4140 का कठोरन: खंड आकार के अनुसार शमन और टेम्पर चक्र

मानक चक्र

4140 लगभग 0.40% कार्बन का क्रोमियम-मोलिब्डेनम इस्पात है, जिसे शमित और टेम्पर्ड उपयोग के लिए डिज़ाइन किया गया है:

1. ऑस्टेनाइटाइज़ करें लगभग 840–870 °C पर (लगभग 845 °C एक व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला कार्य बिंदु है), इतनी देर तक कि खंड बराबर हो जाए।
2. अधिकांश खंडों के लिए तेल में शमन करें; पॉलीमर या, छोटे खंडों में सरल आकृतियों के लिए, पानी जहाँ अतिरिक्त कठोरता आवश्यक हो और दरार जोखिम प्रबंधित हो। भट्ठी पर छोटे तापमान अंतरों की तुलना में आंदोलन और सही तेल तापमान अधिक महत्त्वपूर्ण हैं।
3. जैसे ही पुर्ज़ा कमरे के तापमान के निकट पहुँचे टेम्पर करें — विलंब शमन दरारों को आमंत्रित करता है। टेम्परिंग तापमान लक्ष्य गुणों से चुना जाता है, आदत से नहीं।

टेम्परिंग वक्र तर्क

शमन-पश्चात 4140 HRC के मध्य-50 के दशक के आसपास बैठता है और उपयोग के लिए बहुत भंगुर होता है। टेम्परिंग एक चिकने वक्र के साथ चीमड़ता के लिए कठोरता का सौदा करती है, लगभग:

• लगभग 200 °C पर टेम्परिंग: अभी भी बहुत कठोर और मज़बूत, सीमित चीमड़ता — शायद ही उपयोग किया जाता है, घिसाव-प्रधान पुर्ज़ों के लिए।
• लगभग 400 °C के आसपास: सुधारती चीमड़ता के साथ उच्च सामर्थ्य; उस सामान्य टेम्पर्ड-मार्टेंसाइट भंगुरता क्षेत्र पर ध्यान दें जो कई Cr इस्पात निम्न टेम्परिंग तापमानों पर दिखाते हैं — महत्वपूर्ण पुर्ज़ों का संघात-परीक्षण किया जाता है, माना नहीं जाता।
• लगभग 550–650 °C के आसपास: क्लासिक मशीनरी स्थिति — कठोरता लगभग HRC के उच्च-20 के दशक से मध्य-30 के दशक में, शाफ़्टों, गियरों और उच्च-सामर्थ्य बोल्टों के लिए पराभव सामर्थ्य, तन्यता और Charpy चीमड़ता के सर्वोत्तम संयोजन के साथ।

सटीक संख्याएँ वास्तविक ऊष्मा के रसायन और शमन कठोरता के साथ बदलती हैं, यही कारण है कि विनिर्देश कठोरता या तन्य परास बताते हैं और ऊष्मा उपचारक को इसे प्राप्त करने के लिए टेम्परिंग तापमान चुनने देते हैं।

व्यास के अनुसार पूर्ण-कठोरता

4140 की कठोरनीयता अच्छी लेकिन सीमित है। व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले सामान्य नियम के रूप में:

• लगभग 25–40 mm तक के खंड तेल-शमन से लगभग-पूर्ण मार्टेंसाइट तक पहुँचते हैं और एकसमान रूप से टेम्पर होते हैं।
• 50–100 mm परास में कोर बढ़ते हुए आंशिक रूप से बेनाइट में बदलता है: सतह और कोर गुण अलग हो जाते हैं, और मानकों में गारंटीकृत गुण तदनुसार गिर जाते हैं।
• उससे आगे, “4140 पूर्ण-कठोर” को संदेह से लें — पूछें कि परीक्षण टुकड़ा कहाँ से काटा गया था (सतह, अर्ध-त्रिज्या या कोर सभी उपयोग किए जाने वाले सम्मेलन हैं), या 4340 जैसे उच्च-कठोरनीयता ग्रेड पर जाएँ।

यही कारण है कि EN और ASTM मानक 42CrMo4/4140 गुणों को शासक खंड के अनुसार सारणीबद्ध करते हैं, और क्यों वास्तविक छड़ से नमूने पर कठोरता अनुप्रस्थ सूची मूल्य से अधिक मूल्यवान है।

व्यावहारिक नोट

यदि आने वाली संरचना गर्म बेलन से पट्टित या मोटी है तो कठोरन से पहले नॉर्मलाइज़ करें। सर्वोत्तम कार्यशाला अर्थशास्त्र के लिए अनील्ड या पूर्व-कठोर (लगभग 28–32 HRC तक शमित और टेम्पर्ड) स्थिति में मशीनिंग करें — पूर्व-कठोर 4140 प्लेट और छड़ ठीक इसी कारण मौजूद हैं ताकि छोटे बैच कठोरन कार्यशाला को पूरी तरह छोड़ सकें।

दो जाँचें किसी भी 4140 कठोरन कार्य पर चक्र पूरा करती हैं: टेम्परिंग के बाद कार्य सतहों पर कठोरता सत्यापित करें (लंबी शाफ़्ट के एक सिरे पर एकल पठन बहुत कम साबित करता है), और जहाँ पुर्ज़ा थकान-महत्वपूर्ण हो, पुष्टि करें कि विनिर्देश की संघात आवश्यकताओं का वास्तव में शासक खंड से परीक्षण किया गया था — 4140 की प्रतिष्ठा इसकी पूर्ण-कठोर परास में अर्जित होती है, और उसके बाहर चुपचाप खो जाती है।