Metalul este cunoscut pentru că este o substanță dură care poate rezista la o uzură foarte mare, dar s-ar putea să nu fi început așa. Multe tipuri de metale au trecut prin procesul de întărire a metalelor pentru a le face mai potrivite pentru munca pe care trebuie să o facă. Există diferite tipuri de întărire care, prin procese complexe de încălzire și răcire, ajută la transformarea metalelor dure, durabile și ușor de lucrat.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Fiecare proces de întărire a metalului include trei etape principale: încălzirea, înmuierea și răcirea metalului. Unele tipuri obișnuite de întărire includ întărirea prin deformare, întărirea soluției solide, întărirea precipitațiilor și stingerea și călirea.
Încălziți-l
În timp ce inginerii și lucrătorii din metal au venit cu mai multe tipuri diferite de întărire în funcție de tipul de metal și rezultatele pe care doresc să le vadă, fiecare tip implică trei părți de bază: încălzirea metalului, îmbibarea acestuia și apoi răcirea aceasta.
În timpul primului pas, tratamentul termic, lucrătorii din metal încălzesc materialul, adesea la temperaturi extrem de fierbinți. Uneori, fac acest lucru pentru a schimba compoziția fizică sau chimică a metalului, adesea pentru a facilita manipularea și lucrul cu acesta. De exemplu, când unele metale sunt expuse la temperaturi mai mari de 1.000 de grade Fahrenheit, structura lor internă se schimbă. Acest lucru poate fi temporar, astfel încât lucrătorii din metal să-și poată schimba forma și apoi să-l revină la starea inițială. În alte metale, schimbarea este permanentă. Uneori, acea structură internă devine mai puternică și mai dură, făcându-l un material mai bun pentru a fi folosit în ceva care necesită rezistență, cum ar fi construirea unui zgârie-nori. Alteori, tratamentul termic este utilizat pentru a crește ductilitatea unui metal. Metalele cu niveluri ridicate de ductilitate sunt capabile să reziste forțelor care le trag de la fiecare capăt. Aceasta este o calitate importantă pentru metale precum cuprul, care trebuie tras în benzi subțiri de sârmă de cupru sau aur, care este adesea tras în fire subțiri pentru a face bijuterii.
Înmuiere și răcire
A doua parte a procesului este înmuierea metalului. Deși cuvântul „îmbibare” s-ar putea să te facă să te gândești la felul în care ai înmuia un câine într-o baie după o alergare printr-o curte noroioasă, îmbibarea în procesul de întărire a metalului este puțin diferită. Un metal nu este îmbibat într-o cadă plină cu o substanță lichidă. În schimb, înmuierea în acest caz se referă la asigurarea că odată ce metalul a atins temperatura dorită în timpul procesului de încălzire, acesta „se înmoaie” în căldura respectivă. Momentul este diferit pentru toate tipurile diferite de întărire, dar, în general, un lucrător metalic are pentru a vă asigura că toate piesele de metal ating temperaturile potrivite pentru o cantitate specifică de timp.
Al treilea și ultimul pas în procesul de întărire este răcirea. După ce metalul a fost încălzit și lăsat să se înmoaie în căldura respectivă, metalul trebuie răcit. Uneori, metalele revin la structura lor chimică sau fizică originală după acest proces. Alteori, lucrătorii din metal se asigură că metalele sunt modificate definitiv.
Tipuri de întărire a metalelor
Există mai multe tipuri diferite de procese pentru întărirea metalului, în funcție de tipul de metal cu care încep lucrătorii și de materialul în care doresc să-l transforme.
Una dintre cele mai frecvente este transformarea martensitică, cunoscută și sub numele de stingere și temperare. Este un proces complex de întărire a oțelului, iar lucrătorii din metal trebuie să fie atenți pentru a efectua corect fiecare pas. În primul rând, trebuie să încălzească oțelul la o temperatură extremă. Apoi, structura cristalină din interiorul oțelului se schimbă pentru a permite dizolvarea a mai mult carbon. În acel moment, metalul trebuie stins sau răcit, suficient de repede, astfel încât carbonul să nu aibă timp să formeze alte materiale nedorite în metal. Răcirea rapidă îl face să rămână într-o stare întărită, făcându-l un material mai rezistent, mai potrivit pentru a rezista la o mulțime de uzură. Diferitele stări prin care trece în timpul procesului se numesc austenită și martensită, iar o resursă de austempering și martempering vă poate oferi mai multe informații despre proces.
Alte tipuri de procese de întărire includ întărirea carcasei, recoacerea și întărirea prin precipitare. Fiecare funcționează în moduri diferite pentru a face metalele mai durabile, ductile, dure sau maleabile pentru a ajuta inginerii să le folosească într-o varietate de moduri. Există tot felul de metale în lume în jurul tău și este probabil ca un lucrător în metal să folosească un proces de întărire pentru a le aduce în starea în care se află astăzi.