धातूंच्या उष्णता उपचार प्रक्रियांचे ढोबळमानाने तीन प्रकारांमध्ये वर्गीकरण करता येते: संपूर्ण उष्णता उपचार, पृष्ठभागीय उष्णता उपचार आणि रासायनिक उष्णता उपचार. उष्णता देणारे माध्यम, उष्णतेचे तापमान आणि थंड करण्याची पद्धत यांवर अवलंबून, प्रत्येक प्रकाराला अनेक वेगवेगळ्या उष्णता उपचार प्रक्रियांमध्ये विभागता येते. वेगवेगळ्या उष्णता उपचार प्रक्रिया वापरून, एकाच धातूला वेगवेगळ्या संरचना प्राप्त होऊ शकतात आणि त्यामुळे त्याचे गुणधर्मही वेगवेगळे असू शकतात. स्टील हा उद्योगात सर्वाधिक वापरला जाणारा धातू आहे आणि स्टीलची सूक्ष्मसंरचना देखील सर्वात गुंतागुंतीची असते, त्यामुळे स्टीलच्या उष्णता उपचारांचे अनेक प्रकार आहेत.
एकूण उष्णता उपचार ही एक धातू उष्णता उपचार प्रक्रिया आहे, ज्यामध्ये संपूर्ण वस्तूला गरम करून नंतर तिचे एकूण यांत्रिक गुणधर्म बदलण्यासाठी योग्य गतीने थंड केले जाते. स्टीलच्या एकूण उष्णता उपचारामध्ये सामान्यतः चार मूलभूत प्रक्रियांचा समावेश असतो: ॲनीलिंग, नॉर्मलायझिंग, क्वेंचिंग आणि टेम्परिंग.
१. अॅनिलिंग
ॲनीलिंग म्हणजे वर्कपीसला योग्य तापमानापर्यंत गरम करणे, मटेरियल आणि वर्कपीसच्या आकारानुसार वेगवेगळा होल्डिंग टाइम वापरणे आणि नंतर हळूहळू थंड करणे. याचा उद्देश धातूच्या अंतर्गत संरचनेला समतोल अवस्थेपर्यंत पोहोचवणे किंवा त्याजवळ नेणे, किंवा मागील प्रक्रियेत निर्माण झालेला अंतर्गत ताण मुक्त करणे हा असतो. यामुळे चांगली प्रक्रियात्मक आणि सेवा कार्यक्षमता प्राप्त होते, किंवा पुढील क्वेंचिंगसाठी संरचना तयार होते.
२. सामान्यीकरण
नॉर्मलायझिंग म्हणजे वर्कपीसला योग्य तापमानापर्यंत गरम करून नंतर हवेत थंड करणे. नॉर्मलायझिंगचा परिणाम ॲनीलिंगसारखाच असतो, फक्त यात मिळणारी रचना अधिक सूक्ष्म असते. याचा उपयोग अनेकदा पदार्थांची कटिंग कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी केला जातो आणि काहीवेळा विशिष्ट गरजा पूर्ण करण्यासाठी केला जातो. उच्च दर्जाच्या भागांसाठी अंतिम उष्णता उपचार म्हणून याचा वापर होत नाही.
३. शमन
शमन म्हणजे कार्यवस्तूला उष्णता देऊन ती तशीच ठेवणे आणि नंतर पाणी, तेल किंवा इतर अजैविक क्षार द्रावणे, सेंद्रिय जलीय द्रावणे यांसारख्या शमन माध्यमात त्याला झटपट थंड करणे.
४. टेम्परिंग
शमन (क्वेंचिंग) केल्यानंतर, पोलाद कठीण होते, परंतु त्याच वेळी ठिसूळही होते. पोलादी भागांचा ठिसूळपणा कमी करण्यासाठी, शमन केलेले पोलादी भाग खोलीच्या तापमानापेक्षा जास्त आणि ६५०°C पेक्षा कमी अशा योग्य तापमानावर बराच काळ ठेवले जातात आणि नंतर थंड केले जातात. या प्रक्रियेला टेम्परिंग म्हणतात. ॲनीलिंग, नॉर्मलायझिंग, शमन आणि टेम्परिंग या एकूण उष्णता उपचारातील 'चार प्रक्रिया' आहेत. त्यांपैकी, शमन आणि टेम्परिंग एकमेकांशी घनिष्ठपणे संबंधित आहेत, अनेकदा एकत्र वापरल्या जातात आणि त्या अपरिहार्य आहेत.
'फोर फायर्स'ने वेगवेगळ्या तापमानाने तापवण्याच्या आणि थंड करण्याच्या पद्धतींसह विविध उष्णता उपचार प्रक्रिया विकसित केल्या आहेत. विशिष्ट मजबुती आणि कणखरपणा मिळवण्यासाठी, शमन (quenching) आणि उच्च-तापमान तापन (tempering) यांच्या एकत्रित प्रक्रियेला शमन आणि तापन (quenching and tempering) म्हणतात. काही मिश्रधातूंचे शमन करून अतिसंपृक्त घन द्रावण (supersaturated solid solution) तयार केल्यानंतर, त्या मिश्रधातूची कठीणता, मजबुती किंवा विद्युतचुंबकीय गुणधर्म सुधारण्यासाठी त्यांना खोलीच्या तापमानावर किंवा किंचित जास्त तापमानावर दीर्घ कालावधीसाठी ठेवले जाते. या उष्णता उपचार प्रक्रियेला एजिंग ट्रीटमेंट (aging treatment) म्हणतात.
वर्कपीसची चांगली मजबुती आणि कणखरपणा मिळवण्यासाठी दाब प्रक्रिया, विरूपण आणि उष्णता उपचार यांना प्रभावीपणे व जवळून एकत्र करण्याच्या पद्धतीला विरूपण उष्णता उपचार म्हणतात; ऋण दाबाच्या वातावरणात किंवा निर्वात पोकळीत केलेल्या उष्णता उपचाराला निर्वात उष्णता उपचार म्हणतात, ज्यामुळे वर्कपीसचे ऑक्सिडीकरण किंवा डीकार्ब्युरायझेशन होत नाही आणि उपचार केलेल्या वर्कपीसचा पृष्ठभाग गुळगुळीत व स्वच्छ राहतो, ज्यामुळे वर्कपीसची कार्यक्षमता सुधारते. तसेच, भेदक अभिकर्मकाद्वारे रासायनिक उष्णता उपचार देखील केले जाऊ शकतात.
सध्या, लेझर आणि प्लाझ्मा तंत्रज्ञानाच्या वाढत्या परिपक्वतेमुळे, मूळ स्टीलच्या वर्कपीसचे पृष्ठभागाचे गुणधर्म बदलण्यासाठी, त्याच्या पृष्ठभागावर इतर झीज-प्रतिरोधक, गंज-प्रतिरोधक किंवा उष्णता-प्रतिरोधक लेपांचा थर लावण्यासाठी या दोन तंत्रज्ञानांचा वापर केला जातो. या नवीन तंत्राला पृष्ठभाग सुधारणा (सरफेस मॉडिफिकेशन) म्हणतात.
पोस्ट करण्याची वेळ: ३१ मार्च २०२४
