Úvod do kryogenního kalení
Kryogenní kalení je proces, který používá kryogenní teploty - teploty pod -150 ° C (-238 ° F) pro posílení a zesílení struktury kovu zrn.
Je známo, že kryogenní zpracování některých kovů poskytuje tři příznivé účinky:
- Větší trvanlivost: Kryogenická úprava pomáhá podpořit transformaci zadrženého austenitu přítomného v tepelně zpracovaných ocelích do tvrdší martenzitové oceli. To má za následek méně nedostatků a nedostatků struktury zrn oceli.
- Vyšší odolnost proti opotřebení: Kryogenní kalení zvyšuje srážení karbidů. Jedná se o jemné karbidy, které působí jako pojidla pro podporu matrice martenzitu, což pomáhá odolávat opotřebení a odolnosti proti korozi.
- Odlehčení stresu: Všechny kovy mají zbytkové napětí, které vzniká, když ztuhne z kapalné fáze do pevné fáze. Tyto namáhání mohou mít za následek slabé oblasti, které jsou náchylné k selhání. Kryogenická úprava může tyto nedostatky snížit vytvořením jednotnější struktury zrna.
Proces
Způsob kryogenního zpracování kovové části zahrnuje velmi pomalé ochlazování kovu za použití plynného kapalného dusíku. Pomalý proces ochlazování od teploty okolí k kryogenním teplotám je důležitý při zabránění tepelnému namáhání.
Kovová část se potom udržuje při teplotě přibližně -190 ° C po dobu 20 až 24 hodin před tepelným temperováním, přičemž teplota dosahuje přibližně +149 ° C (+ 300 ° F).
Toto stupeň tepelného temperování je rozhodující pro snížení libovolné křehkosti, která může být způsobena tvorbou martenzitu během procesu kryogenního zpracování.
Kryogenní zpracování mění celou strukturu kovu, nejen povrch. Takže výhody nejsou ztraceny v důsledku dalšího zpracování, jako je například broušení.
Vzhledem k tomu, že tento proces slouží k úpravě austenitické oceli, která je v komponentě zachována, není účinná při zpracování feritických a austenitických ocelí . Je však velmi účinný při zlepšování tepelně opracovaných martenzitických ocelí, jako jsou vysoce uhlíkové a vysoce chromové oceli, stejně jako nástrojové oceli.
Kromě oceli se kryogenní kalení používá také k ošetřování litiny , slitin mědi , hliníku a hořčíku . Proces může zlepšit životnost těchto druhů kovových dílů o dva až šestky.
Kryogenická léčba byla nejprve komerčně využita v polovině 60. let 20. století.
Aplikace
Aplikace pro kryogenně zpracované kovové součásti zahrnují, ale nejsou omezeny na následující průmyslová odvětví:
- Letectví a obrana (např. Zbraňové platformy a poradenské systémy)
- Automobilový průmysl (např. Brzdové rotory, převodovky a spojky)
- Řezné nástroje (např. Nože a vrtáky)
- Hudební nástroje (např. Mosazné nástroje, klavírní dráty a kabely)
- Lékařské (např. Chirurgické nástroje a skalpely)
- Sporty (např. Střelné zbraně, rybářské potřeby a součásti jízdních kol)