Cum întărește oțelul din metal

Înmuierea este o modalitate rapidă de a readuce metalul la temperatura camerei după tratament termic pentru a preveni schimbarea dramatică a microstructurii metalului. Lucrătorii din metal fac acest lucru prin plasarea metalului fierbinte într-un aer lichid sau uneori forțat. Alegerea lichidului sau a aerului forțat este denumită mediu.

Mediile obișnuite pentru stingere includ polimeri cu scop special, convecție forțată de aer, apă dulce, apă sărată și ulei. Apa este un mediu eficient când obiectivul este ca oțelul să atingă duritatea maximă. Cu toate acestea, utilizarea apei poate duce la fisurarea metalelor sau la denaturarea acestora.

În cazul în care duritatea extremă nu este necesară, în procesul de stingere poate fi folosit ulei mineral, balenă sau semințe de bumbac. Procesul de stingere poate părea dramatic pentru cei care nu sunt familiarizați cu acesta. Pe măsură ce lucrătorii metalici transferă metalul fierbinte pe mediul ales, aburul se ridică din metal în volum mare.

Viteza de stingere mai lentă oferă forțelor termodinamice o oportunitate mai mare de a schimba microstructura, iar acest lucru poate fi adesea un lucru rău dacă această modificare a microstructurii slăbește metalul. Uneori, acest rezultat este de preferat, motiv pentru care sunt utilizate diferite medii pentru a efectua stingerea. Uleiul, de exemplu, are o rată de călire mult mai mică decât apa. Înmuierea într-un mediu lichid necesită agitarea lichidului în jurul piesei de metal pentru a reduce aburul de la suprafață. Buzunarele cu abur pot contracara procesul de stingere, de aceea este necesar să le evităm.

Adesea folosit pentru întărirea oțelurilor, stingerea apei de la o temperatură peste austenitică temperatura va avea ca rezultat că carbonul va fi prins în stratul austenitic. Aceasta duce la stadiul martensitic dur și fragil. Austenitul se referă la aliajele de fier cu o bază gamma-fier, iar martensitul este un tip dur de structură cristalină din oțel.

Martensitul cu oțel amortizat este foarte fragil și stresat. Ca urmare, oțelul stins suferă de obicei un proces de temperare. Acest lucru implică reîncălzirea metalului la o temperatură sub un punct critic, lăsându-i apoi să se răcească în aer.

De obicei, oţel va fi ulterior temperată în ulei, sare, băi de plumb sau cuptoare cu aer circulat de ventilatoare pentru a restabili o parte din ductilitate (capacitatea de a rezista la tensiune) și rezistență pierdut prin convertirea în martensit. După ce metalul este temperat, acesta este răcit rapid, lent sau deloc, în funcție de circumstanțe, în special dacă metalul în cauză este vulnerabil la fragilitatea post-temperare.

În plus față de temperaturile martensitei și austenitei, tratarea termică a metalului implică temperaturi de ferită, perlită, cimentită și bainită. Transformarea delită de ferită are loc atunci când fierul este încălzit la o formă de fier la temperaturi ridicate. Conform Institutul de sudură în Marea Britanie, se formează "la răcirea concentrațiilor scăzute de carbon din aliajele de fier-carbon din starea lichidă înainte de a se transforma în austenită."

Perlita este creată în timpul procesului de răcire lentă a aliajelor de fier. Bainita are două forme: bainita superioară și inferioară. Este produs la viteze de răcire mai lente decât formarea martensitei, dar la o viteză de răcire mai rapidă decât ferita și perlita.

Înmuierea împiedică oțelul să se descompună din austenită în ferită și cimentită. Scopul este ca oțelul să ajungă în faza martensitică.

Fiecare mediu disponibil pentru procesul de stingere are propriile avantaje și dezavantaje și le revine lucrătorilor metalici să decidă ce se bazează cel mai bine pe un loc de muncă specific. Acestea sunt câteva dintre opțiuni:

Acestea implică apă, concentrații diferite de apă sărată și sodă. Acestea sunt cele mai rapide metode de răcire a metalelor în timpul procesului de stingere. În afară de eventuala deformare a metalului, trebuie luate măsuri de siguranță atunci când se utilizează sodă caustică, deoarece acestea pot fi dăunătoare pentru piele sau ochi.

Aceasta tinde să fie cea mai populară metodă, deoarece unele uleiuri încă pot răci rapid metalele, dar fără același risc ca apa sau alte caustice. Uleiurile prezintă însă riscuri, deoarece sunt inflamabile. Prin urmare, este important ca lucrătorii din metal să cunoască limitele uleiurilor cu care lucrează în ceea ce privește temperaturile și greutățile de încărcare pentru a evita incendiile.

În timp ce aerul forțat este comun, azotul este o altă opțiune populară. Gazele sunt adesea utilizate pentru metale finite, cum ar fi unelte. Reglarea presiunii și expunerii la gaze poate controla rata de răcire.