निचले बेनाइट का शमन प्रक्रिया
निचला बेनाइट इस्पात में एक सूक्ष्म संरचना है जिसमें उत्कृष्ट शक्ति और क्रूरता होती है जो समतापीय परिवर्तन के दौरान बनती है। निचले बेनाइट के शमन प्रक्रिया (आमतौर पर "निचले बेनाइट समतापीय शमन" के रूप में जाना जाता है) का ध्यान तापमान और समय को सटीक रूप से नियंत्रित करने पर केंद्रित है ताकि ऑस्टेनाइट को कम तापमान सीमा (आमतौर पर 200~350°C) के भीतर निचले बेनाइट में पूरी तरह से परिवर्तित किया जा सके, जिससे उच्च शक्ति, उच्च कठोरता और अच्छी क्रूरता का संयोजन प्राप्त हो सके। यहाँ प्रक्रिया और संबंधित मुख्य बिंदुओं का विस्तृत विवरण दिया गया है:
निचले बेनाइट का निर्माण एक समतापीय परिवर्तन तंत्र पर निर्भर करता है: इस्पात को ऑस्टेनाइटिंग तापमान पर गर्म किया जाता है और एक समान ऑस्टेनाइटिक संरचना प्राप्त करने के लिए रखा जाता है। फिर इसे निचले बेनाइट परिवर्तन के लिए तापमान सीमा (पर्लाइट और ऊपरी बेनाइट के परिवर्तन क्षेत्रों से बचना) तक तेजी से ठंडा किया जाता है और इस तापमान पर पर्याप्त समय के लिए रखा जाता है ताकि ऑस्टेनाइट को निचले बेनाइट में पूरी तरह से परिवर्तित किया जा सके, इसके बाद कमरे के तापमान पर हवा से ठंडा किया जाता है।
मार्टेंसिटिक शमन (मार्टेन्साइट प्राप्त करने के लिए Ms बिंदु से नीचे तेजी से ठंडा करना) की तुलना में, निचला बेनाइट शमन "समतापीय परिवर्तन" के माध्यम से मार्टेन्साइट की भंगुरता से बचता है, जबकि उच्च शक्ति को बनाए रखता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि निचला बेनाइट अत्यंत महीन फेराइट लैट्स और समान रूप से वितरित कार्बाइड से बना होता है, जिसमें ऊपरी बेनाइट की तुलना में बहुत छोटा अंतर-पटल स्थान होता है, और कार्बाइड परतदार होने के बजाय दानेदार होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप शक्ति और क्रूरता का बेहतर संतुलन होता है।
- उद्देश्य: इस्पात में कार्बाइड को पूरी तरह से घोलना और एक समान, महीन ऑस्टेनाइटिक संरचना प्राप्त करना, बाद के परिवर्तन के लिए आधार तैयार करना।
- प्रक्रिया पैरामीटर:
- ऑस्टेनाइटाइजिंग तापमान: इस्पात की संरचना द्वारा निर्धारित, आमतौर पर Ac3 से 30~50°C ऊपर (हाइपोयूटेक्टॉइड स्टील्स के लिए) या Ac1 और Ac3 के बीच (हाइपरयूटेक्टॉइड स्टील्स के लिए, नेटवर्क कार्बाइड से बचने के लिए)। उदाहरण के लिए:
- मध्यम कार्बन स्टील्स (जैसे, 45 स्टील): 820~860°C;
- मध्यम कार्बन कम-मिश्र धातु स्टील्स (जैसे, 40Cr): 840~880°C;
- उच्च कार्बन स्टील्स (जैसे, T8 स्टील): 780~820°C (मोटे दानों को ज़्यादा गरम होने से रोकने के लिए)।
- होल्डिंग समय: वर्कपीस की मोटाई और लोडिंग क्षमता द्वारा निर्धारित, ऑस्टेनाइट होमोजेनाइजेशन सुनिश्चित करने के लिए। आमतौर पर 1~3 घंटे (छोटे वर्कपीस के लिए कम, 30 मिनट तक; बड़े वर्कपीस के लिए अधिक), कम हीटिंग (अधूरा ऑस्टेनाइटाइजेशन) या ज़्यादा गरम होने (मोटे दाने, जिससे प्रदर्शन कम हो जाता है) से बचना।
- उद्देश्य: ऑस्टेनाइटाइज्ड वर्कपीस को निचले बेनाइट परिवर्तन तापमान सीमा (200~350°C) तक तेजी से ठंडा करना, पर्लाइट (500~600°C) या ऊपरी बेनाइट (350~500°C) ज़ोन में समय से पहले परिवर्तन को रोकना, ऑस्टेनाइट के निचले बेनाइट में "दिशात्मक" परिवर्तन को सुनिश्चित करना।
- प्रक्रिया पैरामीटर:
- शीतलन माध्यम: पर्याप्त शीतलन दर प्रदान करना चाहिए (इस्पात की महत्वपूर्ण शीतलन दर से अधिक)। सामान्य माध्यमों में शामिल हैं:
- पिघले हुए लवण (जैसे, नाइट्रेट-नाइट्राइट बाथ, कम गलनांक वाले और आसान तापमान नियंत्रण के साथ);
- खनिज तेल (छोटे वर्कपीस के लिए उपयुक्त, पिघले हुए लवण की तुलना में थोड़ा धीमा शीतलन);
- पॉलिमर समाधान (जैसे, पॉलीविनाइल अल्कोहल समाधान, समायोज्य शीतलन क्षमता के साथ)।
- शीतलन अंत बिंदु: वर्कपीस को 200~350°C तक तेजी से ठंडा करें (विशिष्ट तापमान इस्पात के TTT वक्र द्वारा निर्धारित; उदाहरण के लिए, कम-मिश्र धातु स्टील्स के लिए 250~300°C)।
- उद्देश्य: ऑस्टेनाइट को पूरी तरह से निचले बेनाइट में बदलने के लिए निर्धारित कम तापमान पर रखें (अवशिष्ट ऑस्टेनाइट को कम करना)।
- प्रक्रिया पैरामीटर:
- समतापीय तापमान: आमतौर पर 200~350°C (निचले बेनाइट के लिए विशिष्ट सीमा)। कम तापमान महीन निचले बेनाइट लैट्स उत्पन्न करते हैं, जिससे शक्ति और कठोरता बढ़ती है लेकिन परिवर्तन धीमा हो जाता है (अधिक समय तक होल्डिंग की आवश्यकता होती है); उच्च तापमान (लगभग 350°C) आंशिक ऊपरी बेनाइट बना सकते हैं, जिससे क्रूरता कम हो जाती है।
- समतापीय समय: पूरी ऑस्टेनाइट परिवर्तन सुनिश्चित करने के लिए इस्पात के TTT वक्र द्वारा निर्धारित। उदाहरण:
- 280°C पर 40Cr स्टील: ~2~4 घंटे;
- 250°C पर 60Si2Mn स्प्रिंग स्टील: ~3~5 घंटे।
- निर्णय मानदंड: सूक्ष्म संरचनात्मक निरीक्षण (निचला बेनाइट पर्लाइट या मार्टेन्साइट के बिना गहरे सुई के आकार/परतदार संरचनाओं के रूप में दिखाई देता है) या अनुभवजन्य सूत्र (उदाहरण के लिए, 10 मिमी मोटाई प्रति 0.5~1 घंटे से समय बढ़ाएँ)।
- समतापीय होल्डिंग के बाद, वर्कपीस को कमरे के तापमान पर हवा से ठंडा किया जा सकता है (निरंतर तेजी से शीतलन की आवश्यकता नहीं है)। ऑस्टेनाइट पहले ही पूरी तरह से निचले बेनाइट में परिवर्तित हो गया है, इसलिए हवा से शीतलन मार्टेन्साइट निर्माण या अन्य प्रतिकूल संरचनाओं से बचता है और अत्यधिक शीतलन दरों से तनाव क्रैकिंग को रोकता है।
निचले बेनाइट शमन मध्यम-कार्बन और मध्यम-कार्बन कम-मिश्र धातु स्टील्स (समतापीय परिवर्तन के लिए अच्छी कठोरता के साथ) के लिए लागू होता है, जिसमें शामिल हैं:
- मध्यम कार्बन स्टील्स: 45, 50, आदि;
- मध्यम कार्बन कम-मिश्र धातु स्टील्स: 40Cr, 42CrMo, 35CrMo, आदि;
- स्प्रिंग स्टील्स: 60Si2Mn, 50CrVA, आदि;
- बेयरिंग स्टील्स: GCr15 (मोटे दानों से बचने के लिए ऑस्टेनाइटाइजिंग तापमान को नियंत्रित करें)।
कारण: इन स्टील्स में Cr, Mn, Mo, आदि होते हैं, जो पर्लाइट परिवर्तन को धीमा कर देते हैं (TTT वक्र "नाक" में देरी), कम तापमान क्षेत्र में ऑस्टेनाइट स्थिरता का विस्तार करते हैं, और निचले बेनाइट निर्माण की सुविधा प्रदान करते हैं। कम-कार्बन या उच्च-मिश्र धातु स्टील्स (जैसे, ऑस्टेनाइटिक स्टेनलेस स्टील्स) अनुपयुक्त हैं क्योंकि परिवर्तन गतिकी मेल नहीं खाती।
- प्रदर्शन लाभ: निचले बेनाइट में HRC45~55 की कठोरता होती है (मार्टेन्साइट के करीब) लेकिन मार्टेन्साइट की तुलना में 2~3 गुना अधिक प्रभाव क्रूरता (αk) होती है (उदाहरण के लिए, निचले बेनाइट शमन के बाद 40Cr में αk≥80J/cm² बनाम मार्टेन्साइटिक शमन के लिए 30~50J/cm²), उत्कृष्ट थकान शक्ति और पहनने के प्रतिरोध के साथ।
- अनुप्रयोग: "शक्ति-क्रूरता संतुलन" की आवश्यकता वाले भाग, जैसे गियर, ड्राइव शाफ्ट, कनेक्टिंग रॉड, स्प्रिंग और बेयरिंग रिंग।
- ऑस्टेनाइटाइजेशन नियंत्रण: अत्यधिक उच्च तापमान मोटे ऑस्टेनाइट अनाज और खुरदरे निचले बेनाइट का कारण बनते हैं, जिससे क्रूरता कम हो जाती है; कम तापमान अपूर्ण ऑस्टेनाइटाइजेशन की ओर ले जाते हैं, जिसमें अवशिष्ट कार्बाइड परिवर्तन एकरूपता को बाधित करते हैं।
- शीतलन दर: पर्लाइट ज़ोन (500~600°C) से तेजी से गुज़रना चाहिए; अन्यथा, पर्लाइट बनता है, जिससे शक्ति में भारी कमी आती है (उपयुक्त शीतलन क्षमता वाले माध्यमों का चयन करें, उदाहरण के लिए, पिघले हुए नमक बाथ, यह सुनिश्चित करने के लिए कि दरें महत्वपूर्ण मूल्यों से अधिक हों)।
- समतापीय पैरामीटर: तापमान और समय के लिए TTT वक्रों का सख्ती से पालन करें—विचलन अत्यधिक अवशिष्ट ऑस्टेनाइट (घटी हुई कठोरता) या आंशिक ऊपरी बेनाइट (घटी हुई क्रूरता) का कारण बनते हैं।
- वर्कपीस ज्यामिति: बड़े या जटिल भागों के लिए, तनाव क्रैकिंग से बचने के लिए हीटिंग/शीतलन दरों को नियंत्रित करें (समतापीय होल्डिंग से पहले उच्च तापमान पर चरणबद्ध हीटिंग या पूर्व-शीतलन का उपयोग करें)।
यह प्रक्रिया एक उत्कृष्ट शक्ति-क्रूरता संतुलन प्राप्त करती है, जो इसे मशीनरी और ऑटोमोटिव उद्योगों में पारंपरिक मार्टेन्साइटिक शमन (कठोरता-केंद्रित अनुप्रयोगों के लिए) का एक महत्वपूर्ण विकल्प बनाती है।
आपका संदेश 20-3,000 अक्षरों के बीच होना चाहिए!