सर्वसमावेशक आणि सविस्तर! स्टील क्वेंचिंगचे संपूर्ण ज्ञान!

शमनाची व्याख्या आणि उद्देश
स्टीलला क्रांतिक बिंदू Ac3 (हायपोयूटेक्टॉइड स्टील) किंवा Ac1 (हायपरयूटेक्टॉइड स्टील) पेक्षा जास्त तापमानापर्यंत गरम केले जाते, त्याचे पूर्णपणे किंवा अंशतः ऑस्टेनायझेशन करण्यासाठी काही काळ ठेवले जाते आणि नंतर क्रांतिक क्वेंचिंग वेगापेक्षा जास्त वेगाने थंड केले जाते. ज्या उष्णता उपचार प्रक्रियेमुळे सुपरकूल्ड ऑस्टेनाइटचे मार्टेन्साइट किंवा लोअर बेनाइटमध्ये रूपांतर होते, त्या प्रक्रियेला क्वेंचिंग म्हणतात.

शमन प्रक्रियेचा उद्देश अतिशीत ऑस्टेनाइटचे मार्टेन्साइट किंवा बेनाइटमध्ये रूपांतर करून मार्टेन्साइट किंवा लोअर बेनाइट संरचना मिळवणे हा आहे. त्यानंतर, वेगवेगळ्या तापमानांवर टेम्परिंग प्रक्रियेसोबत याचा वापर करून पोलादाची मजबुती, कठीणपणा, झीज-प्रतिरोधकता, थकवा-प्रतिरोधकता आणि कणखरपणा इत्यादी गुणधर्मांमध्ये मोठ्या प्रमाणात सुधारणा केली जाते, जेणेकरून विविध यांत्रिक भाग आणि उपकरणांच्या वापराच्या वेगवेगळ्या गरजा पूर्ण करता येतील. तसेच, लोहचुंबकत्व आणि क्षरण-प्रतिरोधकता यांसारख्या काही विशिष्ट पोलादांचे विशेष भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म साध्य करण्यासाठी देखील शमन प्रक्रियेचा वापर केला जाऊ शकतो.

जेव्हा पोलादी भागांना भौतिक अवस्थेत बदल होणाऱ्या शमन माध्यमात थंड केले जाते, तेव्हा थंड होण्याची प्रक्रिया सामान्यतः खालील तीन टप्प्यांमध्ये विभागली जाते: बाष्प थर टप्पा, उकळण्याचा टप्पा आणि संवहन टप्पा.

स्टीलची कठीणता
कठोरता आणि अधोगामीता हे दोन कार्यप्रदर्शन निर्देशक आहेत जे पोलादाच्या शमन प्रक्रियेतून जाण्याच्या क्षमतेचे वैशिष्ट्य दर्शवतात. ते सामग्रीची निवड आणि वापरासाठी देखील महत्त्वाचा आधार आहेत.

१. दृढीकरणक्षमता आणि दृढीकरणक्षमतेच्या संकल्पना

कठोरताक्षमता म्हणजे आदर्श परिस्थितीत शमन (quenching) आणि कठोरीकरण (hardening) केल्यावर पोलादाने गाठता येणारी सर्वोच्च कठोरता होय. पोलादाची कठोरताक्षमता ठरवणारा मुख्य घटक म्हणजे त्यातील कार्बनचे प्रमाण. अधिक अचूकपणे सांगायचे झाल्यास, हे ते कार्बनचे प्रमाण आहे जे शमन आणि तापवण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान ऑस्टेनाइटमध्ये विरघळते. कार्बनचे प्रमाण जितके जास्त, तितकी पोलादाची कठोरताक्षमता जास्त असते. पोलादातील मिश्रधातू घटकांचा कठोरताक्षमतेवर फारसा परिणाम होत नाही, परंतु त्यांचा पोलादाच्या कठोरताक्षमतेवर लक्षणीय परिणाम होतो.

कठोरताक्षमता म्हणजे विशिष्ट परिस्थितीत स्टीलच्या कठोरतेची खोली आणि कठोरतेचे वितरण निश्चित करणारी वैशिष्ट्ये. म्हणजेच, स्टीलला शमन (quenching) केल्यावर कठोर थराची खोली मिळवण्याची क्षमता. हा स्टीलचा एक अंगभूत गुणधर्म आहे. कठोरताक्षमता प्रत्यक्षात, स्टीलला शमन केल्यावर ऑस्टेनाइटचे मार्टेन्साइटमध्ये किती सहजतेने रूपांतर होते हे दर्शवते. हे मुख्यत्वे स्टीलच्या अतिशीत ऑस्टेनाइटच्या स्थिरतेशी किंवा स्टीलच्या क्रांतिकारक शमन शीतलन दराशी संबंधित आहे.

हे देखील लक्षात घेतले पाहिजे की, स्टीलची कठीणताक्षमता आणि विशिष्ट शमन (quenching) परिस्थितीत स्टीलच्या भागांची प्रभावी कठीणता खोली यांमध्ये फरक केला पाहिजे. स्टीलची कठीणताक्षमता हा स्टीलचाच एक अंगभूत गुणधर्म आहे. तो केवळ त्याच्या स्वतःच्या अंतर्गत घटकांवर अवलंबून असतो आणि त्याचा बाह्य घटकांशी काहीही संबंध नसतो. स्टीलची प्रभावी कठीणता खोली केवळ स्टीलच्या कठीणताक्षमतेवरच अवलंबून नसते, तर ती वापरलेल्या सामग्रीवरही अवलंबून असते. ती शीतकरण माध्यम आणि वर्कपीसचा आकार यांसारख्या बाह्य घटकांशी संबंधित असते. उदाहरणार्थ, समान ऑस्टेनायझिंग परिस्थितीत, त्याच स्टीलची कठीणताक्षमता समान असली तरी, जल शमनाची (water quenching) प्रभावी कठीणता खोली तेल शमनापेक्षा (oil quenching) जास्त असते आणि लहान भागांची प्रभावी कठीणता खोली तेल शमनापेक्षा जास्त असते. मोठ्या भागांची कठीणता खोली जास्त असते. याचा अर्थ असा नाही की जल शमनाची कठीणताक्षमता तेल शमनापेक्षा जास्त आहे. यावरून असे दिसून येते की, स्टीलच्या कठिनीकरणक्षमतेचे मूल्यांकन करण्यासाठी, वर्कपीसचा आकार, माप, शीतकरण माध्यम इत्यादी बाह्य घटकांचा प्रभाव दूर करणे आवश्यक आहे.

याव्यतिरिक्त, कठोरता आणि कठोरता या दोन वेगवेगळ्या संकल्पना असल्याने, शमन केल्यानंतर उच्च कठोरता असलेल्या स्टीलमध्ये उच्च कठोरता असेलच असे नाही; आणि कमी कठोरता असलेल्या स्टीलमध्ये देखील उच्च कठोरता असू शकते.

२. कठीण होण्याच्या क्षमतेवर परिणाम करणारे घटक

पोलादाची कठिनीकरणक्षमता ऑस्टेनाइटच्या स्थिरतेवर अवलंबून असते. कोणताही घटक जो अतिशीत ऑस्टेनाइटची स्थिरता सुधारू शकतो, C वक्र उजवीकडे सरकवू शकतो आणि त्यामुळे क्रांतिकारक शीतलन दर कमी करू शकतो, तो उच्च पोलादाची कठिनीकरणक्षमता सुधारू शकतो. ऑस्टेनाइटची स्थिरता मुख्यत्वे त्याच्या रासायनिक रचनेवर, कणांच्या आकारावर आणि रचनेच्या एकरूपतेवर अवलंबून असते, जे पोलादाची रासायनिक रचना आणि तापवण्याच्या परिस्थितीशी संबंधित आहेत.

३. दृढीकरणक्षमतेची मापन पद्धत

स्टीलची कठिनता मोजण्याच्या अनेक पद्धती आहेत, त्यापैकी सर्वात सामान्यपणे वापरल्या जाणाऱ्या पद्धती म्हणजे क्रिटिकल डायमीटर मापन पद्धत आणि एंड-हार्डनेबिलिटी चाचणी पद्धत.

(1) क्रांतिक व्यास मापन पद्धत

स्टीलला एका विशिष्ट माध्यमात शमन (quenching) केल्यानंतर, जेव्हा गाभ्याला संपूर्ण मार्टेन्साइट किंवा ५०% मार्टेन्साइट संरचना प्राप्त होते, तेव्हा त्या कमाल व्यासाला क्रांतिक व्यास (critical diameter) म्हणतात, जो Dc ने दर्शविला जातो. क्रांतिक व्यास मोजण्याच्या पद्धतीमध्ये, वेगवेगळ्या व्यासांच्या गोल सळ्यांची एक मालिका तयार केली जाते आणि शमन केल्यानंतर, प्रत्येक नमुना भागावर व्यासाच्या दिशेने वितरित केलेल्या कठीणतेच्या U वक्राचे मापन केले जाते. यातून मध्यभागी अर्ध-मार्टेन्साइट संरचना असलेली सळी शोधली जाते. गोल सळीचा तोच व्यास क्रांतिक व्यास असतो. क्रांतिक व्यास जितका मोठा असतो, तितकी स्टीलची कठीणता जास्त असते.

(2) अंतिम शमन चाचणी पद्धत

एंड-क्वेंचिंग चाचणी पद्धतीमध्ये प्रमाणित आकाराचा एंड-क्वेंच्ड नमुना (Ф25mm×100mm) वापरला जातो. ऑस्टेनायझेशननंतर, नमुन्याच्या एका टोकावर विशेष उपकरणाद्वारे पाणी फवारून त्याला थंड केले जाते. थंड झाल्यावर, पाण्याने थंड केलेल्या टोकापासून अक्षाच्या दिशेने कठीणता मोजली जाते. अंतर संबंध वक्रासाठी चाचणी पद्धत वापरली जाते. एंड-हार्डनिंग चाचणी पद्धत ही स्टीलची कठीणता निश्चित करण्याच्या पद्धतींपैकी एक आहे. सोपी कार्यपद्धती आणि विस्तृत उपयोग हे तिचे फायदे आहेत.

४. शमन ताण, विरूपण आणि तडे जाणे

(1) शमन प्रक्रियेदरम्यान कार्यवस्तूचा अंतर्गत ताण

जेव्हा वर्कपीसला शमन माध्यमात वेगाने थंड केले जाते, तेव्हा वर्कपीसचा एक विशिष्ट आकार आणि औष्णिक वाहकता गुणांकाचे एक विशिष्ट मूल्य असल्यामुळे, थंड होण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान वर्कपीसच्या आतील भागात एक विशिष्ट तापमान प्रवणता निर्माण होते. पृष्ठभागाचे तापमान कमी असते, गाभ्याचे तापमान जास्त असते आणि पृष्ठभाग व गाभ्याच्या तापमानात फरक असतो. वर्कपीसच्या थंड होण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान, दोन भौतिक घटना देखील घडतात: एक म्हणजे औष्णिक प्रसरण, ज्यामुळे तापमान कमी झाल्यावर वर्कपीसची लांबी कमी होते; आणि दुसरी म्हणजे जेव्हा तापमान मार्टेन्साइट रूपांतरण बिंदूपर्यंत कमी होते, तेव्हा ऑस्टेनाइटचे मार्टेन्साइटमध्ये रूपांतर होते, ज्यामुळे विशिष्ट आकारमान वाढते. थंड होण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान तापमानातील फरकामुळे, वर्कपीसच्या आडव्या छेदाच्या वेगवेगळ्या भागांमध्ये औष्णिक प्रसरणाचे प्रमाण वेगवेगळे असते आणि वर्कपीसच्या वेगवेगळ्या भागांमध्ये अंतर्गत ताण निर्माण होतो. वर्कपीसच्या आत तापमानातील फरक असल्यामुळे, असे काही भाग देखील असू शकतात जिथे तापमान मार्टेन्साइट होण्याच्या बिंदूपेक्षा वेगाने कमी होते. रूपांतरणामध्ये, आकारमान वाढते आणि उच्च तापमान असलेले भाग एका विशिष्ट बिंदूपेक्षा उंच राहतात व ऑस्टेनाइट अवस्थेत असतात. विशिष्ट आकारमानातील बदलांमधील फरकांमुळे या वेगवेगळ्या भागांमध्ये अंतर्गत ताण देखील निर्माण होतो. त्यामुळे, शमन आणि शीतलीकरण प्रक्रियेदरम्यान दोन प्रकारचे अंतर्गत ताण निर्माण होऊ शकतात: एक म्हणजे औष्णिक ताण; आणि दुसरा म्हणजे ऊतींचा ताण.

अंतर्गत ताणाच्या अस्तित्वाच्या कालावधीच्या वैशिष्ट्यांनुसार, त्याचे तात्कालिक ताण आणि अवशिष्ट ताण असे वर्गीकरण केले जाऊ शकते. थंड होण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान एका विशिष्ट क्षणी वर्कपीसमध्ये निर्माण होणाऱ्या अंतर्गत ताणाला तात्कालिक ताण म्हणतात; वर्कपीस थंड झाल्यावर, त्याच्या आत शिल्लक राहिलेल्या ताणाला अवशिष्ट ताण म्हणतात.

जेव्हा वर्कपीस गरम (किंवा थंड) केला जातो, तेव्हा त्याच्या वेगवेगळ्या भागांतील तापमानातील फरकामुळे होणाऱ्या विसंगत औष्णिक प्रसरणामुळे (किंवा शीत आकुंचनामुळे) निर्माण होणाऱ्या ताणाला औष्णिक ताण म्हणतात.

आता, थंड होण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान अंतर्गत ताणाच्या निर्मिती आणि बदलाचे नियम स्पष्ट करण्यासाठी एका भरीव दंडगोलाचे उदाहरण घेऊया. येथे फक्त अक्षीय ताणावर चर्चा केली आहे. थंड होण्याच्या सुरुवातीला, पृष्ठभाग लवकर थंड होत असल्यामुळे, तापमान कमी असते आणि तो खूप आकुंचन पावतो, तर गाभा थंड होत असल्यामुळे, तापमान जास्त असते आणि आकुंचन कमी होते. परिणामी, पृष्ठभाग आणि आतील भाग एकमेकांना रोखतात, ज्यामुळे पृष्ठभागावर ताण ताण निर्माण होतो, तर गाभा दाब ताणाखाली असतो. थंड होण्याची प्रक्रिया जसजशी पुढे जाते, तसतसा आतील आणि बाहेरील तापमानातील फरक वाढतो आणि त्यानुसार अंतर्गत ताणही वाढतो. जेव्हा ताण या तापमानातील परावर्तन शक्तीपेक्षा जास्त वाढतो, तेव्हा प्लॅस्टिक विरूपण होते. गाभ्याची जाडी पृष्ठभागापेक्षा जास्त असल्यामुळे, गाभा नेहमी प्रथम अक्षीय दिशेने आकुंचन पावतो. प्लॅस्टिक विरूपणाच्या परिणामी, अंतर्गत ताण वाढणे थांबते. ठराविक कालावधीनंतर थंड झाल्यावर, पृष्ठभागाच्या तापमानातील घट हळूहळू कमी होते आणि त्याचे आकुंचनही हळूहळू कमी होते. या वेळी, गाभा अजूनही आकुंचन पावत असतो, त्यामुळे पृष्ठभागावरील ताणतणाव आणि गाभ्यावरील संपीडनतणाव हळूहळू कमी होत जाऊन नाहीसे होतात. तथापि, जसजसे शीतलीकरण सुरू राहते, तसतशी पृष्ठभागावरील आर्द्रता अधिकाधिक कमी होते आणि आकुंचनाचे प्रमाणही कमी होत जाते किंवा ते थांबतेच. गाभ्यामधील तापमान अजूनही जास्त असल्यामुळे, ते आकुंचन पावत राहते आणि अखेरीस वस्तूच्या पृष्ठभागावर संपीडनतणाव निर्माण होतो, तर गाभ्यामध्ये ताणतणाव असतो. तथापि, तापमान कमी असल्यामुळे, प्लॅस्टिक विरूपण सहजासहजी होत नाही, त्यामुळे शीतलीकरण जसजसे पुढे जाते तसतसा हा ताण वाढत जातो. तो सतत वाढत राहतो आणि अखेरीस अवशिष्ट ताण म्हणून वस्तूच्या आत शिल्लक राहतो.

हे दिसून येते की थंड होण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान निर्माण होणाऱ्या औष्णिक ताणामुळे सुरुवातीला पृष्ठभागाचा थर ताणला जातो आणि गाभा संकुचित होतो, आणि उर्वरित अवशिष्ट ताणामुळे पृष्ठभागाचा थर संकुचित होतो आणि गाभा ताणला जातो.

थोडक्यात सांगायचे झाल्यास, शमन शीतलीकरणादरम्यान निर्माण होणारा औष्णिक ताण हा शीतलीकरण प्रक्रियेदरम्यानच्या आडव्या छेदातील तापमानाच्या फरकामुळे होतो. शीतलीकरणाचा दर जितका जास्त असेल आणि आडव्या छेदातील तापमानाचा फरक जितका जास्त असेल, तितका जास्त औष्णिक ताण निर्माण होतो. समान शीतलक माध्यमाच्या परिस्थितीत, वर्कपीसचे तापवण्याचे तापमान जितके जास्त असेल, त्याचा आकार जितका मोठा असेल, स्टीलची औष्णिक वाहकता जितकी कमी असेल, वर्कपीसमधील तापमानाचा फरक जितका जास्त असेल, तितका औष्णिक ताण जास्त असतो. जर वर्कपीस उच्च तापमानात असमानपणे थंड झाला, तर तो विकृत आणि विरूपित होईल. जर वर्कपीसच्या शीतलीकरण प्रक्रियेदरम्यान निर्माण होणारा तात्कालिक ताण हा पदार्थाच्या ताणशक्तीपेक्षा जास्त असेल, तर शमन तडे (quenching cracks) पडतील.

फेज ट्रान्सफॉर्मेशन स्ट्रेस म्हणजे उष्णता उपचार प्रक्रियेदरम्यान वर्कपीसच्या विविध भागांमध्ये फेज ट्रान्सफॉर्मेशनच्या वेगवेगळ्या वेळेमुळे निर्माण होणारा ताण, ज्याला टिश्यू स्ट्रेस असेही म्हणतात.

शमन आणि जलद शीतलीकरणादरम्यान, जेव्हा पृष्ठभागाचा थर Ms बिंदूपर्यंत थंड होतो, तेव्हा मार्टेन्सिटिक रूपांतरण होते आणि त्यामुळे आकारमान वाढते. तथापि, अद्याप रूपांतरित न झालेल्या गाभ्याच्या अडथळ्यामुळे, पृष्ठभागाच्या थरावर संपीडन ताण निर्माण होतो, तर गाभ्यावर ताण ताण असतो. जेव्हा ताण पुरेसा मोठा असतो, तेव्हा त्यामुळे विरूपण होते. जेव्हा गाभा Ms बिंदूपर्यंत थंड होतो, तेव्हा त्याचेही मार्टेन्सिटिक रूपांतरण होते आणि आकारमान वाढते. तथापि, कमी लवचिकता आणि उच्च शक्ती असलेल्या रूपांतरित पृष्ठभागाच्या थराच्या मर्यादांमुळे, त्याचा अंतिम अवशिष्ट ताण पृष्ठताणाच्या स्वरूपात असतो आणि गाभा दाबाखाली असतो. यावरून असे दिसून येते की, प्रावस्था रूपांतरण ताणाचा बदल आणि अंतिम अवस्था ही औष्णिक ताणाच्या अगदी विरुद्ध असते. शिवाय, प्रावस्था बदल ताण कमी तापमानात आणि कमी लवचिकतेसह उद्भवत असल्याने, यावेळी विरूपण होणे कठीण असते, त्यामुळे प्रावस्था बदल ताणामुळे वस्तूमध्ये तडे जाण्याची शक्यता अधिक असते.

प्रावस्था रूपांतरण ताणाच्या तीव्रतेवर परिणाम करणारे अनेक घटक आहेत. मार्टेन्साइट रूपांतरण तापमान श्रेणीमध्ये स्टीलचा थंड होण्याचा दर जितका जास्त असतो, स्टीलच्या तुकड्याचा आकार जितका मोठा असतो, स्टीलची औष्णिक वाहकता जितकी कमी असते, मार्टेन्साइटचे विशिष्ट आकारमान जितके जास्त असते, तितका प्रावस्था रूपांतरण ताण अधिक वाढतो. याव्यतिरिक्त, प्रावस्था रूपांतरण ताण हा स्टीलच्या रचनेशी आणि स्टीलच्या कठीणताक्षमतेशी देखील संबंधित असतो. उदाहरणार्थ, उच्च कार्बन उच्च मिश्रधातू स्टील त्याच्या उच्च कार्बन प्रमाणामुळे मार्टेन्साइटचे विशिष्ट आकारमान वाढवते, ज्यामुळे स्टीलचा प्रावस्था रूपांतरण ताण वाढला पाहिजे. तथापि, कार्बनचे प्रमाण वाढल्याने, Ms बिंदू कमी होतो आणि शमन (quenching) केल्यानंतर मोठ्या प्रमाणात ऑस्टेनाइट शिल्लक राहते. त्याचा आकारमान विस्तार कमी होतो आणि अवशिष्ट ताण कमी असतो.

(2) शमन प्रक्रियेदरम्यान कार्यवस्तूचे विरूपण

शमन प्रक्रियेदरम्यान, कार्यवस्तूमध्ये दोन मुख्य प्रकारचे विरूपण होते: एक म्हणजे कार्यवस्तूच्या भौमितिक आकारात होणारा बदल, जो आकार आणि स्वरूपातील बदलांच्या रूपात दिसून येतो, ज्याला अनेकदा वार्पिंग विरूपण म्हणतात आणि तो शमन ताणामुळे होतो; दुसरे म्हणजे आकारमान विरूपण, जे कार्यवस्तूच्या आकारमानाच्या प्रमाणात होणाऱ्या विस्तार किंवा आकुंचनाच्या रूपात दिसून येते आणि ते अवस्था बदलादरम्यान विशिष्ट आकारमानात होणाऱ्या बदलामुळे होते.

वाष्प विकृतीमध्ये आकार विकृती आणि पीळ विकृती यांचाही समावेश होतो. पीळ विकृती मुख्यत्वेकरून तापवताना भट्टीमध्ये वर्कपीसची अयोग्य मांडणी, किंवा शमन करण्यापूर्वी (quenching) विकृती सुधारल्यानंतर आकार देण्याची प्रक्रिया न करणे, किंवा वर्कपीस थंड होत असताना त्याच्या विविध भागांचे असमान शीतन होणे, यांमुळे होते. विशिष्ट परिस्थितींसाठी या विकृतीचे विश्लेषण करून त्यावर उपाययोजना केली जाऊ शकते. पुढे मुख्यत्वेकरून आकारमान विकृती आणि आकार विकृती यांवर चर्चा केली आहे.

१) शमन विरूपणाची कारणे आणि त्याचे बदलणारे नियम

संरचनात्मक परिवर्तनामुळे होणारे आकारमानातील विरूपण. शमन करण्यापूर्वी वर्कपीसची संरचनात्मक अवस्था सामान्यतः पर्लाइट असते, म्हणजेच फेराइट आणि सिमेंटाइटची मिश्र संरचना, आणि शमन केल्यानंतर ती मार्टेन्सिटिक संरचना बनते. या ऊतकांच्या वेगवेगळ्या विशिष्ट आकारमानामुळे शमन करण्यापूर्वी आणि नंतर आकारमानात बदल होतो, ज्यामुळे विरूपण होते. तथापि, या विरूपणामुळे वर्कपीस केवळ प्रमाणात प्रसरण आणि आकुंचन पावतो, त्यामुळे वर्कपीसचा आकार बदलत नाही.

याव्यतिरिक्त, उष्णता उपचारांनंतर संरचनेत मार्टेन्साइटचे प्रमाण जितके जास्त असेल, किंवा मार्टेन्साइटमधील कार्बनचे प्रमाण जितके जास्त असेल, तितका त्याचा आकारमान विस्तार जास्त होतो, आणि टिकून राहिलेल्या ऑस्टेनाइटचे प्रमाण जितके जास्त असेल, तितका आकारमान विस्तार कमी होतो. त्यामुळे, उष्णता उपचारादरम्यान मार्टेन्साइट आणि अवशिष्ट मार्टेन्साइटचे सापेक्ष प्रमाण नियंत्रित करून आकारमानातील बदल नियंत्रित केला जाऊ शकतो. जर योग्यरित्या नियंत्रण ठेवले, तर आकारमान वाढणारही नाही आणि कमीही होणार नाही.

औष्णिक ताणामुळे होणारे आकारातील विरूपण हे उच्च तापमानाच्या भागांमध्ये घडते, जिथे पोलादी भागांची यिल्ड स्ट्रेंथ (yield strength) कमी असते, प्लॅस्टिसिटी (plasticity) जास्त असते, पृष्ठभाग लवकर थंड होतो आणि वर्कपीसच्या आत व बाहेरच्या तापमानातील फरक सर्वाधिक असतो. यावेळी, तात्कालिक औष्णिक ताण हा पृष्ठभागावरील ताण ताण (tensile stress) आणि गाभ्यातील संपीडन ताण (compressive stress) असतो. यावेळी गाभ्याचे तापमान जास्त असल्यामुळे, यिल्ड स्ट्रेंथ पृष्ठभागापेक्षा खूपच कमी असते, त्यामुळे ते बहु-दिशात्मक संपीडन ताणाच्या प्रभावाखाली विरूपणाच्या रूपात प्रकट होते, म्हणजेच, घनाकृती वस्तू गोलाकार होते. याचा परिणाम असा होतो की, मोठा भाग आकुंचन पावतो, तर लहान भाग प्रसरण पावतो. उदाहरणार्थ, एक लांब दंडगोल लांबीच्या दिशेने लहान होतो आणि व्यासाच्या दिशेने प्रसरण पावतो.

ऊतींच्या ताणामुळे होणारे आकारातील विरूपण हे ऊतींचा ताण सर्वाधिक असतानाच्या सुरुवातीच्या क्षणी देखील घडते. यावेळी, आडव्या छेदाच्या तापमानातील फरक मोठा असतो, गाभ्याचे तापमान जास्त असते, तो अजूनही ऑस्टेनाइट अवस्थेत असतो, त्याची लवचिकता चांगली असते आणि उत्पन्न शक्ती कमी असते. तात्कालिक ऊतींचा ताण हा पृष्ठभागावरील संपीडन ताण आणि गाभ्यावरील ताण ताण असतो. त्यामुळे, बहु-दिशात्मक ताण ताणाच्या क्रियेखाली गाभ्याच्या लांबीत वाढ म्हणून हे विरूपण दिसून येते. याचा परिणाम असा होतो की, ऊतींच्या ताणाच्या क्रियेखाली, वस्तूची मोठी बाजू लांबते, तर लहान बाजू आखूड होते. उदाहरणार्थ, एका लांब दंडगोलामध्ये ऊतींच्या ताणामुळे होणारे विरूपण म्हणजे लांबीत वाढ आणि व्यासात घट होय.

तक्ता ५.३ मध्ये विविध ठराविक पोलादी भागांचे शमन विरूपणाचे नियम दाखवले आहेत.

२) शमन विरूपणावर परिणाम करणारे घटक

शमन विरूपणावर परिणाम करणारे घटक प्रामुख्याने स्टीलची रासायनिक रचना, मूळ संरचना, भागांची भूमिती आणि उष्णता उपचार प्रक्रिया हे आहेत.

३) भेगा विझवणे

भागांमधील तडे प्रामुख्याने शमन आणि शीतलीकरणाच्या अंतिम टप्प्यात, म्हणजेच मार्टेन्सिटिक रूपांतरण मूलतः पूर्ण झाल्यावर किंवा पूर्णपणे थंड झाल्यावर, पडतात. भागांमधील ताणतणाव पोलादाच्या भंग शक्तीपेक्षा जास्त झाल्यामुळे ठिसूळ अपयश येते. तडे सहसा कमाल ताणतणावाच्या दिशेला लंब असतात, त्यामुळे भागांमधील तड्यांची विविध रूपे प्रामुख्याने ताण वितरणाच्या स्थितीवर अवलंबून असतात.

शमन भेगांचे सामान्य प्रकार: अनुदैर्ध्य (अक्षीय) भेगा प्रामुख्याने तेव्हा निर्माण होतात जेव्हा स्पर्शरेखीय ताणतणाव पदार्थाच्या भंग शक्तीपेक्षा जास्त होतो; आडव्या भेगा तेव्हा तयार होतात जेव्हा भागाच्या आतील पृष्ठभागावर तयार झालेला मोठा अक्षीय ताणतणाव पदार्थाच्या भंग शक्तीपेक्षा जास्त होतो; पृष्ठभागावरील द्विमितीय ताणतणावाच्या प्रभावाखाली जाळीदार भेगा तयार होतात; आणि अतिशय पातळ कठीण झालेल्या थरात पापुद्र्यासारख्या भेगा तेव्हा पडू शकतात, जेव्हा ताणात तीव्र बदल होतो आणि त्रिज्यीय दिशेने अत्याधिक ताणतणाव कार्य करतो.

अनुदैर्ध्य भेगांना अक्षीय भेगा असेही म्हणतात. भागाच्या पृष्ठभागाजवळ सर्वाधिक ताणतणावाच्या ठिकाणी भेगा पडतात आणि केंद्राकडे त्यांची एक विशिष्ट खोली असते. भेगांची दिशा सामान्यतः अक्षाला समांतर असते, परंतु जेव्हा भागामध्ये ताण एकवटलेला असतो किंवा अंतर्गत संरचनात्मक दोष असतात तेव्हा ही दिशा बदलू शकते.

वर्कपीस पूर्णपणे शमन (quench) झाल्यावर, अनुदैर्ध्य तडे (longitudinal cracks) पडण्याची शक्यता असते. हे शमन केलेल्या वर्कपीसच्या पृष्ठभागावरील मोठ्या स्पर्शरेखीय ताणतणावाशी (tangential tensile stress) संबंधित आहे. स्टीलमध्ये कार्बनचे प्रमाण वाढल्यास, अनुदैर्ध्य तडे पडण्याची प्रवृत्ती वाढते. कमी कार्बन स्टीलमध्ये मार्टेन्साइटचे (martensite) विशिष्ट आकारमान कमी असते आणि तीव्र औष्णिक ताण (thermal stress) असतो. पृष्ठभागावर मोठा अवशिष्ट संकुचित ताण (residual compressive stress) असतो, त्यामुळे ते सहजपणे शमन होत नाही. कार्बनचे प्रमाण वाढल्यास, पृष्ठभागावरील संकुचित ताण कमी होतो आणि संरचनात्मक ताण वाढतो. त्याच वेळी, कमाल ताणतणाव (peak tensile stress) पृष्ठभागाच्या थराकडे सरकतो. त्यामुळे, जास्त कार्बन स्टीलमध्ये अतिउष्णता दिल्यास अनुदैर्ध्य शमन तडे (longitudinal quenching cracks) पडण्याची शक्यता असते.

भागांच्या आकाराचा अवशिष्ट ताणाच्या आकारावर आणि वितरणावर थेट परिणाम होतो आणि त्याची शमन-तडे जाण्याची प्रवृत्ती देखील भिन्न असते. धोकादायक छेद-आकाराच्या मर्यादेत शमन केल्याने अनुदैर्ध्य तडे देखील सहजपणे तयार होतात. याव्यतिरिक्त, स्टीलच्या कच्च्या मालाच्या अडथळ्यामुळे अनेकदा अनुदैर्ध्य तडे पडतात. बहुतेक स्टीलचे भाग रोलिंगद्वारे बनवले जात असल्याने, स्टीलमधील गैर-सोनेरी समावेश, कार्बाइड इत्यादी विकृतीच्या दिशेने वितरित होतात, ज्यामुळे स्टील विषमदिश बनते. उदाहरणार्थ, जर टूल स्टीलमध्ये पट्ट्यासारखी रचना असेल, तर शमन केल्यानंतर त्याची आडवी फ्रॅक्चर शक्ती अनुदैर्ध्य फ्रॅक्चर शक्तीपेक्षा ३०% ते ५०% कमी असते. जर स्टीलमध्ये गैर-सोनेरी समावेशासारखे ताण एकाग्रता निर्माण करणारे घटक असतील, तर स्पर्शरेखीय ताण अक्षीय ताणापेक्षा जास्त असला तरीही, कमी ताणाच्या परिस्थितीत अनुदैर्ध्य तडे सहजपणे तयार होतात. या कारणास्तव, स्टीलमधील गैर-धातू समावेश आणि साखरेच्या पातळीवर कठोर नियंत्रण ठेवणे हे शमन-तडे टाळण्यासाठी एक महत्त्वाचा घटक आहे.

आडव्या आणि कमानीच्या आकाराच्या भेगांच्या अंतर्गत ताण वितरणाची वैशिष्ट्ये अशी आहेत: पृष्ठभागावर संपीडन ताण असतो. पृष्ठभागापासून काही अंतरावर गेल्यावर, या संपीडन ताणाचे मोठ्या ताण ताणात रूपांतर होते. ताण ताणाच्या क्षेत्रात भेग पडते, आणि नंतर जेव्हा अंतर्गत ताण भागाच्या पृष्ठभागावर पसरतो, तेव्हाच त्याचे पुनर्वितरण होते किंवा पोलादाचा ठिसूळपणा आणखी वाढतो.

रोलर्स, टर्बाइन रोटर्स किंवा इतर शाफ्टच्या भागांसारख्या मोठ्या शाफ्टच्या भागांमध्ये अनेकदा आडव्या भेगा (ट्रान्सव्हर्स क्रॅक्स) आढळतात. या भेगांचे वैशिष्ट्य म्हणजे त्या अक्षाच्या दिशेला लंब असतात आणि आतून बाहेरच्या दिशेने तुटतात. त्या अनेकदा कठीण होण्यापूर्वीच तयार होतात आणि औष्णिक ताणामुळे (थर्मल स्ट्रेस) होतात. मोठ्या फोर्जिंगमध्ये अनेकदा छिद्रे (पोअर्स), अंतर्भाव (इन्क्लूजन्स), फोर्जिंग क्रॅक्स आणि पांढरे ठिपके (व्हाइट स्पॉट्स) यांसारखे धातुशास्त्रीय दोष असतात. हे दोष अक्षीय ताणतणावाच्या (ॲक्सिअल टेन्साइल स्ट्रेस) प्रभावाखाली फ्रॅक्चर आणि तुटण्याची सुरुवात करतात. कमानीच्या आकाराच्या भेगा (आर्क क्रॅक्स) औष्णिक ताणतणावामुळे होतात आणि सामान्यतः ज्या ठिकाणी भागाचा आकार बदलतो, त्या ठिकाणी त्या कमानीच्या आकारात पसरलेल्या असतात. त्या प्रामुख्याने वर्कपीसच्या आत किंवा तीक्ष्ण कडा, खाचा आणि छिद्रांजवळ आढळतात आणि कमानीच्या आकारात पसरलेल्या असतात. जेव्हा ८० ते १०० मिमी किंवा त्याहून अधिक व्यास किंवा जाडी असलेल्या उच्च-कार्बन स्टीलच्या भागांना शमन (क्वेंचिंग) केले जात नाही, तेव्हा पृष्ठभागावर संपीडन ताण (कॉम्प्रेसिव्ह स्ट्रेस) आणि केंद्रामध्ये ताणतणाव (टेन्साइल स्ट्रेस) दिसून येतो. ताण, सर्वाधिक ताणतणाव कठीण झालेल्या थरापासून न-कठीण झालेल्या थरापर्यंतच्या संक्रमण क्षेत्रात निर्माण होतो आणि या भागांमध्ये आर्क क्रॅक (चापाच्या आकाराचे तडे) पडतात. याव्यतिरिक्त, तीक्ष्ण कडा आणि कोपऱ्यांवर थंड होण्याचा दर जलद असतो आणि त्या सर्वांचे शमन (quenching) केले जाते. जेव्हा सौम्य भागांकडे, म्हणजेच न-कठीण झालेल्या भागाकडे संक्रमण होते, तेव्हा सर्वाधिक ताणतणावाचे क्षेत्र येथे दिसून येते, त्यामुळे आर्क क्रॅक पडण्याची शक्यता असते. वर्कपीसच्या पिन होल, ग्रूव्ह किंवा सेंटर होलजवळ थंड होण्याचा दर मंद असतो, संबंधित कठीण झालेला थर पातळ असतो आणि कठीण झालेल्या संक्रमण क्षेत्राजवळील ताणतणावामुळे सहजपणे आर्क क्रॅक पडू शकतात.

जाळीदार भेगा, ज्यांना पृष्ठभागावरील भेगा असेही म्हणतात, ह्या पृष्ठभागावरच असतात. भेगेची खोली कमी असते, साधारणपणे ०.०१ ते १.५ मिमी. ह्या प्रकारच्या भेगेचे मुख्य वैशिष्ट्य म्हणजे भेगेची दिशा ही भागाच्या आकाराशी संबंधित नसते. अनेक भेगा एकमेकांना जोडून एक जाळे तयार करतात आणि त्या मोठ्या प्रमाणावर पसरलेल्या असतात. जेव्हा भेगेची खोली जास्त असते, जसे की १ मिमी पेक्षा जास्त, तेव्हा जाळ्याचे वैशिष्ट्य नाहीसे होते आणि भेगा यादृच्छिकपणे विखुरलेल्या किंवा रेखांशाच्या दिशेने पसरलेल्या होतात. जाळीदार भेगा पृष्ठभागावरील द्विमितीय ताणतणावाच्या स्थितीशी संबंधित असतात.

पृष्ठभागावर डीकार्ब्युराइज्ड थर असलेल्या उच्च कार्बन किंवा कार्ब्युराइज्ड स्टीलच्या भागांमध्ये क्वेंचिंग दरम्यान नेटवर्क क्रॅक (जाळीदार तडे) तयार होण्याची शक्यता असते. याचे कारण असे की, मार्टेन्साइटच्या आतील थराच्या तुलनेत पृष्ठभागाच्या थरात कार्बनचे प्रमाण कमी आणि विशिष्ट आकारमान लहान असते. क्वेंचिंग दरम्यान, कार्बाइडच्या पृष्ठभागाच्या थरावर ताणतणाव येतो. ज्या भागांचा डीफॉस्फरायझेशन थर यांत्रिक प्रक्रियेदरम्यान पूर्णपणे काढला गेला नाही, त्या भागांमध्ये देखील उच्च-फ्रिक्वेन्सी किंवा फ्लेम सरफेस क्वेंचिंग दरम्यान नेटवर्क क्रॅक तयार होतात. असे तडे टाळण्यासाठी, भागांच्या पृष्ठभागाच्या गुणवत्तेवर काटेकोरपणे नियंत्रण ठेवले पाहिजे आणि उष्णता उपचारादरम्यान ऑक्सिडेशन वेल्डिंग टाळले पाहिजे. याव्यतिरिक्त, फोर्जिंग डाय काही काळ वापरल्यानंतर, पोकळीमध्ये पट्ट्या किंवा जाळ्यांच्या स्वरूपात दिसणारे थर्मल फटीग क्रॅक आणि क्वेंच केलेल्या भागांच्या ग्राइंडिंग प्रक्रियेतील तडे, हे सर्व याच प्रकारात मोडतात.

पृष्ठभागाच्या थरातील अत्यंत अरुंद भागात पापुद्रा निघण्याच्या भेगा पडतात. अक्षीय आणि स्पर्शरेषीय दिशांमध्ये संपीडन ताण कार्य करतो, आणि त्रिज्यीय दिशेत ताण ताण निर्माण होतो. या भेगा भागाच्या पृष्ठभागाला समांतर असतात. पृष्ठभागीय शमन (quenching) आणि कार्बनीकरण (carburizing) केलेले भाग थंड झाल्यावर कठीण झालेला थर निघून जाणे, हे अशाच प्रकारच्या भेगांमध्ये मोडते. याचे घडणे कठीण झालेल्या थरातील असमान रचनेशी संबंधित आहे. उदाहरणार्थ, मिश्रधातू कार्बनीकृत पोलाद एका विशिष्ट गतीने थंड झाल्यावर, कार्बनीकृत थरातील रचना अशी असते: बाह्य थर अत्यंत सूक्ष्म पर्लाइट + कार्बाइडचा, आणि उपथर मार्टेन्साइट + अवशिष्ट ऑस्टेनाइटचा, तर आंतरिक थर सूक्ष्म पर्लाइट किंवा अत्यंत सूक्ष्म पर्लाइट रचनेचा असतो. उप-स्तरातील मार्टेन्साइटचे निर्मिती विशिष्ट आकारमान सर्वात मोठे असल्यामुळे, आकारमान विस्ताराचा परिणाम असा होतो की पृष्ठभागाच्या थरावर अक्षीय आणि स्पर्शरेषीय दिशांमध्ये संपीडन ताण कार्य करतो, त्रिज्यीय दिशेत ताण ताण निर्माण होतो, आणि आतल्या बाजूला ताणात बदल होऊन तो संपीडन ताणाच्या स्थितीत जातो, आणि जिथे ताणात तीव्र बदल होतो अशा अत्यंत पातळ भागांमध्ये पापुद्रे निघणाऱ्या भेगा पडतात. सामान्यतः, भेगा पृष्ठभागाला समांतर आतल्या बाजूला दडलेल्या असतात, आणि गंभीर प्रकरणांमध्ये पृष्ठभागाचा पापुद्रा निघू शकतो. जर कार्ब्युराइज्ड भागांचा थंड होण्याचा दर वाढवला किंवा कमी केला, तर कार्ब्युराइज्ड थरात एकसमान मार्टेन्साइट संरचना किंवा अतिसूक्ष्म पर्लाइट संरचना मिळवता येते, ज्यामुळे अशा भेगा पडणे टाळता येते. याव्यतिरिक्त, उच्च-वारंवारता किंवा ज्योत पृष्ठभाग शमन (फ्लेम सरफेस क्वेंचिंग) दरम्यान, पृष्ठभाग अनेकदा जास्त गरम होतो आणि कठीण झालेल्या थरातील संरचनात्मक असमानतेमुळे अशा पृष्ठभागावरील भेगा सहजपणे तयार होऊ शकतात.

सूक्ष्म तडे हे वर उल्लेखलेल्या चार तड्यांपेक्षा वेगळे आहेत, कारण ते सूक्ष्म ताणामुळे निर्माण होतात. उच्च-कार्बन टूल स्टील किंवा कार्बनीकृत वर्कपीसचे शमन (quenching), अतितापन (overheating) आणि ग्राइंडिंग केल्यानंतर दिसणारे आंतरकणीय तडे, तसेच शमन केलेल्या भागांचे वेळेवर टेम्परिंग न केल्यामुळे पडणारे तडे, हे सर्व स्टीलमधील सूक्ष्म तड्यांच्या अस्तित्वाशी आणि त्यानंतर होणाऱ्या विस्ताराशी संबंधित आहेत.

सूक्ष्म भेगांची सूक्ष्मदर्शकाखाली तपासणी करणे आवश्यक आहे. त्या सामान्यतः मूळ ऑस्टेनाइटच्या कणांच्या सीमांवर किंवा मार्टेन्साइटच्या थरांच्या जोडणीच्या ठिकाणी आढळतात. काही भेगा मार्टेन्साइटच्या थरांना भेदून जातात. संशोधनातून असे दिसून आले आहे की, पातळ पापुद्र्यांच्या जुळ्या मार्टेन्साइटमध्ये सूक्ष्म भेगा अधिक सामान्यपणे आढळतात. याचे कारण असे आहे की, पातळ पापुद्र्यांचे मार्टेन्साइट उच्च वेगाने वाढत असताना एकमेकांवर आदळते आणि त्यामुळे उच्च ताण निर्माण होतो. तथापि, जुळे मार्टेन्साइट स्वतः ठिसूळ असते आणि ते प्लॅस्टिक विरूपणाद्वारे ताण कमी करू शकत नाही, त्यामुळे त्यात सहजपणे सूक्ष्म भेगा पडतात. ऑस्टेनाइटचे कण जाडसर असल्यामुळे सूक्ष्म भेगा पडण्याची शक्यता वाढते. स्टीलमध्ये सूक्ष्म भेगांच्या उपस्थितीमुळे शमन केलेल्या भागांची ताकद आणि लवचिकता लक्षणीयरीत्या कमी होते, ज्यामुळे भागांचे लवकर नुकसान (भंग) होते.

उच्च-कार्बन स्टीलच्या भागांमधील सूक्ष्म भेगा टाळण्यासाठी, कमी तापमानात क्वेंचिंग करणे, सूक्ष्म मार्टेन्साइट संरचना मिळवणे आणि मार्टेन्साइटमधील कार्बनचे प्रमाण कमी करणे यांसारख्या उपाययोजना अवलंबल्या जाऊ शकतात. याव्यतिरिक्त, क्वेंचिंगनंतर वेळेवर टेम्परिंग करणे ही अंतर्गत ताण कमी करण्याची एक प्रभावी पद्धत आहे. चाचण्यांनी हे सिद्ध केले आहे की, २००°C पेक्षा जास्त तापमानात पुरेसे टेम्परिंग केल्यानंतर, भेगांवर तयार झालेले कार्बाइड्स भेगांना 'वेल्डिंग' करण्याचा परिणाम साधतात, ज्यामुळे सूक्ष्म भेगांचा धोका लक्षणीयरीत्या कमी होऊ शकतो.

वरील विवेचन हे भेगांच्या वितरण पद्धतीच्या आधारावर भेगांची कारणे आणि प्रतिबंधात्मक उपायांवर आधारित आहे. प्रत्यक्ष उत्पादनात, स्टीलची गुणवत्ता, भागाचा आकार आणि उष्ण व शीत प्रक्रिया तंत्रज्ञान यांसारख्या घटकांमुळे भेगांचे वितरण बदलते. कधीकधी उष्णता उपचारापूर्वीच भेगा अस्तित्वात असतात आणि शमन प्रक्रियेदरम्यान त्या आणखी विस्तारतात; तर कधीकधी एकाच भागावर एकाच वेळी अनेक प्रकारच्या भेगा दिसू शकतात. अशा परिस्थितीत, भेगेची आकारिक वैशिष्ट्ये, भेगेच्या पृष्ठभागाचे स्थूल विश्लेषण, धातुरचनाशास्त्रीय तपासणी आणि आवश्यक असल्यास रासायनिक विश्लेषण व इतर पद्धतींच्या आधारे, सामग्रीची गुणवत्ता, संघटनात्मक रचना ते उष्णता उपचाराच्या ताणाची कारणे यांपर्यंतचे सर्वसमावेशक विश्लेषण करून भेगेची मुख्य कारणे शोधून प्रभावी प्रतिबंधात्मक उपाय निश्चित केले पाहिजेत.

भेगांच्या कारणांचे विश्लेषण करण्यासाठी भेगांचे भंग विश्लेषण ही एक महत्त्वाची पद्धत आहे. कोणत्याही भंगाला भेगा पडण्यासाठी एक आरंभबिंदू असतो. शमन भेगा सामान्यतः त्रिज्यीय भेगांच्या संगम बिंदूपासून सुरू होतात.

जर भेगेचे मूळ भागाच्या पृष्ठभागावर असेल, तर याचा अर्थ असा होतो की ती भेग पृष्ठभागावरील अत्यधिक ताणामुळे निर्माण झाली आहे. जर पृष्ठभागावर अंतर्भावासारखे संरचनात्मक दोष नसतील, परंतु चाकूच्या तीव्र खुणा, ऑक्साईडचा थर, पोलादी भागांचे टोकदार कोपरे किंवा संरचनात्मक बदल झालेले भाग यांसारखे ताण एकाग्र करणारे घटक असतील, तर भेगा पडू शकतात.

जर भेगेचे मूळ भागाच्या आत असेल, तर ते पदार्थातील दोषांशी किंवा अत्यधिक अंतर्गत अवशिष्ट ताणतणावाशी संबंधित असते. सामान्य क्वेंचिंगमध्ये तुटलेला पृष्ठभाग राखाडी आणि गुळगुळीत असतो. जर तुटलेला पृष्ठभाग गडद राखाडी आणि खडबडीत असेल, तर ते अतिउष्णतेमुळे किंवा मूळ थर जाड असल्यामुळे होते.

सर्वसाधारणपणे, क्वेंचिंग क्रॅकच्या काचेच्या भागावर ऑक्सिडेशनचा रंग नसावा आणि क्रॅकच्या सभोवताली डीकार्ब्युरायझेशन नसावे. जर क्रॅकच्या सभोवताली डीकार्ब्युरायझेशन असेल किंवा क्रॅकच्या भागावर ऑक्सिडाइज्ड रंग असेल, तर हे सूचित करते की क्वेंचिंग करण्यापूर्वीच त्या भागाला तडे गेले होते आणि उष्णता उपचाराच्या ताणामुळे मूळ तडे विस्तारतील. जर भागाच्या तड्यांजवळ विभक्त कार्बाइड्स आणि इनक्लुझन्स दिसले, तर याचा अर्थ असा होतो की हे तडे कच्च्या मालातील कार्बाइड्सच्या तीव्र विभक्ततेशी किंवा इनक्लुझन्सच्या उपस्थितीशी संबंधित आहेत. जर वरील घटनांशिवाय केवळ भागाच्या तीक्ष्ण कोपऱ्यांवर किंवा आकार बदललेल्या भागांवर तडे दिसत असतील, तर याचा अर्थ असा होतो की हा तडा भागाच्या अयोग्य संरचनात्मक रचनेमुळे, तडे टाळण्यासाठी अयोग्य उपाययोजनांमुळे किंवा अत्याधिक उष्णता उपचाराच्या ताणामुळे झाला आहे.

याव्यतिरिक्त, रासायनिक उष्णता उपचार आणि पृष्ठभागीय शमन केलेल्या भागांमधील तडे बहुतेकदा कठीण झालेल्या थराजवळ दिसतात. कठीण झालेल्या थराची रचना सुधारणे आणि उष्णता उपचाराचा ताण कमी करणे हे पृष्ठभागावरील तडे टाळण्यासाठी महत्त्वाचे उपाय आहेत.