Hej! Ako dodávateľ pece na ochladenie jamy som videl z prvej ruky, ako títo zlí chlapci môžu transformovať materiály. Dnes sa ponorím do toho, čo sa stane s mikro - štruktúrou materiálov potom, čo boli spracované v peci zhasnúť jamu.
Po prvé, poďme sa trochu porozprávať o tom, čo je pec istou pecou. APec ochladzovaniaje špecializovaný kus zariadenia používaného v procese spracovania tepla. Je navrhnutý na zahrievanie materiálov na špecifickú teplotu a potom ich rýchlo ochladzuje, čo je známe ako zhasnutie. Tento proces môže významne zmeniť vlastnosti materiálu a veľká časť z toho súvisí so zmenami v jej mikro štruktúre.
Základy mikro - štruktúry
Predtým, ako sa dostaneme do zmien, rýchlo prejdime, čo znamená mikro - štruktúra. Mikro - štruktúra materiálu sa týka usporiadania jeho atómov a zŕn na mikroskopickej úrovni. Zahŕňa veci, ako je veľkosť, tvar a orientácia zŕn, ako aj prítomnosť akýchkoľvek nečistôt alebo fáz. Rôzne mikro -štruktúry môžu poskytnúť materiál rôzne vlastnosti, ako je tvrdosť, sila, ťažnosť a húževnatosť.
Vykurovanie v päte ochladzovania jamy
Ak je materiál umiestnený do pecí istého jamy, prvým krokom je zahrievanie. Pec postupne zvyšuje teplotu materiálu do konkrétneho bodu v závislosti od typu materiálu a požadovaného výsledku. Keď sa teplota zvyšuje, atómy materiálu sa začnú intenzívnejšie vibrovať. Tento zvýšený pohyb umožňuje, aby sa atómy preusporiadali sami a zrná v materiáli sa začínajú rásť.
Napríklad v kovoch môže proces zahrievania spôsobiť zväčšenie zrná. Je to preto, že atómy majú viac energie, aby sa mohli pohybovať a spojiť sa, aby vytvorili väčšie zrná. Veľkosť zŕn môže mať veľký vplyv na vlastnosti materiálu. Všeobecne platí, že väčšie zrná môžu urobiť materiál ťažší, ale menej tvrdý, zatiaľ čo menšie zrná môžu zvýšiť tvrdosť, ale znížiť ťažnosť.
Proces zhasnutia
Akonáhle materiál dosiahne požadovanú teplotu, je čas na ochladenie. Zhasenie zahŕňa rýchle ochladenie materiálu, zvyčajne ho ponorením do ochladzovacieho média, ako je olej, voda alebo polymérny roztok. Táto rýchla rýchlosť chladenia je rozhodujúca pre zmenu mikro - štruktúry materiálu.
Keď je materiál zhasnutý, atómy v materiáli nemajú dostatok času na usporiadanie do stabilnejšej štruktúry. Výsledkom je, že sa môže tvoriť nová a často metastabilná fáza. V kovoch je jednou z najbežnejších fáz, ktoré sa môžu počas ochladzovania tvoriť, martenzit. Martenzit je veľmi tvrdá a krehká fáza, ktorá sa tvorí, keď sa austenit (fáza ocele s vysokou teplotou) rýchlo ochladí.
Tvorba martenzitu môže významne zvýšiť tvrdosť materiálu. Napríklad v oceli sa tvrdosť môže po ochladení zvýšiť z relatívne mäkkého stavu na veľmi tvrdý stav. Táto zvýšená tvrdosť však často prichádza za cenu zníženej ťažnosti. Takže zatiaľ čo materiál môže byť schopný vydržať veľa sily bez deformovania, je pravdepodobnejšie, že praskne alebo zlomí stres.
Príspevok - zmeny ochladzovania
Po procese ochladzovania môže materiál stále prejsť určitými zmenami v jej mikro štruktúre. Jedným z bežných príspevkov - ochladzovacieho ošetrenia je temperovanie. Temperovanie zahŕňa zahrievanie zhasnutého materiálu na nižšiu teplotu a držanie tam na určité časové obdobie. Tento proces pomáha zmierniť vnútorné napätia, ktoré boli vytvorené počas ochladzovania, a môže tiež ďalej modifikovať mikro štruktúru.
Počas temperovania sa martenzit v materiáli môže začať transformovať do iných fáz, ako je napríklad temperovaný martenzit. Temperovaný martenzit je stabilnejšia a ťažká fáza v porovnaní s martenzitom, pričom si stále zachováva relatívne vysokú úroveň tvrdosti. Táto kombinácia tvrdosti a ťažnosti môže urobiť materiál vhodnejší pre mnoho aplikácií.
Porovnanie s inými peciami
Je tiež zaujímavé porovnávať zmeny mikro - štruktúru v pece istej jamy s tými, ktoré sú v iných druhoch pecí. Napríklad aPec ochladzujúca sieťje ďalší typ ochladzovacej pece. V pec chatovacej pece zo sieťoviny sa materiál nesie cez pece na sieťovom pásme. Proces vykurovania a ochladzovania je podobný, ale spôsob, akým sa s materiálom manipuluje a rýchlosť chladenia sa môže líšiť.
V pec chatostám na pletení môže mať materiál v dôsledku nepretržitého pohybu opasku rovnomernejšie vykurovanie a chladenie. To môže mať za následok konzistentnejšiu mikro štruktúru v celom materiáli. Na druhej strane, pec ochladenia jamy môže byť vhodnejšia pre väčšie alebo nepravidelne tvarované materiály, ale rýchlosť chladenia sa môže mierne meniť v závislosti od polohy materiálu v jame.
Ďalším typom pece jeHliníková zliatina na ošetrenie roztoku pec. Táto pec je špeciálne navrhnutá pre hliníkové zliatiny. Zmeny mikro -štruktúry v zliatinách hliníka počas ošetrenia a ochladzovania roztoku sa líšia od zmien v oceli. V zliatinách hliníka je cieľom často rozpustiť legiace prvky v hliníkovej matrici počas zahrievania a potom ich počas ochladenia uzamkli na mieste. To môže zlepšiť odolnosť hliníkovej zliatiny pevnosti a korózie.
Praktické aplikácie
Pochopenie zmien mikro -štruktúry v peci istého jamy je pre mnoho odvetví rozhodujúce. Napríklad v automobilovom priemysle sú časti ako prevodové stupne a hriadele často teplo - ošetrené v peci istou jamou, aby sa zvýšila ich tvrdosť a odolnosť proti opotrebeniu. V leteckom priemysle musia mať materiály používané v komponentoch lietadiel presnú kombináciu sily, húževnatosti a ľahkej hmotnosti, ktorú je možné dosiahnuť správnym ošetrením v chatovej peci v jamke.
Záver
Takže to máš! Zmeny mikro -štruktúry materiálov po spracovaní v peci istou jamou sú dosť zložité, ale tiež veľmi dôležité. Od počiatočného zahrievania, ktoré spôsobuje rast zŕn po rýchle ochladenie, ktoré tvorí nové fázy, ako je martenzit, a ošetrenia, ktoré môžu ďalej modifikovať mikro štruktúru, každý krok hrá rozhodujúcu úlohu pri určovaní konečných vlastností materiálu.
Ak ste na trhu s pecou istou pecou alebo máte akékoľvek otázky o tom, ako to môže ovplyvniť mikro - štruktúru vašich materiálov, neváhajte sa osloviť. Sme tu, aby sme vám pomohli dosiahnuť najlepšie výsledky pre vaše teplo - potreby liečby. Začnime konverzáciu a uvidíme, ako môžeme spolupracovať na dosiahnutí vašich cieľov.
Odkazy
- Callister, WD a Rethwisch, DG (2010). Materiálová veda a inžinierstvo: Úvod. Wiley.
- Výbor pre príručky ASM. (1991). Príručka ASM Zväzok 4: Ošetrenie tepla. ASM International.
