Innhold
Metall er kjent for å være et tøft stoff som kan tåle mye slitasje, men det har kanskje ikke startet slik. Mange typer metaller har gått gjennom metallherding for å gjøre dem bedre egnet for jobben de trenger å gjøre. Det er forskjellige typer herding som gjennom komplekse prosesser med oppvarming og avkjøling bidrar til å gjøre metaller tøffe, holdbare og enkle å jobbe med.
TL; DR (for lang; ikke lest)
Hver metallherdingsprosess inkluderer tre hovedtrinn: oppvarming, bløtlegging og avkjøling av metallet. Noen vanlige typer herding inkluderer belastningsherding, styrking av fast løsning, nedbørherding og slukking og herding.
Varm det opp
Mens ingeniører og metallarbeidere har kommet frem til flere forskjellige typer herding avhengig av metalltypen og resultatene de vil se, innebærer hver type tre grunnleggende deler: å varme opp metallet, bløtlegge det og deretter avkjøle det.
I løpet av det første trinnet, varmebehandling, oppvarmer metallarbeidere materialet, ofte ved ekstremt varme temperaturer. Noen ganger gjør de dette for å endre den fysiske eller kjemiske sammensetningen av metallet, ofte for å gjøre det lettere å manipulere og jobbe med. For eksempel, når noen metaller blir utsatt for temperaturer over 1000 grader Fahrenheit, endres deres indre struktur. Dette kan være midlertidig, slik at metallarbeidere kan endre form og deretter la det gå tilbake til sin opprinnelige tilstand. I andre metaller er endringen permanent. Noen ganger blir den indre strukturen sterkere og tøffere, noe som gjør det til et bedre materiale å brukes i noe som krever styrke, som konstruksjon av en skyskraper. Andre ganger brukes varmebehandling for å øke duktiliteten til et metall. Metaller med høye nivåer av duktilitet tåler krefter som trekker mot dem fra begge ender. Dette er en viktig kvalitet for metaller som kobber, som må trekkes inn i tynne strimler av kobbertråd eller gull, som ofte dras i tynne tråder for å lage smykker.
Soaking and Cooling
Den andre delen av prosessen er bløtlegging av metallet. Selv om ordet "soaking" kanskje får deg til å tenke på måten du ville suge en hund på badet etter en løpetur gjennom en gjørmete hage, er litt bløting i metallherdingsprosessen litt annerledes. Et metall blir ikke dynket i et kar med full av flytende stoff. I stedet refererer bløtlegging i dette tilfellet til å sørge for at når metallet har nådd den ønskede temperaturen under oppvarmingsprosessen, "suger det" i den varmen. Tidspunktet er forskjellig for alle de forskjellige typer herding, men generelt må en metallarbeider sørge for at alle metalldelene når de riktige temperaturene i en bestemt tidsperiode.
Det tredje og siste trinnet i herdeprosessen er avkjøling. Etter at metall er blitt oppvarmet og får suge inn den varmen, må metallet avkjøles. Noen ganger går metaller tilbake til sin opprinnelige kjemiske eller fysiske struktur etter denne prosessen. Andre ganger sørger metallarbeidere for at metallene endres for godt.
Typer metallherding
Det er flere forskjellige typer prosesser for herding av metall, avhengig av hvilken type metall som arbeiderne starter med og materialet de ønsker å gjøre om til.
En av de vanligste er martensittiske transformasjoner, også kjent som slukking og temperering. Det er en kompleks prosess for å herde stål, og metallarbeidere må være nøye med å utføre hvert trinn riktig. Først må de varme opp stålet til en ekstrem temperatur. Deretter endres krystallstrukturen inne i stålet slik at mer karbon kan løses opp. På det tidspunktet må metallet slukkes eller avkjøles raskt nok slik at karbonet ikke får tid til å danne andre uønskede materialer i metallet. Den raske avkjølingen gjør at den holder seg i en herdet tilstand, noe som gjør det til et sterkere materiale som er bedre egnet til å tåle mye slitasje. De forskjellige tilstandene det går gjennom under prosessen kalles austenite og martensite, og en ressurs for austempering og martempering kan gi deg mer informasjon om prosessen.
Andre typer herdingsprosesser inkluderer saksherding, annealing og utfelling herding. Hver av dem jobber på forskjellige måter for å gjøre metaller mer holdbare, smidige, tøffe eller formbare for å hjelpe ingeniører å bruke dem på en rekke måter. Det er alle slags metaller i verden rundt deg, og sjansen er stor for at en metallarbeider brukte en herdeprosess for å få dem til den tilstanden de er i i dag.