Metāls ir pazīstams kā izturīga viela, kas var izturēt lielu nodilumu, taču tas, iespējams, nav sācies šādā veidā. Daudzi metālu veidi ir izturējuši metāla sacietēšanas procesu, lai padarītu tos labāk piemērotus viņiem veicamajam darbam. Ir dažādi sacietēšanas veidi, kas, izmantojot sarežģītus apkures un dzesēšanas procesus, palīdz padarīt metālus izturīgus, izturīgus un viegli apstrādājamus.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Katrs metāla sacietēšanas process ietver trīs galvenos posmus: metāla sildīšana, mērcēšana un atdzesēšana. Daži no kopējiem sacietēšanas veidiem ir celma sacietēšana, cieta šķīduma stiprināšana, nokrišņu sacietēšana un dzēšana un atlaidināšana.
Sildiet to
Kamēr inženieri un metālapstrādes darbinieki ir izdomājuši vairākus dažādus sacietēšanas veidus atkarībā no metāla veida un rezultāti, kurus viņi vēlas redzēt, katrs veids ietver trīs pamatdaļas: metāla karsēšanu, mērcēšanu un pēc tam dzesēšanu to.
Pirmajā termiskās apstrādes posmā metālapstrādātāji materiālu silda, bieži vien ārkārtīgi karstā temperatūrā. Dažreiz viņi to dara, lai mainītu metāla fizisko vai ķīmisko sastāvu, bieži vien tāpēc, lai būtu vieglāk manipulēt un strādāt. Piemēram, kad daži metāli tiek pakļauti temperatūrai, kas pārsniedz 1000 grādus pēc Fārenheita, to iekšējā struktūra mainās. Tas var būt īslaicīgs, lai metālapstrādes darbinieki varētu mainīt savu formu un pēc tam atgriezties sākotnējā stāvoklī. Citos metālos izmaiņas ir pastāvīgas. Dažreiz šī iekšējā struktūra kļūst stiprāka un stingrāka, padarot to par labāku materiālu, ko izmantot kaut kur, kam nepieciešama izturība, piemēram, debesskrāpja celtniecībā. Citreiz termisko apstrādi izmanto, lai palielinātu metāla lokanību. Metāli ar augstu plastiskuma līmeni spēj izturēt spēkus, kas tos velk no abiem galiem. Šī ir svarīga kvalitāte tādiem metāliem kā varš, kas jāvelk plānās vara stieples sloksnēs vai zelts, ko bieži ievelk plānās šķipsnās, lai izgatavotu rotaslietas.
Mērcēšana un atdzesēšana
Procesa otrā daļa ir metāla mērcēšana. Kaut arī vārds "mērcēšana" var likt domāt par veidu, kā jūs iemērcat suni vannā pēc skrējiena pa dubļainu pagalmu, mērcēšana metāla sacietēšanas procesā ir nedaudz atšķirīga. Metāls nav iemērcts vannā, kas ir pilna ar šķidru vielu. Tā vietā mērcēšana šajā gadījumā attiecas uz pārliecību, ka tad, kad metāls apkures procesā ir sasniedzis vēlamo temperatūru, tas “iemērc” šajā karstumā. Visiem dažādiem rūdīšanas veidiem laiks ir atšķirīgs, bet parasti metāla strādniekam ir lai pārliecinātos, ka visi metāla gabali sasniedz vajadzīgo temperatūru noteiktā daudzumā laiks.
Trešais un pēdējais sacietēšanas procesa solis ir dzesēšana. Pēc tam, kad metāls ir uzkarsēts un ļauts tajā uzsūkties, metāls ir jāatdzesē. Dažreiz pēc šī procesa metāli atgriežas sākotnējā ķīmiskajā vai fizikālajā struktūrā. Citreiz metālstrādnieki pārliecinās, ka metāli tiek mainīti uz visiem laikiem.
Metāla sacietēšanas veidi
Metāla sacietēšanai ir vairāki dažādi veidi, atkarībā no metāla veida, ar kuru sāk strādnieki, un materiāla, no kura viņi vēlas to pārvērst.
Viena no visizplatītākajām ir martensīta transformācija, kas pazīstama arī kā dzēšana un atlaidināšana. Tērauda sacietēšana ir sarežģīts process, un metālapstrādātājiem jābūt uzmanīgiem, lai pareizi izpildītu katru soli. Pirmkārt, viņiem jāuzsilda tērauds līdz galējai temperatūrai. Tad kristāla struktūra tērauda iekšienē mainās, lai ļautu izšķīdināt vairāk oglekļa. Tajā brīdī metāls ir jādzēš vai jāatdzesē pietiekami ātri, lai ogleklim nebūtu laika metālā veidot citus nevēlamus materiālus. Ātra atdzesēšana padara to par cietu, padarot to par stingrāku materiālu, kas ir labāk piemērots daudz nodiluma izturēšanai. Dažādos stāvokļus, kurus tā iziet procesa laikā, sauc par austenītu un martensītu, un stingruma un sasmalcināšanas resurss var sniegt jums vairāk informācijas par procesu.
Citi sacietēšanas procesu veidi ir lietu sacietēšana, atkvēlināšana un sacietēšana. Katrs no tiem dažādos veidos padara metālus izturīgākus, elastīgākus, izturīgākus vai kaļamākus, lai palīdzētu inženieriem tos izmantot dažādos veidos. Jums apkārt ir visdažādākie metāli, un, visticamāk, metāla strādnieks izmantoja sacietēšanas procesu, lai tos nonāktu tādā stāvoklī, kādā tie ir šodien.