Kako gašenje očvršćuje čelik u obradi metala

Gašenje je brz način da se metal vrati na sobnu temperaturu nakon toplinska obrada kako bi se spriječilo da proces hlađenja dramatično promijeni mikrostrukturu metala. To rade metali koji stavljaju vrući metal u tekući ili ponekad prisilni zrak. Izbor tekućine ili prisilnog zraka naziva se medijem.

Uobičajeni mediji za gašenje uključuju polimere posebne namjene, prisilnu konvekciju zraka, slatku vodu, slanu vodu i ulje. Voda je učinkovit medij kada je cilj čelik postići maksimalnu tvrdoću. Međutim, upotreba vode može dovesti do pucanja metala ili do izobličenja.

Ako ekstremna tvrdoća nije potrebna, u postupku gašenja mogu se koristiti mineralno ulje, kitovo ulje ili pamučno ulje. Proces gašenja može izgledati dramatično onima koji ga nisu upoznali. Dok metalski radnici prenose vrući metal na odabrani medij, para izlazi iz metala u velikoj količini.

Sporije brzine gašenja daju termodinamičkim silama veću priliku za promjenu mikrostrukture, a to često može biti loše ako ta promjena u mikrostrukturi oslabi metal. Ponekad je poželjan takav ishod, zbog čega se za gašenje koriste različiti mediji. Na primjer, ulje ima količinu gašenja koja je mnogo niža od vode. Ugađanje u tekućem mediju zahtijeva miješanje tekućine oko komada metala kako bi se smanjila para sa površine. Džepovi pare mogu suprotstaviti procesu gašenja, pa ih je potrebno izbjegavati.

Često se koristi za otvrdnjavanje čelika, gašenje vode s temperature iznad temperature austenitni Zbog toga će temperatura ugljika biti uhvaćena u austenitnu letvu. To dovodi do tvrdog i krhkog martenzitskog stadija. Austenit se odnosi na legure željeza s gama-željeznom bazom, a martenzit je tvrda vrsta čelične kristalne strukture.

Kuhani martenzit od čelika vrlo je krhak i pod stresom. Kao rezultat toga, kaljeni čelik obično prolazi proces kaljenja. To uključuje ponovno zagrijavanje metala na temperaturu ispod kritične točke, zatim njegovo hlađenje u zraku.

Tipično, željezo naknadno će se temperirati u ulju, soli, olovnim kupkama ili pećima sa zrakom koji cirkuliraju ventilatori za obnavljanje nekih rastegljivost (sposobnost izdržavanja vlačnih naprezanja) i žilavost izgubljen pretvorbom u martenzit. Nakon kaljenja metala hladi se brzo, polako ili uopće ne, ovisno o okolnostima, osobito je li predmetni metal ranjiv na postojanu krhkost.

Pored temperature martenzita i austenita, toplinska obrada metala uključuje temperature ferita, perlita, cementita i bainita. Transformacija delta ferita događa se kada se željezo zagrijava na željezo s visokom temperaturom. Prema Zavod za zavarivanje u Velikoj Britaniji, on se formira "hlađenjem niskih koncentracija ugljika u željezo-ugljikovim legurama iz tekućeg stanja prije nego što se transformira u austenit."

Biser nastaje tijekom sporog procesa hlađenja legura željeza. Bainite dolazi u dva oblika: gornji i donji bainit. Proizvodi se brzinom hlađenja sporijom od stvaranja martenzita, ali bržom brzinom hlađenja od ferita i perlita.

Hlađenjem se čelik ne raspada od austenita u ferit i cementit. Cilj je da čelik dođe do martenzitne faze.

Svaki medij dostupan u procesu gašenja ima svoje prednosti i nedostatke, a na tim je to da će metalski radnici odlučiti što je najbolje na temelju određenog posla. Ovo su neke od opcija:

Oni uključuju vodu, različite koncentracije slane vode i sodu. Ovo su najbrži načini za hlađenje metala tijekom postupka gašenja. Osim što će metal potopiti, sigurnosne mjere opreza također se moraju poduzeti kada koristite kaustične sode, jer mogu biti štetni za kožu ili oči.

To je najčešće najpopularnija metoda, jer neka ulja još uvijek mogu brzo hladiti metale, ali bez istog rizika kao voda ili druga kaustika. Ipak, ulja imaju rizik jer su zapaljiva. Stoga je važno da metalci znaju granice ulja s kojima rade s obzirom na temperaturu i težinu opterećenja kako ne bi došlo do požara.

Iako je prisilni zrak uobičajen, dušik je još jedna popularna opcija. Plinovi se često koriste za gotove metale, poput alata. Podešavanje tlaka i izloženosti plinovima mogu kontrolirati brzinu hlađenja.