शमन क्या है?

धातु विज्ञान में, शमन को "गर्मी के नियंत्रित निष्कर्षण" के रूप में परिभाषित किया गया है। इस परिभाषा में सबसे महत्वपूर्ण शब्द "नियंत्रित" है। धातु के माइक्रोस्ट्रक्चर को महत्वपूर्ण रूप से बदलने से शीतलन प्रक्रिया को रोकने के लिए गर्मी उपचार के बाद धातुओं को कमरे के तापमान पर लौटाने की शमन एक तीव्र विधि है। किसी धातु की वस्तु को तेल या पानी में डुबाकर, तरल या मजबूर हवा के विकल्प को माध्यम कहा जाता है, जिसके बाद धातु बनने पर उच्च तापमान से तेजी से ठंडा हो जाता है। यह अक्सर क्रिस्टल संरचना या चरण वितरण से संबंधित यांत्रिक गुणों को संरक्षित करने के लिए प्रयोग किया जाता है, जो धीमी शीतलन पर खो जाते हैं। यह तकनीक आमतौर पर स्टील की वस्तुओं पर लागू होती है जो कठोरता प्रदान करती हैं। दूसरी ओर, सामान्य तापमान पर हथौड़े या अन्य विरूपण से कठोर तांबे की वस्तुओं को गर्म करके और शमन करके एक निंदनीय स्थिति में बहाल किया जा सकता है।

कैसे बुझाना है

आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले क्वेंचिंग मीडिया में विशेष प्रयोजन पॉलिमर, मजबूर वायु संवहन, ताजा पानी, नमकीन और तेल शामिल हैं। स्टील में अधिकतम कठोरता प्राप्त करने का लक्ष्य होने पर पानी एक प्रभावी माध्यम है। हालाँकि, पानी का उपयोग करने से धातु में दरार या विकृति आ सकती है।

यदि अत्यधिक कठोरता की आवश्यकता नहीं है, तो शमन प्रक्रिया में खनिज तेल, व्हेल तेल या कपास के तेल का उपयोग किया जा सकता है। बिन बुलाए शमन प्रक्रिया नाटकीय लग सकती है। जैसे ही धातुकर्मी गर्म धातु को चयनित माध्यम में स्थानांतरित करता है, धातु से बड़ी मात्रा में भाप उठती है।

शमन माध्यम

शमन प्रक्रिया करने के लिए विभिन्न प्रकार के शमन मीडिया उपलब्ध हैं। प्रत्येक माध्यम की अपनी अनूठी शमन विशेषताएं होती हैं। उपयोग किए जाने वाले मीडिया के प्रकार के लिए विचारों में शमन गति, शमन मीडिया पर्यावरण संबंधी चिंताएँ, शमन मीडिया प्रतिस्थापन और शमन मीडिया लागत शामिल हैं। शमन मीडिया के मुख्य प्रकार निम्नलिखित हैं:

हवा

तेल

पानी

नमकीन

हवा

शमन के लिए धातुओं को ठंडा करने के लिए वायु एक लोकप्रिय शमन माध्यम है। सामर्थ्य वायु के मुख्य लाभों में से एक है। इसकी सामर्थ्य पृथ्वी पर इसकी प्रचुरता का परिणाम है। वास्तव में, कोई भी सामग्री जिसे गर्म किया जाता है और फिर अकेले खड़े होकर कमरे के तापमान तक ठंडा किया जाता है, उसे हवा बुझती हुई माना जाता है। वायु शमन भी अधिक जानबूझकर होता है जब इसे संपीड़ित किया जाता है और धातु को बुझाने के लिए मजबूर किया जाता है। यह अभी भी हवा की तुलना में भागों को तेजी से ठंडा करता है, हालांकि यांत्रिक गुणों को बदलने के लिए संपीड़ित हवा भी कई धातुओं को धीरे-धीरे ठंडा कर सकती है।

तेल

तेल संपीड़ित हवा की तुलना में गर्म धातु को तेजी से बुझा सकता है। तेल से बुझाने के लिए गरम हिस्से को किसी तरह के तेल से भरे टैंक में रख दें। तेल को भागों के माध्यम से भी प्रवाहित किया जा सकता है। विभिन्न शीतलन दरों और फ्लैश बिंदुओं के कारण, विभिन्न प्रकार के तेलों का उपयोग आमतौर पर आवेदन के आधार पर किया जाता है। हालाँकि, तेल की शमन दर पानी की तुलना में बहुत कम है। फेराइट और ट्रोओस्टाइट छोटे हिस्से में भी बन सकते हैं। पानी और तेल के बीच मध्यवर्ती दर 10-30 प्रतिशत Ucon वाले पानी से प्राप्त की जा सकती है, एक पदार्थ जिसमें उलटा घुलनशीलता है और इसलिए शीतलन दर को धीमा करने के लिए वस्तुओं पर जमा होता है। विरूपण को कम करने के लिए, लंबी बेलनाकार वस्तुओं को लंबवत रूप से बुझाया जाना चाहिए, जिसमें समतल भागों के किनारे और मोटे हिस्से पहले पिघले हुए पूल में प्रवेश करते हैं। भाप के बुलबुले को नरम धब्बे बनने से रोकने के लिए, पानी बुझाना स्नान को उत्तेजित करना चाहिए।

पानी

पानी गर्म धातुओं को तेजी से बुझाने में भी सक्षम है। यह तेल की तुलना में धातु को तेजी से ठंडा करता है। तेल शमन के समान तरीके से, टैंक को पानी से भर दिया जाता है और गर्म धातु को उसमें डूबा दिया जाता है। इसे भागों के माध्यम से भी प्रवाहित किया जा सकता है। पानी का एक फायदा यह है कि माध्यम की ज्वलनशीलता कोई समस्या नहीं है। इसके अलावा, पानी सबसे प्रभावी शमन मीडिया में से एक है जिसमें अधिकतम कठोरता की आवश्यकता होती है, लेकिन यह उत्पाद के विरूपण और क्रैकिंग के लिए प्रवण होता है। जहां दृढ़ता का त्याग किया जा सकता है, व्हेल, बिनौला और खनिज तेल का उपयोग करें। ये ऑक्सीकरण करते हैं और कीचड़ बनाते हैं, दक्षता को कम करते हैं।

नमकीन

नमकीन पानी और नमक का मिश्रण है। नमक का पानी हवा, पानी और तेल की तुलना में तेजी से ठंडा होता है। इसका कारण यह है कि नमक और पानी का मिश्रण गर्म धातु के संपर्क में आने पर बुलबुले बनने से रोकता है। इसका मतलब है कि धातु का अधिक सतह क्षेत्र बुलबुले के बजाय तरल द्वारा कवर किया जाएगा।

कठोर इस्पात

शमन प्रक्रिया पर चर्चा करते समय, स्टील विशेष उल्लेख के योग्य है क्योंकि इसके यांत्रिक गुण शमन के प्रति बहुत संवेदनशील होते हैं। क्वेंच हार्डनिंग नामक शमन प्रक्रिया के माध्यम से, स्टील को उसके पुनर्संरचना तापमान से ऊपर के तापमान तक उठाया जाता है और शमन प्रक्रिया के माध्यम से तेजी से ठंडा किया जाता है। धीमी शीतलन की तुलना में, तीव्र शमन स्टील की क्रिस्टल संरचना को बदलता है। स्टील की कार्बन सामग्री और मिश्र धातु तत्वों के आधार पर, यह सख्त, अधिक भंगुर माइक्रोस्ट्रक्चर, जैसे मार्टेंसाइट या बैनाइट को पीछे छोड़ सकता है, क्योंकि यह शमन सख्त प्रक्रिया से गुजरता है। ये माइक्रोस्ट्रक्चर स्टील की ताकत और कठोरता में वृद्धि करते हैं। हालांकि, वे स्टील को क्रैकिंग के लिए अतिसंवेदनशील बनाते हैं और लचीलापन को बहुत कम करते हैं। इस कारण से, शमन सख्त प्रक्रिया के बाद कुछ स्टील्स को एनील या सामान्य किया जाता है।

शमन प्रक्रिया

क्वेंचिंग प्रक्रिया को थर्मल प्रक्रियाओं के संयोजन के साथ धातु के माइक्रोस्ट्रक्चर को बदलने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यदि सही ढंग से किया जाता है, तो यह कास्टिंग में अधिकतम शक्ति और अच्छा बढ़ाव पैदा करेगा।

स्टील की शमन आमतौर पर पानी, तेल, बहुलक समाधान या नमक में डुबो कर पूरा किया जाता है, हालांकि कभी-कभी मजबूर हवा का उपयोग किया जाता है। क्वेंचिंग के परिणामस्वरूप, उत्पादन हार्डवेयर को एक स्वीकार्य क्वेंच्ड माइक्रोस्ट्रक्चर विकसित करना चाहिए, और महत्वपूर्ण क्षेत्रों में, यांत्रिक गुणों को भाग के टेम्पर्ड होने के बाद न्यूनतम विनिर्देशों को पूरा करना चाहिए। शमन की प्रभावशीलता स्टील की सख्त क्षमता के संबंध में शमन माध्यम के शीतलन गुणों पर निर्भर करती है। इसलिए, परिणाम स्टील संरचना या सरगर्मी, तापमान और शमन मध्यम प्रकार को बदलकर भिन्न हो सकते हैं।

शमन प्रणाली का डिजाइन और प्रणाली के रखरखाव की संपूर्णता प्रक्रिया की सफलता में योगदान करती है। शमन के कारण भाग का डिज़ाइन यांत्रिक गुणों और विरूपण में भी योगदान देता है।