Το μέταλλο είναι γνωστό ότι είναι μια σκληρή ουσία που μπορεί να αντέξει σε μεγάλη φθορά, αλλά μπορεί να μην ξεκίνησε έτσι. Πολλοί τύποι μετάλλων έχουν περάσει από τη διαδικασία σκλήρυνσης μετάλλων για να τα καταστήσουν καλύτερα προσαρμοσμένα για τη δουλειά που πρέπει να κάνουν. Υπάρχουν διάφοροι τύποι σκλήρυνσης που, μέσω σύνθετων διαδικασιών θέρμανσης και ψύξης, βοηθούν να καταστούν τα μέταλλα σκληρά, ανθεκτικά και εύκολα στη χρήση.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Κάθε διαδικασία σκλήρυνσης μετάλλων περιλαμβάνει τρία βασικά βήματα: θέρμανση, εμποτισμό και ψύξη του μετάλλου. Μερικοί συνηθισμένοι τύποι σκλήρυνσης περιλαμβάνουν σκλήρυνση πίεσης, ενίσχυση στερεού διαλύματος, σκλήρυνση καθίζησης, και σβήσιμο και σκλήρυνση.
Ζεσταίνουμε
Ενώ οι μηχανικοί και οι εργάτες μετάλλων έχουν βρει διάφορους τύπους σκλήρυνσης ανάλογα με τον τύπο του μετάλλου και τα αποτελέσματα που θέλουν να δουν, κάθε τύπος περιλαμβάνει τρία βασικά μέρη: θέρμανση του μετάλλου, μούλιασμα και μετά ψύξη το.
Κατά το πρώτο βήμα, θερμική επεξεργασία, οι εργάτες μετάλλων θερμαίνουν το υλικό, συχνά σε εξαιρετικά θερμές θερμοκρασίες. Μερικές φορές, το κάνουν για να αλλάξουν τη φυσική ή χημική σύνθεση του μετάλλου, συχνά για να διευκολύνουν τον χειρισμό και την εργασία τους. Για παράδειγμα, όταν ορισμένα μέταλλα εκτίθενται σε θερμοκρασίες υψηλότερες από 1.000 βαθμούς Φαρενάιτ, η εσωτερική δομή τους αλλάζει. Αυτό μπορεί να είναι προσωρινό, έτσι ώστε οι εργάτες μετάλλων να μπορούν να αλλάξουν το σχήμα του και στη συνέχεια να το επαναφέρουν στην αρχική τους κατάσταση. Σε άλλα μέταλλα, η αλλαγή είναι μόνιμη. Μερικές φορές, αυτή η εσωτερική δομή γίνεται ισχυρότερη και πιο σκληρή, καθιστώντας το καλύτερο υλικό για χρήση σε κάτι που απαιτεί δύναμη, όπως η κατασκευή ενός ουρανοξύστη. Άλλες φορές, η θερμική επεξεργασία χρησιμοποιείται για να αυξήσει την ολκιμότητα ενός μετάλλου. Μέταλλα με υψηλά επίπεδα ολκιμότητας είναι σε θέση να αντέχουν δυνάμεις που τραβούν προς τα από κάθε άκρο. Αυτή είναι μια σημαντική ποιότητα για μέταλλα όπως ο χαλκός, τα οποία πρέπει να τραβηχτούν σε λεπτές λωρίδες από χάλκινο σύρμα ή χρυσό, το οποίο συχνά τραβιέται σε λεπτές κλωστές για να κατασκευάσει κοσμήματα.
Ενυδάτωση και ψύξη
Το δεύτερο μέρος της διαδικασίας είναι το μούλιασμα του μετάλλου. Παρόλο που η λέξη «μούλιασμα» μπορεί να σας κάνει να σκεφτείτε τον τρόπο με τον οποίο θα μουλιάζετε ένα σκύλο σε ένα λουτρό μετά από ένα τρέξιμο μέσα από ένα λασπωμένο κατώφλι, το μούλιασμα στη διαδικασία σκλήρυνσης μετάλλων είναι λίγο διαφορετικό. Ένα μέταλλο δεν είναι εμποτισμένο σε μια μπανιέρα γεμάτη υγρή ουσία. Αντίθετα, το μούλιασμα σε αυτήν την περίπτωση αναφέρεται στο να βεβαιωθείτε ότι μόλις το μέταλλο φτάσει στην επιθυμητή θερμοκρασία κατά τη διάρκεια της διαδικασίας θέρμανσης, «μουλιάζει» σε αυτήν τη θερμότητα. Ο χρονισμός είναι διαφορετικός για όλους τους διαφορετικούς τύπους σκλήρυνσης, αλλά σε γενικές γραμμές, ένας μεταλλουργός έχει για να βεβαιωθείτε ότι όλα τα κομμάτια μετάλλου φτάνουν στις σωστές θερμοκρασίες για μια συγκεκριμένη ποσότητα χρόνος.
Το τρίτο και τελευταίο βήμα στη διαδικασία σκλήρυνσης είναι η ψύξη. Αφού το μέταλλο θερμανθεί και αφεθεί να μουλιάσει σε αυτή τη θερμότητα, το μέταλλο πρέπει να ψυχθεί. Μερικές φορές, τα μέταλλα επανέρχονται στην αρχική τους χημική ή φυσική δομή μετά από αυτήν τη διαδικασία. Άλλες φορές, οι εργάτες μετάλλων διασφαλίζουν ότι τα μέταλλα έχουν αλλάξει για πάντα.
Τύποι σκλήρυνσης μετάλλων
Υπάρχουν διάφοροι τύποι διεργασιών σκλήρυνσης μετάλλου, ανάλογα με τον τύπο μετάλλου με τον οποίο ξεκινούν οι εργαζόμενοι και το υλικό στο οποίο θέλουν να το μετατρέψουν.
Ένα από τα πιο συνηθισμένα είναι ο μαρτενσιτικός μετασχηματισμός, επίσης γνωστός ως σβήσιμο και σκλήρυνση. Είναι μια περίπλοκη διαδικασία για τη σκλήρυνση του χάλυβα, και οι εργάτες μετάλλων πρέπει να είναι προσεκτικοί για να εκτελέσουν κάθε βήμα σωστά. Πρώτον, πρέπει να θερμάνουν το χάλυβα σε ακραία θερμοκρασία. Στη συνέχεια, η κρυσταλλική δομή μέσα στο χάλυβα αλλάζει για να επιτρέψει τη διάλυση περισσότερου άνθρακα. Σε αυτό το σημείο, το μέταλλο πρέπει να σβήσει, ή να ψυχθεί, αρκετά γρήγορα ώστε ο άνθρακας να μην έχει χρόνο να σχηματίσει άλλα ανεπιθύμητα υλικά στο μέταλλο. Η γρήγορη ψύξη το κάνει να παραμένει σε σκληρυμένη κατάσταση, καθιστώντας το ένα ισχυρότερο υλικό κατάλληλο για να αντέχει σε μεγάλη φθορά. Οι διάφορες καταστάσεις που περνά κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ονομάζονται ωστενίτης και μαρτενσίτης και ένας πόρος austempering και martempering μπορεί να σας δώσει περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τη διαδικασία.
Άλλοι τύποι διεργασιών σκλήρυνσης περιλαμβάνουν σκλήρυνση περιβλήματος, ανόπτηση και σκλήρυνση καθίζησης. Καθένας λειτουργεί με διαφορετικούς τρόπους για να κάνει τα μέταλλα πιο ανθεκτικά, όλκιμα, ανθεκτικά ή ελατό για να βοηθήσουν τους μηχανικούς να τα χρησιμοποιήσουν με διάφορους τρόπους. Υπάρχουν όλα τα είδη μετάλλων στον κόσμο γύρω σας, και οι πιθανότητες είναι ότι ένας μεταλλουργός χρησιμοποίησε μια διαδικασία σκλήρυνσης για να τα πάρει στην κατάσταση που βρίσκονται σήμερα.