Techniken zum Erhitzen und Abkühlen von Metall
Was ist Wärmebehandlung?
Wärmebehandlung ist der Prozess des Erhitzens und Abkühlens von Metallen, um ihre Mikrostruktur zu verändern und die physikalischen und mechanischen Eigenschaften herauszustellen, die Metalle wünschenswerter machen.
Die Temperaturmetalle werden auf erhitzt und die Abkühlgeschwindigkeit nach der Wärmebehandlung kann die Eigenschaften des Metalls signifikant verändern.
Die häufigsten Gründe, warum Metalle einer Wärmebehandlung unterzogen werden, sind ihre Festigkeit, Härte, Zähigkeit, Duktilität und Korrosionsbeständigkeit zu verbessern. Verschaffen Sie sich anhand der nachfolgenden Beispiele für häufige Wärmebehandlungen eine bessere Vorstellung vom Prozess.
Glühen verstehen
Glühen ist eine Form der Wärmebehandlung, die ein Metall seinem Gleichgewichtszustand näher bringt. Glühen erweicht Metall, macht es besser verarbeitbar und sorgt für höhere Duktilität . In diesem Prozess wird das Metall über seine obere kritische Temperatur hinaus erhitzt, um seine Mikrostruktur zu ändern. Danach wird das Metall langsam abgekühlt.
Was ist Quench Hardening?
Das Abschrecken ist weniger kostspielig als das Glühen und ist ein Wärmebehandlungsverfahren, das Metall schnell auf Raumtemperatur bringt, nachdem es über seine obere kritische Temperatur hinaus erhitzt wurde. Der Abschreckprozess verhindert, dass der Kühlprozess die Mikrostruktur des Metalls verändert.
Das Abschrecken, das mit Wasser, Öl und anderen Medien durchgeführt werden kann, härtet Stahl auf der gleichen Temperatur wie Vollglühen.
Der Ausscheidungshärtungsprozess
Die Ausscheidungshärtung wird auch als Aushärtung bezeichnet. Es ist ein Wärmebehandlungsprozess, der Gleichförmigkeit in der Kornstruktur eines Metalls erzeugt.
Dieser Prozess macht das Material stärker.
Der Prozess beinhaltet das Erwärmen einer Lösungsbehandlung auf hohe Temperaturen nach einem schnellen Abkühlprozess. Die Ausscheidungshärtung wird üblicherweise in einer inerten Atmosphäre bei Temperaturen im Bereich von 900 bis 1150 ° F durchgeführt. Es kann zwischen einer Stunde und vier Stunden dauern, um diesen Prozess durchzuführen. Die Länge der Zeit hängt typischerweise von der Dicke des Metalls und ähnlichen Faktoren ab.
Warum werden Metalle gehärtet?
Bei der Stahlherstellung wird heute häufig eine Wärmebehandlung zur Verbesserung der Härte und Zähigkeit von Stahl sowie zur Verringerung der Sprödigkeit verwendet. Der Temperprozess erzeugt eine dehnbarere und stabilere Struktur. Ziel des Temperns ist es, die beste Kombination mechanischer Eigenschaften in Metallen zu erreichen.
Was ist Stressabbau?
Spannungsarmglühen ist ein Wärmebehandlungsverfahren, das die Spannung in Metallen verringert, nachdem sie abgeschreckt, gegossen, normalisiert usw. worden sind. Die Spannung wird durch Erwärmen von Metall auf eine Temperatur, die niedriger als die für die Transformation erforderliche ist, verringert. Nach diesem Prozess wird das Metall dann langsam abgekühlt.
Die Vorteile von kryogenen Behandlungen
Wenn ein Metallteil kryogen behandelt wird , wird es langsam mit flüssigem Stickstoff gekühlt. Der langsame Abkühlprozess hilft, thermische Spannungen des Metalls zu vermeiden.
Als nächstes wird der Metallteil für ungefähr einen Tag bei einer Temperatur von ungefähr -190ºC gehalten.
Bei späterer Temperierung erfährt das Metallteil eine Temperaturerhöhung bis ca. +149 ° C. Dieses Tempern der Wärme trägt dazu bei, das Ausmaß an Sprödigkeit zu verringern, das verursacht werden kann, wenn sich Martensit während der kryogenen Behandlung bildet.