Metall er kjent for å være et tøft stoff som tåler mye slitasje, men det hadde kanskje ikke startet på den måten. Mange typer metaller har gått gjennom herdingen av metall for å gjøre dem bedre egnet for jobben de trenger å gjøre. Det finnes forskjellige typer herding som, gjennom komplekse prosesser med oppvarming og kjøling, bidrar til å gjøre metaller seige, holdbare og enkle å jobbe med.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
Hver metallherdingsprosess inkluderer tre hovedtrinn: oppvarming, bløtlegging og kjøling av metallet. Noen vanlige typer herdinger inkluderer stivningsherding, forsterkning av fast løsning, herding av nedbør og slukking og herding.
Varm det opp
Mens ingeniører og metallarbeidere har kommet opp med flere forskjellige typer herdinger, avhengig av metalltype og resultatene de ønsker å se, involverer hver type tre grunnleggende deler: oppvarming av metallet, bløtlegging og deretter kjøling den.
I løpet av det første trinnet, varmebehandling, oppvarmer metallarbeidere materialet, ofte ved ekstremt varme temperaturer. Noen ganger gjør de dette for å endre metallets fysiske eller kjemiske sammensetning, ofte for å gjøre det lettere å manipulere og jobbe med. For eksempel, når noen metaller utsettes for temperaturer over 1000 grader Fahrenheit, endres deres indre struktur. Dette kan være midlertidig, slik at metallarbeidere kan endre form og deretter få det tilbake til sin opprinnelige tilstand. I andre metaller er endringen permanent. Noen ganger blir den indre strukturen sterkere og tøffere, noe som gjør det til et bedre materiale å bli brukt i noe som krever styrke, som konstruksjon av en skyskraper. Andre ganger brukes varmebehandling for å øke duktiliteten til et metall. Metaller med høye duktilitetsnivåer tåler krefter som trekker mot dem fra hver ende. Dette er en viktig kvalitet for metaller som kobber, som må trekkes i tynne striper av kobbertråd, eller gull, som ofte trekkes i tynne tråder for å lage smykker.
Soaking and Cooling
Den andre delen av prosessen er å bløte metall. Selv om ordet "bløtlegging" kan få deg til å tenke på hvordan du vil suge en hund i et bad etter et løp gjennom en gjørmete bakgård, er det litt annerledes å bløte i metallherdingsprosessen. Et metall blir ikke dynket i et kar fullt av flytende stoff. I stedet refererer bløtlegging i dette tilfellet til å sørge for at når metallet har nådd ønsket temperatur under oppvarmingsprosessen, "suger" det den varmen. Tidspunktet er forskjellig for alle forskjellige herdetyper, men generelt har en metallarbeider det for å sikre at alle metallbitene når riktig temperatur for en bestemt mengde tid.
Det tredje og siste trinnet i herdingsprosessen er kjøling. Etter at metallet er oppvarmet og får suge inn den varmen, må metallet avkjøles. Noen ganger går metaller tilbake til sin opprinnelige kjemiske eller fysiske struktur etter denne prosessen. Andre ganger sørger metallarbeidere for at metallene endres for godt.
Typer metallherding
Det er flere forskjellige typer prosesser for herding av metall, avhengig av hvilken type metall arbeidere starter med og materialet de vil gjøre det om til.
En av de vanligste er martensittisk transformasjon, også kjent som slukking og herding. Det er en kompleks prosess for å herde stål, og metallarbeidere må være forsiktige med å utføre hvert trinn riktig. Først må de varme opp stålet til en ekstrem temperatur. Deretter endres krystallstrukturen inne i stålet slik at mer karbon kan oppløses. På det tidspunktet må metallet slukkes eller avkjøles raskt nok slik at karbonet ikke rekker å danne andre uønskede materialer i metallet. Den raske avkjølingen gjør at den holder seg i herdet tilstand, noe som gjør det til et sterkere materiale som er bedre egnet til å tåle mye slitasje. De forskjellige tilstandene den går gjennom under prosessen kalles austenitt og martensitt, og en austempering og martempering ressurs kan gi deg mer informasjon om prosessen.
Andre typer herdingsprosesser inkluderer kappherding, herding og nedbørherding. Hver arbeider på forskjellige måter for å gjøre metaller mer holdbare, duktile, seige eller smidbare for å hjelpe ingeniører med å bruke dem på en rekke måter. Det er alle slags metaller i verden rundt deg, og sjansen er stor for at en metallarbeider brukte en herdeprosess for å få dem til den tilstanden de er i dag.