Sissejuhatus krüogeense kõvenemiseni
Krüogeenne kõvenemine on protsess, mille käigus kasutatakse metalli terasstruktuuri tugevdamiseks ja parandamiseks krüogeenset temperatuuri - temperatuuri alla -150 ° C (-238 ° F).
Teatavate metallide krüogeenne töötlemine annab teada kolm kasulikku mõju:
- Suurem vastupidavus: krüogeenne töötlemine aitab edendada kuumtöödeldud terasest säilitatud austeniidi muutumist raskemaks martensiitteraseks. Selle tulemusena väheneb puudusi ja nõrkusi terase terade struktuuris.
- Parandatud kulumiskindlus: krüogeenne kõvenemine suurendab eta-karbiidide sadestumist. Need on peened karbiidid, mis toimivad martensiitmaatriksi toetamiseks sideainetena, mis aitab kaitsta kulumist ja korrosioonikindlust.
- Stressi leevendamine: kõigil metallidel on jääk stress, mis tekib siis, kui ta tahkestub oma vedelas faasis tahkesse faasi. Need pinged võivad põhjustada ebaõnnestumisega nõrkade piirkondade tekkimist. Krüogeenne töötlemine võib need nõrkused vähendada, luues ühtlasema tera struktuuri.
Protsess
Metalli osade krüogeense töötlemise protsess hõlmab metalli väga aeglaselt jahutamist, kasutades gaasilist vedelat lämmastikku. Termilise stressi vältimiseks on aeglane jahutusprotsess alates ümbritsevast kuni krüogeensest temperatuurist.
Seejärel hoitakse metallosa temperatuuril umbes -190 ° C (-310 ° F) 20 kuni 24 tundi, enne kui kuumtöötlemine võtab temperatuuri kuni +149 ° C (+ 300 ° F).
See kuumutamisetapp on krüogeense töötlemise protsessi käigus martensiidi moodustumise tagajärjel tekkiva õhemuse vähendamisel kriitiline.
Krüogeenne töötlemine muudab metalli kogu struktuuri, mitte ainult pinda. Nii et kasu ei kaotata edasise töötlemise, näiteks lihvimise tulemusena.
Kuna see protsess töötab komponendis säilinud austeniidi terase töötlemisel, ei ole see tõhus ferriitsete ja austeniitsete teraste töötlemisel . Siiski on see väga efektiivne kuumtöödeldud martensiitteraste, nagu kõrge süsinikusisaldusega ja kõrge kroomterasest , samuti tööriistaga terasest.
Terase kõrval kasutatakse rauast , vasesulamitest , alumiiniumist ja magneesiumist ka krüogeenset kõvenemist. Protsess võib parandada nimetatud tüüpi metallosade kulumisaega koefitsiendiga 2-6.
Krüogeensed ravimid viidi esmakordselt turule 1960. aastate keskpaigast.
Taotlused
Krüogeenselt töödeldud metallosade taotlused hõlmavad, kuid mitte ainult, järgmisi tööstusharusid:
- Lennundus ja kaitse (nt relvapallid ja juhtimissüsteemid)
- Automotive (nt piduriketta rootorid, jõuülekanded ja sidurid)
- Lõikeriistad (nt noad ja puuriterad)
- Muusikariistad (nt messingist valmistatud instrumendid, klaviatuurijuhtmed ja kaablid)
- Meditsiinilised (nt kirurgilised tööriistad ja skalpellid)
- Sport (nt tulirelvad, kalastusvarustus ja jalgrattaosad)