Εισαγωγή στην κρυογονική σκλήρυνση

Η κρυογονική σκλήρυνση είναι μια διαδικασία που χρησιμοποιεί κρυογονικές θερμοκρασίες - θερμοκρασίες κάτω από -150 ° C (-238 ° F) για την ενίσχυση και ενίσχυση της δομής των κόκκων ενός μετάλλου.

Η κρυογονική επεξεργασία ορισμένων μετάλλων είναι γνωστό ότι παρέχει τρεις ευεργετικές επιδράσεις:

1. Μεγαλύτερη ανθεκτικότητα: Η κρυογονική επεξεργασία βοηθά στην προώθηση του μετασχηματισμού του διατηρούμενου ωστενίτη σε θερμικά κατεργασμένους χάλυβες σε σκληρότερο μαρτενσίτη. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα λιγότερες ατέλειες και αδυναμίες στη δομή των κόκκων του χάλυβα.
2. Βελτιωμένη αντοχή στη φθορά: Η κρυογονική σκλήρυνση αυξάνει την κατακρήμνιση των αι-καρβιδίων. Αυτά είναι λεπτά καρβίδια που δρουν ως συνδετικά μέσα για να υποστηρίξουν τη μήτρα μαρτενσίτη, βοηθώντας να αντισταθούν στη φθορά και την αντοχή στη διάβρωση.
3. Ανακούφιση πίεσης: Όλα τα μέταλλα έχουν υπολειμματική τάση που δημιουργείται όταν στερεοποιείται από την υγρή φάση της σε μια στερεή φάση. Αυτές οι πιέσεις μπορούν να οδηγήσουν σε αδύναμες περιοχές που είναι επιρρεπείς σε αποτυχία. Η κρυογονική θεραπεία μπορεί να μειώσει αυτές τις αδυναμίες δημιουργώντας μια πιο ομοιόμορφη δομή κόκκων.

Επεξεργάζομαι, διαδικασία

Η μέθοδος κρυογονικής επεξεργασίας ενός μεταλλικού μέρους εμπλέκει πολύ αργά την ψύξη του μετάλλου χρησιμοποιώντας ένα αέριο αέριο άζωτο. Η αργή διαδικασία ψύξης από τις θερμοκρασίες περιβάλλοντος έως κρυογονικές είναι σημαντική για την αποφυγή θερμικής καταπόνησης.

Το μεταλλικό τμήμα στη συνέχεια διατηρείται σε θερμοκρασία περίπου -190 ° C (-310 ° F) για 20 έως 24 ώρες πριν από τη θερμική επεξεργασία, η θερμοκρασία φτάνει τους +149 ° C (+ 300 ° F) περίπου. Αυτό το στάδιο θερμικής κατεργασίας είναι κρίσιμο για τη μείωση οποιασδήποτε ευθραυστότητας που μπορεί να προκληθεί λόγω του σχηματισμού μαρτενσίτη κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κρυογονικής επεξεργασίας.

Η κρυογονική επεξεργασία αλλάζει ολόκληρη τη δομή ενός μετάλλου, όχι μόνο της επιφάνειας. Επομένως, τα οφέλη δεν χάνονται ως αποτέλεσμα της περαιτέρω επεξεργασίας, όπως η άλεση.

Επειδή αυτή η διαδικασία λειτουργεί για την κατεργασία ωστενιτικού χάλυβα που συγκρατείται σε ένα συστατικό, δεν είναι αποτελεσματική στην κατεργασία φερριτικών και ωστενιτικών χαλύβων. Εν τούτοις, είναι πολύ αποτελεσματικός στην ενίσχυση θερμικά επεξεργασμένων μαρτενσιτικών χαλύβων, όπως χάλυβες υψηλού άνθρακα και υψηλού χρώματος, καθώς και χάλυβες εργαλείων.

Εκτός από τον χάλυβα, η κρυογονική σκλήρυνση χρησιμοποιείται επίσης για την επεξεργασία χυτοσιδήρου, κραμάτων χαλκού, αλουμινίου και μαγνησίου. Η διαδικασία μπορεί να βελτιώσει τη διάρκεια ζωής των εν λόγω τύπων μεταλλικών εξαρτημάτων κατά παράγοντες από δύο έως έξι.

Οι κρυογονικές θεραπείες κυκλοφορήθηκαν για πρώτη φορά στα μέσα έως τα τέλη της δεκαετίας του 1960.

Εφαρμογές

Οι αιτήσεις για κρυογονικά κατεργασμένα μεταλλικά μέρη περιλαμβάνουν, χωρίς να περιορίζονται σε αυτές, τις ακόλουθες βιομηχανίες:

• Αεροναυπηγική και άμυνα (π.χ. πλατφόρμες όπλων και συστήματα καθοδήγησης)
• Αυτοκίνητα (π.χ. στροφείς φρένων, κιβώτια ταχυτήτων και συμπλέκτες)
• Εργαλεία κοπής (π.χ. μαχαίρια και τρυπάνια)
• Μουσικά όργανα (π.χ. ορειχάλκινα όργανα, σύρματα πιάνου και καλώδια)
• Ιατρικά (π.χ. χειρουργικά εργαλεία και νυστέρια)
• Αθλητισμός (π.χ. πυροβόλα όπλα, εξοπλισμός αλιείας και εξαρτήματα ποδηλάτων)