है। ऑक्सीकरण को रोकने के लिए, धातु की सतह को अक्रिय गैसों, कोटिंग्स या वैक्यूम के वातावरण से संरक्षित किया जाता है।

अंश
एक बार आवश्यक तापमान तक पहुंचने के बाद, उत्पाद को समान ताप और संरचनात्मक परिवर्तन सुनिश्चित करने के लिए रखा जाता है।

शीतलक
शीतलन दर उपचार के प्रकार से निर्धारित होती है: एनीलिंग के लिए धीमी शीतलन, सामान्यीकरण के लिए तेज़ शीतलन, और सख्त करने के लिए तीव्र शीतलन।

ताप उपचार के उद्देश्य

बढ़ी हुई कठोरता और ताकत: शमन और तड़का लगाने से घिसाव और प्रभाव के प्रति प्रतिरोध बढ़ता है।

चिपचिपाहट में सुधार: एनीलिंग और सामान्यीकरण भंगुरता को कम करता है।

आंतरिक तनाव से मुक्ति: प्रसंस्करण के दौरान उत्पन्न होने वाले तनाव समाप्त हो जाते हैं।

मशीनीकरण में वृद्धि: एनीलिंग सामग्री को नरम कर देती है, जिससे कटिंग और ड्रिलिंग आसान हो जाती है।

संक्षारण प्रतिरोध: सतह परत के सख्त होने से स्थायित्व में सुधार होता है।

अनाज संरचना का अनुकूलन: सामान्यीकरण से यांत्रिक गुणों में सुधार होता है, जिससे सामग्री सजातीय हो जाती है।

विभिन्न स्टील्स का ताप उपचार

कार्बन स्टील
कम कार्बन स्टील: एनीलिंग (700-750 डिग्री) या सामान्यीकरण (870-920 डिग्री)।
मध्यम और उच्च कार्बन स्टील: सख्त करना (760-820 डिग्री) और तड़का लगाना (150-650 डिग्री)।

अलॉय स्टील
कठोरता (850-900 डिग्री) के बाद तड़का (300-650 डिग्री), जो कठोरता और कठोरता का सटीक संतुलन सुनिश्चित करता है।

उपकरण इस्पात
यह अधिकतम कठोरता और कम भंगुरता के लिए एनीलिंग (700-900 डिग्री), सख्त और तड़के (150-500 डिग्री) से गुजरता है।

स्टेनलेस स्टील
पुनर्क्रिस्टलीकरण एनीलिंग (1000-1150 डिग्री) संक्षारण प्रतिरोध में सुधार करता है।
मार्टेंसिटिक स्टील्स के शमन और उम्र बढ़ने से ताकत बढ़ती है।

ताप उपचार के लिए सावधानियां

ज़रूरत से ज़्यादा गरम: अनाज को मोटा बनाता है, यांत्रिक गुणों को ख़राब करता है।

विरूपण: यदि शीतलन व्यवस्था का पालन नहीं किया जाता है तो जोखिम बढ़ जाता है।

ऑक्सीकरण और डीकार्बोनाइजेशन: सतह की कठोरता को कम करता है।

हाइड्रोजन भंगुरता: हाइड्रोजन वातावरण में गर्म करने पर लचीलापन और ताकत कम हो जाती है।

इन जोखिमों को कम करने के लिए वैक्यूम ओवन, सुरक्षात्मक कोटिंग्स और तापमान नियंत्रण का उपयोग किया जाता है।

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