Металът е известен с това, че е твърдо вещество, което може да издържи много на износване, но може да не е започнало по този начин. Много видове метали са преминали през процеса на метално втвърдяване, за да ги направят по-подходящи за работата, която трябва да свършат. Съществуват различни видове втвърдявания, които чрез сложни процеси на нагряване и охлаждане помагат да се направят металите здрави, издръжливи и лесни за работа.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Всеки процес на втвърдяване на метала включва три основни стъпки: нагряване, накисване и охлаждане на метала. Някои често срещани видове втвърдяване включват деформационно втвърдяване, укрепване на твърд разтвор, втвърдяване чрез утаяване и закаляване и закаляване.
Нагрей го
Докато инженерите и металните работници са измислили няколко различни вида втвърдяване в зависимост от вида на метала и резултатите, които искат да видят, всеки тип включва три основни части: нагряване на метала, накисване и след това охлаждане то.
По време на първата стъпка, термична обработка, металните работници загряват материала, често при изключително горещи температури. Понякога те правят това, за да променят физическия или химичния състав на метала, често за да улеснят манипулирането и работата с него. Например, когато някои метали са изложени на температури по-високи от 1000 градуса по Фаренхайт, тяхната вътрешна структура се променя. Това може да бъде временно, за да могат металурзите да променят формата му и след това да го върнат в първоначалното си състояние. При други метали промяната е постоянна. Понякога тази вътрешна структура става по-здрава и по-здрава, което я прави по-добър материал за използване в нещо, което изисква здравина, като изграждането на небостъргач. Друг път се използва топлинна обработка за увеличаване на пластичността на метала. Метали с високи нива на пластичност са способни да издържат на силите, теглещи ги от двата края. Това е важно качество за метали като медта, които трябва да бъдат изтеглени на тънки ленти от медна тел или злато, което често се изтегля в тънки нишки, за да се направят бижута.
Накисване и охлаждане
Втората част от процеса е накисването на метала. Въпреки че думата "накисване" може да ви накара да мислите за начина, по който бихте накиснали куче във вана след бягане през калния заден двор, накисването в процеса на втвърдяване на метала е малко по-различно. Металът не се накисва във вана, пълна с течно вещество. Вместо това, накисването в този случай се отнася до гарантиране, че след като металът достигне желаната температура по време на процеса на нагряване, той се „накисва“ в тази топлина. Времето е различно за всички различни видове втвърдяване, но като цяло, метал работник има за да сте сигурни, че всички метални парчета достигат подходящите температури за точно определено количество време.
Третата и последна стъпка в процеса на втвърдяване е охлаждането. След като металът се нагрее и остави да попие в тази топлина, металът трябва да се охлади. Понякога металите се връщат към първоначалната си химическа или физическа структура след този процес. Понякога металните работници се уверяват, че металите са променени завинаги.
Видове втвърдяване на метали
Има няколко различни вида процеси за втвърдяване на метала, в зависимост от вида метал, с който работниците започват и материала, в който искат да го превърнат.
Една от най-често срещаните е мартензитната трансформация, известна още като закаляване и закаляване. Това е сложен процес за втвърдяване на стоманата и металообработващите трябва да внимават, за да извършат всяка стъпка правилно. Първо, те трябва да нагреят стоманата до екстремна температура. След това кристалната структура в стоманата се променя, за да позволи повече въглерод да бъде разтворен. В този момент металът трябва да бъде охладен или охладен достатъчно бързо, така че въглеродът да няма време да образува други нежелани материали в метала. Бързото охлаждане го кара да остане в втвърдено състояние, което го прави по-здрав материал, по-подходящ да издържи на много износване. Различните състояния, през които той преминава по време на процеса, се наричат аустенит и мартензит, а ресурсът за аустементиране и martempering може да ви даде повече информация за процеса.
Други видове процеси на втвърдяване включват втвърдяване на корпуса, отгряване и втвърдяване чрез утаяване. Всеки от тях работи по различни начини, за да направи металите по-трайни, пластични, жилави или пластични, за да помогне на инженерите да ги използват по различни начини. В света около вас има всякакви метали и има шанс металоработник да използва процеса на втвърдяване, за да ги вкара в състоянието, в което се намират днес.