शमन (क्वेंचिंग), ज्याला कठिनीकरण असेही म्हणतात, ही पोलाद (किंवा इतर मिश्रधातू) अतिशय वेगाने गरम करून थंड करण्याची प्रक्रिया आहे, ज्यामुळे पृष्ठभागावर किंवा संपूर्ण पदार्थाच्या कठिणतेत लक्षणीय वाढ होते. व्हॅक्यूम क्वेंचिंगच्या बाबतीत, ही प्रक्रिया व्हॅक्यूम फर्नेसमध्ये केली जाते, जिथे १,३००°C पर्यंत तापमान गाठले जाऊ शकते. शमनाच्या पद्धती प्रक्रिया केल्या जाणाऱ्या पदार्थानुसार भिन्न असतात, परंतु नायट्रोजन वापरून केले जाणारे गॅस क्वेंचिंग सर्वात सामान्य आहे.
व्हॅक्यूम गॅस शमन:
व्हॅक्यूम गॅस क्वेंचिंग दरम्यान, ऑक्सिजनच्या अनुपस्थितीत, निष्क्रिय वायू (N₂) च्या माध्यमात संवहन पद्धतीने आणि/किंवा कमी दाबात उष्णता विकिरणाद्वारे पदार्थ गरम केला जातो. नायट्रोजनच्या प्रवाहाने स्टील कठीण केले जाते, ज्यामध्ये अतिरिक्त दाब निवडून थंड होण्याचा दर निश्चित केला जाऊ शकतो. वर्कपीसच्या आकारानुसार, नायट्रोजन फुंकण्याची दिशा आणि वेळ निवडणे देखील शक्य आहे. वेळेचे अनुकूलन आणि स्टीलच्या तापमानाचे नियंत्रण प्रक्रियेदरम्यान पायलट थर्मोकपल्सच्या वापराद्वारे केले जाते, जे हीटिंग चेंबरमधील वर्कपीसवर ठेवले जाऊ शकतात. व्हॅक्यूम फर्नेसमध्ये उष्णता-उपचार केलेल्या स्टीलला पृष्ठभागाचे डीकार्ब्युरायझेशन न होता, संपूर्ण क्रॉस-सेक्शनमध्ये सामर्थ्य आणि कठीणपणाचे निर्दिष्ट गुणधर्म प्राप्त होतात. ऑस्टेनिटिक कण सूक्ष्म असतात आणि ते आंतरराष्ट्रीय मानकांचे पालन करतात.
जवळजवळ सर्व तांत्रिकदृष्ट्या महत्त्वाचे स्टील मिश्रधातू, जसे की स्प्रिंग स्टील, कोल्ड-वर्क्ड स्टील, क्वेंच्ड अँड टेम्पर्ड स्टील, अँटी-फ्रिक्शन बेअरिंग स्टील, हॉट-वर्क्ड स्टील आणि टूल स्टील, तसेच मोठ्या संख्येने हाय-अलॉय स्टेनलेस स्टील आणि कास्ट-आयर्न मिश्रधातू, या पद्धतीने कठीण केले जाऊ शकतात.
व्हॅक्यूम ऑइल क्वेंचिंग
व्हॅक्यूम ऑइल क्वेंचिंग म्हणजे तापलेल्या पदार्थांना व्हॅक्यूम ऑइलने थंड करणे. भट्टी व्हॅक्यूमने शुद्ध केल्यानंतर, पदार्थाचे हस्तांतरण व्हॅक्यूम किंवा निष्क्रिय-वायूच्या संरक्षणाखाली होत असल्यामुळे, भाग पूर्णपणे तेलात बुडेपर्यंत त्याचा पृष्ठभाग नेहमी संरक्षित राहतो. तेलात किंवा वायूमध्ये क्वेंचिंग केले तरी पृष्ठभागाचे संरक्षण खूप सारखेच असते.
पारंपरिक वातावरणीय तेल-शमन पद्धतींच्या तुलनेत मुख्य फायदा म्हणजे शीतलन मापदंडांवर अचूक नियंत्रण ठेवता येते. व्हॅक्यूम फर्नेसमुळे, मानक शमन मापदंड – तापमान आणि आंदोलन – तसेच शमन टाकीवरील दाब बदलणे शक्य होते.
टाकीच्या वरील दाबात बदल केल्याने ऑइल बाथच्या आत दाबातील फरक निर्माण होईल, ज्यामुळे वातावरणीय दाबावर परिभाषित केलेला तेल-शीतलन कार्यक्षमता वक्र बदलतो. खरे तर, उकळण्याचा टप्पा हा असा टप्पा आहे ज्या दरम्यान शीतलन गती सर्वाधिक असते. तेलाच्या दाबातील बदलामुळे लोडच्या उष्णतेमुळे होणाऱ्या त्याच्या बाष्पीभवनात बदल होईल.
दाब कमी झाल्यामुळे बाष्पीभवनाची प्रक्रिया सक्रिय होते, ज्यामुळे उकळण्याची अवस्था सुरू होते. यामुळे शमन द्रवाची (quenching fluid) शीतलन कार्यक्षमता वाढते आणि वातावरणीय परिस्थितीच्या तुलनेत कठीण होण्याची क्षमता सुधारते. तथापि, मोठ्या प्रमाणात वाफ निर्माण झाल्यामुळे आवरणाची निर्मिती (sheath phenomenon) होऊ शकते आणि संभाव्य विरूपण (deformation) घडून येते.
तेलातील दाब वाढल्याने वाफेची निर्मिती रोखली जाते आणि बाष्पीभवन मंदावते. आवरण भागाला चिकटते आणि अधिक एकसमानपणे, पण कमी तीव्रतेने थंड होते. त्यामुळे, निर्वात पोकळीतील तेल शमन (ऑइल क्वेंचिंग) अधिक एकसमान होते आणि त्यात विकृती कमी येते.
व्हॅक्यूम वॉटर क्वेंचिंग
व्हॅक्यूम ऑइल क्वेंचिंग सारखी प्रक्रिया, ॲल्युमिनियम, टायटॅनियम किंवा इतर पदार्थांच्या कठीण करणाऱ्या उष्णता उपचारांसाठी एक आदर्श उपाय आहे, ज्यांना पुरेशा वेगाने थंड करण्याची आवश्यकता असते.
पोस्ट करण्याची वेळ: ०७-मे-२०२२