2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28
निर्माण और उद्योग में कार्बन स्टील्स का उपयोग व्यापक है। तथाकथित तकनीकी लोहे के समूह के कई फायदे हैं जो अंतिम उत्पादों और संरचनाओं के प्रदर्शन में वृद्धि की ओर ले जाते हैं। ताकत और तनाव के प्रतिरोध की इष्टतम विशेषताओं के साथ, इन मिश्र धातुओं को लचीले गतिशील गुणों द्वारा भी प्रतिष्ठित किया जाता है। विशेष रूप से, हाइपोयूटेक्टॉइड स्टील, जिसमें कार्बन मिश्रण का काफी प्रतिशत होता है, इसकी उच्च लचीलापन के लिए मूल्यवान है। लेकिन यह उच्च शक्ति वाले लोहे की इस किस्म के सभी फायदे नहीं हैं।
मिश्र धातु के बारे में सामान्य जानकारी
स्टील की एक विशिष्ट विशेषता संरचना में विशेष मिश्र धातु अशुद्धियों और कार्बन की उपस्थिति है। दरअसल, हाइपोयूटेक्टॉइड मिश्र धातु कार्बन सामग्री से निर्धारित होती है। यहां शास्त्रीय यूटेक्टॉइड और लेडबुराइट स्टील्स के बीच अंतर करना महत्वपूर्ण है, जो कि वर्णित प्रकार के तकनीकी लोहे के साथ बहुत समान हैं। यदि हम स्टील के संरचनात्मक वर्ग पर विचार करते हैं, तो हाइपोयूटेक्टॉइड मिश्र धातु यूटेक्टोइड्स को संदर्भित करेगा, लेकिन इसमें मिश्र धातु वाले फेराइट और मोती शामिल हैं। Hypereutectoids से मूलभूत अंतर 0.8% से नीचे कार्बन का स्तर है। इससे अधिकसंकेतक हमें स्टील को पूर्ण विकसित यूटेक्टॉइड के रूप में वर्गीकृत करने की अनुमति देता है। किसी तरह से, हाइपोयूटेक्टॉइड के विपरीत हाइपरयूटेक्टॉइड स्टील है, जिसमें पर्लाइट के अलावा, कार्बाइड की माध्यमिक अशुद्धियां भी होती हैं। इस प्रकार, दो मुख्य कारक हैं जो हाइपोयूटेक्टॉइड मिश्र धातुओं को यूटेक्टोइड्स के सामान्य समूह से अलग करना संभव बनाते हैं। सबसे पहले, यह एक अपेक्षाकृत छोटी कार्बन सामग्री है, और दूसरी बात, यह अशुद्धियों का एक विशेष सेट है, जिसका आधार फेराइट है।
उत्पादन तकनीक
हाइपोयूटेक्टॉइड स्टील के निर्माण के लिए सामान्य तकनीकी प्रक्रिया अन्य मिश्र धातुओं के उत्पादन के समान है। यही है, लगभग एक ही तकनीक का उपयोग किया जाता है, लेकिन विभिन्न विन्यासों में। Hypoeutectoid स्टील को इसकी विशिष्ट संरचना प्राप्त करने के मामले में विशेष ध्यान देने की आवश्यकता है। इसके लिए, शीतलन की पृष्ठभूमि के खिलाफ ऑस्टेनाइट के अपघटन को सुनिश्चित करने के लिए एक तकनीक का उपयोग किया जाता है। बदले में, ऑस्टेनाइट एक ही फेराइट और पर्लाइट सहित एक संयुक्त मिश्रण है। हीटिंग और कूलिंग की तीव्रता को नियंत्रित करके, प्रौद्योगिकीविद इस एडिटिव के फैलाव को नियंत्रित कर सकते हैं, जो अंततः सामग्री के कुछ प्रदर्शन गुणों के गठन को प्रभावित करता है।
हालांकि, पेर्लाइट द्वारा प्रदान किया गया कार्बन वही रहता है। हालांकि बाद में एनीलिंग सूक्ष्म संरचना के गठन को सही कर सकती है, कार्बन सामग्री 0.8% की सीमा में होगी। इस्पात संरचना के निर्माण की प्रक्रिया में एक अनिवार्य चरण सामान्यीकरण है। उसी के अनाज के भिन्नात्मक अनुकूलन के लिए यह प्रक्रिया आवश्यक हैऑस्टेनाइट दूसरे शब्दों में, फेराइट और पर्लाइट कण इष्टतम आकार में कम हो जाते हैं, जो स्टील के तकनीकी और भौतिक प्रदर्शन में और सुधार करता है। यह एक जटिल प्रक्रिया है जिसमें बहुत कुछ हीटिंग विनियमन की गुणवत्ता पर निर्भर करता है। यदि तापमान शासन पार हो गया है, तो विपरीत प्रभाव अच्छी तरह से प्रदान किया जा सकता है - ऑस्टेनाइट अनाज में वृद्धि।
स्टील एनीलिंग
एनीलिंग के कई तरीकों का इस्तेमाल किया जाता है। पूर्ण और आंशिक एनीलिंग तकनीकों के बीच एक मूलभूत अंतर है। पहले मामले में, ऑस्टेनाइट को एक महत्वपूर्ण तापमान पर गहन रूप से गर्म किया जाता है, जिसके बाद शीतलन के माध्यम से सामान्यीकरण किया जाता है। यहीं पर ऑस्टेनाइट का अपघटन होता है। एक नियम के रूप में, स्टील्स की पूर्ण एनीलिंग 700-800 डिग्री सेल्सियस के मोड में की जाती है। इस स्तर पर गर्मी उपचार केवल फेराइट तत्वों के क्षय की प्रक्रियाओं को सक्रिय करता है। शीतलन दर को भी समायोजित किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, ओवन कर्मी चैम्बर के दरवाजे को बंद या खोलकर संचालित कर सकते हैं। स्वचालित मोड में इज़ोटेर्मल ओवन के नवीनतम मॉडल दिए गए कार्यक्रम के अनुसार धीमी गति से शीतलन कर सकते हैं।
अपूर्ण एनीलिंग के लिए, इसे 800 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान के साथ गर्म करके उत्पादित किया जाता है। हालांकि, महत्वपूर्ण तापमान प्रभाव धारण करने के समय पर गंभीर सीमाएं हैं। इस कारण से, अपूर्ण एनीलिंग होती है, जिसके परिणामस्वरूप फेराइट गायब नहीं होता है। नतीजतन, भविष्य की सामग्री की संरचना में कई कमियां समाप्त नहीं होती हैं। स्टील्स की ऐसी एनीलिंग क्यों आवश्यक है यदि यह भौतिक में सुधार नहीं करती हैगुणवत्ता? वास्तव में, यह अधूरा गर्मी उपचार है जो आपको एक नरम संरचना बनाए रखने की अनुमति देता है। कार्बन स्टील्स के लिए विशिष्ट प्रत्येक एप्लिकेशन में अंतिम सामग्री की आवश्यकता नहीं हो सकती है, लेकिन आसान मशीनिंग की अनुमति देगा। नरम प्रो-यूटेक्टॉइड मिश्र धातु को काटना आसान है और निर्माण में कम खर्चीला है।
मिश्र धातु सामान्यीकरण
फायरिंग के बाद बढ़ी हुई गर्मी उपचार की प्रक्रियाओं की बारी आती है। सामान्यीकरण और हीटिंग के संचालन हैं। दोनों ही मामलों में, हम वर्कपीस पर थर्मल प्रभाव के बारे में बात कर रहे हैं, जिस पर तापमान 1000 डिग्री सेल्सियस से अधिक हो सकता है। लेकिन अपने आप में, हाइपोयूटेक्टॉइड स्टील्स का सामान्यीकरण गर्मी उपचार के पूरा होने के बाद होता है। इस स्तर पर, शांत हवा की स्थितियों के तहत शीतलन शुरू होता है, जिसके दौरान महीन दाने वाले ऑस्टेनाइट के पूर्ण गठन तक एक्सपोजर होता है। यही है, मिश्र धातु को सामान्य अवस्था में लाने से पहले हीटिंग एक तरह का प्रारंभिक ऑपरेशन है। यदि हम विशिष्ट संरचनात्मक परिवर्तनों के बारे में बात करते हैं, तो अक्सर वे फेराइट और पर्लाइट के आकार में कमी के साथ-साथ उनकी कठोरता में वृद्धि में भी व्यक्त किए जाते हैं। एनीलिंग प्रक्रियाओं द्वारा हासिल की गई तुलना में कणों की ताकत गुणों में वृद्धि हुई है।
सामान्यीकरण के बाद, एक और लंबी एक्सपोजर हीटिंग प्रक्रिया का पालन किया जा सकता है। फिर वर्कपीस को ठंडा किया जाता है, और इस चरण को विभिन्न तरीकों से किया जा सकता है। अंतिम हाइपोयूटेक्टॉइड स्टील या तो हवा में या अंदर प्राप्त किया जाता हैधीमी गति से ठंडा करने वाले ओवन। जैसा कि अभ्यास से पता चलता है, सामान्यीकरण की पूरी तकनीक का उपयोग करके उच्चतम गुणवत्ता वाले मिश्र धातु का निर्माण किया जाता है।
मिश्र धातु की संरचना पर तापमान का प्रभाव
इस्पात संरचना के निर्माण की प्रक्रिया में तापमान का हस्तक्षेप फेरिटिक-सीमेंटाइट द्रव्यमान के ऑस्टेनाइट में परिवर्तन के क्षण से शुरू होता है। दूसरे शब्दों में, पेर्लाइट एक कार्यात्मक मिश्रण की स्थिति में गुजरता है, जो आंशिक रूप से उच्च शक्ति वाले स्टील के निर्माण का आधार बन जाता है। थर्मल उपचार के अगले चरण में, कठोर स्टील अतिरिक्त फेराइट से छुटकारा पाता है। जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, यह हमेशा पूरी तरह से समाप्त नहीं होता है, जैसा कि अपूर्ण एनीलिंग के मामले में होता है। लेकिन क्लासिक हाइपोएक्टेक्टॉइड मिश्र धातु में अभी भी इस ऑस्टेनाइट घटक का उन्मूलन शामिल है। अगले चरण में, मौजूदा संरचना पहले से ही एक अनुकूलित संरचना बनाने की उम्मीद के साथ अनुकूलित है। अर्थात्, शक्ति गुणों में वृद्धि के साथ मिश्रधातु के कणों में कमी होती है।
ऑस्टेनाइट्स के सुपरकूल्ड मिश्रण के साथ इज़ोटेर्मल परिवर्तन विभिन्न तरीकों से किया जा सकता है और तापमान स्तर प्रौद्योगिकीविद् द्वारा नियंत्रित मापदंडों में से एक है। थर्मल एक्सपोजर, कूलिंग रेट आदि के पीक अंतराल भी भिन्न होते हैं। चुने हुए सामान्यीकरण मोड के आधार पर, कुछ तकनीकी और भौतिक विशेषताओं के साथ कठोर स्टील प्राप्त किया जाता है। यह इस स्तर पर है कि विशेष परिचालन गुण स्थापित करना भी संभव है। एक आकर्षक उदाहरण एक नरम संरचना वाला मिश्र धातु है, जिसे कुशल आगे की प्रक्रिया के उद्देश्य से प्राप्त किया गया है। लेकिन सबसे अधिक बारनिर्माता अभी भी अंतिम उपभोक्ता की जरूरतों और धातु के मुख्य तकनीकी और परिचालन गुणों के लिए उसकी आवश्यकताओं पर ध्यान केंद्रित करते हैं।
इस्पात की संरचना
700 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर सामान्यीकरण मोड एक संरचना के गठन का कारण बनता है जिसमें फेराइट और मोती के दाने आधार बनेंगे। वैसे, हाइपरयूटेक्टॉइड स्टील्स की संरचना में फेराइट के बजाय सीमेंटाइट होता है। कमरे के तापमान पर, सामान्य अवस्था में, अतिरिक्त फेराइट की मात्रा भी नोट की जाती है, हालांकि कार्बन बढ़ने पर यह हिस्सा कम से कम हो जाता है। इस बात पर जोर देना महत्वपूर्ण है कि स्टील की संरचना कुछ हद तक कार्बन सामग्री पर निर्भर करती है। यह व्यावहारिक रूप से एक ही हीटिंग के दौरान मुख्य घटकों के व्यवहार को प्रभावित नहीं करता है, और यह लगभग सभी पेर्लाइट में केंद्रित है। दरअसल, कार्बन मिश्रण सामग्री के स्तर को निर्धारित करने के लिए पेर्लाइट का उपयोग किया जा सकता है - एक नियम के रूप में, यह एक महत्वहीन मूल्य है।
एक और संरचनात्मक बारीकियां भी दिलचस्प हैं। तथ्य यह है कि पर्लाइट और फेराइट कणों में समान विशिष्ट गुरुत्व होता है। इसका मतलब यह है कि कुल द्रव्यमान में इन घटकों में से एक की मात्रा से, आप यह पता लगा सकते हैं कि इसका कुल क्षेत्रफल कितना है। इस प्रकार, माइक्रोसेक्शन सतहों का अध्ययन किया जाता है। हाइपोयूटेक्टॉइड स्टील को गर्म करने के तरीके के आधार पर, ऑस्टेनाइट कणों के भिन्नात्मक पैरामीटर भी बनते हैं। लेकिन यह अद्वितीय मूल्यों के गठन के साथ लगभग एक व्यक्तिगत प्रारूप में होता है - एक और बात यह है कि विभिन्न संकेतकों की सीमाएं मानक बनी रहती हैं।
हाइपोयूटेक्टॉइड स्टील के गुण
यह धातु हैकम कार्बन वाले स्टील्स के लिए, इसलिए आपको इससे विशेष प्रदर्शन की उम्मीद नहीं करनी चाहिए। यह कहने के लिए पर्याप्त है कि ताकत विशेषताओं के मामले में, यह मिश्र धातु यूटेक्टोइड्स से काफी कम है। यह संरचना में अंतर के कारण है। तथ्य यह है कि अतिरिक्त फेराइट की सामग्री के साथ स्टील का हाइपोयूटेक्टॉइड वर्ग संरचनात्मक सेट में सीमेंटाइट वाले एनालॉग्स की ताकत से नीच है। आंशिक रूप से इस कारण से, प्रौद्योगिकीविद निर्माण उद्योग के लिए मिश्र धातुओं का उपयोग करने की सलाह देते हैं, जिसके उत्पादन में फेराइट्स के विस्थापन के साथ फायरिंग ऑपरेशन को अधिकतम तक लागू किया गया था।
अगर हम इस सामग्री के सकारात्मक असाधारण गुणों के बारे में बात करते हैं, तो वे हैं प्लास्टिसिटी, विनाश की प्राकृतिक जैविक प्रक्रियाओं का प्रतिरोध, आदि। साथ ही, हाइपोयूटेक्टॉइड स्टील्स का सख्त होना कई अतिरिक्त गुणों को जोड़ सकता है धातु। उदाहरण के लिए, यह थर्मल प्रतिरोध में वृद्धि और जंग प्रक्रियाओं के लिए एक पूर्वाग्रह की अनुपस्थिति के साथ-साथ पारंपरिक कम कार्बन मिश्र धातुओं में निहित सुरक्षात्मक गुणों की एक पूरी श्रृंखला दोनों हो सकती है।
आवेदन क्षेत्र
ताकत गुणों में थोड़ी कमी होने के बावजूद कि धातु फेरिटिक स्टील्स के वर्ग से संबंधित है, यह सामग्री विभिन्न क्षेत्रों में आम है। उदाहरण के लिए, मैकेनिकल इंजीनियरिंग में, हाइपोएक्टेक्टॉइड स्टील्स से बने भागों का उपयोग किया जाता है। एक और बात यह है कि उच्च ग्रेड मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है, जिसके निर्माण में फायरिंग और सामान्यीकरण की उन्नत तकनीकों का उपयोग किया गया था। इसके अलावा, कम फेराइट सामग्री के साथ हाइपोयूटेक्टॉइड स्टील की संरचना काफी हैभवन संरचनाओं के उत्पादन में धातु के उपयोग की अनुमति देता है। इसके अलावा, इस प्रकार के कुछ स्टील ग्रेड की सस्ती लागत आपको महत्वपूर्ण बचत पर भरोसा करने की अनुमति देती है। कभी-कभी, निर्माण सामग्री और स्टील मॉड्यूल के निर्माण में, बढ़ी हुई ताकत की बिल्कुल भी आवश्यकता नहीं होती है, लेकिन पहनने के प्रतिरोध और लोच आवश्यक होते हैं। ऐसे मामलों में, हाइपोएक्टेक्टॉइड मिश्र धातुओं का उपयोग उचित है।
उत्पादन
कई उद्यम रूस में हाइपोयूटेक्टॉइड धातु के निर्माण, तैयारी और उत्पादन में लगे हुए हैं। उदाहरण के लिए, यूराल अलौह धातु संयंत्र (यूजेडटीएसएम) एक ही बार में इस प्रकार के कई स्टील ग्रेड का उत्पादन करता है, जो उपभोक्ता को तकनीकी और भौतिक गुणों के विभिन्न सेटों की पेशकश करता है। यूराल स्टील प्लांट फेरिटिक स्टील्स का उत्पादन करता है, जिसमें उच्च गुणवत्ता वाले मिश्र धातु घटक शामिल हैं। इसके अलावा, वर्गीकरण में विशेष मिश्र धातु संशोधन उपलब्ध हैं, जिनमें गर्मी प्रतिरोधी, उच्च-क्रोमियम और स्टेनलेस धातु शामिल हैं।
Metalloinvest को सबसे बड़े उत्पादकों में भी शामिल किया जा सकता है। इस कंपनी की सुविधाओं में, हाइपोयूटेक्टॉइड संरचना वाले संरचनात्मक स्टील्स का उत्पादन किया जाता है, जिन्हें निर्माण में उपयोग के लिए डिज़ाइन किया गया है। फिलहाल, उद्यम का स्टील प्लांट नए मानकों के अनुसार काम कर रहा है, जो फेराइट मिश्र के कमजोर बिंदु - शक्ति संकेतक में सुधार करने की अनुमति देता है। विशेष रूप से, कंपनी के टेक्नोलॉजिस्ट सामग्री की प्रभाव शक्ति और थकान प्रतिरोध को अनुकूलित करने के लिए तनाव तीव्रता कारक को बढ़ाने के लिए काम कर रहे हैं। यह हमें लगभग सार्वभौमिक मिश्र धातुओं की पेशकश करने की अनुमति देता है।
निष्कर्ष
औद्योगिक और निर्माण धातुओं के कई तकनीकी और परिचालन गुण हैं जिन्हें बुनियादी माना जाता है और नियमित रूप से सुधार किया जाता है। हालांकि, जैसे-जैसे डिजाइन और तकनीकी प्रक्रियाएं अधिक जटिल होती जाती हैं, तत्व आधार के लिए नई आवश्यकताएं भी उत्पन्न होती हैं। इस संबंध में, हाइपोयूटेक्टॉइड स्टील स्पष्ट रूप से प्रकट होता है, जिसमें विभिन्न प्रदर्शन गुण केंद्रित होते हैं। इस धातु का उपयोग उन मामलों में उचित नहीं है जहां कई अति-उच्च प्रदर्शन वाले हिस्से की आवश्यकता होती है, लेकिन उन स्थितियों में जहां विभिन्न गुणों के विशेष एटिपिकल सेट की आवश्यकता होती है। इस मामले में, धातु इष्टतम प्रभाव प्रतिरोध और अधिकांश कार्बन मिश्र धातुओं में पाए जाने वाले बुनियादी सुरक्षात्मक गुणों के साथ लचीलेपन और लचीलापन के संयोजन का उदाहरण है।
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