D2 ٹول اسٹیل کی ہارڈننگ: ایئر ہارڈننگ سائیکل، مرحلہ وار

آپ کا ہدف کیا ہے

D2 ایک ہائی کاربن، ہائی کرومیم کولڈ ورک ٹول اسٹیل ہے (برائے نام تقریباً 1.5% C, 12% Cr)۔ درست طریقے سے سخت کی جائے تو یہ 58–62 HRC فراہم کرتی ہے، جس میں abrasive wear resistance کے لیے سخت کرومیم کاربائیڈز کی بڑی تعداد ہوتی ہے، اور — چونکہ یہ ہوا میں سخت ہوتی ہے — کسی بھی ٹول اسٹیل کی سب سے کم distortion میں سے ایک ہوتی ہے۔

سائیکل

1. Preheat — آہستہ آہستہ یکساں کریں، عام طور پر تقریباً 650 °C اور پھر تقریباً 820 °C کے مراحل میں۔ D2 کی کم تھرمل کنڈکٹیویٹی اور زیادہ الائے مواد تھرمل شاک کی سزا دیتے ہیں، اور ٹھنڈے ٹولز کو کبھی براہ راست گرم austenitizing فرنس میں نہیں ڈالنا چاہیے۔
2. Austenitize — عام طور پر 1010–1045 °C کے خطے میں، تقریباً 1030 °C ایک وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والا عملی نقطہ ہے۔ اس حد میں اوپر جانے سے زیادہ کاربائیڈ حل ہوتا ہے: سختی اور wear resistance بڑھتی ہے، لیکن grain growth, retained austenite اور دراڑ کا خطرہ بھی ان کے ساتھ بڑھتا ہے۔ صرف اتنی دیر رکھیں جتنی سیکشن کو یکساں ہونے اور مطلوبہ کاربائیڈ سولیوشن مکمل کرنے کے لیے درکار ہو۔
3. Quench — ہوا یا ہائی پریشر گیس (vacuum furnaces معیاری عمل ہیں)۔ D2 کی hardenability اتنی زیادہ ہے کہ ساکن ہوا زیادہ تر سیکشنز کو سخت کر دیتی ہے؛ ضرورت یکساں ٹھنڈک کی ہے، اور سست، غیر یکساں ٹھنڈک سے بچنے کی ہے جو grain-boundary کاربائیڈز کو رسوب بناتی ہے۔ رکاوٹ ڈالیں اور یکساں کریں بجائے اس کے کہ پتلے کنارے بلاک سے آگے نکل جائیں۔
4. Temper — کم از کم دو بار۔ ٹیمپرز کے درمیان کمرے کے درجہ حرارت تک (یا مختصر طور پر ہاتھ کی گرمی تک) ٹھنڈا کریں۔ پہلا ٹیمپر retained austenite کو تبدیل کرتا ہے اور quench stress کو دور کرتا ہے؛ دوسرا ٹیمپر اس تازہ martensite کو ٹیمپر کرتا ہے جو پہلے نے پیدا کی تھی۔ دوسرا ٹیمپر چھوڑ دینا D2 کی کلاسک غلطی ہے۔ درجہ حرارت کا انتخاب حتمی سختی کا تعین کرتا ہے:

Tempering کا خطہ (اشارتی)	نتیجہ
about 200 °C	زیادہ سے زیادہ سختی کے قریب، تقریباً 60–62 HRC کلاس
about 500–540 °C	Secondary-hardening کا خطہ؛ سختی برقرار رہتی ہے، ٹف نیس اور استحکام بہتر ہوتا ہے

ان ڈائز کے لیے جن پر بعد میں PVD کوٹنگ یا nitriding کی جائے گی، ٹیمپرنگ کو کوٹنگ کے عمل کے درجہ حرارت سے محفوظ طریقے سے اوپر ہونا چاہیے — secondary-hardening کی حد جزوی طور پر اسی وجہ سے موجود ہے۔

جہتی تبدیلی

D2 ہارڈننگ پر قدرے بڑھتی ہے — چند سوویں فیصد کی ترتیب کی تبدیلی عام طور پر رپورٹ کی جاتی ہے، لیکن درست حرکت کا انحصار austenitizing درجہ حرارت اور retained austenite کی سطح پر ہوتا ہے۔ درست ڈائز کو ہارڈننگ کے بعد finish-grind کرنا چاہیے، grinding allowance چھوڑ کر، اور اعلیٰ درستگی کے کام کو فائدہ ہوتا ہے کہ finishing سے پہلے ساخت کو مستحکم کرنے کے لیے sub-zero مرحلہ (retained austenite رہنما دیکھیں) شامل کیا جائے۔

ناکامی کے وہ انداز جن سے بچنا ہے

• طویل atmospheric soak کے دوران Decarburization — vacuum, salt یا حفاظتی ماحول استعمال کریں اور سطح کی سختی کی تصدیق کریں۔
• Overheating — موٹا گرین اور carbide liquation ٹیمپر سے ختم نہیں ہوتے۔
• EDM نقصان کو جگہ پر چھوڑ دینا — سخت شدہ D2 پر recast layer دراڑ کا شکار ہوتی ہے؛ اسے ہٹائیں اور EDM کے بعد stress-relieve کریں۔

D2 اپنے پڑوسیوں کے مقابلے میں

D2 ہائی کرومیم کولڈ ورک گریڈز کے خاندان میں بیٹھتی ہے۔ D3 میں اس سے بھی زیادہ کاربن اور کاربائیڈ ہوتا ہے لیکن ٹف نیس اور hardenability قربان ہو جاتی ہے؛ D2 عام مقصد کا انتخاب اس لیے رہتی ہے کیونکہ یہ wear کو ہوا میں بڑے سیکشنز کو سخت کرنے کی صلاحیت کے ساتھ متوازن کرتی ہے۔ جہاں abrasive wear کے بجائے chipping ناکامی کا انداز ہو، وہاں کم کاربن والے shock-resisting یا Cr-Mo-V گریڈز عام طور پر D2 سے دور جانے کا قدم ہوتے ہیں — زیادہ سختی اس کنارے کا جواب نہیں ہے جو fracture ہوتا ہے۔