Zawartość
Metal jest znany z tego, że jest twardą substancją, która jest w stanie wytrzymać duże zużycie, ale może nie zaczął się tak. Wiele rodzajów metali przeszło proces utwardzania metalu, aby lepiej nadawać się do pracy, którą muszą wykonać. Istnieją różne rodzaje hartowania, które dzięki złożonym procesom podgrzewania i chłodzenia pomagają uczynić metale twardymi, trwałymi i łatwymi w obróbce.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
Każdy proces hartowania metalu obejmuje trzy główne etapy: podgrzewanie, namaczanie i chłodzenie metalu. Niektóre typowe rodzaje hartowania obejmują hartowanie odkształceniowe, wzmocnienie stałego roztworu, hartowanie precyzyjne oraz hartowanie i odpuszczanie.
Podgrzej to
Podczas gdy inżynierowie i metalowcy wymyślili kilka różnych rodzajów utwardzania w zależności od rodzaju metalu i wyników, które chcą zobaczyć, każdy z nich obejmuje trzy podstawowe części: podgrzewanie metalu, moczenie go, a następnie chłodzenie.
W pierwszym etapie obróbki cieplnej metalowcy ogrzewają materiał, często w ekstremalnie wysokich temperaturach. Czasami robią to, aby zmienić fizyczny lub chemiczny skład metalu, często w celu ułatwienia manipulacji i pracy. Na przykład, gdy niektóre metale są narażone na temperatury wyższe niż 1000 stopni Fahrenheita, ich struktura wewnętrzna ulega zmianie. Może to być tymczasowe, aby metalowcy mogli zmienić swój kształt, a następnie przywrócić go do pierwotnego stanu. W przypadku innych metali zmiana jest trwała. Czasami ta wewnętrzna struktura staje się mocniejsza i trudniejsza, co czyni ją lepszym materiałem do zastosowania w czymś, co wymaga siły, na przykład w konstrukcji wieżowca. Innym razem stosuje się obróbkę cieplną w celu zwiększenia plastyczności metalu. Metale o wysokiej ciągliwości są w stanie wytrzymać siły ciągnące je z obu stron. Jest to ważna cecha dla metali takich jak miedź, które muszą być wciągnięte w cienkie paski drutu miedzianego lub złoto, które często jest wciągane w cienkie pasma w celu wykonania biżuterii.
Moczenie i chłodzenie
Drugą częścią procesu jest moczenie metalu. Chociaż słowo „moczenie” może sprawić, że pomyślisz o sposobie, w jaki moczysz psa w kąpieli po biegu przez błotniste podwórko, moczenie w procesie hartowania metalu jest nieco inne. Metalu nie zanurza się w wannie pełnej ciekłej substancji. Zamiast tego, moczenie w tym przypadku oznacza upewnienie się, że gdy metal osiągnie pożądaną temperaturę podczas procesu ogrzewania, „zanurza się” w tym cieple. Czas jest różny dla różnych rodzajów hartowania, ale ogólnie rzecz biorąc, metalowiec musi upewnić się, że wszystkie kawałki metalu osiągną odpowiednią temperaturę przez określony czas.
Trzecim i ostatnim etapem procesu hartowania jest chłodzenie. Po podgrzaniu metalu i pozostawieniu go do zanurzenia w tym cieple metal musi zostać schłodzony. Czasami metale powracają do pierwotnej struktury chemicznej lub fizycznej po tym procesie. Innym razem metalowcy dbają o to, aby metale zostały na zawsze zmienione.
Rodzaje hartowania metali
Istnieje kilka różnych rodzajów procesów utwardzania metalu, w zależności od rodzaju metalu, od którego zaczynają się pracownicy i od materiału, w który chcą je przetworzyć.
Jednym z najczęstszych jest transformacja martenzytyczna, znana również jako hartowanie i odpuszczanie. Jest to złożony proces hartowania stali, a pracownicy metalowi muszą uważać, aby prawidłowo wykonać każdy krok. Najpierw muszą ogrzać stal do ekstremalnej temperatury. Następnie struktura krystaliczna wewnątrz stali zmienia się, aby umożliwić rozpuszczenie większej ilości węgla. W tym momencie metal musi zostać schłodzony lub schłodzony wystarczająco szybko, aby węgiel nie miał czasu na tworzenie innych niepożądanych materiałów w metalu. Szybkie chłodzenie sprawia, że pozostaje on w stanie utwardzonym, dzięki czemu jest mocniejszym materiałem, lepiej przystosowanym do dużego zużycia. Różne stany, przez które przechodzi podczas procesu, nazywane są austenitem i martenzytem, a zasoby surowca i martwicy mogą dostarczyć więcej informacji na temat procesu.
Inne rodzaje procesów hartowania obejmują utwardzanie skrzyniowe, wyżarzanie i utwardzanie wydzieleniowe. Każdy działa na różne sposoby, aby uczynić metale bardziej trwałymi, ciągliwymi, twardymi lub ciągliwymi, aby pomóc inżynierom używać ich na różne sposoby. Wokoło ciebie są różne rodzaje metali, a jest szansa, że hutnik użył procesu hartowania, aby doprowadzić je do stanu, w którym są dzisiaj.