Vsebina
Kovina je znana po tem, da je žilava snov, ki lahko povzroči veliko obrabe, vendar se morda ne bi tako začela. Številne vrste kovin so šle skozi postopek utrjevanja kovin, da bi bile bolj primerne za delo, ki ga morajo opraviti. Obstajajo različne vrste utrjevanja, ki s kompleksnimi postopki segrevanja in hlajenja pomagajo, da so kovine trdne, trajne in enostavne za delo.
TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
Vsak postopek utrjevanja kovin vključuje tri glavne korake: segrevanje, namakanje in hlajenje kovine. Nekatere pogoste vrste kaljenja vključujejo naprezanje, utrjevanje trdne raztopine, utrjevanje padavin ter kaljenje in kaljenje.
Ogrevaj
Medtem ko so inženirji in kovinski delavci oblikovali več različnih vrst utrjevanja, odvisno od vrste kovine in rezultatov, ki jih želijo videti, vsaka vrsta vključuje tri osnovne dele: kovino segrejemo, namočimo in nato ohladimo.
V prvem koraku, toplotni obdelavi, kovinski delavci material segrevajo, pogosto pri izredno vročih temperaturah. Včasih to storijo, da spremenijo fizično ali kemično sestavo kovine, pogosto zato, da lažje manipulirajo in delajo. Na primer, ko so nekatere kovine izpostavljene temperaturam, višjim od 1.000 stopinj Fahrenheita, se spremeni njihova notranja struktura. To je lahko začasno, da lahko kovinarji spremenijo svojo obliko in se nato vrnejo v prvotno stanje. Pri drugih kovinah je sprememba trajna. Včasih ta notranja struktura postane močnejša in trdnejša, zaradi česar je boljši material, ki ga je mogoče uporabiti v nečem, kar potrebuje trdnost, kot je gradnja nebotičnika. Drugič se za povečanje duktilnosti kovine uporablja toplotna obdelava. Kovine z visoko stopnjo duktilnosti lahko vzdržijo sile, ki jih vlečejo s katerega koli konca. To je pomembna kakovost za kovine, kot je baker, ki jih je treba potegniti v tanke trakove bakrene žice ali zlata, ki jih pogosto izdelujemo v tanke pramene, da bi lahko naredili nakit.
Namakanje in hlajenje
Drugi del postopka je namakanje kovine. Čeprav bi vas lahko beseda "namakanje" omislila, kako bi psa namakali v kopeli po teku skozi blatno dvorišče, je namakanje v postopku utrjevanja s kovino nekoliko drugače. Kovina ni namočena v kadi s polno tekočo snovjo. Namesto tega se namakanje v tem primeru nanaša na to, da se prepriča, da kovina med ogrevanjem doseže želeno temperaturo, se "vpije" v tej vročini. Čas je pri vseh vrstah utrjevanja različen, na splošno pa mora kovinski delavec poskrbeti, da vsi kovinski kosi v določenem času dosežejo prave temperature.
Tretji in zadnji korak v postopku kaljenja je hlajenje. Kovina se segreje in omogoči, da se namaka v tej vročini, je treba kovino ohladiti. Kovine se po tem postopku povrnejo v prvotno kemijsko ali fizikalno strukturo. Drugi čas kovinski delavci poskrbijo, da so kovine za vedno spremenjene.
Vrste kaljenja kovin
Obstaja več različnih vrst postopkov za utrjevanje kovin, odvisno od vrste kovine, s katero delavci začnejo, in materiala, v katerega ga želijo spremeniti.
Ena najpogostejših je martenzitska transformacija, znana tudi kot kaljenje in kaljenje. To je zapleten postopek kaljenja jekla in kovinski delavci morajo biti pozorni, da vsak korak izvedejo pravilno. Najprej morajo jeklo segreti do ekstremne temperature. Nato se kristalna struktura znotraj jekla spremeni, da se omogoči raztapljanje več ogljika. V tem trenutku je treba kovino dovolj hitro ohladiti ali ohladiti, da ogljik nima časa, da bi v kovini oblikoval druge neželene materiale. Hitro hlajenje omogoča, da ostane v utrjenem stanju, zaradi česar je močnejši material, ki je bolj primeren, da prenese veliko obrabe. Različna stanja, skozi katera poteka skozi postopek, se imenujejo avstenit in martenzit, viri za avstempering in martempering pa vam lahko dajo več informacij o postopku.
Druge vrste kaljenih postopkov vključujejo kaljenje ohišja, žarenje in kaljenje. Vsak deluje na različne načine, da kovine postanejo bolj trpežne, nodularne, žilave ali prebavljive, da bi inženirjem pomagali, da jih uporabljajo na različne načine. Na svetu so okoli vas vse vrste kovin in verjetno je, da je kovinar uporabljal postopek utrjevanja, da jih je spravil v stanje, v katerem so danes.