Il metallo è noto per essere una sostanza dura che può resistere a molta usura, ma potrebbe non essere iniziata in quel modo. Molti tipi di metalli hanno subito il processo di indurimento del metallo per renderli più adatti al lavoro che devono svolgere. Esistono diversi tipi di tempra che, attraverso complessi processi di riscaldamento e raffreddamento, contribuiscono a rendere i metalli tenaci, durevoli e facilmente lavorabili.
TL; DR (troppo lungo; non letto)
Ogni processo di tempra del metallo comprende tre fasi principali: riscaldamento, ammollo e raffreddamento del metallo. Alcuni tipi comuni di indurimento includono l'incrudimento, il rafforzamento della soluzione solida, l'indurimento per precipitazione e l'estinzione e il rinvenimento.
Riscaldalo
Mentre ingegneri e metalmeccanici hanno escogitato diversi tipi di tempra a seconda del tipo di metallo e i risultati che vogliono vedere, ogni tipo prevede tre parti fondamentali: riscaldare il metallo, immergerlo e quindi raffreddare esso.
Durante la prima fase, il trattamento termico, i metalmeccanici riscaldano il materiale, spesso a temperature estremamente elevate. A volte, lo fanno per cambiare la composizione fisica o chimica del metallo, spesso per renderlo più facile da manipolare e lavorare. Ad esempio, quando alcuni metalli sono esposti a temperature superiori a 1.000 gradi Fahrenheit, la loro struttura interna cambia. Questo può essere temporaneo, in modo che i metalmeccanici possano cambiarne la forma e poi farlo tornare allo stato originale. In altri metalli, il cambiamento è permanente. A volte, quella struttura interna diventa più forte e resistente, rendendola un materiale migliore da utilizzare in qualcosa che richiede forza, come la costruzione di un grattacielo. Altre volte, il trattamento termico viene utilizzato per aumentare la duttilità di un metallo. I metalli con alti livelli di duttilità sono in grado di resistere alle forze che li tirano da entrambe le estremità. Questa è una qualità importante per metalli come il rame, che devono essere tirati in sottili strisce di filo di rame, o l'oro, che viene spesso tirato in fili sottili per creare gioielli.
Ammollo e Raffreddamento
La seconda parte del processo è l'immersione del metallo. Anche se la parola "ammollo" potrebbe farti pensare al modo in cui immergeresti un cane nella vasca da bagno dopo una corsa in un cortile fangoso, immergersi nel processo di indurimento del metallo è leggermente diverso. Un metallo non è immerso in una vasca piena di una sostanza liquida. Invece, l'ammollo in questo caso si riferisce all'assicurarsi che una volta che il metallo ha raggiunto la temperatura desiderata durante il processo di riscaldamento, "assorbi" quel calore. I tempi sono diversi per tutti i diversi tipi di tempra, ma in generale un metalmeccanico ha per assicurarsi che tutti i pezzi di metallo raggiungano le giuste temperature per una quantità specifica di amount tempo.
La terza e ultima fase del processo di indurimento è il raffreddamento. Dopo che il metallo è stato riscaldato e lasciato assorbire da quel calore, il metallo deve essere raffreddato. A volte, i metalli ritornano alla loro struttura chimica o fisica originale dopo questo processo. Altre volte, i metalmeccanici si assicurano che i metalli vengano alterati per sempre.
Tipi di tempra del metallo
Esistono diversi tipi di processi per la tempra del metallo, a seconda del tipo di metallo con cui iniziano i lavoratori e del materiale in cui vogliono trasformarlo.
Uno dei più comuni è la trasformazione martensitica, nota anche come tempra e rinvenimento. È un processo complesso per indurire l'acciaio e i metalmeccanici devono fare attenzione a eseguire correttamente ogni passaggio. Innanzitutto, devono riscaldare l'acciaio a una temperatura estrema. Quindi, la struttura cristallina all'interno dell'acciaio cambia per consentire la dissoluzione di più carbonio. A quel punto, il metallo deve essere spento, o raffreddato, abbastanza rapidamente in modo che il carbonio non abbia il tempo di formare altri materiali indesiderati nel metallo. Il raffreddamento rapido lo fa rimanere in uno stato indurito, rendendolo un materiale più resistente più adatto a resistere a molta usura. I diversi stati che attraversa durante il processo sono chiamati austenite e martensite, e una risorsa di austenitore e martiraggio può darti maggiori informazioni sul processo.
Altri tipi di processi di tempra includono cementazione, ricottura e indurimento per precipitazione. Ognuno funziona in modi diversi per rendere i metalli più durevoli, duttili, tenaci o malleabili al fine di aiutare gli ingegneri a usarli in vari modi. Ci sono tutti i tipi di metalli nel mondo intorno a te, ed è probabile che un metalmeccanico abbia usato un processo di indurimento per portarli nello stato in cui si trovano oggi.