Πώς σβήνει σκληρό χάλυβα

Η σβέση είναι ένας γρήγορος τρόπος να φέρετε το μέταλλο πίσω σε θερμοκρασία δωματίου μετά από θερμική επεξεργασία για να αποτρέψετε τη διαδικασία ψύξης από τη δραματική αλλαγή της μικροδομής του μετάλλου. Οι μεταλλουργοί το κάνουν αυτό τοποθετώντας το ζεστό μέταλλο σε υγρό ή μερικές φορές εξαναγκασμένο αέρα. Η επιλογή του υγρού ή του αναγκαστικού αέρα αναφέρεται ως μέσο.

Πώς γίνεται η σβέση;

Τα συνηθισμένα μέσα για την απόσβεση περιλαμβάνουν πολυμερή ειδικής χρήσης, εξαναγκασμένη μεταφορά αέρα, γλυκό νερό, θαλασσινό νερό και λάδι. Το νερό είναι ένα αποτελεσματικό μέσο όταν ο στόχος είναι ο χάλυβας να φτάσει στη μέγιστη σκληρότητα. Ωστόσο, η χρήση νερού μπορεί να οδηγήσει σε ρωγμές μετάλλων ή να παραμορφωθεί. Εάν δεν είναι απαραίτητη η ακραία σκληρότητα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ορυκτέλαιο, λάδι φαλαινών ή βαμβακέλαιο στη διαδικασία σβέσης.

Η διαδικασία σβέσης μπορεί να φανεί δραματική σε εκείνους που δεν είναι εξοικειωμένοι με αυτό. Καθώς οι μεταλλουργικοί μεταφέρουν το θερμό μέταλλο στο επιλεγμένο μέσο, ​​ο ατμός ανεβαίνει από το μέταλλο σε μεγάλη ένταση.

Ο αντίκτυπος του ποσοστού σβέσης

Οι βραδύτεροι ρυθμοί απόσβεσης δίνουν στις θερμοδυναμικές δυνάμεις μια μεγαλύτερη ευκαιρία να αλλάξουν τη μικροδομή και αυτό συχνά μπορεί να είναι κακό εάν η μεταβολή της μικροδομής αποδυναμώσει το μέταλλο. Μερικές φορές, αυτό το αποτέλεσμα προτιμάται, γι 'αυτό και χρησιμοποιούνται διαφορετικά μέσα για την εκτέλεση σβέσης. Το λάδι, για παράδειγμα, έχει ένα ποσοστό απόσβεσης που είναι πολύ χαμηλότερο από το νερό. Η σβέση σε ένα υγρό μέσο απαιτεί ανάδευση του υγρού γύρω από το κομμάτι του μετάλλου για να μειωθεί ο ατμός από την επιφάνεια. Τσέπες ατμού μπορούν να αντιμετωπίσουν τη διαδικασία σβέσης, γι 'αυτό είναι απαραίτητο να αποφευχθούν.

Γιατί πραγματοποιείται η σβέση;

Συχνά χρησιμοποιείται για να σκληρύνει τους χάλυβες, το σβήσιμο του νερού από μια θερμοκρασία πάνω από την ωστενιτική θερμοκρασία θα έχει ως αποτέλεσμα να παγιδεύεται άνθρακας μέσα στον ωστενιτικό πηχάκι. Αυτό οδηγεί στο σκληρό και εύθραυστο μαρτενσιτικό στάδιο. Ο ωστενίτης αναφέρεται σε κράματα σιδήρου με βάση γάμμα-σιδήρου και ο μαρτενσίτης είναι σκληρός τύπος κρυσταλλικής δομής από χάλυβα. Ο τερματισμένος χάλυβας μαρτενσίτης είναι πολύ εύθραυστος και καταπονημένος. Ως αποτέλεσμα, ο σβησμένος χάλυβας τυπικά υφίσταται διαδικασία θερμικής κατεργασίας. Αυτό περιλαμβάνει την επαναθέρμανση του μετάλλου σε θερμοκρασία κάτω από ένα κρίσιμο σημείο, επιτρέποντάς του στη συνέχεια να κρυώσει στον αέρα.

Τυπικά, ο χάλυβας θα υποστεί αργή επεξεργασία σε λάδια, αλάτι, λουτρά μολύβδου ή κλιβάνους με αέρα που κυκλοφορεί από ανεμιστήρες για να αποκατασταθεί η ολκιμότητα (αντοχή σε τάση εφελκυσμού) και η ανθεκτικότητα που έχει χαθεί με τη μετατροπή σε μαρτενσίτη. Αφού το μέταλλο μετριάζεται, ψύχεται γρήγορα, αργά ή καθόλου, ανάλογα με τις περιστάσεις, ιδιαίτερα αν το εν λόγω μέταλλο είναι ευάλωτο στην ευθραυστότητα.

Εκτός από τις θερμοκρασίες μαρτενσίτη και ωστενίτη, η θερμική κατεργασία του μετάλλου περιλαμβάνει τις θερμοκρασίες φερρίτη, περλίτη, cementite και bainite. Ο μετασχηματισμός του φερίτη δέλτα συμβαίνει όταν ο σίδηρος θερμαίνεται σε μορφή σιδήρου υψηλής θερμοκρασίας. Σύμφωνα με το Ινστιτούτο Συγκόλλησης στη Μεγάλη Βρετανία, σχηματίζει "ψύξη σε χαμηλές συγκεντρώσεις άνθρακα σε κράματα σιδήρου-άνθρακα από την υγρή κατάσταση πριν μετατραπεί σε ωστενίτη".

Το Pearlite δημιουργείται κατά την αργή διαδικασία ψύξης των κραμάτων σιδήρου. Το Bainite έρχεται σε δύο μορφές: το ανώτερο και το χαμηλότερο bainite. Παράγεται σε ρυθμούς ψύξης βραδύτερους από το σχηματισμό μαρτενσίτη αλλά με ταχύτερο ρυθμό ψύξης σε σχέση με το φερρίτη και το περλίτη.

Η απόσβεση εμποδίζει το χάλυβα να σπάσει από τον ωστενίτη σε φερρίτη και κελίτη. Ο στόχος είναι ο χάλυβας να φτάσει στη μαρτενσιτική φάση.

Διαφορετικά μέσα

Κάθε μέσο που διατίθεται για τη διαδικασία απόσβεσης έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα και εξαρτάται από τους μεταλλουργούς να αποφασίσουν ποιο είναι το καλύτερο με βάση τη συγκεκριμένη εργασία. Αυτές είναι μερικές από τις επιλογές:

• Καυστικά: Αυτά αφορούν νερό, διαφορετικές συγκεντρώσεις αλμυρού νερού και σόδα. Αυτοί είναι οι ταχύτεροι τρόποι ψύξης των μετάλλων κατά τη διάρκεια της διαδικασίας σβέσης. Εκτός από το πιθανό στρέβλωση του μετάλλου, πρέπει επίσης να λαμβάνονται προφυλάξεις ασφαλείας όταν χρησιμοποιείτε καυστικές σόδες, καθώς μπορεί να είναι επιβλαβείς για το δέρμα ή τα μάτια.
• Ελαιογραφίες: Αυτό τείνει να είναι μια πιο δημοφιλής μέθοδος επειδή μερικά έλαια μπορούν ακόμα να ψύχουν μέταλλα γρήγορα αλλά χωρίς τον ίδιο κίνδυνο όπως το νερό ή άλλα καυστικά. Τα έλαια έρχονται με κινδύνους, όμως, επειδή είναι εύφλεκτα. Ως εκ τούτου, είναι σημαντικό για τους μεταλλουργούς να γνωρίζουν τα όρια των ελαίων με τα οποία εργάζονται όσον αφορά τις θερμοκρασίες και τα βάρη φορτίου, προκειμένου να αποφεύγονται οι πυρκαγιές.
• Αέρια: Ενώ ο συμπιεσμένος αέρας είναι κοινός, το άζωτο είναι μια άλλη δημοφ Τα αέρια συχνά χρησιμοποιούνται για τελικά μέταλλα, όπως εργαλεία. Η ρύθμιση της πίεσης και η έκθεση στα αέρια μπορούν να ελέγξουν τον ρυθμό ψύξης.