टेम्परिंग एक हीट ट्रीटमेंट प्रक्रिया है जिसमें एक बुझे हुए वर्कपीस को उपयुक्त तापमान पर गर्म किया जाता हैक्रिटिकल तापमान Ac1 से नीचे, एक निश्चित अवधि के लिए उस तापमान पर रखा जाता है, और फिर सामग्री की कठोरता को बढ़ाने के लिए एक विशिष्ट दर से ठंडा किया जाता है।यह एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है जो अपने उपयोग की स्थिति में स्टील की सूक्ष्म संरचना और गुणों को निर्धारित करती है.
यद्यपि प्रदीप्त इस्पात (जैसे, मार्टेंसिटिक संरचना वाले इस्पात) में अत्यंत उच्च कठोरता और पहनने के प्रतिरोध का प्रदर्शन होता है, लेकिन इसमें दो प्रमुख मुद्दे हैंःएक बड़ी मात्रा में अवशिष्ट शमन आंतरिक तनाव अंदर रहता है, जिससे इस्पात भाग आसानी से दरार या विकृत हो जाता है; दूसरा, इसकी कठोरता और उच्च भंगुरता बेहद कम है, जिससे यह प्रभाव या जटिल भार का सामना करने में असमर्थ है।हीटिंग तापमान और रखरखाव समय को समायोजित करके, टेम्परिंग इन समस्याओं को विशेष रूप से संबोधित करता है, निम्नलिखित विशिष्ट उद्देश्यों के साथः
- आंतरिक तनाव को दूर करें: हीटिंग स्टील के परमाणुओं को गतिशीलता की एक निश्चित डिग्री प्रदान करती है, जिससे शमन के दौरान तेजी से सूक्ष्म संरचनात्मक परिवर्तन से उत्पन्न आंतरिक तनाव को कम किया जाता है (जैसे,ऑस्टेनाइट को मार्टेंसाइट में तेजी से ठंडा करना) और स्टील भाग के बाद के प्रसंस्करण या सेवा के दौरान दरार के जोखिम को कम करना.
- यांत्रिक गुणों को समायोजित करें: आवश्यकताओं के अनुसार स्टील के गुणों को "अनुकूलित" करें। उच्च कठोरता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए (जैसे काटने के उपकरण, मोल्ड),कम तापमान टेम्परिंग का चयन किया जा सकता है ताकि अधिकांश बुझी हुई कठोरता को बरकरार रखा जा सकेउच्च कठोरता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों (जैसे, शाफ्ट, गियर) के लिए, कुछ कठोरता को कम करते हुए कठोरता में काफी सुधार करने के लिए उच्च तापमान टेम्परिंग का उपयोग किया जा सकता है।
- सूक्ष्म संरचना और आयामों को स्थिर करें: अस्थिर सूक्ष्म संरचना (जैसे, मार्टेनसाइट, अस्थिर ऑस्टेनसाइट) को अधिक स्थिर (जैसे, प्रबलित मार्टेनसाइट, सोर्बाइट) में परिवर्तित करें।दीर्घकालिक सेवा के दौरान निरंतर सूक्ष्म संरचनात्मक परिवर्तनों के कारण आयामी उतार-चढ़ाव को रोकना और सटीकता सुनिश्चित करना.
- मशीनीकरण में सुधार: काटने और पीसने जैसे बाद के यांत्रिक प्रसंस्करण को आसान बनाने के लिए बुझे हुए स्टील की कठोरता को कम करना (उदाहरण के लिए, टेंपरिंग के बाद उपकरण स्टील पीसने में आसान हो जाता है) ।
- स्टील के भागबुझाने के बाद सीधे इस्तेमाल नहीं किया जा सकताऔर इसे शीघ्र ही शांत किया जाना चाहिए।
- सेवा प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए वर्कपीस की कठोरता, शक्ति, प्लास्टिसिटी और कठोरता को समायोजित करें।और टेम्परिंग इसकी कठोरता और कठोरता समायोजित कर सकते हैं.
- विरूपण या दरार को रोकने के लिए बुझाने के दौरान उत्पन्न अवशिष्ट आंतरिक तनाव को समाप्त या कम करना।
- सटीकता सुनिश्चित करने के लिए सूक्ष्म संरचना और आयामों को स्थिर करें।दोनों मेटास्टेबल हैं और स्थिर संरचनाओं में बदलने की प्रवृत्ति रखते हैं (i(i.e. spontaneously transform into ferrite and cementite) इस परिवर्तन से workpiece के आकार और आकार में परिवर्तन हो सकता है।टेम्परिंग से बुझे हुए मार्टेंसाइट और बनाए हुए ऑस्टेनइट को अधिक स्थिर सूक्ष्म संरचनाओं में परिवर्तित किया जाता है, सेवा के दौरान आकार या आकार में कोई परिवर्तन सुनिश्चित करना।
टेम्परिंग प्रक्रिया में चार प्रकार की प्रतिक्रियाएं शामिल होती हैंः मार्टेंसाइट का अपघटन; कार्बाइड की वर्षा, परिवर्तन, संचय और वृद्धि; फेराइट की वसूली और पुनः क्रिस्टलीकरण;और अवशिष्ट ऑस्टेनिट का अपघटन.
जब बुझे हुए इस्पात को 200°C से नीचे गर्म किया जाता है, तो मार्टेंसाइट से ठीक ε-कार्बाइड (FexC) का अवशोषण शुरू हो जाता है, जिससे मार्टेंसाइट की अतिसंतृप्ति कम हो जाती है और आंशिक रूप से आंतरिक तनाव समाप्त हो जाता है।इन अल्ट्रा-फाइन ε-कार्बाइड्स और कम संतृप्ति वाले α-ठोस घोल से बनी सूक्ष्म संरचना को कहा जाता हैटेम्पर्ड मार्टेंसाइट (Mtemp).
जब मार्टेनसाइट को बुझाने के बाद, यह मंद मार्टेनसाइट में बदल जाता है, तो इसकी मात्रा घट जाती है, जिससे अस्थिर ऑस्टेनसाइट पर दबाव कम हो जाता है।अचल ऑस्टेनिट एक बाइनिक संरचना बनाने के लिए विघटित होता है.
यह परिवर्तन मध्यम कार्बन और उच्च कार्बन स्टील्स में अपेक्षाकृत स्पष्ट है। कार्बन स्टील्स और कम मिश्र धातु वाले स्टील्स के लिए कार्बन सामग्री 0.4% से कम है।अस्थिर ऑस्टेनाइट की मात्रा इतनी कम है कि यह परिवर्तन अनिवार्य रूप से नगण्य हैइसलिए, टेम्पर्ड माइक्रोस्ट्रक्चर 200~300°C पर टेम्पर्ड मार्टेंसाइट बना रहता है।
जब तापमान 250°C से अधिक हो जाता है, तो मार्टेंसाइट का विघटन पूरा हो जाता है, और इसकी टेट्रागोनलिटी गायब हो जाती है। ε-कार्बाइड्स ठीक, स्थिर सीमेंटिट (Fe3C) में बदल जाते हैं,और अधिकांश शमन आंतरिक तनाव समाप्त हो जाता है300 से 500 डिग्री सेल्सियस के बीच ताप देने से एक मिश्रित सूक्ष्म संरचना उत्पन्न होती है जिसमें एक फेराइट मैट्रिक्स और बड़ी संख्या में बारीक रूप से बिखरे हुए दानेदार सीमेंटिट होते हैं, जिन्हेंटेंपरेटेड थ्रोस्टिट (टीटेम्प).
जब टेम्परिंग तापमान 400 डिग्री सेल्सियस से ऊपर पहुंच जाता है, तो लैमेलर फेराइट बहुभुजकरण से गुजरता है, जबकि ठीक दानेदार Fe3C गोलाकार होता है और बढ़ने के लिए एकत्र होता है।आंतरिक तनाव पूरी तरह से समाप्त हो जाता है500 से 650 डिग्री सेल्सियस के बीच ताप देने से बहुभुज फेराइट मैट्रिक्स से मिलकर एक सूक्ष्म संरचना प्राप्त होती है जिसमें अपेक्षाकृत बड़े दानेदार सीमेंटिट पूरे भाग में वितरित होते हैं, जिसे कहा जाता हैटेम्पर्ड सोर्बिट (स्टैम्प).
तापमान सीमा के आधार पर टेम्परिंग को निम्न तापमान टेम्परिंग, मध्यम तापमान टेम्परिंग और उच्च तापमान टेम्परिंग में वर्गीकृत किया जाता है।
- प्रबलित तापमान: 150~250°C
- सूक्ष्म संरचना: टेम्पर्ड मार्टेंसाइट (Mtemp) ️ अति-fine ε-कार्बाइड और कम संतृप्ति α-ठोस समाधान का मिश्रण। एक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के तहत, टेम्पर्ड मार्टेंसाइट काला दिखाई देता है,जबकि अस्थिर ऑस्टेनाइट सफेद दिखाई देता है.
- उद्देश्य: उच्च कठोरता (आमतौर पर 58-64 एचआरसी) और सूखने के प्रतिरोध को बनाए रखना, जबकि शेष सूखने के तनाव और भंगुरता को कम करना।
- आवेदन: मुख्य रूप से उच्च कार्बन स्टील उपकरण, काटने के उपकरण, माप उपकरण, मर जाता है, रोलिंग बीयरिंग, कार्बोराइज्ड भागों, और सतह-बंद भागों के गर्मी उपचार के लिए प्रयोग किया जाता है।
- प्रबलित तापमान: ३५०-५००°C
- सूक्ष्म संरचना: टेम्पर्ड थ्रोस्टिट (टीटेम्प) ️ फेराइट मैट्रिक्स पर वितरित बारीक दानेदार सीमेंटिट का एक सूक्ष्म संरचना जो मार्टेंसिटिक आकृति को बरकरार रखता है।
- उद्देश्य: उच्च लोच सीमा, उपज शक्ति, और कठोरता की एक निश्चित डिग्री प्राप्त करें; अधिकांश आंतरिक तनाव को समाप्त कर दिया जाता है, जिसमें 35-45 एचआरसी की कठोरता होती है।
- आवेदन: मुख्य रूप से स्प्रिंग्स, क्लॉकमेकिंग स्प्रिंग्स, फोर्जिंग डाई और इम्पैक्ट टूल्स के थर्मल ट्रीटमेंट के लिए प्रयोग किया जाता है।
- प्रबलित तापमान: 500°C से 650°C
- सूक्ष्म संरचना: टेम्पर्ड सोरबाइट (स्टैम्प) ️ बहुभुज फेराइट मैट्रिक्स पर वितरित दानेदार Fe3C का एक सूक्ष्म संरचना।
- उद्देश्य: उत्कृष्ट व्यापक यांत्रिक गुण प्राप्त करें (संतुलित शक्ति, प्लास्टिसिटी और कठोरता); आंतरिक तनाव को पूरी तरह से समाप्त कर दिया जाता है, जिसमें 25~35 एचआरसी की कठोरता होती है।चूंकि टेम्पर्ड सोरबाइट में अच्छे व्यापक यांत्रिक गुण होते हैं, "बंद करना + उच्च तापमान टेम्परिंग" का संयोजन आमतौर पर कहा जाता हैशमन और टेम्परिंग (QT), या व्यापक अर्थों में बस "संयम" ।
- आवेदन: बुझाने और टेम्परिंग का उपयोग मुख्य रूप से विभिन्न महत्वपूर्ण संरचनात्मक भागों (जैसे, कनेक्टिंग रॉड, शाफ्ट,और गियर के लिए वैकल्पिक भार और उच्च थकान प्रतिरोध आवश्यकताओं के अधीन)यह अक्सर सतह से बुझे हुए भागों, नाइट्राइड भागों, सटीक काटने के उपकरण, मापने के उपकरण और मरने के लिए पूर्व-गर्मी उपचार के रूप में भी उपयोग किया जाता है।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि टेम्परिंग प्रक्रियाओं के लिए उपरोक्त तापमान सीमाएं कार्बन स्टील्स और कम मिश्र धातु वाले स्टील्स के लिए लागू होती हैं औरलागू नहींउच्च मिश्र धातु तत्व सामग्री वाले मध्यम और उच्च मिश्र धातु वाले स्टील्स के लिए।
टेंपरेटिंग तापमान के साथ टेंपरेटेड स्टील की टक्कर कठोरता में बदलाव होता है। जैसे-जैसे टेंपरेटिंग तापमान बढ़ता है, स्टील की कठोरता कम होती जाती है, जबकि कठोरता आम तौर पर बढ़ जाती है।हालांकि, दो न्यूनतम मान 250~400°C और 450~650°C के तापमान सीमा में दिखाई देते हैं। इस घटना को कहा जाता हैप्रताप भंगुरताऔर इसे निम्न तापमान के तापमान में भंगुरता और उच्च तापमान के तापमान में भंगुरता में विभाजित किया गया है।
यह 250 से 400 डिग्री सेल्सियस पर टेम्पर्ड होने पर बुझे हुए इस्पात द्वारा प्रदर्शित होने वाली भंगुरता को संदर्भित करता है। चूंकि एक बार गठित भंगुरता को फिर से गर्म करके समाप्त नहीं किया जा सकता है, इसलिए इसे भी कहा जाता हैअपरिवर्तनीय स्वभाव भंगुरताइसका मुख्य कारण यह है कि इस तापमान सीमा में टेम्परिंग के दौरान, मार्टेंसाइट अपघटित हो जाता है, और सीमेंटाइट अनाज की सीमाओं पर ढल जाता है,अनाज सीमा फ्रैक्चर ताकत को कम करने और मैट्रिक्स की निरंतरता को नष्टलगभग सभी स्टील्स में इस प्रकार की कठोरता दिखती है और वर्तमान में इसे पूरी तरह से खत्म करने का कोई प्रभावी तरीका नहीं है।गर्म स्टील आम तौर पर 250 से 350°C के दायरे में प्रबलित नहीं होता है.
यह 450 से 650 डिग्री सेल्सियस की सीमा में टेम्परिंग के बाद धीमी गति से ठंडा होने पर बुझे हुए स्टील द्वारा प्रदर्शित होने वाली भंगुरता को संदर्भित करता है।कठोरता बहाल की जा सकती है यदि स्टील को 600°C से ऊपर गर्म किया जाए और तेजी से ठंडा किया जाए, तो यह भी कहा जाता हैरिवर्सिबल टेम्परेचर एम्ब्रैक्टिलिटी.
इस प्रकार की भंगुरता मुख्य रूप से संरचनात्मक स्टील्स में होती है जिसमें मिश्र धातु तत्व जैसे Cr, Ni, Si और Mn होते हैं।एक प्रमुख विशेषता यह है कि टेम्परिंग के बाद तेजी से ठंडा (तेल ठंडा) होने से भंगुरता नहीं होती है, जबकि धीमी शीतलन (हवा शीतलन) करता है। जब इन स्टील्स को उच्च तापमान पर प्रबलित किया जाना चाहिए, तो वे आमतौर पर 600 डिग्री सेल्सियस से अधिक गर्म होते हैं और तेजी से ठंडा होते हैं।इस तापमान से तेजी से ठंडा होने से कठोरता नहीं होती है, क्योंकि ऑस्टेनिटाइजेशन नहीं होता है।
सामान्य तौर पर, अच्छे व्यापक यांत्रिक गुण प्राप्त करने के लिए, मिश्र धातु संरचनात्मक स्टील्स को अक्सर तीन अलग-अलग तापमान सीमाओं में कठोर किया जाता हैः लगभग 200 ~ 300 डिग्री सेल्सियस पर अल्ट्रा-उच्च शक्ति वाले स्टील्स;स्प्रिंग स्टील्स 460°C के आसपास; और 550°C से 650°C पर बुझाने और कठोर स्टील्स। कार्बन और मिश्र धातु उपकरण स्टील्स, जिन्हें उच्च कठोरता और शक्ति की आवश्यकता होती है,आम तौर पर 200°C से अधिक नहीं के तापमान पर प्रबलित होते हैंमिश्र धातु संरचनात्मक स्टील्स, मरने वाले स्टील्स और उच्च गति वाले स्टील्स सभी 500 से 650 डिग्री सेल्सियस की सीमा में प्रबलित होते हैं।
- इस प्रकार के लोगों के लिए क्रोध करना व्यर्थ है।गैर-उपचारित थमा हुआ स्टीलइसलिये, इसका उपयोग शमन के साथ एक अंतिम गर्मी उपचार प्रक्रिया के रूप में किया जाता है।
- भंडारण के दौरान बुझे हुए भागों के विरूपण या दरार को रोकने के लिए, स्टील के भागोंबुझाने के तुरंत बाद तड़का जाना चाहिए.
- अपर्याप्त टेम्परिंग को एक अतिरिक्त उपयुक्त टेम्परिंग प्रक्रिया द्वारा मुआवजा दिया जा सकता है; हालांकि, यदि ओवर-टेम्परिंग होती है, तो सभी पिछले प्रयास बर्बाद हो जाएंगे, और भाग को फिर से बुझाना होगा।
- तामझामकठोर करने की विधि नहींइसके विपरीत, यह तनाव को कम करने, सामग्री को नरम करने और प्लास्टिकइटी में सुधार करने के लिए गर्मी से इलाज किए गए कठोर स्टील को फिर से गर्म करने से संबंधित है।
- टेम्परिंग के कारण होने वाले सूक्ष्म संरचनात्मक परिवर्तन और गुण परिवर्तन उस तापमान पर निर्भर करते हैं जिस पर स्टील को पुनः गरमाया जाता है। तापमान जितना अधिक होगा, प्रभाव उतना ही अधिक महत्वपूर्ण होगा।अतः, तापमान का चयन आमतौर पर इस बात पर निर्भर करता है कि प्लास्टिक और कठोरता प्राप्त करने के लिए कठोरता और शक्ति का त्याग किस हद तक किया जाता है।
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