हीट ट्रीटमेंट की आवश्यकता क्यों है?

हीट ट्रीटमेंट हीटिंग की प्रक्रिया है (लेकिन धातु को कभी भी पिघली हुई अवस्था तक नहीं पहुंचने देता) और विशिष्ट संचालन की एक श्रृंखला में एक धातु को ठंडा करना जो इसके यांत्रिक गुणों को बदलता या पुनर्स्थापित करता है।

हीट ट्रीटमेंट की आवश्यकता क्यों है?
धातु पर वेल्डिंग, काटने या यहां तक ​​कि पीसने से गर्मी पैदा होती है, जिसका प्रभाव धातु की संरचना पर पड़ता है। संरचनाओं में ये परिवर्तन सामग्री के गुणों को प्रभावित करते हैं। गर्मी उपचार धातु को अधिक मजबूत और प्रभाव के प्रति अधिक प्रतिरोधी बनाकर, या वैकल्पिक रूप से, इसे अधिक निंदनीय और नमनीय बनाकर अधिक उपयोगी बनाता है।

हालांकि, कोई भी गर्मी-उपचार प्रक्रिया इन सभी विशेषताओं को एक ऑपरेशन में उत्पन्न नहीं कर सकती है; कुछ संपत्तियों में दूसरों की कीमत पर सुधार किया जाता है। उदाहरण के लिए, किसी धातु को सख्त करने से वह भंगुर हो सकती है, या एनीलिंग करने से वह बहुत नरम हो सकती है।

गर्मी उपचार के चरण:
आप तीन प्रमुख चरणों में गर्मी उपचार पूरा करते हैं:

चरण I - एक समान तापमान सुनिश्चित करने के लिए धातु को धीरे-धीरे गर्म करें।
चरण 2 - दिए गए तापमान पर धातु को एक निश्चित समय के लिए भिगोएँ (पकड़ें)।
चरण 3 - धातु को कमरे के तापमान पर ठंडा करें।
गर्मी उपचार प्रक्रियाओं के विभिन्न प्रकार:
सभी गर्मी-उपचार प्रक्रियाएं समान होती हैं क्योंकि इन सभी में धातुओं का ताप और शीतलन शामिल होता है। हालांकि, उपयोग की जाने वाली विधियों में अंतर हैं, जैसे कि हीटिंग तापमान, शीतलन दर और वांछित गुणों को प्राप्त करने के लिए आवश्यक शमन मीडिया।

लौह धातुओं (लौह के साथ धातु) के ताप उपचार में आमतौर पर एनीलिंग, सामान्यीकरण, सख्त और/या तड़के होते हैं। अधिकांश अलौह धातुओं को annealed किया जा सकता है, लेकिन कभी भी टेम्पर्ड, सामान्यीकृत या कठोर नहीं किया जा सकता है।

1.) एनीलिंग: आंतरिक तनाव को दूर करने, उन्हें नरम करने, उन्हें अधिक नमनीय बनाने और उनकी अनाज संरचनाओं को परिष्कृत करने के लिए धातुओं को एनील करें। प्रक्रिया में पहले से ही कवर किए गए गर्मी उपचार के सभी तीन चरण शामिल हैं (धातु को एक विशिष्ट तापमान पर गर्म करें, इसे एक निश्चित समय के लिए तापमान पर रखें, इसे कमरे के तापमान पर ठंडा करें), लेकिन शीतलन विधि धातु पर निर्भर करेगी और वांछित गुण।

2.) सामान्यीकरण: सामान्यीकरण का उद्देश्य आंतरिक तनावों को दूर करना है जो गर्मी उपचार, वेल्डिंग, कास्टिंग, फोर्जिंग, फॉर्मिंग या मशीनिंग से प्रेरित हो सकते हैं। अनियंत्रित तनाव से धातु खराब हो जाती है; इसलिए, अधिकतम परिणाम सुनिश्चित करने के लिए आपको सख्त करने से पहले स्टील को सामान्य बनाना चाहिए। सामान्यीकरण केवल लौह धातुओं पर लागू होता है, और यह एनीलिंग से भिन्न होता है; धातु को उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है, लेकिन फिर इसे भट्ठी से एयर कूलिंग के लिए हटा दिया जाता है।

3.) हार्डनिंग: हार्डनिंग का उद्देश्य न केवल स्टील को सख्त करना है जैसा कि नाम से ही स्पष्ट है, बल्कि इसकी ताकत को भी बढ़ाना है। हालांकि, एक व्यापार बंद है; जबकि एक सख्त गर्मी उपचार स्टील की कठोरता और ताकत को बढ़ाता है, यह इसे कम नमनीय भी बनाता है, और कठोरता बढ़ने पर भंगुरता बढ़ जाती है। कुछ भंगुरता को दूर करने के लिए, आपको सख्त होने के बाद स्टील को तड़का लगाना चाहिए।

4.) टेम्परिंग: किसी भी मामले या लौ से सख्त होने के बाद, स्टील अक्सर आवश्यकता से अधिक कठिन होता है और अधिकांश व्यावहारिक उपयोगों के लिए बहुत भंगुर होता है, जिसमें गंभीर आंतरिक तनाव होते हैं जो प्रक्रिया के तेजी से ठंडा होने के दौरान सेट किए गए थे। सख्त होने के बाद, आपको आंतरिक तनावों को दूर करने और भंगुरता को कम करने के लिए स्टील को तड़का लगाने की आवश्यकता है।

तड़के में शामिल हैं:

स्टील को एक विशिष्ट तापमान पर गर्म करना (इसके सख्त तापमान से नीचे)
• इसे उस तापमान पर आवश्यक अवधि के लिए रोक कर रखें
• इसे ठंडा करना, आमतौर पर शांत हवा में।

अन्य गर्मी उपचार प्रक्रिया से अंतर तड़के के लिए उपयोग किए जाने वाले तापमान में होता है, जो परिणामी ताकत, कठोरता और लचीलापन को प्रभावित करेगा।

5.) शमन: शमन एक धातु पदार्थ को उसके प्राकृतिक कठोरता स्तर से परे सख्त करने की एक प्रक्रिया है। इस प्रक्रिया में, एक धातु/मिश्र धातु वस्तु को एक तापमान तक गर्म किया जाता है जब तक कि वह लाल गर्म या उप-उबलता तापमान न हो जाए और फिर अचानक कमरे के तापमान या उससे कम के तरल पदार्थ जैसे पानी में डूब जाए।

इस प्रक्रिया के पीछे मुख्य उद्देश्य सामग्री की कठोरता को बढ़ाना है। यह सूक्ष्म अनाज संरचना को समरूप बनाकर और धातु की ताकत में सुधार करके होता है। यह प्रक्रिया धातु को भंगुर बना देती है। सामग्री की तन्य शक्ति भारी रूप से कम हो जाती है

Heat treatment is the process of heating (but never allowing the metal to reach the molten state) and cooling a metal in a series of specific operations which changes or restores its mechanical properties.

WHY HEAT TREATMENT IS REQUIRED?
Welding, cutting, or even grinding on metal produces heat, which in turn has an effect on the structure of the metal. These change in structures affect the properties of the material. Heat treatment makes the metal more useful by making it stronger and more resistant to impact, or alternatively, making it more malleable and ductile.

However, no heat-treating procedure can produce all of these characteristics in one operation; some properties are improved at the expense of others. For example, hardening a metal may make it brittle, or annealing it may make it too soft.

STAGES OF HEAT TREATMENT :
You accomplish heat treatment in three major stages:

• Stage l — Heat the metal slowly to ensure uniform temperature.
• Stage 2 — Soak (hold) the metal at a given temperature for a given time.
• Stage 3 — Cool the metal to room temperature.

VARIOUS TYPES OF HEAT TREATMENT PROCESSES :
All heat-treating processes are similar because they all involve the heating and cooling of metals. However, there are differences in the methods used, such as the heating temperatures, cooling rates, and quenching media necessary to achieve the desired properties.

The heat treatment of ferrous metals (metals with iron) usually consists of annealing, normalizing, hardening, and/or tempering. Most nonferrous metals can be annealed, but never tempered, normalized, or case hardened.

1.)ANNEALING: Anneal metals to relieve internal stresses, soften them, make them more ductile, and refine their grain structures. The process includes all three stages of heat treatment already covered (heat the metal to a specific temperature, hold it at a temperature for a set length of time, cool it to room temperature), but the cooling method will depend on the metal and the properties desired.

2.)NORMALIZING: The intent of normalizing is to remove internal stresses that may have been induced by heat treating, welding, casting, forging, forming, or machining. Uncontrolled stress leads to metal failure; therefore, you should normalize steel before hardening it to ensure maximum results. Normalizing applies to ferrous metals only, and it differs from annealing; the metal is heated to a higher temperature, but then it is removed from the furnace for air cooling.

3.)HARDENING: The purpose of hardening is not only to harden steel as the name implies, but also to increase its strength. However, there is a trade-off; while a hardening heat treatment does increase the hardness and strength of the steel, it also makes it less ductile, and brittleness increases as hardness increases. To remove some of the brittleness, you should temper the steel after hardening.

4.)TEMPERING: After hardening by either case or flame, steel is often harder than needed and too brittle for most practical uses, containing severe internal stresses that were set during the rapid cooling of the process. Following hardening, you need to temper the steel to relieve the internal stresses and reduce brittleness.

Tempering consists of:

• Heating the steel to a specific temperature (below its hardening temperature)
• Holding it at that temperature for the required length of time
• Cooling it, usually in still air.

The difference from other heat treatment process is in the temperatures used for tempering, which will affect the resultant strength, hardness, and ductility.

5.)QUENCHING: Quenching is a process of hardening a metal substance beyond its natural hardness level. In this process, a metal/alloy object is heated to a temperature till it becomes RED hot i.e. sub-boiling temperature and then is suddenly sunk into a fluid of room temperature or lesser eg, Water.

The main objective behind this process is to increase the hardness of the material. This takes place by making the micro grain structure homogenous and improving the strength of the metal. This process makes the metal brittle. The tensile strength of the material is reduced heavily