Kovina je znana po tem, da je trda snov, ki jo lahko trpi, vendar se morda ni začelo tako. Številne vrste kovin so šle skozi postopek utrjevanja kovin, da bi bile bolj primerne za delo, ki ga morajo opraviti. Obstajajo različne vrste kaljenja, ki s kompleksnimi postopki ogrevanja in hlajenja pomagajo kovine narediti trpežne, trpežne in enostavne za delo.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Vsak postopek utrjevanja kovin vključuje tri glavne korake: segrevanje, namakanje in hlajenje kovine. Nekatere pogoste vrste kaljenja vključujejo kaljenje z deformacijami, utrjevanje trdne raztopine, strjevanje z oborinami ter kaljenje in kaljenje.
Segrej ga
Medtem ko so inženirji in kovinski delavci pripravili več različnih vrst kaljenja, odvisno od vrste kovine in rezultate, ki jih želijo videti, vsaka vrsta vključuje tri osnovne dele: segrevanje kovine, njeno namakanje in nato hlajenje to.
V prvem koraku toplotne obdelave kovinski delavci material segrejejo, pogosto pri zelo vročih temperaturah. Včasih to storijo, da spremenijo fizikalno ali kemično sestavo kovine, pogosto pa olajšajo manipulacijo in delo z njo. Na primer, ko so nekatere kovine izpostavljene temperaturam nad 1000 stopinj Celzija, se njihova notranja struktura spremeni. To je lahko začasno, tako da lahko kovinarji spremenijo njegovo obliko in jo nato vrnejo v prvotno stanje. Pri drugih kovinah je sprememba trajna. Včasih ta notranja zgradba postane močnejša in trša, zaradi česar je boljši material za uporabo v nečem, kar zahteva trdnost, kot je gradnja nebotičnika. Včasih se s toplotno obdelavo poveča duktilnost kovine. Kovine z visoko stopnjo duktilnosti lahko prenesejo sile, ki jih vlečejo z obeh strani. To je pomembna lastnost kovin, kot je baker, ki jih je treba povleči v tanke trakove iz bakrene žice ali zlata, ki ga pogosto naredijo v tanke pramene za izdelavo nakita.
Namakanje in hlajenje
Drugi del postopka je namakanje kovine. Čeprav vas beseda "namakanje" morda napelje k razmišljanju o tem, kako bi po teku po blatnem dvorišču namočili psa v kopeli, je namakanje v postopku utrjevanja kovin nekoliko drugačno. Kovina ni namočena v kadi, polni tekoče snovi. Namesto tega se namakanje v tem primeru nanaša na to, da kovina med postopkom ogrevanja doseže želeno temperaturo, da se »vpije« v tej toploti. Čas je različen za vse različne vrste kaljenja, na splošno pa ga dela kovinar da zagotovimo, da vsi kovinski kosi dosežejo prave temperature za določeno količino čas.
Tretji in zadnji korak v procesu strjevanja je hlajenje. Ko se kovina segreje in pusti, da se vpije v tej toploti, je treba kovino ohladiti. Včasih se kovine po tem postopku povrnejo v prvotno kemijsko ali fizično strukturo. V drugih primerih kovinski delavci poskrbijo, da so kovine za vedno spremenjene.
Vrste kaljenja kovin
Obstaja več različnih vrst postopkov za kaljenje kovine, odvisno od vrste kovine, s katero delavci začnejo, in materiala, v katerega ga želijo spremeniti.
Ena najpogostejših je martenzitna transformacija, znana tudi kot kaljenje in kaljenje. Za kaljenje jekla gre za zapleten postopek, zato morajo biti kovinski delavci previdni, da vsak korak izvedejo pravilno. Najprej morajo jeklo segreti na skrajno temperaturo. Nato se kristalna struktura znotraj jekla spremeni, da se omogoči raztapljanje več ogljika. Takrat je treba kovino dovolj hitro pogasiti ali ohladiti, da ogljik nima časa za tvorbo drugih neželenih materialov v kovini. Zaradi hitrega hlajenja ostane v strjenem stanju, zaradi česar je močnejši material, ki je primernejši za veliko obrabe. Različni stanji, skozi katere gre med postopkom, se imenujejo avstenit in martenzit, vir avstemperinga in martemperinga pa vam lahko da več informacij o postopku.
Druge vrste kaljenja vključujejo kaljenje ohišja, žarjenje in strjevanje z oborinami. Vsak deluje na različne načine, da kovine postanejo bolj trpežne, žilave, žilave ali voljne, da jih lahko inženirji uporabljajo na različne načine. Po vsem svetu obstajajo vse vrste kovin in verjetno je, da je kovinar s postopkom utrjevanja prišel v stanje, v katerem so danes.