Metall on tuntud kui tugev aine, mis võib vastu pidada palju kulumisele, kuid see pole võib-olla nii alguse saanud. Paljud metallitüübid on metalli kõvenemise käigus läbi käinud, et muuta need vajalikuks tööks paremini sobivaks. Kõvenemist on erinevat tüüpi, mis keeruliste kütte- ja jahutusprotsesside abil muudavad metallid sitkeks, vastupidavaks ja hõlpsasti töötatavaks.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Iga metalli karastamisprotsess sisaldab kolme peamist etappi: metalli kuumutamine, leotamine ja jahutamine. Mõned levinumad karastamisviisid hõlmavad tüvede karastamist, tahke lahuse tugevdamist, sademete karastamist ning karastamist ja karastamist.
Kuumuta üles
Kui insenerid ja metallitöölised on välja mõelnud mitut erinevat tüüpi karastamist olenevalt metalli tüübist ja tulemused, mida nad soovivad näha, hõlmab iga tüüp kolme põhiosa: metalli kuumutamine, leotamine ja seejärel jahutamine seda.
Esimesel etapil, kuumtöötlemisel, kuumutavad metallitöölised materjali, sageli äärmiselt kuumal temperatuuril. Mõnikord teevad nad seda metalli füüsikalise või keemilise koostise muutmiseks, sageli selleks, et hõlbustada manipuleerimist ja sellega töötamist. Näiteks kui mõned metallid puutuvad kokku temperatuuriga, mis ületab 1000 kraadi Fahrenheiti, muutub nende sisemine struktuur. See võib olla ajutine, nii et metallitöölised saavad oma kuju muuta ja seejärel selle algsesse olekusse tagasi pöörduda. Teistes metallides on muutus püsiv. Mõnikord muutub see sisemine struktuur tugevamaks ja karmimaks, muutes selle paremaks materjaliks kasutamiseks milleski, mis nõuab tugevust, näiteks pilvelõhkuja ehitamisel. Muul ajal kasutatakse metalli plastsuse suurendamiseks kuumtöötlust. Suure plastilisusega metallid on võimelised vastu pidama neile mõlemast otsast tõmbuvatele jõududele. See on oluline kvaliteet selliste metallide jaoks nagu vask, mis tuleb tõmmata õhukesteks vasktraadist ribadeks või kullaks, mis ehte valmistamiseks tõmmatakse sageli õhukesteks kiududeks.
Leotamine ja jahutamine
Protsessi teine osa on metalli leotamine. Kuigi sõna "leotamine" võib panna teid mõtlema sellele, kuidas koera pärast mudasest koduaiast jooksmist vannis leotate, on metallikõvastumisprotsessis leotamine veidi erinev. Metall pole vedelat ainet täis vannis leotatud. Selle asemel tähendab leotamine antud juhul veendumust, et kui metall on kuumutamise ajal saavutanud soovitud temperatuuri, siis see "leotab" seda kuumust. Kõigi eri tüüpi karastuste ajastus on erinev, kuid üldiselt on seda metallitöölisel veendumaks, et kõik metallitükid saavutavad konkreetse koguse jaoks õige temperatuuri aeg.
Karastamisprotsessi kolmas ja viimane etapp on jahutamine. Pärast seda, kui metalli on kuumutatud ja lastud selles kuumuses leotada, tuleb metall jahutada. Mõnikord pöörduvad metallid pärast seda protsessi tagasi oma algsele keemilisele või füüsikalisele struktuurile. Muul ajal hoolitsevad metallitöötajad, et metalle muudetaks lõplikult.
Metalli karastamise tüübid
Metalli karastamiseks on mitu erinevat tüüpi protsessi, sõltuvalt sellest, millist tüüpi metalli töötajad alustavad, ja materjalist, milleks nad soovivad selle muuta.
Üks levinumaid on martensiitiline muundumine, tuntud ka kui karastamine ja karastamine. Terase karastamine on keeruline protsess ja metallitöölised peavad olema ettevaatlikud iga sammu õigesti läbiviimisel. Esiteks peavad nad terase kuumutama äärmuslikule temperatuurile. Seejärel muutub terase sees olev kristallstruktuur, võimaldades rohkem süsinikku lahustuda. Sel hetkel tuleb metall kustutada või jahutada piisavalt kiiresti, nii et süsinikul pole aega metalli muude soovimatute materjalide moodustamiseks. Kiire jahutamine muudab selle karastatud olekusse, muutes selle tugevamaks materjaliks, mis sobib paremini vastu suurele kulumisele. Erinevaid olekuid, mida see protsessi käigus läbib, nimetatakse austeniidiks ja martensiidiks ning ranget temperatuuri ja temperatuuri vähendav ressurss võib anda teile protsessi kohta rohkem teavet.
Muud tüüpi kõvenemisprotsessid hõlmavad juhtumikõvenemist, lõõmutamist ja sadestamist. Mõlemad toimivad erineval viisil, et muuta metallid vastupidavamaks, plastilisemaks, sitkemaks või vormitavamaks, et aidata inseneridel neid mitmel viisil kasutada. Teie ümber on maailmas igasuguseid metalle ja on tõenäoline, et metallitööline kasutas karastamisprotsessi, et viia need sellisesse seisundisse, nagu nad praegu on.