क्या विभिन्न धातु सामग्रियों के लिए ताप उपचार प्रक्रिया समान है?

一, प्रक्रिया अवधारणाओं को अलग करने का आधार
धातु ताप उपचार के पीछे मुख्य विचार परमाणुओं की गति और चरणों के परिवर्तन को विनियमित करने के लिए तापमान क्षेत्रों का उपयोग करना है। हालाँकि, विभिन्न धातुओं में उनके परमाणुओं को व्यवस्थित करने और चरणों को बदलने के काफी विविध तरीके होते हैं।
लौह आधारित मिश्र धातु (इस्पात): लौह {{1} कार्बन चरण आरेख के अनुसार, ऑस्टेनिटाइजेशन और मार्टेंसिटिक परिवर्तन जैसी प्रक्रियाएं सामग्री को मजबूत बनाती हैं। उदाहरण के लिए, 45 # स्टील की संरचना को पूरी तरह से मजबूत करने के लिए, इसे 840-{5}} डिग्री तक गर्म करने और फिर मार्टेंसाइट बनाने के लिए जल्दी से ठंडा करने की आवश्यकता होती है, जिसमें एचआरसी50-55 की कठोरता होती है।
एल्यूमीनियम मिश्र धातु: ठोस समाधान को मजबूत करने और उम्र बढ़ने को मजबूत करने वाले तंत्र पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, 6061 एल्यूमीनियम मिश्र धातु के साथ काम करते समय, समाधान उपचार का मतलब एमजी ₂ सी चरण को पूरी तरह से भंग करने के लिए 4-6 घंटे के लिए 530-540 डिग्री पर रखना है। फिर, सुपरसैचुरेटेड ठोस घोल बनाने के लिए इसे पानी में बुझाया जाता है और अंत में, नैनोस्केल सुदृढ़ीकरण चरण बनाने के लिए इसे 175 डिग्री पर रखा जाता है। तन्य शक्ति को 180MPa से 310MPa तक बढ़ाना संभव है।
टाइटेनियम मिश्र धातुओं के लिए, बीटा चरण क्षेत्र में ताप उपचार सूक्ष्म संरचना को नियंत्रित करता है। 980-1020 डिग्री पर चरण क्षेत्र में ठोस समाधान उपचार के बाद टीसी4 टाइटेनियम मिश्र धातु को वायु शीतलन द्वारा, यह 1100 एमपीए की तन्य शक्ति के साथ एक स्तरित + संरचना प्राप्त कर सकता है। यदि इज़ोटेर्मल उपचार 850 डिग्री पर किया जाता है, तो एक समअक्षीय अल्फा चरण बनाया जा सकता है, और बढ़ाव दर 15% तक बढ़ाई जा सकती है।
2, विशिष्ट प्रक्रियाओं को करने के विभिन्न तरीके
विभिन्न प्रकार की धातुओं ने अपनी स्वयं की ताप उपचार प्रक्रिया विधियां विकसित की हैं क्योंकि उनकी प्रदर्शन आवश्यकताएं अलग-अलग होती हैं।
1. स्टील सामग्री के साथ काम करने के विभिन्न तरीके
शमन और तड़का: उच्च कठोरता (HRC62-65) और पहनने के प्रतिरोध को प्राप्त करने के लिए, उच्च कार्बन उपकरण स्टील (जैसे T10A) को 1000-1050 डिग्री पर शमन और 200 डिग्री पर तड़का लगाने की आवश्यकता होती है। एक टेम्पर्ड मार्टेन्साइट संरचना प्राप्त करने के लिए, 42CrMo बुझती और टेम्पर्ड स्टील को 850 डिग्री पर बुझती है और 550 डिग्री पर टेम्पर्ड होती है। यह संरचना ताकत (σ b 1080MPa से अधिक या उसके बराबर) और कठोरता (ak 39J से अधिक या उसके बराबर) को जोड़ती है।
अनूठी प्रक्रिया: क्रायोजेनिक उपचार (-196 डिग्री तरल नाइट्रोजन शीतलन) बचे हुए ऑस्टेनाइट को मार्टेंसाइट में बदल सकता है, जिससे 9Cr18Mo असर वाला स्टील 1-2HRC सख्त हो जाता है; इंडक्शन हीटिंग सतह शमन कोर को सख्त रखते हुए गियर की सतह पर 5 मिमी मोटी कठोर परत बना सकता है।
2. ऐसी प्रक्रियाएं जो केवल अलौह धातुओं के लिए हैं
टी6 उपचार (ठोस घोल+कृत्रिम उम्र बढ़ना) 6000 श्रृंखला एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं को मजबूत बनाने का विशिष्ट तरीका है। ताकत और तनाव संक्षारण प्रतिरोध को संतुलित करने के लिए, 7075 एल्यूमीनियम मिश्र धातु को T74 दो {{6}चरण उम्र बढ़ने (120 डिग्री / 24 घंटे → 160 डिग्री / 8 घंटे) की आवश्यकता होती है।
कॉपर मिश्र धातु: बेरिलियम कांस्य (QBe2) 'चरण बनाता है जब यह 320-340 डिग्री पर होता है, और इसमें HRC38-42 की कठोरता होती है। पीतल (H62) तनाव को कम करने के लिए 300-350 डिग्री पर राहत प्रदान करता है।
मैग्नीशियम मिश्र धातु: 415 डिग्री पर घोल में उपचारित करने के बाद, AZ91D मैग्नीशियम मिश्र धातु 175 डिग्री पर पुराना होकर - Mg ₁₇ Al ₁₂ चरण बनाता है। इससे उपज शक्ति 30% अधिक मजबूत हो जाती है।
3. दुर्दम्य धातुओं के लिए अद्वितीय आवश्यकताएँ
टंगस्टन मिश्र धातु: ठंडे काम के सख्त होने से छुटकारा पाने के लिए 1400-1600 डिग्री पर पुन: क्रिस्टलीकरण एनीलिंग की आवश्यकता होती है, और उच्च तापमान पर ताकत बनाए रखने के लिए अनाज का आकार 50 μm से कम या उसके बराबर रखा जाना चाहिए।
मोलिब्डेनम मिश्र धातु: विकिरण क्षति को ठीक करने और इसके परमाणु रिएक्टर संरचनात्मक सामग्रियों के प्रदर्शन को वापस लाने के लिए, इसे 1800-2000 डिग्री के उच्च तापमान पर एनील्ड किया जाता है।
3, कानून जो डिजाइन प्रक्रिया के लिए सामान्य हैं
भले ही प्रक्रिया पैरामीटर बहुत विविध हों, विभिन्न प्रकार की धातु सामग्री के लिए ताप उपचार डिज़ाइन इन बुनियादी नियमों का पालन करता है:
चरण आरेख सभी प्रक्रिया डिज़ाइनों के पीछे मुख्य विचार है। हीटिंग तापमान चुनने के लिए महत्वपूर्ण तापमान (एसी ₁, एसी ∝, एमएस, आदि) का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, 304 स्टेनलेस स्टील में कार्बाइड को पूरी तरह से घोलने के लिए इसे 1050-1100 डिग्री तक गर्म करने की आवश्यकता होती है।
शीतलन दर का नियंत्रण: शीतलन गति को नियंत्रित करने और ऊतक को एक निश्चित तरीके से बदलने के लिए सही माध्यम (पानी, तेल, बहुलक, आदि) चुनें। पानी का शमन उच्च {{2}कार्बन स्टील को मार्टेंसाइट में बदल सकता है, जबकि तेल का शमन कम {{3}मिश्र धातु इस्पात को टूटने से बचा सकता है।
तनाव राहत एनीलिंग (उदाहरण के लिए, 300-400 डिग्री पर स्टील और 150-200 डिग्री पर एल्यूमीनियम मिश्र धातु) का उपयोग प्रसंस्करण तनाव से छुटकारा पाने और चीजों को झुकने या टूटने से बचाने के लिए किया जाता है। विमान के एल्यूमीनियम मिश्र धातु भागों में तनाव को कम करने के लिए गर्मी उपचार के बजाय, कंपन उम्र बढ़ने (वीएसआर) का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
सहयोगात्मक सतह संशोधन: प्रदर्शन के विभिन्न स्तर प्राप्त करने के लिए रासायनिक ताप उपचार (कार्बराइजिंग, नाइट्राइडिंग) और सतह शमन का एक साथ उपयोग करना। उदाहरण के लिए, गियर को 20CrMnTi (930 डिग्री × 8h) के साथ कार्बोराइज्ड किया जाता है, बुझाया जाता है और कम तापमान पर तड़का लगाया जाता है। यह उन्हें HRC58-62 की सतह कठोरता देता है और उन्हें मूल रूप से सख्त रखता है।
4, प्रक्रिया सुधार की अग्रणी दिशा
जैसे-जैसे सामग्री विज्ञान उन्नत हुआ है, ताप उपचार तकनीकों ने निम्नलिखित नवीन रुझान प्रदर्शित किए हैं:
लेजर/इलेक्ट्रॉन बीम स्थानीय ताप उपचार ऊतक के छोटे क्षेत्रों के तापमान को नियंत्रित करने का एक सटीक तरीका है। इसका उपयोग विमान के इंजन ब्लेड के आसपास के गैस फिल्म छिद्रों को मजबूत बनाने के लिए किया जाता है।
स्मार्ट प्रक्रिया प्रणाली: यह भविष्यवाणी कर सकता है कि डिजिटल ट्विन हीट ट्रीटमेंट प्रक्रिया सिमुलेशन के आधार पर ऊतक कैसे बदलेंगे और मापदंडों में सुधार करेंगे। उदाहरण के लिए, GE शमन के दौरान टरबाइन डिस्क को 0.1 मिमी से अधिक विकृत होने से बचाने के लिए ProCAST सॉफ़्टवेयर का उपयोग करता है।
चीजों को हरित तरीके से बनाने की तकनीक: कम दबाव कार्बराइजिंग (एलपीसी) CO₂ उत्सर्जन में कटौती करने के लिए पारंपरिक गैस कार्बराइजिंग का स्थान लेती है। शमन तेल प्रतिस्थापन तकनीक (जैसे पीएजी पॉलिमर) वीओसी उत्सर्जन में कटौती करती है।