Metal er kendt for at være et hårdt stof, der kan tåle meget slitage, men det var måske ikke startet på den måde. Mange metaller er gået igennem processen med metalhærdning for at gøre dem bedre egnede til det job, de skal udføre. Der er forskellige typer hærdning, der gennem komplekse opvarmnings- og kølingsprocesser hjælper med at gøre metaller sej, holdbar og nem at arbejde med.
TL; DR (for lang; Læste ikke)
Hver metalhærdningsproces inkluderer tre hovedtrin: opvarmning, gennemblødning og afkøling af metallet. Nogle almindelige typer hærdning inkluderer stammehærdning, styrkelse af fast opløsning, hærdning af nedbør og slukning og hærdning.
Varm det op
Mens ingeniører og metalarbejdere er kommet med flere forskellige typer hærdning afhængigt af metaltypen og de resultater, de ønsker at se, hver type involverer tre grundlæggende dele: opvarmning af metallet, gennemblødning og derefter afkøling det.
I det første trin, varmebehandling, opvarmer metalarbejdere materialet, ofte ved ekstremt varme temperaturer. Nogle gange gør de dette for at ændre metalets fysiske eller kemiske sammensætning, ofte for at gøre det lettere at manipulere og arbejde med. For eksempel, når nogle metaller udsættes for temperaturer højere end 1.000 grader Fahrenheit, ændres deres indre struktur. Dette kan være midlertidigt, så metalarbejdere kan ændre form og derefter få det tilbage til sin oprindelige tilstand. I andre metaller er ændringen permanent. Nogle gange bliver den indre struktur stærkere og hårdere, hvilket gør det til et bedre materiale, der skal bruges i noget, der kræver styrke, som f.eks. Konstruktionen af en skyskraber. Andre gange bruges varmebehandling til at øge et metals duktilitet. Metaller med høje niveauer af duktilitet er i stand til at modstå kræfter, der trækker i dem fra begge ender. Dette er en vigtig kvalitet for metaller som kobber, som skal trækkes i tynde strimler af kobbertråd eller guld, som ofte trækkes i tynde tråde for at fremstille smykker.
Iblødsætning og afkøling
Den anden del af processen er blødgøring af metallet. Selvom ordet "iblødsætning" måske får dig til at tænke på den måde, du vil suge en hund i et bad efter et løb gennem en mudret baghave, er blødgøring i metalhærdningsprocessen lidt anderledes. Et metal er ikke gennemblødt i et kar fuld af et flydende stof. I stedet henviser blødgøring i dette tilfælde til at sikre, at når metallet når den ønskede temperatur under opvarmningsprocessen, "blødgør" det den varme. Timingen er forskellig for alle de forskellige typer hærdning, men generelt har en metalarbejder det for at sikre, at alle metalstykkerne når de rigtige temperaturer i en bestemt mængde tid.
Det tredje og sidste trin i hærdningsprocessen er afkøling. Når metal er opvarmet og får lov til at suge den varme ind, skal metallet afkøles. Nogle gange vender metaller tilbage til deres oprindelige kemiske eller fysiske struktur efter denne proces. Andre gange sørger metalarbejdere for, at metallerne ændres for godt.
Typer af metalhærdning
Der er flere forskellige typer processer til hærdning af metal afhængigt af den type metal, som arbejdere starter med, og det materiale, de ønsker at gøre det til.
En af de mest almindelige er martensitisk transformation, også kendt som slukning og hærdning. Det er en kompleks proces at hærde stål, og metalarbejdere skal være forsigtige med at udføre hvert trin korrekt. For det første skal de opvarme stålet til en ekstrem temperatur. Derefter ændres krystalstrukturen inde i stålet, så mere kulstof opløses. På det tidspunkt skal metallet slukkes eller afkøles hurtigt nok, så kulstoffet ikke har tid til at danne andre uønskede materialer i metallet. Den hurtige afkøling gør det i en hærdet tilstand, hvilket gør det til et stærkere materiale, der er bedre egnet til at modstå meget slid. De forskellige tilstande, det går igennem under processen, kaldes austenit og martensit, og en austemperende og martemperende ressource kan give dig mere information om processen.
Andre typer af hærdningsprocesser inkluderer hærdning af sager, hærdning og hærdning af nedbør. Hver arbejder på forskellige måder for at gøre metaller mere holdbare, duktile, hårde eller formbare for at hjælpe ingeniører med at bruge dem på en række forskellige måder. Der er alle slags metaller i verden omkring dig, og chancerne er, at en metalarbejder brugte en hærdningsproces for at få dem til den tilstand, de er i dag.