कार्बन स्टीलचे भाग
कार्बन स्टील हे एक पोलाद आहे ज्यामध्ये कार्बनचे प्रमाण ०.०५ ते ३.८ टक्क्यांपर्यंत असते.अमेरिकन लोह आणि पोलाद संस्था (AISI) कडून कार्बन स्टीलची व्याख्या सांगते:
1. क्रोमियम, कोबाल्ट, मॉलिब्डेनम, निकेल, निओबियम, टायटॅनियम, टंगस्टन, व्हॅनेडियम, झिरकोनियम किंवा इच्छित मिश्र धातुचा प्रभाव प्राप्त करण्यासाठी जोडल्या जाणाऱ्या इतर कोणत्याही घटकांसाठी कोणतीही किमान सामग्री निर्दिष्ट किंवा आवश्यक नाही;
2. तांब्यासाठी निर्दिष्ट किमान 0.40 टक्क्यांपेक्षा जास्त नाही;
3. किंवा खालीलपैकी कोणत्याही घटकांसाठी निर्दिष्ट केलेली कमाल सामग्री नोंद केलेल्या टक्केवारीपेक्षा जास्त नाही: मँगनीज 1.65 टक्के;सिलिकॉन 0.60 टक्के;तांबे 0.60 टक्के.
कार्बन स्टील हा शब्द स्टीलच्या संदर्भात देखील वापरला जाऊ शकतो जो स्टेनलेस स्टील नाही;या वापरामध्ये कार्बन स्टीलमध्ये मिश्रित स्टील्सचा समावेश असू शकतो.उच्च कार्बन स्टीलमध्ये मिलिंग मशीन, कटिंग टूल्स (जसे की छिन्नी) आणि उच्च ताकदीच्या तारासारखे अनेक भिन्न उपयोग आहेत.या ऍप्लिकेशन्सना खूप बारीक मायक्रोस्ट्रक्चरची आवश्यकता असते, ज्यामुळे कडकपणा सुधारतो.
कार्बन टक्केवारीचे प्रमाण जसजसे वाढते तसतसे, स्टीलमध्ये उष्णता उपचाराद्वारे कठोर आणि मजबूत बनण्याची क्षमता असते;तथापि, ते कमी लवचिक होते.उष्णता उपचार काहीही असो, जास्त कार्बन सामग्री वेल्डेबिलिटी कमी करते.कार्बन स्टील्समध्ये, उच्च कार्बन सामग्री वितळण्याचा बिंदू कमी करते.
कार्बन स्टीलचे उष्णतेचे उपचार करण्याचा उद्देश स्टीलचे यांत्रिक गुणधर्म, सामान्यतः लवचिकता, कडकपणा, उत्पन्न शक्ती किंवा प्रभाव प्रतिरोधकता बदलणे हा आहे.लक्षात घ्या की विद्युत आणि थर्मल चालकता फक्त किंचित बदलली आहे.स्टीलच्या बळकटीकरणाच्या तंत्रांप्रमाणे, यंगचे मॉड्यूलस (लवचिकता) प्रभावित होत नाही.वाढीव सामर्थ्यासाठी स्टील ट्रेड लवचिकतेचे सर्व उपचार आणि त्याउलट.ऑस्टेनाइट टप्प्यात लोहामध्ये कार्बनसाठी जास्त विद्राव्यता असते;म्हणून सर्व उष्मा उपचार, स्फेरॉइडाइजिंग आणि प्रक्रिया ॲनिलिंग वगळता, स्टीलला अशा तपमानावर गरम करून सुरू होतात ज्यामध्ये ऑस्टेनिटिक फेज अस्तित्वात असू शकतो.नंतर स्टील मध्यम ते कमी दराने विझवले जाते (उष्णता बाहेर काढली जाते) ज्यामुळे कार्बन ऑस्टेनाइटमधून लोह-कार्बाइड (सिमेंटाइट) बनतो आणि फेराइट सोडतो किंवा उच्च दराने कार्बन लोखंडात अडकतो आणि त्यामुळे मार्टेन्साइट तयार होते. .युटेक्टॉइड तापमानाद्वारे (सुमारे 727 °C) स्टील ज्या दराने थंड केले जाते त्याचा दर ऑस्टेनाइटमधून कार्बन पसरून सिमेंटाइट तयार होण्याच्या दरावर परिणाम करतो.साधारणपणे सांगायचे तर, झपाट्याने थंड केल्याने लोखंडी कार्बाइड बारीक विखुरले जाईल आणि एक बारीक दाणेदार परलाइट तयार होईल आणि हळूहळू थंड केल्याने एक खडबडीत परलाइट मिळेल.हायपोएटेक्टॉइड स्टील (0.77 wt% C पेक्षा कमी) थंड केल्याने α-फेराइट (जवळजवळ शुद्ध लोह) असलेल्या लोह कार्बाइडच्या थरांची लॅमेलर-पर्लिटिक रचना तयार होते.जर ते हायपर्युटेक्टॉइड स्टील (0.77 wt% C पेक्षा जास्त) असेल तर रचना धान्याच्या सीमांवर तयार झालेल्या सिमेंटाइटच्या लहान दाण्यांसह (पर्लाइट लॅमेला पेक्षा मोठी) पूर्ण परलाइट आहे.युटेक्टॉइड स्टील (0.77% कार्बन) मध्ये सीमेवर सिमेंटाइट नसलेल्या संपूर्ण धान्यांमध्ये मोत्याची रचना असते.लीव्हर नियम वापरून घटकांचे सापेक्ष प्रमाण आढळते.उष्णतेच्या उपचारांच्या प्रकारांची यादी खालीलप्रमाणे आहे.
मिश्रधातू पोलाद हे असे स्टील आहे जे त्याचे यांत्रिक गुणधर्म सुधारण्यासाठी वजनानुसार 1.0% आणि 50% च्या दरम्यान विविध घटकांसह मिश्रित केले जाते.मिश्रधातूची स्टील्स दोन गटांमध्ये विभागली जातात: कमी मिश्रधातूची स्टील्स आणि उच्च मिश्र धातुची स्टील्स.दोघांमधील फरक विवादित आहे.स्मिथ आणि हाशेमी फरक 4.0% वर परिभाषित करतात, तर Degarmo, et al., 8.0% वर परिभाषित करतात.सामान्यतः, "मिश्र धातु स्टील" हा वाक्यांश कमी-मिश्रधातूच्या स्टील्सचा संदर्भ देते.
काटेकोरपणे सांगायचे तर, प्रत्येक स्टील हे मिश्र धातु असते, परंतु सर्व स्टील्सना "मिश्रित स्टील्स" म्हणतात असे नाही.सर्वात सोपी स्टील्स लोह (Fe) कार्बन (C) सह मिश्रित असतात (प्रकारानुसार सुमारे 0.1% ते 1%).तथापि, "मिश्रधातूचे स्टील" ही संज्ञा कार्बन व्यतिरिक्त मुद्दाम जोडलेल्या इतर मिश्रधातू घटकांसह स्टील्सचा संदर्भ देणारी प्रमाणित संज्ञा आहे.सामान्य मिश्रधातूंमध्ये मँगनीज (सर्वात सामान्य), निकेल, क्रोमियम, मोलिब्डेनम, व्हॅनेडियम, सिलिकॉन आणि बोरॉन यांचा समावेश होतो.कमी सामान्य मिश्रधातूंमध्ये ॲल्युमिनियम, कोबाल्ट, तांबे, सेरियम, निओबियम, टायटॅनियम, टंगस्टन, कथील, जस्त, शिसे आणि झिरकोनियम यांचा समावेश होतो.
मिश्रधातूच्या स्टील्समध्ये (कार्बन स्टील्सच्या तुलनेत) सुधारित गुणधर्मांची श्रेणी खालीलप्रमाणे आहे: सामर्थ्य, कडकपणा, कडकपणा, परिधान प्रतिरोधकता, गंज प्रतिरोधकता, कठोरता आणि गरम कडकपणा.यापैकी काही सुधारित गुणधर्म प्राप्त करण्यासाठी धातूला उष्णता उपचारांची आवश्यकता असू शकते.
यापैकी काही विदेशी आणि अत्यंत मागणी असलेल्या अनुप्रयोगांमध्ये वापर शोधतात, जसे की जेट इंजिनच्या टर्बाइन ब्लेडमध्ये आणि आण्विक अणुभट्ट्यांमध्ये.लोहाच्या फेरोमॅग्नेटिक गुणधर्मांमुळे, काही स्टील मिश्र धातुंना महत्त्वपूर्ण अनुप्रयोग सापडतात जेथे चुंबकत्वावरील त्यांचे प्रतिसाद अतिशय महत्त्वाचे असतात, ज्यामध्ये इलेक्ट्रिक मोटर्स आणि ट्रान्सफॉर्मरचा समावेश होतो.
Spheroidizing
जेव्हा कार्बन स्टील 30 तासांपेक्षा जास्त काळ अंदाजे 700 °C पर्यंत गरम केले जाते तेव्हा स्फेरॉइडाइट तयार होते.स्फेरॉइडाइट कमी तापमानात तयार होऊ शकते परंतु आवश्यक वेळ तीव्रपणे वाढतो, कारण ही एक प्रसार-नियंत्रित प्रक्रिया आहे.परिणाम म्हणजे प्राथमिक संरचनेत रॉड्स किंवा सिमेंटाइटच्या गोलाकारांची रचना (फेराइट किंवा परलाइट, तुम्ही युटेक्टॉइडच्या कोणत्या बाजूला आहात यावर अवलंबून).उच्च कार्बन स्टील्स मऊ करणे आणि अधिक फॉर्मेबिलिटीला अनुमती देणे हा हेतू आहे.हे स्टीलचे सर्वात मऊ आणि सर्वात लवचिक प्रकार आहे.
पूर्ण annealing
कार्बन स्टील 1 तासासाठी Ac3 किंवा Acm वर अंदाजे 40 °C पर्यंत गरम केले जाते;हे सुनिश्चित करते की सर्व फेराइट ऑस्टेनाइटमध्ये बदलतात (जरी कार्बनचे प्रमाण युटेक्टॉइडपेक्षा जास्त असेल तर सिमेंटाइट अजूनही अस्तित्वात असू शकते).नंतर स्टील 20 °C (36 °F) प्रति तासाच्या क्षेत्रात हळूहळू थंड केले पाहिजे.सहसा ते फक्त भट्टी थंड केले जाते, जेथे भट्टी आत स्टीलसह बंद केली जाते.याचा परिणाम मोत्याची खडबडीत रचना बनते, याचा अर्थ परलाइटच्या "बँड" जाड असतात.पूर्णत: एनील केलेले स्टील मऊ आणि लवचिक असते, ज्यामध्ये कोणतेही अंतर्गत ताण नसतात, जे सहसा किफायतशीर निर्मितीसाठी आवश्यक असते.फक्त गोलाकार स्टील मऊ आणि अधिक लवचिक आहे.
प्रक्रिया annealing
०.३% सेल्सिअसपेक्षा कमी तापमान असलेल्या कोल्ड-वर्क्ड कार्बन स्टीलमध्ये ताण कमी करण्यासाठी वापरली जाणारी प्रक्रिया. स्टील साधारणपणे ५५०–६५० डिग्री सेल्सिअस तपमानावर १ तासासाठी गरम केले जाते, परंतु काहीवेळा तापमान ७०० डिग्री सेल्सियस इतके असते.प्रतिमा उजवीकडे [स्पष्टीकरण आवश्यक] ते क्षेत्र दर्शविते जेथे प्रक्रिया ॲनिलिंग होते.
Isothermal annealing
ही एक प्रक्रिया आहे ज्यामध्ये हायपोएटेक्टॉइड स्टील वरच्या गंभीर तापमानापेक्षा जास्त गरम केले जाते.हे तापमान काही काळ राखले जाते आणि नंतर कमी गंभीर तापमानापेक्षा कमी केले जाते आणि पुन्हा राखले जाते.नंतर ते खोलीच्या तापमानाला थंड केले जाते.ही पद्धत कोणत्याही तापमान ग्रेडियंट काढून टाकते.
सामान्यीकरण
कार्बन स्टील 1 तासासाठी Ac3 किंवा Acm वर अंदाजे 55 °C वर गरम केले जाते;हे सुनिश्चित करते की स्टील पूर्णपणे ऑस्टेनाइटमध्ये बदलते.नंतर स्टीलला एअर-कूल्ड केले जाते, जे अंदाजे 38 °C (100 °F) प्रति मिनिट शीतकरण दर आहे.यामुळे एक बारीक मोत्याची रचना आणि अधिक एकसमान रचना मिळते.एनील्ड स्टीलपेक्षा सामान्यीकृत स्टीलची ताकद जास्त असते;त्यात तुलनेने उच्च सामर्थ्य आणि कडकपणा आहे.
शमन करणे
कमीतकमी 0.4 wt% C असलेले कार्बन स्टील तापमान सामान्य करण्यासाठी गरम केले जाते आणि नंतर गंभीर तापमानापर्यंत पाणी, समुद्र किंवा तेलात वेगाने थंड (शमवले जाते).गंभीर तापमान कार्बन सामग्रीवर अवलंबून असते, परंतु सामान्य नियम म्हणून कार्बनचे प्रमाण कमी होते.हे एक martensitic रचना परिणाम;स्टीलचा एक प्रकार ज्यामध्ये विकृत बॉडी-सेंटर्ड क्यूबिक (BCC) क्रिस्टलीय स्ट्रक्चरमध्ये सुपर-सॅच्युरेटेड कार्बन सामग्री असते, ज्याला योग्यरित्या शरीर-केंद्रित टेट्रागोनल (BCT) म्हटले जाते, जास्त अंतर्गत ताण.अशा प्रकारे विझवलेले पोलाद अत्यंत कठीण पण ठिसूळ असते, सहसा व्यावहारिक कारणांसाठी ते खूपच ठिसूळ असते.या अंतर्गत ताणांमुळे पृष्ठभागावर तणाव निर्माण होऊ शकतो.क्वेंच्ड स्टील हे सामान्यीकृत स्टीलपेक्षा अंदाजे तीनपट कठीण (चार जास्त कार्बन असलेले) आहे.
मार्टेम्परिंग (मार्केंचिंग)
मार्टेम्परिंग ही प्रत्यक्षात टेम्परिंग प्रक्रिया नाही, म्हणून मार्केंचिंग हा शब्द आहे.हा एक प्रकारचा समतापीय उष्मा उपचाराचा एक प्रकार आहे जो प्रारंभिक शमनानंतर लागू केला जातो, विशेषत: वितळलेल्या मिठाच्या आंघोळीमध्ये, "मार्टेन्साइट प्रारंभ तापमान" च्या अगदी वरच्या तापमानावर.या तपमानावर, सामग्रीमधील अवशिष्ट ताण हलका होतो आणि राखून ठेवलेल्या ऑस्टेनाइटपासून काही बाईनाइट तयार होऊ शकतात ज्यांना इतर कशातही रूपांतरित होण्यास वेळ नव्हता.उद्योगात, ही सामग्रीची लवचिकता आणि कडकपणा नियंत्रित करण्यासाठी वापरली जाणारी प्रक्रिया आहे.दीर्घ मार्केन्चिंगसह, ताकद कमीत कमी कमी होऊन लवचिकता वाढते;भागाचे आतील आणि बाहेरचे तापमान समान होईपर्यंत स्टील या द्रावणात धरले जाते.नंतर तापमान ग्रेडियंट कमीतकमी ठेवण्यासाठी स्टील मध्यम वेगाने थंड केले जाते.ही प्रक्रिया केवळ अंतर्गत ताण आणि ताण क्रॅक कमी करत नाही तर प्रभाव प्रतिरोधक क्षमता देखील वाढवते.
टेंपरिंग
हे सर्वात सामान्य उष्मा उपचार आहे, कारण अंतिम गुणधर्म तापमान आणि टेम्परिंगच्या वेळेनुसार अचूकपणे निर्धारित केले जाऊ शकतात.टेम्परिंगमध्ये शमन केलेले स्टील युटेक्टॉइड तापमानापेक्षा कमी तापमानात पुन्हा गरम करणे आणि नंतर थंड करणे समाविष्ट आहे.भारदस्त तपमान खूप कमी प्रमाणात स्फेरॉइडाइट तयार करू देते, जे लवचिकता पुनर्संचयित करते, परंतु कडकपणा कमी करते.प्रत्येक रचनासाठी वास्तविक तापमान आणि वेळ काळजीपूर्वक निवडल्या जातात.
आस्वाद घेणारा
ऑस्टेम्परिंग प्रक्रिया मार्टेम्परिंग सारखीच असते, क्वेंचमध्ये व्यत्यय येण्याशिवाय आणि स्टीलला वितळलेल्या सॉल्ट बाथमध्ये 205 डिग्री सेल्सिअस आणि 540 डिग्री सेल्सिअस तापमानात ठेवले जाते आणि नंतर ते मध्यम दराने थंड केले जाते.परिणामी पोलाद, ज्याला बेनाइट म्हणतात, स्टीलमध्ये एक ॲसिक्युलर मायक्रोस्ट्रक्चर तयार करते ज्याची ताकद (परंतु मार्टेन्साईटपेक्षा कमी), जास्त लवचिकता, उच्च प्रभाव प्रतिरोधकता आणि मार्टेन्साइट स्टीलपेक्षा कमी विकृती असते.ऑस्टेम्परिंगचा तोटा म्हणजे ते फक्त काही स्टील्सवरच वापरले जाऊ शकते आणि त्यासाठी विशेष सॉल्ट बाथ आवश्यक आहे.
कार्बन स्टील सीएनसी
शाफ्टसाठी झुडूप वळवणे
कार्बन स्टील सीएनसी
मशीनिंग ब्लॅक एनोडायझिंग
सह बुश भाग
काळा उपचार
कार्बन स्टील टर्निंग
षटकोन बारसह भाग
कार्बन स्टील
DIN गियरिंग भाग
कार्बन स्टील
फोर्जिंग मशीनिंग भाग
कार्बन स्टील सीएनसी
फॉस्फेटिंगसह भाग बदलणे
सह बुश भाग
काळा उपचार
