సమగ్రమైన మరియు సవివరమైనది! స్టీల్ క్వెంచింగ్‌పై పూర్తి పరిజ్ఞానం!

చల్లార్చడం యొక్క నిర్వచనం మరియు ఉద్దేశ్యం
ఉక్కును క్రిటికల్ పాయింట్ Ac3 (హైపోయూటెక్టాయిడ్ స్టీల్) లేదా Ac1 (హైపర్‌యూటెక్టాయిడ్ స్టీల్) కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతకు వేడి చేసి, దానిని పూర్తిగా లేదా పాక్షికంగా ఆస్టెనైటైజ్ చేయడానికి కొంత సమయం పాటు ఉంచి, ఆపై క్రిటికల్ క్వెంచింగ్ వేగం కంటే ఎక్కువ వేగంతో చల్లబరుస్తారు. అతిశీతల ఆస్టెనైట్‌ను మార్టెన్‌సైట్ లేదా లోయర్ బైనైట్‌గా మార్చే ఉష్ణ చికిత్స ప్రక్రియను క్వెంచింగ్ అంటారు.

క్వెంచింగ్ యొక్క ఉద్దేశ్యం, అతిశీతల ఆస్టెనైట్‌ను మార్టెన్‌సైట్ లేదా బైనైట్‌గా మార్చి, మార్టెన్‌సైట్ లేదా తక్కువ బైనైట్ నిర్మాణాన్ని పొందడం. ఆ తర్వాత దీనిని వివిధ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద టెంపరింగ్‌తో కలిపి, ఉక్కు యొక్క బలం, కాఠిన్యం, అరుగుదల నిరోధకత, అలసట బలం, దృఢత్వం మొదలైనవాటిని గణనీయంగా మెరుగుపరుస్తారు. తద్వారా వివిధ యాంత్రిక భాగాలు మరియు పనిముట్ల యొక్క విభిన్న వినియోగ అవసరాలను తీర్చవచ్చు. ఫెర్రోమాగ్నెటిజం మరియు తుప్పు నిరోధకత వంటి కొన్ని ప్రత్యేక ఉక్కుల యొక్క ప్రత్యేక భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలను తీర్చడానికి కూడా క్వెంచింగ్‌ను ఉపయోగించవచ్చు.

భౌతిక స్థితిలో మార్పులు కలిగించే శీతలీకరణ మాధ్యమంలో ఉక్కు భాగాలను చల్లబరిచినప్పుడు, శీతలీకరణ ప్రక్రియను సాధారణంగా ఈ క్రింది మూడు దశలుగా విభజిస్తారు: ఆవిరి పొర దశ, మరిగే దశ మరియు సంవహన దశ.

ఉక్కు యొక్క గట్టిపడటం
గట్టిపడే గుణం మరియు గట్టిపడటం అనేవి ఉక్కు చల్లార్చడానికి గురయ్యే సామర్థ్యాన్ని వర్ణించే రెండు పనితీరు సూచికలు. అవి పదార్థాల ఎంపిక మరియు వినియోగానికి కూడా ముఖ్యమైన ఆధారం.

1. గట్టిపడగల సామర్థ్యం మరియు గట్టిపడగల సామర్థ్యం యొక్క భావనలు

ఆదర్శ పరిస్థితులలో చల్లార్చి, గట్టిపరిచినప్పుడు ఉక్కు తాను సాధించగల అత్యధిక గట్టిదనాన్ని పొందే సామర్థ్యాన్నే గట్టిపడే గుణం అంటారు. ఉక్కు యొక్క గట్టిపడే గుణాన్ని నిర్ధారించే ప్రధాన అంశం ఉక్కులోని కార్బన్ శాతం. మరింత కచ్చితంగా చెప్పాలంటే, చల్లార్చి, వేడిచేసే ప్రక్రియలో ఆస్టెనైట్‌లో కరిగిపోయిన కార్బన్ శాతమే ఇది. కార్బన్ శాతం ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, ఉక్కు యొక్క గట్టిపడే గుణం అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఉక్కులోని మిశ్రమ మూలకాలు గట్టిపడే గుణంపై పెద్దగా ప్రభావం చూపవు, కానీ అవి ఉక్కు యొక్క గట్టిపడే గుణంపై గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపుతాయి.

నిర్దిష్ట పరిస్థితులలో ఉక్కు యొక్క గట్టిపడే లోతు మరియు కాఠిన్య పంపిణీని నిర్ణయించే లక్షణాలను గట్టిపడే గుణం (హార్డెనబిలిటీ) అంటారు. అంటే, ఉక్కును శీతలీకరించినప్పుడు (క్వెంచింగ్ చేసినప్పుడు) గట్టిపడిన పొర యొక్క లోతును పొందగల సామర్థ్యం. ఇది ఉక్కు యొక్క ఒక సహజ లక్షణం. వాస్తవానికి, ఉక్కును శీతలీకరించినప్పుడు ఆస్టెనైట్ ఎంత సులభంగా మార్టెన్‌సైట్‌గా రూపాంతరం చెందుతుందో గట్టిపడే గుణం ప్రతిబింబిస్తుంది. ఇది ప్రధానంగా ఉక్కు యొక్క అతిశీతల ఆస్టెనైట్ యొక్క స్థిరత్వానికి, లేదా ఉక్కు యొక్క క్లిష్టమైన శీతలీకరణ రేటుకు సంబంధించినది.

నిర్దిష్ట క్వెంచింగ్ పరిస్థితులలో ఉక్కు యొక్క గట్టిపడే గుణాన్ని, ఉక్కు భాగాల ప్రభావవంతమైన గట్టిపడే లోతు నుండి వేరుగా గుర్తించాలని కూడా గమనించాలి. ఉక్కు యొక్క గట్టిపడే గుణం అనేది ఉక్కు యొక్క అంతర్గత లక్షణం. ఇది కేవలం దాని అంతర్గత కారకాలపై మాత్రమే ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు బాహ్య కారకాలతో దీనికి ఎటువంటి సంబంధం లేదు. ఉక్కు యొక్క ప్రభావవంతమైన గట్టిపడే లోతు కేవలం ఉక్కు యొక్క గట్టిపడే గుణంపైనే కాకుండా, ఉపయోగించిన పదార్థంపై కూడా ఆధారపడి ఉంటుంది. ఇది శీతలీకరణ మాధ్యమం మరియు వర్క్‌పీస్ పరిమాణం వంటి బాహ్య కారకాలకు సంబంధించినది. ఉదాహరణకు, ఒకే రకమైన ఆస్టెనైజింగ్ పరిస్థితులలో, ఒకే రకమైన ఉక్కు యొక్క గట్టిపడే గుణం సమానంగా ఉన్నప్పటికీ, నూనె క్వెంచింగ్ కంటే నీటి క్వెంచింగ్ యొక్క ప్రభావవంతమైన గట్టిపడే లోతు ఎక్కువగా ఉంటుంది, మరియు చిన్న భాగాల ప్రభావవంతమైన గట్టిపడే లోతు నూనె క్వెంచింగ్ కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. పెద్ద భాగాల ప్రభావవంతమైన గట్టిపడే లోతు ఎక్కువగా ఉంటుంది. దీనిని నూనె క్వెంచింగ్ కంటే నీటి క్వెంచింగ్‌కు అధిక గట్టిపడే గుణం ఉందని చెప్పలేము. అలాగే పెద్ద భాగాల కంటే చిన్న భాగాలకు అధిక గట్టిపడే గుణం ఉందని కూడా చెప్పలేము. ఉక్కు యొక్క గట్టిపడే సామర్థ్యాన్ని అంచనా వేయడానికి, పనిముక్క ఆకారం, పరిమాణం, శీతలీకరణ మాధ్యమం మొదలైన బాహ్య కారకాల ప్రభావాన్ని తొలగించాలని గమనించవచ్చు.

అంతేకాకుండా, హార్డెనబిలిటీ మరియు హార్డెనబిలిటీ అనేవి రెండు వేర్వేరు భావనలు కాబట్టి, క్వెంచింగ్ తర్వాత అధిక కాఠిన్యం ఉన్న ఉక్కుకు తప్పనిసరిగా అధిక హార్డెనబిలిటీ ఉండదు; మరియు తక్కువ కాఠిన్యం ఉన్న ఉక్కుకు కూడా అధిక హార్డెనబిలిటీ ఉండవచ్చు.

2. గట్టిపడే సామర్థ్యాన్ని ప్రభావితం చేసే కారకాలు

ఉక్కు యొక్క గట్టిపడే గుణం ఆస్టెనైట్ యొక్క స్థిరత్వంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అతిశీతల ఆస్టెనైట్ యొక్క స్థిరత్వాన్ని మెరుగుపరచగల, C వక్రాన్ని కుడివైపుకు మార్చగల, మరియు తద్వారా క్లిష్టమైన శీతలీకరణ రేటును తగ్గించగల ఏదైనా అంశం, అధిక ఉక్కు యొక్క గట్టిపడే గుణాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది. ఆస్టెనైట్ యొక్క స్థిరత్వం ప్రధానంగా దాని రసాయన కూర్పు, కణ పరిమాణం మరియు కూర్పు ఏకరూపతపై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఇవి ఉక్కు యొక్క రసాయన కూర్పు మరియు తాపన పరిస్థితులకు సంబంధించినవి.

3. గట్టిపడే సామర్థ్యాన్ని కొలిచే పద్ధతి

ఉక్కు యొక్క గట్టిపడే సామర్థ్యాన్ని కొలవడానికి అనేక పద్ధతులు ఉన్నాయి, వాటిలో సర్వసాధారణంగా ఉపయోగించేవి క్రిటికల్ డయామీటర్ కొలత పద్ధతి మరియు ఎండ్-హార్డెనబిలిటీ టెస్ట్ పద్ధతి.

(1) క్లిష్టమైన వ్యాసం కొలత పద్ధతి

ఉక్కును ఒక నిర్దిష్ట మాధ్యమంలో శీతలీకరించిన తర్వాత, దాని కేంద్రకం పూర్తిగా మార్టెన్‌సైట్ లేదా 50% మార్టెన్‌సైట్ నిర్మాణాన్ని పొందినప్పుడు ఉండే గరిష్ట వ్యాసాన్ని క్రిటికల్ డయామీటర్ అంటారు, దీనిని Dc తో సూచిస్తారు. క్రిటికల్ డయామీటర్‌ను కొలిచే పద్ధతి ఏమిటంటే, వివిధ వ్యాసాలు కలిగిన గుండ్రని కడ్డీల శ్రేణిని తయారు చేసి, శీతలీకరించిన తర్వాత, ప్రతి నమూనా భాగంలో వ్యాసం వెంబడి విస్తరించి ఉన్న కాఠిన్య U వక్రాన్ని కొలిచి, మధ్యలో సెమీ-మార్టెన్‌సైట్ నిర్మాణం ఉన్న కడ్డీని కనుగొనాలి. ఆ గుండ్రని కడ్డీ యొక్క వ్యాసమే క్రిటికల్ డయామీటర్. క్రిటికల్ డయామీటర్ ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, ఉక్కు యొక్క కాఠిన్యత అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది.

(2) ఎండ్ క్వెంచింగ్ పరీక్ష పద్ధతి

ఎండ్-క్వెంచింగ్ పరీక్షా పద్ధతి ప్రామాణిక పరిమాణంలో ఉన్న ఎండ్-క్వెంచెడ్ నమూనాను (Ф25mm×100mm) ఉపయోగిస్తుంది. ఆస్టెనైజేషన్ తర్వాత, నమూనాను చల్లబరచడానికి ప్రత్యేక పరికరాలపై దాని ఒక చివర నీటిని చల్లుతారు. చల్లారిన తర్వాత, నీటితో చల్లబడిన చివర నుండి అక్షం దిశలో కాఠిన్యాన్ని కొలుస్తారు. దూర సంబంధ వక్రరేఖ కోసం పరీక్షా పద్ధతి. ఉక్కు యొక్క హార్డెనబిలిటీని నిర్ధారించే పద్ధతులలో ఎండ్-హార్డెనింగ్ పరీక్షా పద్ధతి ఒకటి. దీని ప్రయోజనాలు సులభమైన నిర్వహణ మరియు విస్తృత అనువర్తన పరిధి.

4. క్వెంచింగ్ ఒత్తిడి, వైకల్యం మరియు పగుళ్లు

(1) క్వెంచింగ్ సమయంలో వర్క్‌పీస్ యొక్క అంతర్గత ఒత్తిడి

క్వెంచింగ్ మాధ్యమంలో వర్క్‌పీస్‌ను వేగంగా చల్లబరిచినప్పుడు, ఆ వర్క్‌పీస్‌కు ఒక నిర్దిష్ట పరిమాణం మరియు ఉష్ణ వాహకత గుణకం కూడా ఒక నిర్దిష్ట విలువను కలిగి ఉండటం వలన, చల్లబరిచే ప్రక్రియలో వర్క్‌పీస్ యొక్క లోపలి భాగంలో ఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రతా ప్రవణత ఏర్పడుతుంది. ఉపరితల ఉష్ణోగ్రత తక్కువగా, అంతర్గత ఉష్ణోగ్రత ఎక్కువగా ఉంటుంది, మరియు ఉపరితల, అంతర్గత ఉష్ణోగ్రతల మధ్య ఉష్ణోగ్రతా వ్యత్యాసం ఉంటుంది. వర్క్‌పీస్‌ను చల్లబరిచే ప్రక్రియలో రెండు భౌతిక దృగ్విషయాలు కూడా జరుగుతాయి: ఒకటి ఉష్ణ వ్యాకోచం, ఉష్ణోగ్రత తగ్గేకొద్దీ వర్క్‌పీస్ యొక్క రేఖా పొడవు సంకోచిస్తుంది; మరొకటి, ఉష్ణోగ్రత మార్టెన్‌సైట్ పరివర్తన బిందువుకు పడిపోయినప్పుడు ఆస్టెనైట్ మార్టెన్‌సైట్‌గా రూపాంతరం చెందడం, దీనివల్ల విశిష్ట ఘనపరిమాణం పెరుగుతుంది. చల్లబరిచే ప్రక్రియలో ఉష్ణోగ్రతా వ్యత్యాసం కారణంగా, వర్క్‌పీస్ యొక్క అడ్డుకోత వెంబడి వివిధ భాగాలలో ఉష్ణ వ్యాకోచం పరిమాణం భిన్నంగా ఉంటుంది, మరియు వర్క్‌పీస్‌లోని వివిధ భాగాలలో అంతర్గత ఒత్తిడి ఏర్పడుతుంది. వర్క్‌పీస్ లోపల ఉష్ణోగ్రతా వ్యత్యాసాలు ఉండటం వలన, మార్టెన్‌సైట్ ఏర్పడే బిందువు కంటే వేగంగా ఉష్ణోగ్రత తగ్గే భాగాలు కూడా ఉండవచ్చు. పరివర్తన సమయంలో, ఘనపరిమాణం విస్తరిస్తుంది, మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రత ఉన్న భాగాలు ఆ బిందువు కంటే ఎత్తులో ఉండి, ఆస్టెనైట్ స్థితిలోనే ఉంటాయి. ఈ విభిన్న భాగాలు వాటి విశిష్ట ఘనపరిమాణ మార్పులలోని వ్యత్యాసాల కారణంగా అంతర్గత ఒత్తిడిని కూడా ఉత్పత్తి చేస్తాయి. అందువల్ల, క్వెంచింగ్ మరియు శీతలీకరణ ప్రక్రియలో రెండు రకాల అంతర్గత ఒత్తిడులు ఏర్పడవచ్చు: ఒకటి ఉష్ణ ఒత్తిడి; మరొకటి కణజాల ఒత్తిడి.

అంతర్గత ఒత్తిడి యొక్క ఉనికి కాల లక్షణాల ప్రకారం, దానిని తక్షణ ఒత్తిడి మరియు అవశేష ఒత్తిడిగా కూడా విభజించవచ్చు. శీతలీకరణ ప్రక్రియలో ఒక నిర్దిష్ట క్షణంలో వర్క్‌పీస్ ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే అంతర్గత ఒత్తిడిని తక్షణ ఒత్తిడి అంటారు; వర్క్‌పీస్ చల్లబడిన తర్వాత, దాని లోపల మిగిలి ఉన్న ఒత్తిడిని అవశేష ఒత్తిడి అంటారు.

ఒక పనిముక్కను వేడి చేసినప్పుడు (లేదా చల్లబరిచినప్పుడు) దానిలోని వివిధ భాగాలలో ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసాల కారణంగా ఏర్పడే అస్థిరమైన ఉష్ణ వ్యాకోచం (లేదా శీతల సంకోచం) వల్ల కలిగే ఒత్తిడే ఉష్ణ ఒత్తిడి.

ఇప్పుడు, ఒక ఘన స్థూపాన్ని ఉదాహరణగా తీసుకుని, దాని శీతలీకరణ ప్రక్రియలో అంతర్గత ఒత్తిడి ఏర్పడే మరియు మారే నియమాలను వివరిద్దాం. ఇక్కడ కేవలం అక్షసంబంధ ఒత్తిడి గురించి మాత్రమే చర్చిద్దాం. శీతలీకరణ ప్రారంభంలో, ఉపరితలం వేగంగా చల్లబడటం వలన, ఉష్ణోగ్రత తక్కువగా ఉండి, అది ఎక్కువగా సంకోచిస్తుంది. అదే సమయంలో, లోపలి భాగం చల్లబడుతుండగా, ఉష్ణోగ్రత ఎక్కువగా ఉండి, సంకోచం తక్కువగా ఉంటుంది. ఫలితంగా, ఉపరితలం మరియు లోపలి భాగం పరస్పరం నిరోధించబడతాయి. దీనివల్ల ఉపరితలంపై తన్యత ఒత్తిడి ఏర్పడగా, లోపలి భాగం పీడనానికి గురవుతుంది. శీతలీకరణ కొనసాగుతున్న కొద్దీ, లోపల మరియు బయట ఉష్ణోగ్రతల మధ్య వ్యత్యాసం పెరుగుతుంది, దానికి అనుగుణంగా అంతర్గత ఒత్తిడి కూడా పెరుగుతుంది. ఈ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఒత్తిడి దాని దిగుబడి బలాన్ని (yield strength) మించి పెరిగినప్పుడు, ప్లాస్టిక్ విరూపణం (plastic deformation) సంభవిస్తుంది. ఉపరితలం కంటే లోపలి భాగం మందం ఎక్కువగా ఉన్నందున, అది ఎల్లప్పుడూ మొదట అక్షసంబంధంగా సంకోచిస్తుంది. ప్లాస్టిక్ విరూపణం ఫలితంగా, అంతర్గత ఒత్తిడి ఇక పెరగదు. కొంత కాలం పాటు చల్లబడిన తర్వాత, ఉపరితల ఉష్ణోగ్రత తగ్గుదల క్రమంగా నెమ్మదిస్తుంది మరియు దాని సంకోచం కూడా క్రమంగా తగ్గుతుంది. ఈ సమయంలో, కోర్ ఇంకా సంకోచిస్తూ ఉంటుంది, కాబట్టి ఉపరితలంపై ఉండే తన్యతా ఒత్తిడి మరియు కోర్‌పై ఉండే సంపీడన ఒత్తిడి క్రమంగా తగ్గి చివరికి అదృశ్యమవుతాయి. అయితే, శీతలీకరణ కొనసాగుతున్న కొద్దీ, ఉపరితల తేమ మరింత తగ్గిపోతుంది, మరియు సంకోచం పరిమాణం కూడా తగ్గిపోతుంది, లేదా సంకోచించడం పూర్తిగా ఆగిపోతుంది. కోర్‌లోని ఉష్ణోగ్రత ఇంకా ఎక్కువగా ఉన్నందున, అది సంకోచించడం కొనసాగిస్తుంది, మరియు చివరికి వర్క్‌పీస్ ఉపరితలంపై సంపీడన ఒత్తిడి ఏర్పడుతుంది, అదే సమయంలో కోర్‌లో తన్యతా ఒత్తిడి ఉంటుంది. అయితే, ఉష్ణోగ్రత తక్కువగా ఉన్నందున, ప్లాస్టిక్ విరూపణం సులభంగా జరగదు, కాబట్టి శీతలీకరణ కొనసాగుతున్న కొద్దీ ఈ ఒత్తిడి పెరుగుతుంది. ఇది పెరుగుతూనే ఉండి, చివరికి వర్క్‌పీస్ లోపల అవశేష ఒత్తిడిగా మిగిలిపోతుంది.

శీతలీకరణ ప్రక్రియ సమయంలో ఏర్పడే ఉష్ణ ఒత్తిడి మొదట ఉపరితల పొర సాగడానికి మరియు అంతర్భాగం సంపీడనానికి గురికావడానికి కారణమవుతుందని, అలాగే మిగిలిన అవశేష ఒత్తిడి కూడా ఉపరితల పొర సంపీడనానికి మరియు అంతర్భాగం సాగడానికి కారణమవుతుందని గమనించవచ్చు.

సంక్షిప్తంగా చెప్పాలంటే, క్వెంచింగ్ కూలింగ్ సమయంలో ఉత్పన్నమయ్యే ఉష్ణ ఒత్తిడికి కారణం, చల్లబరిచే ప్రక్రియలో అడ్డుకోత ఉష్ణోగ్రతలో ఉన్న వ్యత్యాసమే. చల్లబరిచే వేగం మరియు అడ్డుకోత ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, ఉత్పన్నమయ్యే ఉష్ణ ఒత్తిడి అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఒకే రకమైన శీతలీకరణ మాధ్యమం పరిస్థితులలో, వర్క్‌పీస్‌ను వేడిచేసే ఉష్ణోగ్రత ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, దాని పరిమాణం ఎంత పెద్దగా ఉంటే, ఉక్కు యొక్క ఉష్ణ వాహకత ఎంత తక్కువగా ఉంటే, వర్క్‌పీస్ లోపల ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది, మరియు ఉష్ణ ఒత్తిడి కూడా అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది. అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద వర్క్‌పీస్‌ను అసమానంగా చల్లబరిస్తే, అది వక్రీకరణకు గురై, ఆకారం మారిపోతుంది. వర్క్‌పీస్‌ను చల్లబరిచే ప్రక్రియలో ఉత్పన్నమయ్యే తక్షణ తన్యత ఒత్తిడి, పదార్థం యొక్క తన్యత బలం కంటే ఎక్కువగా ఉంటే, క్వెంచింగ్ పగుళ్లు ఏర్పడతాయి.

ఉష్ణ చికిత్స ప్రక్రియ సమయంలో వర్క్‌పీస్‌లోని వివిధ భాగాలలో దశ పరివర్తన వేర్వేరు సమయాల్లో జరగడం వల్ల కలిగే ఒత్తిడిని దశ పరివర్తన ఒత్తిడి అంటారు, దీనిని కణజాల ఒత్తిడి అని కూడా పిలుస్తారు.

క్వెంచింగ్ మరియు వేగవంతమైన శీతలీకరణ సమయంలో, ఉపరితల పొర Ms బిందువుకు చల్లబడినప్పుడు, మార్టెన్సిటిక్ పరివర్తన జరిగి ఘనపరిమాణ విస్తరణకు కారణమవుతుంది. అయితే, ఇంకా పరివర్తన చెందని అంతర్భాగం యొక్క అవరోధం కారణంగా, ఉపరితల పొర సంపీడన ఒత్తిడిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, అయితే అంతర్భాగం తన్యత ఒత్తిడిని కలిగి ఉంటుంది. ఒత్తిడి తగినంత ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, అది విరూపణకు కారణమవుతుంది. అంతర్భాగం Ms బిందువుకు చల్లబడినప్పుడు, అది కూడా మార్టెన్సిటిక్ పరివర్తనకు లోనై ఘనపరిమాణంలో విస్తరిస్తుంది. అయితే, తక్కువ ప్లాస్టిసిటీ మరియు అధిక బలం కలిగిన పరివర్తన చెందిన ఉపరితల పొర యొక్క పరిమితుల కారణంగా, దాని తుది అవశేష ఒత్తిడి ఉపరితల తన్యత రూపంలో ఉంటుంది మరియు అంతర్భాగం ఒత్తిడికి లోనవుతుంది. దశ పరివర్తన ఒత్తిడి యొక్క మార్పు మరియు తుది స్థితి ఉష్ణ ఒత్తిడికి సరిగ్గా వ్యతిరేకంగా ఉంటాయని గమనించవచ్చు. అంతేకాకుండా, దశ మార్పు ఒత్తిడి తక్కువ ప్లాస్టిసిటీతో తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద సంభవిస్తుంది కాబట్టి, ఈ సమయంలో విరూపణ కష్టం, అందువల్ల దశ మార్పు ఒత్తిడి వర్క్‌పీస్‌లో పగుళ్లకు కారణమయ్యే అవకాశం ఎక్కువగా ఉంటుంది.

దశ పరివర్తన ఒత్తిడి పరిమాణాన్ని ప్రభావితం చేసే అనేక కారకాలు ఉన్నాయి. మార్టెన్‌సైట్ పరివర్తన ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో ఉక్కును చల్లబరిచే వేగం ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, ఉక్కు ముక్క పరిమాణం ఎంత పెద్దగా ఉంటే, ఉక్కు యొక్క ఉష్ణ వాహకత ఎంత తక్కువగా ఉంటే, మార్టెన్‌సైట్ యొక్క విశిష్ట ఘనపరిమాణం ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, దశ పరివర్తన ఒత్తిడి అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది. దీనికి అదనంగా, దశ పరివర్తన ఒత్తిడి ఉక్కు యొక్క కూర్పు మరియు ఉక్కు యొక్క గట్టిపడే సామర్థ్యానికి కూడా సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, అధిక కార్బన్ అధిక మిశ్రమలోహ ఉక్కు దాని అధిక కార్బన్ కంటెంట్ కారణంగా మార్టెన్‌సైట్ యొక్క విశిష్ట ఘనపరిమాణాన్ని పెంచుతుంది, ఇది ఉక్కు యొక్క దశ పరివర్తన ఒత్తిడిని పెంచాలి. అయితే, కార్బన్ కంటెంట్ పెరిగేకొద్దీ, Ms పాయింట్ తగ్గుతుంది మరియు క్వెంచింగ్ తర్వాత అధిక మొత్తంలో నిలిచిపోయిన ఆస్టెనైట్ ఉంటుంది. దాని ఘనపరిమాణ వ్యాకోచం తగ్గుతుంది మరియు అవశేష ఒత్తిడి తక్కువగా ఉంటుంది.

(2) క్వెంచింగ్ సమయంలో వర్క్‌పీస్ యొక్క వైకల్యం

క్వెంచింగ్ సమయంలో, వర్క్‌పీస్‌లో రెండు ప్రధాన రకాల విరూపణలు ఉంటాయి: ఒకటి వర్క్‌పీస్ యొక్క జ్యామితీయ ఆకారంలో మార్పు, ఇది పరిమాణం మరియు ఆకారంలో మార్పులుగా వ్యక్తమవుతుంది, దీనిని తరచుగా వార్పింగ్ విరూపణ అని పిలుస్తారు, ఇది క్వెంచింగ్ ఒత్తిడి వలన కలుగుతుంది; మరొకటి ఘనపరిమాణ విరూపణ, ఇది దశ మార్పు సమయంలో నిర్దిష్ట ఘనపరిమాణంలో మార్పు వలన వర్క్‌పీస్ యొక్క ఘనపరిమాణంలో అనుపాత విస్తరణ లేదా సంకోచంగా వ్యక్తమవుతుంది.

వంగే విరూపణలో ఆకార విరూపణ మరియు మెలితిరిగే విరూపణ కూడా ఉంటాయి. మెలితిరిగే విరూపణ ప్రధానంగా వేడిచేసేటప్పుడు కొలిమిలో పనిముక్కను సరిగ్గా ఉంచకపోవడం వల్ల, లేదా చల్లార్చడానికి ముందు విరూపణను సరిచేసిన తర్వాత ఆకృతిని సరిచేయకపోవడం వల్ల, లేదా పనిముక్క చల్లబడేటప్పుడు దానిలోని వివిధ భాగాలు అసమానంగా చల్లబడటం వల్ల సంభవిస్తుంది. ఈ విరూపణను నిర్దిష్ట పరిస్థితులకు అనుగుణంగా విశ్లేషించి పరిష్కరించవచ్చు. ఈ క్రింది భాగం ప్రధానంగా ఘనపరిమాణ విరూపణ మరియు ఆకార విరూపణ గురించి చర్చిస్తుంది.

1) క్వెంచింగ్ విరూపణకు కారణాలు మరియు దాని మార్పు నియమాలు

నిర్మాణ పరివర్తన వలన కలిగే ఘనపరిమాణ విరూపణం. క్వెంచింగ్‌కు ముందు వర్క్‌పీస్ యొక్క నిర్మాణ స్థితి సాధారణంగా పెర్లైట్, అంటే ఫెర్రైట్ మరియు సిమెంటైట్‌ల మిశ్రమ నిర్మాణం, మరియు క్వెంచింగ్ తర్వాత అది మార్టెన్సిటిక్ నిర్మాణంగా మారుతుంది. ఈ కణజాలాల యొక్క విభిన్న విశిష్ట ఘనపరిమాణాలు క్వెంచింగ్‌కు ముందు మరియు తర్వాత ఘనపరిమాణ మార్పులకు కారణమవుతాయి, ఫలితంగా విరూపణం ఏర్పడుతుంది. అయితే, ఈ విరూపణం వర్క్‌పీస్‌ను అనుపాతంగా వ్యాకోచింపజేయడానికి మరియు సంకోచింపజేయడానికి మాత్రమే కారణమవుతుంది, కాబట్టి ఇది వర్క్‌పీస్ ఆకారాన్ని మార్చదు.

అంతేకాకుండా, ఉష్ణ చికిత్స తర్వాత నిర్మాణంలో మార్టెన్‌సైట్ ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, లేదా మార్టెన్‌సైట్‌లో కార్బన్ శాతం ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, దాని ఘనపరిమాణ వ్యాకోచం అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది. అలాగే, నిలిచిపోయిన ఆస్టెనైట్ పరిమాణం ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, ఘనపరిమాణ వ్యాకోచం అంత తక్కువగా ఉంటుంది. అందువల్ల, ఉష్ణ చికిత్స సమయంలో మార్టెన్‌సైట్ మరియు అవశేష మార్టెన్‌సైట్‌ల సాపేక్ష శాతాన్ని నియంత్రించడం ద్వారా ఘనపరిమాణ మార్పును అదుపు చేయవచ్చు. దీనిని సరిగ్గా నియంత్రిస్తే, ఘనపరిమాణం వ్యాకోచించదు లేదా సంకోచించదు.

ఉష్ణ ఒత్తిడి వలన కలిగే ఆకార వైకల్యం, ఉక్కు భాగాల దిగుబడి బలం తక్కువగా ఉండి, ప్లాస్టిసిటీ ఎక్కువగా ఉండి, ఉపరితలం త్వరగా చల్లబడి, మరియు వర్క్‌పీస్ లోపల మరియు వెలుపల ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం అత్యధికంగా ఉండే అధిక ఉష్ణోగ్రత ప్రాంతాలలో సంభవిస్తుంది. ఈ సమయంలో, తక్షణ ఉష్ణ ఒత్తిడి అనేది ఉపరితల తన్యత ఒత్తిడి మరియు కోర్ సంపీడన ఒత్తిడిగా ఉంటుంది. ఈ సమయంలో కోర్ ఉష్ణోగ్రత ఎక్కువగా ఉన్నందున, దిగుబడి బలం ఉపరితలం కంటే చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, కాబట్టి ఇది బహుళ-దిశాత్మక సంపీడన ఒత్తిడి చర్య కింద వైకల్యంగా వ్యక్తమవుతుంది, అంటే, ఘనం గోళాకారంగా మరియు వివిధ దిశలలో ఉంటుంది. దీని ఫలితంగా, పెద్దది సంకోచిస్తే, చిన్నది వ్యాకోచిస్తుంది. ఉదాహరణకు, ఒక పొడవైన స్థూపం పొడవు దిశలో సంకోచించి, వ్యాసం దిశలో వ్యాకోచిస్తుంది.

కణజాల ఒత్తిడి వలన కలిగే ఆకార వైకల్యం, కణజాల ఒత్తిడి గరిష్టంగా ఉన్న తొలి క్షణాల్లో కూడా సంభవిస్తుంది. ఈ సమయంలో, అడ్డుకోత ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం ఎక్కువగా ఉంటుంది, కోర్ ఉష్ణోగ్రత అధికంగా ఉంటుంది, అది ఇంకా ఆస్టెనైట్ స్థితిలో ఉంటుంది, ప్లాస్టిసిటీ బాగుంటుంది, మరియు యీల్డ్ స్ట్రెంగ్త్ తక్కువగా ఉంటుంది. తక్షణ కణజాల ఒత్తిడి అనేది ఉపరితల సంపీడన ఒత్తిడి మరియు కోర్ తన్యత ఒత్తిడి. అందువల్ల, బహుముఖ తన్యత ఒత్తిడి చర్య కింద కోర్ సాగడం రూపంలో వైకల్యం వ్యక్తమవుతుంది. ఫలితంగా, కణజాల ఒత్తిడి చర్య కింద, వర్క్‌పీస్ యొక్క పెద్ద వైపు సాగుతుంది, అయితే చిన్న వైపు పొట్టిగా అవుతుంది. ఉదాహరణకు, ఒక పొడవైన సిలిండర్‌లో కణజాల ఒత్తిడి వలన కలిగే వైకల్యం పొడవులో సాగడం మరియు వ్యాసంలో తగ్గుదల.

పట్టిక 5.3 వివిధ సాధారణ ఉక్కు భాగాల క్వెంచింగ్ విరూపణ నియమాలను చూపుతుంది.

2) క్వెంచింగ్ విరూపణను ప్రభావితం చేసే కారకాలు

క్వెంచింగ్ విరూపణను ప్రభావితం చేసే కారకాలు ప్రధానంగా ఉక్కు యొక్క రసాయన కూర్పు, అసలు నిర్మాణం, భాగాల జ్యామితి మరియు ఉష్ణ చికిత్స ప్రక్రియ.

3) క్వెంచింగ్ పగుళ్లు

భాగాలలో పగుళ్లు ప్రధానంగా క్వెంచింగ్ మరియు శీతలీకరణ యొక్క చివరి దశలో, అంటే మార్టెన్సిటిక్ పరివర్తన ప్రాథమికంగా పూర్తయిన తర్వాత లేదా పూర్తిగా చల్లబడిన తర్వాత ఏర్పడతాయి. భాగాలలోని తన్యత ఒత్తిడి ఉక్కు యొక్క విచ్ఛిన్న బలాన్ని మించిపోవడం వల్ల పెళుసు వైఫల్యం సంభవిస్తుంది. పగుళ్లు సాధారణంగా గరిష్ట తన్యత విరూపణ దిశకు లంబంగా ఉంటాయి, కాబట్టి భాగాలలో పగుళ్ల యొక్క వివిధ రూపాలు ప్రధానంగా ఒత్తిడి పంపిణీ స్థితిపై ఆధారపడి ఉంటాయి.

క్వెంచింగ్ పగుళ్ల సాధారణ రకాలు: పదార్థం యొక్క విచ్ఛేదన బలాన్ని స్పర్శరేఖీయ తన్యత ఒత్తిడి మించినప్పుడు ప్రధానంగా రేఖాంశ (అక్షసంబంధ) పగుళ్లు ఏర్పడతాయి; భాగం యొక్క లోపలి ఉపరితలంపై ఏర్పడిన అధిక అక్షసంబంధ తన్యత ఒత్తిడి పదార్థం యొక్క విచ్ఛేదన బలాన్ని మించినప్పుడు అడ్డ పగుళ్లు ఏర్పడతాయి; ఉపరితలంపై ద్విమితీయ తన్యత ఒత్తిడి చర్య కింద వల పగుళ్లు ఏర్పడతాయి; ఒత్తిడి వేగంగా మారినప్పుడు మరియు వ్యాసార్థ దిశలో అధిక తన్యత ఒత్తిడి పనిచేసినప్పుడు, చాలా పలుచని గట్టిపడిన పొరలో పొరలు ఊడిపోయే పగుళ్లు ఏర్పడతాయి. పగుళ్ల రకం.

అనుదైర్ఘ్య పగుళ్లను అక్షసంబంధ పగుళ్లు అని కూడా అంటారు. భాగం యొక్క ఉపరితలం దగ్గర గరిష్ట తన్యత ఒత్తిడి వద్ద పగుళ్లు ఏర్పడతాయి మరియు కేంద్రం వైపు కొంత లోతును కలిగి ఉంటాయి. పగుళ్ల దిశ సాధారణంగా అక్షానికి సమాంతరంగా ఉంటుంది, కానీ భాగంలో ఒత్తిడి కేంద్రీకరణ ఉన్నప్పుడు లేదా అంతర్గత నిర్మాణ లోపాలు ఉన్నప్పుడు దిశ కూడా మారవచ్చు.

వర్క్‌పీస్‌ను పూర్తిగా క్వెంచింగ్ చేసిన తర్వాత, నిలువు పగుళ్లు ఏర్పడే అవకాశం ఉంటుంది. ఇది క్వెంచింగ్ చేయబడిన వర్క్‌పీస్ ఉపరితలంపై ఉండే అధిక స్పర్శరేఖీయ తన్యత ఒత్తిడికి సంబంధించినది. స్టీల్‌లో కార్బన్ శాతం పెరిగే కొద్దీ, నిలువు పగుళ్లు ఏర్పడే ధోరణి పెరుగుతుంది. తక్కువ కార్బన్ స్టీల్‌లో మార్టెన్‌సైట్ యొక్క విశిష్ట ఘనపరిమాణం తక్కువగా ఉంటుంది మరియు బలమైన ఉష్ణ ఒత్తిడి ఉంటుంది. దీని ఉపరితలంపై అధిక అవశేష సంపీడన ఒత్తిడి ఉంటుంది, కాబట్టి దీనిని క్వెంచింగ్ చేయడం అంత సులభం కాదు. కార్బన్ శాతం పెరిగే కొద్దీ, ఉపరితల సంపీడన ఒత్తిడి తగ్గి, నిర్మాణ ఒత్తిడి పెరుగుతుంది. అదే సమయంలో, గరిష్ట తన్యత ఒత్తిడి ఉపరితల పొర వైపుకు కదులుతుంది. అందువల్ల, అధిక కార్బన్ స్టీల్‌ను అతిగా వేడి చేసినప్పుడు, దానిలో నిలువు క్వెంచింగ్ పగుళ్లు ఏర్పడే అవకాశం ఎక్కువగా ఉంటుంది.

భాగాల పరిమాణం అవశేష ఒత్తిడి యొక్క పరిమాణం మరియు పంపిణీని నేరుగా ప్రభావితం చేస్తుంది, మరియు దాని క్వెంచింగ్ పగుళ్ల ధోరణి కూడా భిన్నంగా ఉంటుంది. ప్రమాదకరమైన క్రాస్-సెక్షన్ పరిమాణ పరిధిలో క్వెంచింగ్ చేయడం వల్ల నిలువు పగుళ్లు కూడా సులభంగా ఏర్పడతాయి. అదనంగా, ఉక్కు ముడి పదార్థాల అడ్డంకి తరచుగా నిలువు పగుళ్లకు కారణమవుతుంది. చాలా ఉక్కు భాగాలను రోలింగ్ ద్వారా తయారు చేస్తారు కాబట్టి, ఉక్కులోని బంగారం కాని మలినాలు, కార్బైడ్‌లు మొదలైనవి విరూపణ దిశలో పంపిణీ చేయబడి, ఉక్కును అనైసోట్రోపిక్‌గా మారుస్తాయి. ఉదాహరణకు, టూల్ స్టీల్ బ్యాండ్ లాంటి నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటే, క్వెంచింగ్ తర్వాత దాని అడ్డ పగుళ్ల బలం, నిలువు పగుళ్ల బలం కంటే 30% నుండి 50% తక్కువగా ఉంటుంది. ఉక్కులో ఒత్తిడి కేంద్రీకరణకు కారణమయ్యే బంగారం కాని మలినాలు వంటి కారకాలు ఉంటే, అక్షసంబంధ ఒత్తిడి కంటే స్పర్శరేఖీయ ఒత్తిడి ఎక్కువగా ఉన్నప్పటికీ, తక్కువ ఒత్తిడి పరిస్థితులలో నిలువు పగుళ్లు సులభంగా ఏర్పడతాయి. ఈ కారణంగా, ఉక్కులో అలోహ మలినాలు మరియు చక్కెర స్థాయిని కఠినంగా నియంత్రించడం క్వెంచింగ్ పగుళ్లను నివారించడంలో ఒక ముఖ్యమైన అంశం.

అడ్డ పగుళ్లు మరియు చాప పగుళ్ల యొక్క అంతర్గత ఒత్తిడి పంపిణీ లక్షణాలు ఈ విధంగా ఉంటాయి: ఉపరితలం సంపీడన ఒత్తిడికి లోనవుతుంది. ఉపరితలం నుండి కొంత దూరం వెళ్ళిన తర్వాత, సంపీడన ఒత్తిడి అధిక తన్యత ఒత్తిడిగా మారుతుంది. తన్యత ఒత్తిడి ఉన్న ప్రాంతంలో పగులు ఏర్పడుతుంది, ఆ తర్వాత అంతర్గత ఒత్తిడి పునఃపంపిణీ చేయబడితే లేదా ఉక్కు యొక్క పెళుసుదనం మరింత పెరిగితే తప్ప అది భాగం యొక్క ఉపరితలానికి వ్యాపించదు.

రోలర్లు, టర్బైన్ రోటర్లు లేదా ఇతర షాఫ్ట్ భాగాల వంటి పెద్ద షాఫ్ట్ భాగాలలో అడ్డ పగుళ్లు తరచుగా ఏర్పడతాయి. ఈ పగుళ్ల లక్షణాలు ఏమిటంటే, అవి అక్షం దిశకు లంబంగా ఉండి, లోపలి నుండి బయటికి విరిగిపోతాయి. అవి తరచుగా గట్టిపడటానికి ముందే ఏర్పడతాయి మరియు ఉష్ణ ఒత్తిడి వలన కలుగుతాయి. పెద్ద ఫోర్జింగ్‌లలో తరచుగా రంధ్రాలు, చేరికలు, ఫోర్జింగ్ పగుళ్లు మరియు తెల్లటి మచ్చలు వంటి లోహశాస్త్ర లోపాలు ఉంటాయి. ఈ లోపాలు పగులుకు ప్రారంభ బిందువుగా పనిచేస్తాయి మరియు అక్షసంబంధ తన్యత ఒత్తిడి చర్య కింద విరిగిపోతాయి. చాప పగుళ్లు ఉష్ణ ఒత్తిడి వలన కలుగుతాయి మరియు సాధారణంగా భాగం యొక్క ఆకారం మారే ప్రదేశాలలో చాప ఆకారంలో విస్తరించి ఉంటాయి. ఇది ప్రధానంగా వర్క్‌పీస్ లోపల లేదా పదునైన అంచులు, గాడులు మరియు రంధ్రాల దగ్గర ఏర్పడుతుంది మరియు చాప ఆకారంలో విస్తరించి ఉంటుంది. 80 నుండి 100 మిమీ లేదా అంతకంటే ఎక్కువ వ్యాసం లేదా మందం ఉన్న అధిక-కార్బన్ ఉక్కు భాగాలను క్వెంచింగ్ చేయనప్పుడు, ఉపరితలం సంపీడన ఒత్తిడిని మరియు కేంద్రం తన్యత ఒత్తిడిని చూపుతుంది. ఒత్తిడి, గట్టిపడిన పొర నుండి గట్టిపడని పొరకు మారే పరివర్తన ప్రాంతంలో గరిష్ట తన్యత ఒత్తిడి ఏర్పడుతుంది, మరియు ఈ ప్రాంతాలలో ఆర్క్ పగుళ్లు సంభవిస్తాయి. అదనంగా, పదునైన అంచులు మరియు మూలల వద్ద చల్లబడే వేగం ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు అవన్నీ క్వెంచింగ్ చేయబడతాయి. మృదువైన భాగాలకు, అంటే గట్టిపడని ప్రాంతానికి మారేటప్పుడు, గరిష్ట తన్యత ఒత్తిడి ప్రాంతం ఇక్కడ కనిపిస్తుంది, కాబట్టి ఆర్క్ పగుళ్లు ఏర్పడే అవకాశం ఎక్కువగా ఉంటుంది. వర్క్‌పీస్ యొక్క పిన్ హోల్, గ్రూవ్ లేదా సెంటర్ హోల్ దగ్గర చల్లబడే వేగం నెమ్మదిగా ఉంటుంది, దానికి సంబంధించిన గట్టిపడిన పొర పలుచగా ఉంటుంది, మరియు గట్టిపడే పరివర్తన ప్రాంతం దగ్గర ఉండే తన్యత ఒత్తిడి సులభంగా ఆర్క్ పగుళ్లకు కారణమవుతుంది.

జాల పగుళ్లు, వీటిని ఉపరితల పగుళ్లు అని కూడా అంటారు, ఇవి ఉపరితలంపై ఏర్పడే పగుళ్లు. పగులు యొక్క లోతు తక్కువగా, సాధారణంగా 0.01~1.5 మి.మీ. వరకు ఉంటుంది. ఈ రకమైన పగులు యొక్క ప్రధాన లక్షణం ఏమిటంటే, పగులు యొక్క దిశ ఏ దిశలో ఉన్నా, దానికి వస్తువు ఆకారంతో ఎటువంటి సంబంధం ఉండదు. అనేక పగుళ్లు ఒకదానికొకటి అనుసంధానమై ఒక జాలాన్ని ఏర్పరుస్తాయి మరియు విస్తృతంగా వ్యాపించి ఉంటాయి. పగులు లోతు 1 మి.మీ. కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, జాల లక్షణాలు అదృశ్యమై, అవి యాదృచ్ఛికంగా లేదా నిలువుగా వ్యాపించిన పగుళ్లుగా మారతాయి. జాల పగుళ్లు ఉపరితలంపై ఉండే ద్విమితీయ తన్యత ఒత్తిడి స్థితికి సంబంధించినవి.

ఉపరితలంపై డీకార్బరైజ్డ్ పొర ఉన్న అధిక కార్బన్ లేదా కార్బరైజ్డ్ స్టీల్ భాగాలలో క్వెంచింగ్ సమయంలో నెట్‌వర్క్ పగుళ్లు ఏర్పడే అవకాశం ఉంది. దీనికి కారణం, లోపలి మార్టెన్‌సైట్ పొరతో పోలిస్తే ఉపరితల పొరలో కార్బన్ శాతం తక్కువగా ఉండటం మరియు విశిష్ట ఘనపరిమాణం తక్కువగా ఉండటం. క్వెంచింగ్ సమయంలో, కార్బైడ్ యొక్క ఉపరితల పొర తన్యత ఒత్తిడికి గురవుతుంది. యాంత్రిక ప్రక్రియ సమయంలో డీఫాస్ఫరైజేషన్ పొర పూర్తిగా తొలగించబడని భాగాలలో కూడా, అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ లేదా ఫ్లేమ్ సర్ఫేస్ క్వెంచింగ్ సమయంలో నెట్‌వర్క్ పగుళ్లు ఏర్పడతాయి. ఇటువంటి పగుళ్లను నివారించడానికి, భాగాల ఉపరితల నాణ్యతను కఠినంగా నియంత్రించాలి మరియు ఉష్ణ చికిత్స సమయంలో ఆక్సీకరణ వెల్డింగ్‌ను నిరోధించాలి. అదనంగా, ఫోర్జింగ్ డైని కొంత కాలం ఉపయోగించిన తర్వాత, కుహరంలో పట్టీలు లేదా నెట్‌వర్క్‌ల రూపంలో కనిపించే థర్మల్ ఫెటీగ్ పగుళ్లు మరియు క్వెంచ్ చేసిన భాగాల గ్రైండింగ్ ప్రక్రియలో ఏర్పడే పగుళ్లు అన్నీ ఈ రకానికి చెందినవే.

ఉపరితల పొర యొక్క చాలా ఇరుకైన ప్రాంతంలో పొరలు ఊడిపోయే పగుళ్లు ఏర్పడతాయి. అక్షసంబంధ మరియు స్పర్శరేఖీయ దిశలలో సంపీడన ఒత్తిడి, మరియు వ్యాసార్థ దిశలో తన్యత ఒత్తిడి పనిచేస్తుంది. ఈ పగుళ్లు భాగం యొక్క ఉపరితలానికి సమాంతరంగా ఉంటాయి. ఉపరితల క్వెంచింగ్ మరియు కార్బరైజింగ్ చేసిన భాగాలను చల్లబరిచిన తర్వాత గట్టిపడిన పొర ఊడిపోవడం ఇటువంటి పగుళ్లకు చెందుతుంది. ఇది ఏర్పడటానికి గట్టిపడిన పొరలోని అసమాన నిర్మాణం కారణం. ఉదాహరణకు, మిశ్రమలోహ కార్బరైజ్డ్ ఉక్కును ఒక నిర్దిష్ట వేగంతో చల్లబరిచిన తర్వాత, కార్బరైజ్డ్ పొరలోని నిర్మాణం ఇలా ఉంటుంది: బయటి పొరలో అత్యంత సూక్ష్మమైన పెర్లైట్ + కార్బైడ్, మరియు ఉపపొరలో మార్టెన్‌సైట్ + అవశేష ఆస్టెనైట్, లోపలి పొరలో సూక్ష్మమైన పెర్లైట్ లేదా అత్యంత సూక్ష్మమైన పెర్లైట్ నిర్మాణం ఉంటుంది. ఉప-పొర మార్టెన్‌సైట్ యొక్క నిర్మాణ విశిష్ట ఘనపరిమాణం అత్యధికంగా ఉండటం వలన, ఘనపరిమాణ విస్తరణ ఫలితంగా ఉపరితల పొరపై అక్షీయ మరియు స్పర్శరేఖీయ దిశలలో సంపీడన ఒత్తిడి, మరియు వ్యాసార్థీయ దిశలో తన్యత ఒత్తిడి పనిచేస్తుంది. దీనివల్ల లోపలి వైపుకు ఒత్తిడి మార్పు జరిగి, సంపీడన ఒత్తిడి స్థితికి మారుతుంది. ఒత్తిడిలో తీవ్రమైన మార్పులు జరిగే అత్యంత పలుచని ప్రదేశాలలో పొరలు ఊడిపోయే పగుళ్లు ఏర్పడతాయి. సాధారణంగా, పగుళ్లు ఉపరితలానికి సమాంతరంగా లోపల ఉంటాయి, మరియు తీవ్రమైన సందర్భాలలో ఉపరితలం పొరలుగా ఊడిపోవడానికి కారణం కావచ్చు. కార్బరైజ్డ్ భాగాల శీతలీకరణ రేటును వేగవంతం చేసినా లేదా తగ్గించినా, కార్బరైజ్డ్ పొరలో ఏకరీతి మార్టెన్‌సైట్ నిర్మాణం లేదా అతి సూక్ష్మమైన పెర్లైట్ నిర్మాణాన్ని పొందవచ్చు, ఇది అటువంటి పగుళ్లు ఏర్పడకుండా నిరోధించగలదు. అంతేకాకుండా, అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ లేదా ఫ్లేమ్ సర్ఫేస్ క్వెంచింగ్ సమయంలో, ఉపరితలం తరచుగా అధిక వేడికి గురవుతుంది మరియు గట్టిపడిన పొర వెంబడి ఉండే నిర్మాణ అసమానత వలన అటువంటి ఉపరితల పగుళ్లు సులభంగా ఏర్పడతాయి.

పైన పేర్కొన్న నాలుగు పగుళ్లకు భిన్నంగా, సూక్ష్మ పగుళ్లు అనేవి సూక్ష్మ ఒత్తిడి వలన ఏర్పడతాయి. అధిక కార్బన్ కలిగిన టూల్ స్టీల్ లేదా కార్బరైజ్డ్ వర్క్‌పీస్‌లను క్వెంచింగ్, అధిక వేడికి గురిచేయడం మరియు గ్రైండింగ్ చేసిన తర్వాత కనిపించే అంతరకణ పగుళ్లు, అలాగే క్వెంచ్ చేసిన భాగాలను సకాలంలో టెంపరింగ్ చేయకపోవడం వల్ల ఏర్పడే పగుళ్లు, ఇవన్నీ స్టీల్‌లో సూక్ష్మ పగుళ్లు ఉండటం మరియు తదనంతరం అవి విస్తరించడంతో సంబంధం కలిగి ఉంటాయి.

సూక్ష్మ పగుళ్లను మైక్రోస్కోప్ కింద పరిశీలించాలి. అవి సాధారణంగా అసలైన ఆస్టెనైట్ గ్రెయిన్ సరిహద్దుల వద్ద లేదా మార్టెన్‌సైట్ షీట్‌ల సంధి వద్ద ఏర్పడతాయి. కొన్ని పగుళ్లు మార్టెన్‌సైట్ షీట్‌లలోకి చొచ్చుకుపోతాయి. రేకుల వంటి ట్విన్డ్ మార్టెన్‌సైట్‌లో సూక్ష్మ పగుళ్లు ఎక్కువగా ఉంటాయని పరిశోధనలు చూపిస్తున్నాయి. దీనికి కారణం, రేకుల వంటి మార్టెన్‌సైట్ అధిక వేగంతో పెరుగుతున్నప్పుడు ఒకదానికొకటి ఢీకొని అధిక ఒత్తిడిని సృష్టిస్తుంది. అయితే, ట్విన్డ్ మార్టెన్‌సైట్ స్వయంగా పెళుసుగా ఉంటుంది మరియు ప్లాస్టిక్ విరూపణ ద్వారా ఒత్తిడిని తగ్గించలేదు, అందువల్ల సులభంగా సూక్ష్మ పగుళ్లు ఏర్పడతాయి. ఆస్టెనైట్ గ్రెయిన్‌లు స్థూలంగా ఉండటం వల్ల సూక్ష్మ పగుళ్లు ఏర్పడే అవకాశం పెరుగుతుంది. స్టీల్‌లో సూక్ష్మ పగుళ్లు ఉండటం వల్ల క్వెంచ్ చేసిన భాగాల బలం మరియు ప్లాస్టిసిటీ గణనీయంగా తగ్గి, ఆ భాగాలు త్వరగా దెబ్బతినడానికి (విరిగిపోవడానికి) దారితీస్తుంది.

అధిక కార్బన్ కలిగిన ఉక్కు భాగాలలో సూక్ష్మ పగుళ్లను నివారించడానికి, తక్కువ క్వెంచింగ్ తాపన ఉష్ణోగ్రత, సూక్ష్మ మార్టెన్‌సైట్ నిర్మాణాన్ని పొందడం మరియు మార్టెన్‌సైట్‌లో కార్బన్ శాతాన్ని తగ్గించడం వంటి చర్యలను చేపట్టవచ్చు. దీనికి అదనంగా, క్వెంచింగ్ తర్వాత సకాలంలో టెంపరింగ్ చేయడం అంతర్గత ఒత్తిడిని తగ్గించడానికి ఒక సమర్థవంతమైన పద్ధతి. 200°C కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద తగినంత టెంపరింగ్ చేసిన తర్వాత, పగుళ్ల వద్ద అవక్షేపించబడిన కార్బైడ్‌లు పగుళ్లను "వెల్డింగ్" చేసే ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటాయని పరీక్షలు నిరూపించాయి, ఇది సూక్ష్మ పగుళ్ల ప్రమాదాలను గణనీయంగా తగ్గిస్తుంది.

పైన పేర్కొన్నది పగుళ్ల విస్తరణ సరళి ఆధారంగా పగుళ్లకు గల కారణాలు మరియు నివారణ పద్ధతుల గురించిన చర్చ. వాస్తవ ఉత్పత్తిలో, స్టీల్ నాణ్యత, భాగం ఆకారం, మరియు వేడి మరియు చల్లని ప్రాసెసింగ్ సాంకేతికత వంటి కారకాల వల్ల పగుళ్ల విస్తరణ మారుతూ ఉంటుంది. కొన్నిసార్లు పగుళ్లు హీట్ ట్రీట్‌మెంట్‌కు ముందే ఏర్పడి, క్వెంచింగ్ ప్రక్రియలో మరింతగా విస్తరిస్తాయి; కొన్నిసార్లు ఒకే భాగంలో ఒకే సమయంలో అనేక రకాల పగుళ్లు కనిపించవచ్చు. ఈ సందర్భంలో, పగులు యొక్క స్వరూప లక్షణాల ఆధారంగా, పగులు ఉపరితలం యొక్క స్థూల విశ్లేషణ, మెటలోగ్రాఫిక్ పరీక్ష, మరియు అవసరమైనప్పుడు, రసాయన విశ్లేషణ మరియు ఇతర పద్ధతులను ఉపయోగించి, పదార్థం యొక్క నాణ్యత, సంస్థాగత నిర్మాణం నుండి హీట్ ట్రీట్‌మెంట్ ఒత్తిడి యొక్క కారణాల వరకు సమగ్ర విశ్లేషణ నిర్వహించి, పగులు యొక్క ప్రధాన కారణాలను కనుగొని, ఆపై సమర్థవంతమైన నివారణ చర్యలను నిర్ణయించాలి.

పగుళ్ల కారణాలను విశ్లేషించడానికి పగుళ్ల విచ్ఛేద విశ్లేషణ ఒక ముఖ్యమైన పద్ధతి. ప్రతి విచ్ఛేదానికి పగుళ్లు ఏర్పడటానికి ఒక ప్రారంభ బిందువు ఉంటుంది. శీతలీకరణ పగుళ్లు సాధారణంగా రేడియల్ పగుళ్ల సంగమ బిందువు నుండి ప్రారంభమవుతాయి.

పగులు యొక్క మూలం భాగం యొక్క ఉపరితలంపై ఉంటే, ఉపరితలంపై అధిక తన్యత ఒత్తిడి కారణంగా పగులు ఏర్పడిందని అర్థం. ఉపరితలంపై చేరికల వంటి నిర్మాణ లోపాలు లేనప్పటికీ, తీవ్రమైన కత్తి గుర్తులు, ఆక్సైడ్ పొర, ఉక్కు భాగాల పదునైన మూలలు లేదా నిర్మాణ మార్పు చెందిన భాగాల వంటి ఒత్తిడి కేంద్రీకరణ కారకాలు ఉంటే, పగుళ్లు ఏర్పడవచ్చు.

పగులు యొక్క మూలం భాగం లోపల ఉంటే, అది పదార్థ లోపాలు లేదా అధిక అంతర్గత అవశేష తన్యత ఒత్తిడికి సంబంధించినది. సాధారణ క్వెంచింగ్ యొక్క పగులు ఉపరితలం బూడిద రంగులో మరియు సన్నని పింగాణీలా ఉంటుంది. పగులు ఉపరితలం ముదురు బూడిద రంగులో మరియు గరుకుగా ఉంటే, అది అధిక వేడిమి వల్ల లేదా అసలు కణజాలం మందంగా ఉండటం వల్ల సంభవిస్తుంది.

సాధారణంగా చెప్పాలంటే, క్వెంచింగ్ పగులు యొక్క గాజు భాగంపై ఆక్సీకరణ రంగు ఉండకూడదు మరియు పగులు చుట్టూ డీకార్బరైజేషన్ జరగకూడదు. ఒకవేళ పగులు చుట్టూ డీకార్బరైజేషన్ జరిగినా లేదా పగులు భాగంపై ఆక్సీకరణ రంగు కనిపించినా, క్వెంచింగ్‌కు ముందే ఆ భాగంలో పగుళ్లు ఉన్నాయని, మరియు ఉష్ణ చికిత్స ఒత్తిడి ప్రభావంతో అసలు పగుళ్లు విస్తరిస్తాయని ఇది సూచిస్తుంది. భాగంలోని పగుళ్ల దగ్గర వేరుపడిన కార్బైడ్‌లు మరియు ఇన్‌క్లూజన్‌లు కనిపిస్తే, ఆ పగుళ్లు ముడి పదార్థంలో కార్బైడ్‌లు తీవ్రంగా వేరుపడటం వల్ల లేదా ఇన్‌క్లూజన్‌లు ఉండటం వల్ల ఏర్పడ్డాయని అర్థం. పైన చెప్పిన దృగ్విషయాలు లేకుండా, కేవలం భాగం యొక్క పదునైన మూలల్లో లేదా ఆకారం మారే భాగాలలో మాత్రమే పగుళ్లు కనిపిస్తే, ఆ పగుళ్లు భాగం యొక్క అసమంజసమైన నిర్మాణ రూపకల్పన వల్ల గానీ, పగుళ్లను నివారించడానికి తీసుకున్న సరికాని చర్యల వల్ల గానీ, లేదా అధిక ఉష్ణ చికిత్స ఒత్తిడి వల్ల గానీ ఏర్పడ్డాయని అర్థం.

అంతేకాకుండా, రసాయన ఉష్ణ చికిత్స మరియు ఉపరితల చల్లార్చే భాగాలలో పగుళ్లు ఎక్కువగా గట్టిపడిన పొర సమీపంలో కనిపిస్తాయి. గట్టిపడిన పొర యొక్క నిర్మాణాన్ని మెరుగుపరచడం మరియు ఉష్ణ చికిత్స ఒత్తిడిని తగ్గించడం అనేవి ఉపరితల పగుళ్లను నివారించడానికి ముఖ్యమైన మార్గాలు.