सतह सख्त करने की सबसे सहज समझ यह है कि यह सामग्री की सतह कठोरता में सुधार कर सकती है और पहनने के प्रतिरोध को बढ़ा सकती है। लेकिन यह सामग्रियों की थकान शक्ति में सुधार करने का एक प्रभावी तरीका भी है। आप जानते हैं क्यों? आज हम इसके पीछे के तंत्र पर एक नजर डालेंगे।
थकान दरारों के सबसे आम न्यूक्लिएशन के तीन मुख्य कारण हैं, जैसा कि ऊपर दिए गए चित्र में दिखाया गया है। एक सामग्री की सतह पर स्लिप अव्यवस्था है, और अन्य दो सामग्री के आंतरिक दोषों के कारण होते हैं, जैसे आंतरिक विदेशी पदार्थ का समावेश, अनाज सीमा अंतराल (जैसे संकोचन छेद), आदि। आज हम थकान शक्ति पर सतह के सख्त होने के प्रभाव पर चर्चा करते हैं। यह मानते हुए कि सामग्री में कोई दोष नहीं है, स्लिप डिस्लोकेशन पर विचार किया जाता है।
जब सामग्री बाहरी बल के अधीन होती है, तो सूक्ष्म पैमाने पर फिसलन होती है, और स्लिप बैंड एक दूसरे के खिलाफ फिसलकर बाहर निकालना और घुसपैठ उत्पन्न करते हैं। जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है, ये स्लिप बैंड और एक्सट्रूज़न और घुसपैठ के निकटवर्ती क्षेत्र तनाव एकाग्रता बिंदु के रूप में कार्य करते हैं, जहां दरारें उत्पन्न होती हैं और विकसित होती हैं। क्योंकि कतरनी तनाव प्रमुख है, दरारें आमतौर पर 45 डिग्री के कोण पर दिखाई देती हैं और फैलती हैं। आंतरिक दानों की तुलना में, भागों की सतह पर मौजूद दानों में आसपास के दानों से समर्थन की कमी के कारण जल्दी दोष बनने की संभावना अधिक होती है।
जब हम भागों को सतह पर सख्त करते हैं, तो सामग्री की सतह की कठोरता में काफी सुधार होता है, और कठोरता सीधे धातु की ताकत से संबंधित होती है। कठोरता में वृद्धि का मतलब है कि प्लास्टिक विरूपण का विरोध करने की इसकी क्षमता में वृद्धि हुई है। नरम सामग्रियों की तुलना में जिन्हें कठोर नहीं किया गया है, कठोर सामग्री में स्लिप डिस्लोकेशन मूवमेंट उत्पन्न करने की संभावना अपेक्षाकृत कम होती है। यदि आप माइक्रोफोटोग्राफ का निरीक्षण करते हैं, तो आप पाएंगे कि कठोर सतह पर मूल रूप से कोई स्पष्ट बाहर निकालना या घुसपैठ नहीं है। इसलिए, धातु की सतह पर स्लिप अव्यवस्था के कारण कोई तनाव एकाग्रता नहीं होती है, और दरार शुरू होने की संभावना बहुत कम हो जाती है। यही मुख्य कारण है कि सतह सख्त होने से सामग्री की थकान शक्ति में सुधार हो सकता है। निःसंदेह, एक गौण कारण भी है। शमन और सख्त होने के बाद, सामग्री की सतह आमतौर पर सतह पर अवशिष्ट संपीड़न तनाव बना सकती है। यह संपीड़ित अवशिष्ट तनाव थकान दरारों की शुरुआत और विस्तार का विरोध करने में भी मदद करता है, जिससे सामग्री के थकान जीवन में सुधार होता है। हालाँकि, अंत में सभी को याद दिलाने के लिए दो बिंदु हैं: पहला, यदि भागों का संरचनात्मक डिज़ाइन अनुचित है या शमन प्रक्रिया नियंत्रण अनुचित है, तो सख्त प्रक्रिया के दौरान क्रैकिंग या माइक्रोक्रैक हो सकते हैं, जो थकान विफलता का स्रोत बन जाएगा। दूसरा, यदि कठोर भागों को समाप्त करने की आवश्यकता है, तो ये प्रक्रियाएँ माइक्रोक्रैक (जैसे पीसने वाली दरारें) का कारण बन सकती हैं या कठोरता वितरण को बदल सकती हैं, अवशिष्ट संपीड़न तनाव को कम कर सकती हैं या इसे तन्य तनाव में भी बदल सकती हैं, जो थकान शक्ति को प्रभावित करने वाले कुछ प्रतिकूल कारक बन जाएंगे।(文章来源:iMechanics机械)
