शमन क्या है?

ताप उपचार कुछ धातुओं के यांत्रिक गुणों को बदलने का एक लोकप्रिय तरीका है। किसी धातु को किसी दिए गए वातावरण या अनुप्रयोग की आवश्यकताओं के अनुसार अनुकूलित करने का सबसे अच्छा तरीका इसकी रासायनिक संरचना को महत्वपूर्ण रूप से बदले बिना इसकी ताकत, कठोरता और कठोरता को संशोधित करने में सक्षम होना है। धातु को विभिन्न तरीकों से ताप उपचारित किया जा सकता है, लेकिन शमन सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली तकनीकों में से एक है।

शमन क्या है?
शमन कई ताप उपचार प्रक्रियाओं में एक कदम है जिसमें भाग को आवश्यक तापमान तक गर्म करना और इसे जल्दी से ठंडा करने के लिए शमन माध्यम में डुबोना शामिल है। वांछित परिणाम प्राप्त करने के लिए अन्य ताप उपचार प्रक्रियाएं अक्सर शमन के बाद होती हैं, जैसे उम्र बढ़ना, तड़का लगाना, या एनीलिंग। धातु को तेजी से ठंडा करके, आप इच्छित अनुप्रयोग के लिए आवश्यक गुणों को प्राप्त करने के लिए स्टील के भीतर विभिन्न माइक्रोस्ट्रक्चर के गठन को रोक या प्रोत्साहित कर सकते हैं।

विभिन्न प्रकार की क्रिस्टलीय सूक्ष्म संरचनाओं में शामिल हैं:

· ऑस्टेनाइट: धातुकर्म के दौरान लोहे को गर्म करने पर ऑस्टेनाइट बनता है। यह एक कठिन लेकिन निर्माण योग्य माइक्रोस्ट्रक्चर है जो वेल्डिंग के लिए उत्कृष्ट है। ऑस्टेनिटिक स्टील में विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोग होते हैं, लेकिन इसे अक्सर मार्टेंसिटिक स्टील बनाने के लिए आगे बढ़ाया जाता है।

· मार्टेंसाइट: मार्टेंसिटिक परिवर्तन तब होता है जब आप गर्म धातु को तेजी से ठंडा करते हैं। जबकि मार्टेंसिटिक स्टील कठोर है, यह बहुत भंगुर भी है। शमन के बाद धातु पर काम करने से उसमें कुछ लचीलापन बहाल करने और आंतरिक तनाव से राहत पाने में मदद मिलती है।

· फेराइट: फेराइट एक नरम, थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर सूक्ष्म संरचना है जो ऑस्टेनाइट में परिवर्तित होने से पहले बनती है। यह अधिकतर निम्न-कार्बन स्टील में होता है।

· सीमेंटाइट: सीमेंटाइट एक थर्मोडायनामिक रूप से अस्थिर सूक्ष्म संरचना है जिसमें लोहा और कार्बन होता है। इसकी कठोर सूक्ष्म संरचना के परिणामस्वरूप बहुत कठोर लेकिन भंगुर धातु बनती है।

· पर्लाइट: धीमी गति से ठंडा होने के परिणामस्वरूप पर्लाइट माइक्रोस्ट्रक्चर बनता है, जो फेराइट और सीमेंटाइट की वैकल्पिक परतों से बना होता है। यह संरचना उच्च पहनने के प्रतिरोध के साथ मजबूत और हल्की है।

· बैनाइट: बैनाइट एक कठोर, भंगुर माइक्रोस्ट्रक्चर है जो तब बनता है जब एक स्टील घटक को पर्लाइट की शीतलन दर की तुलना में तेज़ लेकिन मार्टेंसाइट की तुलना में धीमी गति से ठंडा किया जाता है।

शमन मीडिया का प्रकार
शमन प्रक्रिया को शमन मीडिया की एक श्रृंखला का उपयोग करके पूरा किया जा सकता है। प्रत्येक माध्यम के अपने विशेष शमन गुण होते हैं। शमन गति, शमन पर्यावरणीय समस्याएं, शमन मीडिया प्रतिस्थापन, और शमन मीडिया लागत ऐसे कारक हैं जिन्हें मीडिया के उपयोग के प्रकार का निर्धारण करते समय ध्यान में रखा जाना चाहिए। यहां शमन मीडिया के मुख्य प्रकार हैं:

वायु
वायु एक लोकप्रिय शमन माध्यम है जिसका उपयोग धातुओं को ठंडा करने के लिए किया जाता 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 छोड़ कर कमरे के तापमान तक ठंडा होने दिया जाता है, उसे वायु-शमन माना जाता है। वायु शमन भी अधिक जानबूझकर किया जाता है जब इसे शमन की जाने वाली धातु के चारों ओर संपीड़ित और मजबूर किया जाता है। यह शांत हवा की तुलना में हिस्से को अधिक तेजी से ठंडा करता है, हालांकि संपीड़ित हवा भी कई धातुओं को इतनी धीमी गति से ठंडा कर सकती है कि उनके यांत्रिक गुणों में बदलाव आ सकता है।

पानी
पानी गर्म धातुओं को भी तेजी से बुझाने में सक्षम है। स्टील को पानी में बुझाकर तुरंत ठंडा किया जा सकता है, जो कुछ अनुप्रयोगों में उच्चतम संभव कठोरता तक पहुंचने के लिए बहुत अच्छा है। हालाँकि, आंतरिक तनाव के निर्माण के कारण, इसकी शीतलन गति विकृतियों और दरार का कारण भी बन सकती है। नतीजतन, घटक को पूरा करने के लिए अतिरिक्त धातुकर्म प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है।
पानी, कई गैसों की तरह, आसानी से प्राप्त होता है और इसका पर्यावरण पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है, जिससे यह एक स्थायी शमन माध्यम बन जाता है। भाप की जेबें पानी से शमन की प्रक्रिया को बाधित कर सकती हैं; यदि ऐसा होता है, तो लोहार को गीली हवा की जेबों को बनने और दूषित पदार्थों को पेश करने से रोकने के लिए घटक को माध्यम में घुमाना चाहिए।

तेल
संपीड़ित हवा की तुलना में तेल गर्म धातुओं को अधिक तेजी से बुझाने में सक्षम है। गर्म किए गए तत्व को बुझाने के लिए तेल से भरे टैंक में डाला जाता है। भाग को तेल से भी धोया जा सकता है। चूँकि विभिन्न प्रकार के तेलों की शीतलन गति और फ़्लैश बिंदु अलग-अलग होते हैं, इसलिए उन्हें अक्सर विभिन्न अनुप्रयोगों में नियोजित किया जाता है।

नमकीन

नमकीन पानी, या खारा पानी, तेजी से ठंडा करने के लिए एक उत्कृष्ट शमन माध्यम बनता है। यह हवा, पानी और तेल की तुलना में तेजी से ठंडा होता है। ऐसा इसलिए है, क्योंकि जब नमक और पानी का मिश्रण गर्म धातु के संपर्क में आता है, तो यह वायु ग्लोब्यूल्स के निर्माण को रोकता है। परिणामस्वरूप, हवा के बुलबुले की तुलना में तरल धातु की सतह के एक बड़े हिस्से को कवर करेगा।

सख्त करने वाले स्टील को बुझाना
जब शमन प्रक्रिया पर चर्चा की जा रही हो तो स्टील का विशेष उल्लेख किया जाना चाहिए क्योंकि इसके यांत्रिक गुण शमन के प्रति बहुत संवेदनशील होते हैं। शमन प्रक्रिया के माध्यम से जिसे क्वेंच हार्डनिंग के रूप में जाना जाता है, स्टील को उसके पुन: क्रिस्टलीकरण 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 बदल देता है। स्टील की कार्बन सामग्री और मिश्रधातु तत्वों के आधार पर, जब यह क्वेंच सख्त प्रक्रिया से गुजरता है, तो इसमें मार्टेंसाइट या बैनाइट जैसी कठोर, अधिक भंगुर सूक्ष्म संरचना रह सकती है। इन सूक्ष्म संरचनाओं के परिणामस्वरूप स्टील की ताकत और कठोरता बढ़ जाती है। हालाँकि, वे स्टील को टूटने और लचीलेपन में बड़ी कमी के प्रति संवेदनशील बनाते हैं। इस कारण से, कुछ स्टील्स को क्वेंच सख्त प्रक्रिया के बाद एनील्ड या सामान्यीकृत किया जाता है।