Kriogeno stvrdnjavanje postupak je koji koristi kriogene temperature - temperature ispod -238 F. (-150 C.) za jačanje i poboljšanje zrnaste strukture metala. Bez prolaska kroz ovaj postupak, metal može biti sklon naprezanja i umor.
3 Korisni učinci
Poznato je da kriogeni tretman određenih metala pruža tri korisna učinka:
- Veća trajnost: Kriogena obrada pomaže promicanju transformacije zadržanih austenita prisutnih u toplinski obrađenim čelicima u tvrđi martenzitni čelik. To rezultira manjim brojem nesavršenosti i slabosti u strukturi zrna čelika.
- Poboljšana otpornost na habanje: Kriogeno stvrdnjavanje povećava taloženje eta-karbida. To su fini karbidi koji djeluju kao vezivna sredstva za potporu martenzitne matrice, pomažući u otpornosti na habanje i koroziju.
- Ublažavanje stresa: Svi metali imaju zaostali stres koji nastaje kad se iz svoje tekuće faze skrutne u čvrstu fazu. Ovi stresovi mogu rezultirati slabim područjima koja su sklona neuspjehu. Kriogeni tretman može smanjiti ove slabosti stvaranjem ujednačenije strukture zrna.
Postupak
Proces kriogene obrade metalnog dijela uključuje vrlo sporo hlađenje metala plinovitim tekućim dušikom. Polaki postupak hlađenja od okolne do kriogene temperature važan je za izbjegavanje toplinskog stresa.
Zatim se metalni dio drži na temperaturi od oko -310 F. (-190 ° C) 20 do 24 sata prije nego što kaljenje povisi temperaturu do oko +300 F. (+149 ° C). Ova faza toplinskog kaljenja presudna je za smanjenje krhkosti koja može nastati uslijed stvaranja martenzita tijekom procesa kriogene obrade.
Kriogeni tretman mijenja cijelu strukturu metala, a ne samo površinu. Tako se blagodati ne gube kao rezultat daljnje obrade, poput brušenja.
Budući da ovaj postupak djeluje na obradu austenitnog čelika koji se zadržava u komponenti, nije učinkovit u obradi feritnog i austenitnog čelika čelici. Međutim, vrlo je učinkovit u poboljšanju toplinski obrađenih martenzitnih čelika, kao što su visoko ugljični i visoki krom čelici, kao i alati.
osim željezo, kriogeno stvrdnjavanje također se koristi za liječenje gipsa željezo, legure bakra, aluminij, i magnezij. Postupak može poboljšati vijek trošenja ovih vrsta metalnih dijelova čimbenicima od dva do šest.
Kriogeni tretmani prvi su se put komercijalizirali sredinom i krajem 1960-ih.
Prijave
Primjene za kriogeno obrađene metalne dijelove uključuju, ali nisu ograničene na, sljedeće industrije:
- Vazduhoplovstvo i obrana (npr. Oružne platforme i sustavi za navođenje)
- Automobilski (npr. Kočni rotori, mjenjači i kvačila)
- Alati za rezanje (npr. noževi i svrdla)
- Glazbeni instrumenti (npr. Limeni limeni instrumenti, žice za klavir i kabeli)
- Medicinski (npr. Kirurški alati i skalpeli)
- Sport (npr. Vatreno oružje, oprema za ribolov i dijelovi za bicikle)