धातुओं का प्रसंस्करण
इस लेख में, उष्मा उपचार और धातुओं के प्रसंस्करण पर चर्चा की जाएगी। धातुओं का प्रसंस्करण धातुकर्मीय प्रक्रियाओं के रूप में देखा जा सकता है जो धातुओं के गुणों को बदलते हैं।
उष्मा उपचार
उष्मा उपचार बड़े कार्बन स्टील घटकों पर किया जाता है ताकि क्रिस्टलीय दोषों और उनके प्रभावों का लाभ उठाया जा सके, और इस प्रकार कुछ वांछनीय गुण या स्थितियाँ प्राप्त की जा सकें।
निर्माण के दौरान, धातु के शीतलन की दर (क्वेंचिंग) को बदलकर, अनाज का आकार और अनाज के पैटर्न को नियंत्रित किया जाता है। अनाज की विशेषताओं को विभिन्न स्तरों की कठोरता और तन्यता ताकत उत्पन्न करने के लिए नियंत्रित किया जाता है। आमतौर पर, जितनी तेजी से धातु को ठंडा किया जाता है, अनाज का आकार उतना ही छोटा होगा। इससे धातु कठोर हो जाएगी। उष्मा उपचारित स्टील में कठोरता और तन्यता ताकत बढ़ने पर, लचीलापन और नलिका कम हो जाती है।
क्वेंचिंग में उपयोग की जाने वाली शीतलन दर शीतलन की विधि और धातु के आकार पर निर्भर करती है। विकृति को रोकने के लिए समान शीतलन महत्वपूर्ण है। आमतौर पर, स्टील घटकों को तेल, पानी, या दोनों के इमल्शन में क्वेंच किया जाता है।
वेल्डिंग आंतरिक तनाव उत्पन्न कर सकता है जो वेल्डिंग के पूरा होने के बाद सामग्री में बना रहेगा। स्टेनलेस स्टील्स में, जैसे कि प्रकार 304, क्रिस्टल लैटिस फेस-सेंटर क्यूबिक (ऑस्टेनाइट) होता है। उच्च तापमान वेल्डिंग के दौरान, कुछ आस-पास की धातु 500°F (260°C) और 1000°F (537°C) के बीच बढ़ सकती है। इस तापमान क्षेत्र में, ऑस्टेनाइट एक बॉडी-सेंटर क्यूबिक लैटिस संरचना (बैनाइट) में बदल जाता है। जब धातु ठंडी हो जाती है, तो वेल्ड के आसपास के क्षेत्र में कुछ मूल ऑस्टेनाइट और कुछ नवगठित बैनाइट होता है। एक समस्या उत्पन्न होती है क्योंकि "पैकिंग फैक्टर" (PF = परमाणुओं का आयतन/यूनिट सेल का आयतन) FCC क्रिस्टल्स के लिए BCC क्रिस्टल्स के समान नहीं होता है।
जो बैनाइट बना है वह मूल ऑस्टेनाइट लैटिस से अधिक स्थान घेरता है। इस सामग्री के विस्तार के कारण सामग्री में अवशिष्ट संपीड़न और तन्यता तनाव उत्पन्न होते हैं। वेल्डिंग तनाव को हीट सिंक वेल्डिंग का उपयोग करके कम किया जा सकता है, जिससे धातु का तापमान कम होता है, या एनीलिंग द्वारा।
एनीलिंग कार्बन स्टील घटकों के लिए एक और सामान्य उष्मा उपचार प्रक्रिया है। एनीलिंग के दौरान, घटक को धीरे-धीरे गर्म किया जाता है और उच्च तापमान पर लंबे समय तक रखा जाता है, फिर ठंडा किया जाता है। एनीलिंग प्रक्रिया निम्नलिखित प्रभाव प्राप्त करने के लिए की जाती है:
a. स्टील को नरम करने और लचीलापन सुधारने के लिए।
b. पिछली प्रक्रियाओं जैसे कि उष्मा उपचार, वेल्डिंग, या मशीनिंग के कारण उत्पन्न आंतरिक तनावों को दूर करने के लिए।
c. अनाज संरचना को परिष्कृत करने के लिए।
ठंडा और गर्म कार्य
प्लास्टिक विकृति जो एक तापमान क्षेत्र में और एक समय अंतराल में की जाती है ताकि तनाव सख्त होना दूर न हो, उसे ठंडा कार्य कहा जाता है। ठंडा कार्य की गई स्थिति की संरचना पर काफी जानकारी प्राप्त की गई है। प्लास्टिक विकृति के प्रारंभिक चरणों में, स्लिप मुख्य रूप से प्राथमिक ग्लाइड प्लेनों पर होती है और विस्थापन सह-समतल सरणियों का निर्माण करते हैं। जैसे-जैसे विकृति आगे बढ़ती है, क्रॉस स्लिप होती है। ठंडा कार्य की गई संरचना उच्च विस्थापन घनत्व क्षेत्रों का निर्माण करती है जो जल्द ही नेटवर्क में विकसित हो जाते हैं। अनाज का आकार कम विकृति पर तनाव के साथ घटता है लेकिन जल्द ही एक निश्चित आकार तक पहुँच जाता है। ठंडा कार्य लचीलापन कम करता है।
गर्म कार्य उस प्रक्रिया को संदर्भित करता है जहाँ धातुओं को उनके पुनःक्रिस्टलीकरण तापमान से ऊपर विकृत किया जाता है और तनाव सख्त नहीं होता है। गर्म कार्य आमतौर पर उच्च तापमान पर किया जाता है। हालांकि, सीसा कमरे के तापमान पर गर्म कार्य किया जाता है क्योंकि इसका गलनांक कम होता है। दूसरी ओर, मोलिब्डेनम को अपेक्षाकृत उच्च तापमान पर भी ठंडा कार्य किया जाता है क्योंकि इसका पुनःक्रिस्टलीकरण तापमान उच्च होता है।
धातुओं का प्लास्टिक विकृति के प्रति प्रतिरोध आमतौर पर उच्च तापमान पर कम हो जाता है। इस कारण से, बड़े भारी खंड हमेशा फोर्जिंग, रोलिंग, या एक्सट्रूज़न द्वारा गर्म कार्य किए जाते हैं।
सारांश
इस अनुभाग में महत्वपूर्ण जानकारी का सारांश नीचे दिया गया है:
धातु गुणों पर उष्मा उपचार के प्रभाव का सारांश
- क्वेंचिंग
धातु के शीतलन की दर (क्वेंचिंग) को बदलकर अनाज का आकार और अनाज के पैटर्न को नियंत्रित किया जाता है।
अनाज की विशेषताओं को विभिन्न स्तरों की कठोरता और तन्यता ताकत उत्पन्न करने के लिए नियंत्रित किया जाता है।
उष्मा उपचारित स्टील में कठोरता और तन्यता ताकत बढ़ने पर, लचीलापन और नलिका कम हो जाती है। - वेल्डिंग
अवशिष्ट संपीड़न और तन्यता तनाव उत्पन्न करता है।
तनावों को हीट सिंक वेल्डिंग और एनीलिंग का उपयोग करके कम किया जाता है। - एनीलिंग
स्टील को नरम करता है और लचीलापन सुधारता है।
पिछली प्रक्रियाओं के कारण उत्पन्न आंतरिक तनावों को दूर करता है।
अनाज संरचना को परिष्कृत करता है।