ประเภทของกระบวนการชุบแข็งโลหะ

โลหะขึ้นชื่อว่าเป็นสารที่มีความเหนียวที่สามารถทนต่อการสึกหรอได้มาก แต่อาจไม่ได้เริ่มต้นแบบนั้น โลหะหลายประเภทได้ผ่านกระบวนการชุบแข็งโลหะเพื่อให้เหมาะสมกับงานที่จำเป็นมากขึ้น การชุบแข็งมีหลายประเภท ซึ่งผ่านกระบวนการทำความร้อนและความเย็นที่ซับซ้อน ช่วยให้โลหะมีความแข็งแกร่ง ทนทาน และใช้งานง่าย

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

กระบวนการชุบแข็งโลหะแต่ละขั้นตอนประกอบด้วยสามขั้นตอนหลัก: การทำความร้อน การแช่ และการทำความเย็นโลหะ การชุบแข็งทั่วไปบางประเภทรวมถึงการชุบแข็งความเครียด การเสริมความแข็งแกร่งของสารละลายที่เป็นของแข็ง การชุบแข็งแบบตกตะกอน การชุบแข็งและการแบ่งเบาบรรเทา

ในขณะที่วิศวกรและคนงานโลหะได้คิดค้นการชุบแข็งหลายประเภทขึ้นอยู่กับชนิดของโลหะ และผลลัพธ์ที่ต้องการเห็น แต่ละประเภทเกี่ยวข้องกับสามส่วนพื้นฐาน: การให้ความร้อนแก่โลหะ การแช่ และการทำความเย็น มัน.

ในขั้นตอนแรก การอบชุบด้วยความร้อน คนงานโลหะจะทำความร้อนวัสดุ บ่อยครั้งที่อุณหภูมิร้อนจัด บางครั้งพวกเขาทำเช่นนี้เพื่อเปลี่ยนองค์ประกอบทางกายภาพหรือทางเคมีของโลหะ บ่อยครั้งเพื่อให้ง่ายต่อการจัดการและใช้งาน ตัวอย่างเช่น เมื่อโลหะบางชนิดสัมผัสกับอุณหภูมิที่สูงกว่า 1,000 องศาฟาเรนไฮต์ โครงสร้างภายในของโลหะเหล่านั้นจะเปลี่ยนไป อาจเป็นเพียงชั่วคราว เพื่อให้คนงานโลหะสามารถเปลี่ยนรูปร่างแล้วให้กลับสู่สภาพเดิมได้ ในโลหะอื่น ๆ การเปลี่ยนแปลงจะคงอยู่ถาวร บางครั้ง โครงสร้างภายในนั้นจะแข็งแกร่งขึ้นเรื่อยๆ ทำให้เป็นวัสดุที่ดีกว่าที่จะใช้ในสิ่งที่ต้องการความแข็งแรง เช่น การสร้างตึกระฟ้า ในบางครั้ง การอบชุบด้วยความร้อนใช้เพื่อเพิ่มความเหนียวของโลหะ โลหะที่มีความเหนียวสูงสามารถทนต่อแรงที่ดึงมาจากปลายทั้งสองข้างได้ นี่เป็นคุณสมบัติที่สำคัญสำหรับโลหะ เช่น ทองแดง ซึ่งจำเป็นต้องดึงเป็นเส้นบาง ๆ ของลวดทองแดง หรือทอง ซึ่งมักถูกดึงเป็นเส้นบาง ๆ เพื่อทำเครื่องประดับ

ส่วนที่สองของกระบวนการคือการแช่โลหะ แม้ว่าคำว่า "การแช่" อาจทำให้คุณนึกถึงวิธีที่คุณจะแช่สุนัขในอ่างอาบน้ำหลังจากวิ่งผ่านสวนหลังบ้านที่เป็นโคลน แต่การแช่ในกระบวนการชุบแข็งโลหะนั้นแตกต่างออกไปเล็กน้อย โลหะจะไม่ถูกแช่ในอ่างที่เต็มไปด้วยสารเหลว ในกรณีนี้ การแช่ในกรณีนี้หมายถึงการทำให้แน่ใจว่าเมื่อโลหะถึงอุณหภูมิที่ต้องการในระหว่างกระบวนการให้ความร้อน โลหะจะ "แช่" ในความร้อนนั้น ระยะเวลาต่างกันไปสำหรับการชุบแข็งทุกประเภท แต่โดยทั่วไปแล้ว คนงานโลหะมี เพื่อให้แน่ใจว่าชิ้นส่วนโลหะทั้งหมดมีอุณหภูมิที่เหมาะสมในปริมาณที่กำหนด amount เวลา.

ขั้นตอนที่สามและขั้นตอนสุดท้ายในกระบวนการชุบแข็งคือการทำความเย็น หลังจากที่โลหะได้รับความร้อนและปล่อยให้แช่ในความร้อนนั้น โลหะนั้นจะต้องถูกทำให้เย็นลง บางครั้ง โลหะจะเปลี่ยนกลับเป็นโครงสร้างทางเคมีหรือทางกายภาพเดิมหลังจากกระบวนการนี้ บางครั้งคนงานโลหะต้องแน่ใจว่าโลหะนั้นได้รับการเปลี่ยนแปลงอย่างดี

มีกระบวนการหลายประเภทสำหรับการชุบแข็งโลหะ ขึ้นอยู่กับประเภทของโลหะที่คนงานเริ่มต้นและวัสดุที่พวกเขาต้องการเปลี่ยนเป็น

การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นบ่อยที่สุดคือ Martensitic หรือที่เรียกว่าการดับและการแบ่งเบาบรรเทา เป็นกระบวนการที่ซับซ้อนในการชุบแข็งเหล็ก และคนงานโลหะต้องระมัดระวังในการดำเนินการแต่ละขั้นตอนอย่างถูกต้อง ขั้นแรก พวกเขาต้องทำให้เหล็กร้อนจนถึงอุณหภูมิสุดขั้ว จากนั้นโครงสร้างผลึกภายในเหล็กจะเปลี่ยนเพื่อให้คาร์บอนละลายได้มากขึ้น เมื่อถึงจุดนั้น โลหะจะต้องถูกทำให้เย็นลงหรือเย็นลงอย่างรวดเร็วเพียงพอ เพื่อให้คาร์บอนไม่มีเวลาสร้างวัสดุอื่นๆ ที่ไม่ต้องการในโลหะ การระบายความร้อนอย่างรวดเร็วทำให้อยู่ในสถานะชุบแข็ง ทำให้เป็นวัสดุที่แข็งแรงกว่าและทนต่อการสึกหรอได้มาก สถานะต่างๆ ที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการนี้เรียกว่าออสเทนไนต์และมาร์เทนไซต์ และทรัพยากรออสเทมเปอริ่งและมาร์เทมเพอร์ริ่งสามารถให้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับกระบวนการนี้ได้

กระบวนการชุบแข็งประเภทอื่นๆ ได้แก่ การชุบแข็งเคส การหลอม และการชุบแข็งแบบตกตะกอน แต่ละแบบทำงานด้วยวิธีต่างๆ กันเพื่อทำให้โลหะมีความทนทาน เหนียว ทนทาน หรืออ่อนตัวมากขึ้น เพื่อช่วยให้วิศวกรใช้งานได้หลากหลายวิธี มีโลหะทุกชนิดในโลกรอบตัวคุณ และมีโอกาสเป็นไปได้ที่คนงานโลหะจะใช้กระบวนการชุบแข็งเพื่อนำโลหะเหล่านั้นเข้าสู่สถานะที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน