Įvadas į kriogeninį kietėjimą
Kriogeninis kietėjimas - tai procesas, kurio metu naudojama kriogeninė temperatūra - temperatūra žemesnė nei -150 ° C (-238 ° F), siekiant sustiprinti ir pagerinti metalo grūdų struktūrą.
Žinoma, kad tam tikrų metalų kriogeninis apdorojimas suteikia tris naudingus efektus:
- Didesnis ilgaamžiškumas: kriogeninis valymas padeda išlaikyti išlaikytą austenito kiekį termiškai apdorotuose plienuose į sunkesnį martensito plieną. Dėl to sumažėja plieno grūdų struktūros trūkumų ir silpnybių.
- Geresnis atsparumas dilimui. Kriogeninis kietėjimas padidina eta-karbidų nusėdimą. Tai yra gerai karbidai, kurie veikia kaip rišikliai martensitų matricos palaikymui, padedantys atspariai dilimui ir atsparumui korozijai.
- Streso reljefas. Visuose metaluose yra likutinis stresas, kuris susidaro, kai jis sukietėja iš skystos fazės į kietą fazę. Šie įtempiai gali sukelti silpnąsias vietas, kurios gali sukelti gedimą. Kriogeninis apdorojimas gali sumažinti šias silpnybes, sukuriant vienodą grūdų struktūrą.
Procesas
Metalo dalies kriogeninio apdorojimo procesas apima labai lėtai aušinantį metalą, naudojant dujinį skystąjį azotą. Lengvas aušinimo procesas nuo aplinkos iki kriogeninės temperatūros yra svarbus siekiant išvengti terminio įtempio.
Tada metalo dalis 20-24 valandas laikoma temperatūroje maždaug -190 ° C (-310 ° F), prieš šilumos grūdinimą temperatūra pakyla iki +149 ° C (+ 300 ° F).
Ši šilumos grūdinimo stadija yra kritinė, siekiant sumažinti bet kokį trapumą, kuris gali būti sukeltas dėl martenšito susidarymo kriogeninio valymo proceso metu.
Kriogeninis gydymas pakeičia visą metalo struktūrą, o ne tik paviršių. Taigi nauda nėra prarasta dėl tolesnio apdorojimo, pvz., Šlifavimo.
Kadangi šis procesas padeda apdoroti austenitinį plieną, kuris yra išlaikomas komponente, jis nėra veiksmingas feritinių ir austenitinių plienų apdorojimui . Vis dėlto tai yra labai efektyvus, siekiant pagerinti termiškai apdorotus martensitinius plienus, tokius kaip aukšto anglies ir aukšto chromo plienai bei įrankių plienai.
Be plieno , kriogeninis kietėjimas taip pat naudojamas ketaus , varinių lydinių , aliuminio ir magnio apdorojimui . Šis procesas gali pagerinti šių metalinių dalių dėvėjimo trukmę nuo dviejų iki šešių faktorių.
Kriogeniniai gydymo būdai pirmą kartą buvo išpopuliarinti 1960-ųjų viduryje.
Programos
Kriogeniškai apdorotų metalinių dalių paraiškos apima, bet neapsiribojant šiomis pramonės šakomis:
- Orlaiviai ir gynyba (pvz., Ginklų platformos ir orientavimo sistemos)
- Automobiliai (pvz., Stabdžių rotoriai, transmisijos ir sankabos)
- Pjovimo įrankiai (pvz., Peiliai ir grąžtai)
- Muzikos instrumentai (pvz., Žalvario instrumentai, fortepijono laidai ir kabeliai)
- Medicina (pvz., Chirurginiai instrumentai ir skalpeliai)
- Sportas (pvz., Šaunamieji ginklai, žvejybos įranga ir dviračių dalys)