एनीलिंग एक ऊष्मा उपचार प्रक्रिया है जिसमें धातु या मिश्र धातु को उचित तापमान पर गर्म किया जाता है, एक निश्चित अवधि के लिए उस तापमान पर रखा जाता है, और फिर धीरे-धीरे ठंडा किया जाता है, आमतौर पर भट्टी में। एनीलिंग का सार स्टील को ऑस्टेनाइटाइज़ करने के लिए गर्म करना है, उसके बाद एक पर्लाइटिक परिवर्तन होता है, जिसके परिणामस्वरूप संतुलन के करीब एक माइक्रोस्ट्रक्चर बनता है।
एनीलिंग के उद्देश्य:
कठोरता कम करें और प्लास्टिसिटी बढ़ाएँ:इससे सामग्री को मशीनिंग और ठंडे काम में आसानी होती है।
संरचना और संरचना समरूप:इससे कण का आकार परिष्कृत होता है और पदार्थ के गुणों में सुधार होता है, या शमन के लिए सूक्ष्म संरचना तैयार होती है।
आंतरिक तनाव से मुक्ति और कार्य में कठोरता:इससे विरूपण और दरार को रोकने में मदद मिलती है।
एनीलिंग और नॉर्मलाइज़िंग का उपयोग मुख्य रूप से प्रारंभिक ताप उपचार के रूप में किया जाता है। कम तनाव और मामूली प्रदर्शन आवश्यकताओं वाले भागों के लिए, एनीलिंग और नॉर्मलाइज़िंग अंतिम ताप उपचार के रूप में भी काम कर सकते हैं।
एनीलिंग विधियों का वर्गीकरण
सामान्य तापानुशीतन विधियों को तापन तापमान के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है:
क्रांतिक तापमान (Ac1 या Ac3) से ऊपर एनीलिंग:इसमें पूर्ण एनीलिंग, विसरण एनीलिंग, अपूर्ण एनीलिंग और स्फेरोइडाइजिंग एनीलिंग शामिल हैं।
क्रिटिकल तापमान (Ac1 या Ac3) से नीचे एनीलिंग:इसमें पुनःक्रिस्टलीकरण एनीलिंग और तनाव-मुक्ति एनीलिंग शामिल हैं।
एनीलिंग विधियों के सात प्रकार
पूर्ण एनीलिंग:
प्रक्रिया:इस्पात को Ac3 से 20-30 डिग्री ऊपर गर्म किया जाता है, उस तापमान पर रखा जाता है, और फिर धीरे-धीरे ठंडा किया जाता है (आमतौर पर भट्ठी में) ताकि संतुलन के करीब एक सूक्ष्म संरचना प्राप्त हो सके (पूरी तरह से ऑस्टेनिटाइज्ड)।
अनुप्रयोग:मुख्य रूप से हाइपोयूटेक्टॉइड स्टील्स (0.3-0.6% C) के लिए उपयोग किया जाता है, जिसमें मध्यम कार्बन स्टील्स और कम-से-मध्यम कार्बन मिश्र धातु स्टील कास्टिंग, फोर्जिंग और हॉट-रोल्ड सेक्शन शामिल हैं। इसे कभी-कभी वेल्डमेंट के लिए भी इस्तेमाल किया जाता है। कम कार्बन स्टील्स, पूर्ण एनीलिंग के बाद, मशीनिंग के लिए बहुत कम कठोरता रख सकते हैं। हाइपरयूटेक्टॉइड स्टील्स को Accm से ऊपर गर्म करने और धीरे-धीरे ठंडा करने से Fe3CII अनाज की सीमाओं के साथ अवक्षेपित हो सकता है, जिससे ताकत, कठोरता, प्लास्टिसिटी और कठोरता में काफी कमी आ सकती है, जिससे अंतिम ताप उपचार में संभावित समस्याएं हो सकती हैं।
उद्देश्य:अनाज के आकार को परिष्कृत करने, संरचना को समरूप बनाने, आंतरिक तनाव को दूर करने, कठोरता को कम करने और मशीनीकरण में सुधार करने के लिए। हाइपोयूटेक्टॉइड स्टील के लिए पूर्ण एनीलिंग के बाद माइक्रोस्ट्रक्चर फेराइट प्लस पर्लाइट (एफ + पी) है। व्यवहार में, उत्पादकता में सुधार करने के लिए, शीतलन को लगभग 500 डिग्री पर रोका जा सकता है, और सामग्री को हवा से ठंडा किया जा सकता है।
आइसोथर्मल एनीलिंग:
प्रक्रिया:ऑस्टेनाइटीकरण के बाद, स्टील को जल्दी से Ar1 तापमान से थोड़ा नीचे तक ठंडा किया जाता है और तब तक आइसोथर्मल रूप से रखा जाता है जब तक कि ऑस्टेनाइट पर्लाइट में परिवर्तित नहीं हो जाता, फिर कमरे के तापमान तक हवा से ठंडा किया जाता है। यह विधि एनीलिंग समय को काफी कम कर देती है।
अनुप्रयोग: Suitable for steels with stable austenite, such as high carbon steels (C > 0.6%), alloy tool steels, and high alloy steels (with total alloy content >10%) समतापी तापानुशीतन एकसमान सूक्ष्म संरचना और गुण प्राप्त करने के लिए लाभदायक है। हालाँकि, यह बड़े-खंड वाले स्टील घटकों या बड़े बैचों के लिए उपयुक्त नहीं है, क्योंकि पूरे में एकसमान समतापी स्थितियाँ सुनिश्चित करना मुश्किल है।
उद्देश्य:पूर्ण तापानुशीतन के समान, लेकिन अधिक नियंत्रित रूपांतरणों के साथ।
अपूर्ण तापानुशीतन:
प्रक्रिया:इस्पात को Ac1 और Ac3 (हाइपोयूटेक्टॉइड इस्पात के लिए) के बीच या Ac1 और Accm (हाइपरयूटेक्टॉइड इस्पात के लिए) के बीच के तापमान तक गर्म किया जाता है, रखा जाता है, और फिर लगभग संतुलन सूक्ष्म संरचना प्राप्त करने के लिए धीरे-धीरे ठंडा किया जाता है।
अनुप्रयोग:मुख्य रूप से हाइपरयूटेक्टॉइड स्टील्स के लिए गोलाकार पर्लाइट संरचना प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है, जो आंतरिक तनाव से राहत देता है, कठोरता को कम करता है, और मशीनीकरण में सुधार करता है। गोलाकार एनीलिंग अपूर्ण एनीलिंग का एक रूप है।
गोलाकार एनीलिंग:
प्रक्रिया:इस्पात को Ac1 से 20-30 डिग्री ऊपर गर्म किया जाता है और एक छोटी अवधि के लिए, आमतौर पर 2-4 घंटे तक रखा जाता है, इसके बाद भट्ठी में ठंडा किया जाता है या Ar1 से थोड़ा नीचे लंबे समय तक आइसोथर्मल तरीके से रखा जाता है।
अनुप्रयोग:मुख्य रूप से यूटेक्टॉइड और हाइपरयूटेक्टॉइड स्टील जैसे कार्बन टूल स्टील, एलॉय टूल स्टील और बियरिंग स्टील के लिए। इसका उद्देश्य एक सूक्ष्म संरचना का उत्पादन करना है जहाँ कार्बाइड गोलाकार होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप गोलाकार पर्लाइट बनता है। यह संरचना नरम और मशीन के लिए आसान होती है, और बाद में शमन के दौरान, ऑस्टेनाइट अनाज का आकार ठीक रहता है, जिससे विरूपण और दरार की प्रवृत्ति कम हो जाती है। यदि हाइपरयूटेक्टॉइड स्टील में कार्बाइड का एक नेटवर्क है, तो सफल गोलाकारीकरण सुनिश्चित करने के लिए गोलाकारीकरण से पहले सामान्यीकरण किया जाना चाहिए।
उद्देश्य:कठोरता को कम करने, संरचना को समरूप बनाने और शमन की तैयारी में मशीनीकरण में सुधार करने के लिए। गोलाकार एनीलिंग विधियों में शामिल हैं:
एकल गोलाकारीकरण एनीलिंग:स्टील को Ac1 से 20-30 डिग्री ऊपर गर्म करें, उचित अवधि तक रखें, फिर भट्टी में धीरे-धीरे ठंडा करें। प्रारंभिक संरचना महीन पर्लाइट होनी चाहिए, जिसमें कोई कार्बाइड नेटवर्क मौजूद न हो।
आइसोथर्मल स्फेरोइडाइजिंग एनीलिंग:गर्म करने और रखने के बाद, स्टील को आइसोथर्मल होल्डिंग के लिए Ar1 से थोड़ा नीचे तक ठंडा किया जाता है। एक बार पूरा हो जाने पर, स्टील को धीरे-धीरे लगभग 500 डिग्री तक ठंडा किया जाता है, फिर हवा से ठंडा किया जाता है। इस विधि में एक छोटा चक्र, एक समान गोलाकार संरचना और नियंत्रणीय गुणवत्ता के फायदे हैं।
चक्रीय गोलाकारीकरण एनीलिंग.
प्रसार एनीलिंग (होमोजीनाइजेशन एनीलिंग):
प्रक्रिया:स्टील की सिल्लियों, ढलाई या फोर्जिंग को सोलिडस से थोड़ा नीचे के तापमान पर गर्म किया जाता है और एक विस्तारित अवधि के लिए रखा जाता है, तत्पश्चात रासायनिक संरचना पृथक्करण को समाप्त करने के लिए धीरे-धीरे ठंडा किया जाता है।
अनुप्रयोग:उच्च गुणवत्ता वाले मिश्र धातु इस्पात और मिश्र धातु इस्पात कास्टिंग या महत्वपूर्ण पृथक्करण के साथ सिल्लियों के लिए उपयोग किया जाता है। प्रसार एनीलिंग के बाद, संरचना को परिष्कृत करने के लिए पूर्ण एनीलिंग या सामान्यीकरण की आवश्यकता होती है।
उद्देश्य:ठोसीकरण के दौरान उत्पन्न होने वाले वृक्षीय पृथक्करण और क्षेत्रीय पृथक्करण को समाप्त करना, तथा एक समान संरचना और संयोजन प्राप्त करना।
तनाव-राहत एनीलिंग:
प्रक्रिया:स्टील को Ac1 (सामान्यतः 500-650 डिग्री) से नीचे के तापमान तक गर्म किया जाता है, रखा जाता है, और फिर भट्ठी में धीरे-धीरे ठंडा किया जाता है।
अनुप्रयोग:चूंकि तापमान Ac1 से नीचे है, इसलिए इस एनीलिंग विधि से सूक्ष्म संरचनात्मक परिवर्तन नहीं होते हैं।
उद्देश्य:अवशिष्ट आंतरिक तनाव को खत्म करने के लिए।
पुनःक्रिस्टलीकरण एनीलिंग:
प्रक्रिया:इसे मध्यवर्ती एनीलिंग के रूप में भी जाना जाता है, पुनःक्रिस्टलीकरण एनीलिंग में ठंडे काम किए गए धातु को पुनःक्रिस्टलीकरण तापमान से ऊपर के तापमान तक गर्म करना, उसे उचित समय तक रखना, और फिर कार्य कठोरता और अवशिष्ट तनाव को दूर करने के लिए धीरे-धीरे ठंडा करना शामिल है।
अनुप्रयोग:इस प्रक्रिया का उपयोग तब किया जाता है जब धातु में महत्वपूर्ण रूप से ठंडे प्लास्टिक विरूपण से गुजरना पड़ता है और पुनःक्रिस्टलीकरण को प्रेरित करने के लिए इसे एक निश्चित तापमान से ऊपर गर्म किया जाना चाहिए। वह न्यूनतम तापमान जिस पर पुनःक्रिस्टलीकरण होता है, उसे न्यूनतम पुनःक्रिस्टलीकरण तापमान कहा जाता है, जो आम तौर पर सामग्री के गलनांक का 0.4 गुना होता है।
उद्देश्य:विकृत कणों को एकसमान समअक्षीय कणों में परिवर्तित करके कार्य कठोरता और अवशिष्ट तनाव को समाप्त करना।
एनीलिंग विधियों का चयन
तापानुशीतन विधि का चयन सामान्यतः इन सिद्धांतों के अनुसार किया जाता है:
पूर्ण एनीलिंग:आमतौर पर हाइपोयूटेक्टॉइड स्टील्स के लिए चुना जाता है। कम एनीलिंग समय के लिए, आइसोथर्मल एनीलिंग का उपयोग किया जा सकता है।
गोलाकार एनीलिंग:आमतौर पर हाइपरयूटेक्टॉइड स्टील्स के लिए उपयोग किया जाता है। यदि आवश्यकताएँ कठोर नहीं हैं, तो अपूर्ण एनीलिंग का चयन किया जा सकता है। टूल स्टील्स और बियरिंग स्टील्स अक्सर स्फेरोइडाइजिंग एनीलिंग से गुजरते हैं। कभी-कभी, कोल्ड एक्सट्रूज़न या कोल्ड हेडिंग के लिए कम या मध्यम कार्बन स्टील्स को भी गोलाकार बनाया जाता है।
पुनःक्रिस्टलीकरण एनीलिंग:कार्य कठोरता को समाप्त करने के लिए चुना गया।
तनाव-राहत एनीलिंग:विभिन्न प्रसंस्करण चरणों के कारण उत्पन्न आंतरिक तनाव को समाप्त करने के लिए चयन किया गया।
प्रसार एनीलिंग:अक्सर उच्च गुणवत्ता वाले मिश्र धातु इस्पात और बड़े मिश्र धातु इस्पात कास्टिंग के लिए सूक्ष्म संरचना और रासायनिक एकरूपता में सुधार करने के लिए चुना जाता है।
