बुझे और टेम्पर्ड स्टील का हीट ट्रीटमेंट: प्रक्रिया का मूल और गुणवत्ता नियंत्रण के मुख्य बिंदु
यांत्रिक विनिर्माण के क्षेत्र में एक प्रमुख संरचनात्मक सामग्री के रूप में, बुझे और टेम्पर्ड स्टील का प्रदर्शन बुझाने और उच्च तापमान टेम्पर्ड हीट ट्रीटमेंट प्रक्रिया पर बहुत निर्भर करता है। यह प्रक्रिया स्टील की आंतरिक धातु संरचना को बदलती है, ताकत और क्रूरता का इष्टतम मिलान प्राप्त करती है, और गियर और शाफ्ट जैसे मुख्य घटकों के लिए विश्वसनीय यांत्रिक प्रदर्शन गारंटी प्रदान करती है।
बुनियादी प्रक्रिया प्रवाह और मुख्य पैरामीटर
बुझे और टेम्पर्ड स्टील के हीट ट्रीटमेंट की मानक प्रक्रिया में पांच प्रमुख लिंक शामिल हैं: प्रीहीटिंग, ऑस्टेनाइजिंग हीटिंग, हीट प्रिजर्वेशन, बुझाने की कूलिंग और उच्च तापमान टेम्पर्ड। आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले 40Cr स्टील का उदाहरण लेते हुए, इसके विशिष्ट प्रक्रिया पैरामीटर इस प्रकार हैं: बॉक्स-प्रकार के हीट ट्रीटमेंट फर्नेस में 500-600℃ पर प्रीहीटिंग के बाद, इसे ऑस्टेनाइजिंग हीटिंग के लिए 840-860℃ तक गर्म किया जाता है। होल्डिंग समय को वर्कपीस की प्रभावी मोटाई के प्रति मिलीमीटर 1-1.5 मिनट पर नियंत्रित किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि कार्बाइड पूरी तरह से घुल जाएं और समान रूप से वितरित हो जाएं। फिर, इसे बुझाने के लिए जल्दी से तेल में स्थानांतरित कर दिया जाता है (शीतलन दर मार्टेंसाइट संरचना प्राप्त करने के लिए पर्याप्त होनी चाहिए)। वर्कपीस को 150℃ से नीचे ठंडा करने के बाद, इसे उच्च तापमान टेम्पर्ड के लिए 550-600℃ तक गर्म किया जाता है, और 2-4 घंटे तक होल्डिंग के बाद हवा से ठंडा किया जाता है।
विभिन्न स्टील ग्रेड के बीच प्रक्रिया मापदंडों में महत्वपूर्ण अंतर हैं। निकल और मोलिब्डेनम युक्त उच्च-शक्ति वाले बुझे और टेम्पर्ड स्टील्स (जैसे 40CrNiMoA) के लिए, मिश्र धातु तत्वों के विघटन को बढ़ावा देने के लिए ऑस्टेनाइजिंग तापमान को 860-880℃ तक बढ़ाने की आवश्यकता होती है। टेम्पर्ड तापमान को प्रदर्शन आवश्यकताओं के अनुसार समायोजित किया जाता है - जब उच्च कठोरता की आवश्यकता होती है तो लगभग 500℃ का चयन किया जाता है, और जब उच्च क्रूरता का पीछा किया जाता है तो इसे 600℃ तक बढ़ाया जा सकता है।
गुणवत्ता नियंत्रण के मुख्य बिंदु और सामान्य समस्याओं के समाधान
हीट ट्रीटमेंट प्रक्रिया के दौरान तापमान एकरूपता बुझे और टेम्पर्ड स्टील के स्थिर प्रदर्शन को सुनिश्चित करने के लिए मूल है। यदि फर्नेस में तापमान का अंतर ±10℃ से अधिक हो जाता है, तो वर्कपीस के विभिन्न हिस्सों की कठोरता विचलन 3HRC से अधिक होना आसान है। मल्टी-ज़ोन तापमान नियंत्रण वाले बॉक्स-प्रकार के फर्नेस या निरंतर हीट ट्रीटमेंट उत्पादन लाइनों का उपयोग, थर्मोकपल की मल्टी-पॉइंट निगरानी के साथ मिलकर, तापमान में उतार-चढ़ाव को प्रभावी ढंग से नियंत्रित कर सकता है।
बुझाने वाले माध्यम का चयन सीधे शीतलन दर और वर्कपीस विरूपण को प्रभावित करता है। जटिल आकार वाले पतली दीवार वाले भागों के लिए, 20-30℃ पर तेजी से बुझाने वाले तेल का उपयोग करने से क्रैकिंग का खतरा कम हो सकता है; बड़े फोर्जिंग के लिए, पानी-तेल डबल-लिक्विड बुझाने का आमतौर पर उपयोग किया जाता है, जो पहले पानी से लगभग 300℃ तक जल्दी से ठंडा होता है, फिर कठोर परत की गहराई और विरूपण की मात्रा को संतुलित करने के लिए धीमी गति से ठंडा करने के लिए तेल में स्थानांतरित होता है। टेम्पर्ड प्रक्रिया के दौरान आंतरिक तनाव को खत्म करने पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए। क्रमिक हीटिंग (प्रति घंटे 100-150℃ की दर से) और हीट प्रिजर्वेशन के अंत के बाद फर्नेस कूलिंग के माध्यम से, वर्कपीस के अवशिष्ट तनाव को 60% से अधिक कम किया जा सकता है।
सामान्य गुणवत्ता दोषों में, "सॉफ्ट स्पॉट" ज्यादातर अपर्याप्त हीटिंग या असमान शीतलन के कारण होते हैं, जिसे होल्डिंग समय बढ़ाकर और वर्कपीस की सतह पर ऑक्साइड स्केल को साफ करके हल किया जा सकता है; टेम्पर्ड भंगुरता से 400-500℃ के भंगुर तापमान रेंज से बचने या टेम्पर्ड के बाद तेजी से पानी ठंडा करके रोका जा सकता है।
प्रौद्योगिकी विकास और अनुप्रयोग विस्तार
बुद्धिमान विनिर्माण प्रौद्योगिकी के प्रवेश के साथ, बुझे और टेम्पर्ड स्टील का हीट ट्रीटमेंट सटीकता और बुद्धिमत्ता की ओर बढ़ रहा है। एक भारी उद्योग उद्यम द्वारा पेश किया गया एक एआई अनुकूली नियंत्रण प्रणाली, वास्तविक समय में मॉनिटर किए गए फर्नेस तापमान वक्र और वर्कपीस तापमान प्रतिक्रिया के अनुसार हीटिंग पावर और बुझाने के समय को स्वचालित रूप से समायोजित कर सकता है, जिससे बड़े पैमाने पर उत्पादित गियर ब्लैंक के प्रदर्शन स्थिरता में 25% की वृद्धि होती है। वैक्यूम हीट ट्रीटमेंट तकनीक के अनुप्रयोग ने पारंपरिक प्रक्रियाओं में ऑक्सीकरण और डेकार्बराइजेशन की समस्या को प्रभावी ढंग से हल किया है, जिससे सटीक असर स्टील की सतह खुरदरापन Ra0.8μm से नीचे हो गया है।
नई ऊर्जा उपकरणों के क्षेत्र में, बुझे और टेम्पर्ड स्टील की हीट ट्रीटमेंट प्रक्रिया लगातार नवाचार कर रही है। पवन ऊर्जा मुख्य शाफ्ट में उपयोग किए जाने वाले 42CrMo स्टील के लिए, विकसित "इंटरक्रिटिकल बुझाने + खंडित टेम्पर्ड" प्रक्रिया, जबकि तन्य शक्ति को ≥900MPa सुनिश्चित करती है, प्रभाव क्रूरता को 80J से अधिक तक बढ़ा दिया है, जो -40℃ कम तापमान कार्य स्थितियों की सेवा आवश्यकताओं को पूरा करती है और चरम वातावरण में बुझे और टेम्पर्ड स्टील के अनुप्रयोग विस्तार को बढ़ावा देती है।
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