Innehåll
Metall är känt för att vara ett tufft ämne som kan stå emot mycket slitage, men det kanske inte har börjat på det sättet. Många typer av metaller har genomgått härdningsprocessen för att göra dem bättre lämpade för det jobb de behöver göra. Det finns olika typer av härdning som genom komplexa processer för uppvärmning och kylning hjälper till att göra metaller tuffa, hållbara och enkla att arbeta med.
TL; DR (för lång; läste inte)
Varje metallhärdningsprocess innefattar tre huvudsteg: uppvärmning, blötläggning och kylning av metallen. Några vanliga typer av härdning inkluderar töjningshärdning, förstärkning av fast lösning, härdning av nederbörd och släckning och härdning.
Hetta upp det
Medan ingenjörer och metallarbetare har kommit med flera olika typer av härdning beroende på typen av metall och resultaten de vill se, innebär varje typ tre grundläggande delar: värma metallen, blötlägga den och sedan kyla den.
Under det första steget, värmebehandling, värmar metallarbetare materialet, ofta vid extremt heta temperaturer. Ibland gör de detta för att ändra den fysiska eller kemiska sammansättningen av metallen, ofta för att göra det lättare att manipulera och arbeta med. Till exempel, när vissa metaller utsätts för temperaturer högre än 1 000 grader Fahrenheit, förändras deras inre struktur. Detta kan vara tillfälligt, så att metallarbetare kan ändra form och sedan låta det gå tillbaka till sitt ursprungliga tillstånd. I andra metaller är förändringen permanent. Ibland blir den inre strukturen starkare och tuffare, vilket gör det till ett bättre material att användas i något som kräver styrka, som konstruktionen av en skyskrapa. Andra gånger används värmebehandling för att öka metallens duktilitet. Metaller med hög nivå av duktilitet kan motstå krafter som drar åt dem från båda ändarna. Detta är en viktig kvalitet för metaller som koppar, som måste dras i tunna remsor koppartråd eller guld, som ofta dras i tunna trådar för att tillverka smycken.
Blötläggning och kylning
Den andra delen av processen är blötläggning av metallen. Även om ordet "blötläggning" kan få dig att tänka på hur du skulle blötlägga en hund i ett bad efter en körning genom en lerig bakgård, är blötläggning i metallhärdningsprocessen lite annorlunda. En metall dras inte i ett badkar fullt av en flytande substans. I stället hänvisar blötläggning i detta fall till att se till att när metallen har träffat den önskade temperaturen under uppvärmningsprocessen "blöter" i den värmen. Tidpunkten är annorlunda för alla typer av härdning, men i allmänhet måste en metallarbetare se till att alla metalldelar når rätt temperatur under en viss tid.
Det tredje och sista steget i härdningsprocessen är kylning. Efter att metallen har värmts upp och fått suga upp den värmen måste metallen kylas. Ibland återgår metaller till sin ursprungliga kemiska eller fysiska struktur efter denna process. Andra gånger ser metallarbetare till att metallerna ändras för alltid.
Typer av metallhärdning
Det finns flera olika typer av processer för härdning av metall, beroende på vilken typ av metall som arbetarna börjar med och det material de vill förvandla till den.
En av de vanligaste är Martensitic transformation, även känd som släckning och temperering. Det är en komplex process för att härda stål, och metallarbetare måste vara noga med att utföra varje steg korrekt. Först måste de värma stålet till en extrem temperatur. Sedan förändras kristallstrukturen inuti stålet så att mer kol kan upplösas. Vid den tiden måste metallen släckas eller kylas, tillräckligt snabbt så att kolet inte har tid att bilda andra oönskade material i metallen. Den snabba kylningen gör att den stannar i härdat tillstånd, vilket gör det till ett starkare material som är bättre lämpat för att tåla mycket slitage. De olika tillstånden som det går igenom under processen kallas austenite och martensite, och en austempering- och martempering-resurs kan ge dig mer information om processen.
Andra typer av härdningsprocesser inkluderar fallhärdning, glödgning och utfällningshärdning. Var och en arbetar på olika sätt för att göra metaller mer hållbara, smidiga, tuffa eller formbara för att hjälpa ingenjörer att använda dem på olika sätt. Det finns alla typer av metaller i världen omkring dig, och chansen är stor att en metallarbetare använde en härdningsprocess för att få dem in i det tillstånd de befinner sig i idag.