Uvod u kriogeni otvrdnjavanje

Kriogeni otvrdnjavanje je proces koji koristi kriogene temperature - temperature niže od -150 ° C (-238 ° F) radi jačanja i poboljšanja strukture zrna metala.

Poznato je da kriogena obrada određenih metala pruža tri korisna učinka:

1. Veća trajnost: Kriogeni tretman pomaže u promicanju preobrazbe zadržanog austenita prisutnog u toplinski obrađenim čelicima u tvrđi martenzitni čelik. To rezultira manjim nepravilnostima i slabostima u strukturi žita čelika.
2. Poboljšana otpornost na habanje: Kriogeni otvrdnjavanje povećava taloženje etakarbida. To su sitni karbidi koji djeluju kao veziva za podupiranje martenzitne matrice, pomažući u odupiranju od trošenja i otpornosti na koroziju.
3. Otpornost na napetost: Svi metali imaju preostali stres koji nastaje kada se skrućuje od tekuće faze u čvrstu fazu. Ove naprezanja mogu rezultirati slabim područjima koja su sklona neuspjehu. Kriogeni tretman može smanjiti ove slabosti stvaranjem jednolike strukture zrna.

Postupak

Proces kriogene obrade metalnog dijela uključuje vrlo polagano hlađenje metala pomoću plinovitog tekućeg dušika. Polagani proces hlađenja od ambijenta do kriogene temperature važan je za izbjegavanje toplinskog stresa.

Metalni dio se zatim drži na temperaturi od oko -190 ° C (-310 ° F) tijekom 20 do 24 sata prije zagrijavanja, uzima temperaturu do oko +149 ° C (+ 300 ° F). Ova toplinska faza kaljenja je kritična u smanjenju krhkosti koja može biti uzrokovana formiranjem martenzita tijekom procesa kriogene obrade.

Kriogeni tretman mijenja cijelu strukturu metala, a ne samo površinu. Stoga se prednosti ne gube zbog daljnje obrade, kao što je brušenje.

Budući da taj postupak djeluje prema austenitnom čeliku koji se zadržava u nekoj komponenti, nije učinkovit u liječenju feritnih i austenitnih čelika. Međutim, to je vrlo djelotvorno u poboljšanju toplinski obrađenih martenzitnih čelika, kao što su visoki ugljik i visoki kromi čelici, kao i alatni čelici.

Osim čelika, kriogeni otvrdnjavanje se također koristi za lijevanog željeza, legura bakra, aluminija i magnezija. Postupak može poboljšati životni vijek ovih tipova metalnih dijelova faktorima od dva do šest.

Kriogeni tretmani su prvi komercijalizirani u sredinom kraja 1960-ih.

Prijave

Primjene za kriogeno obrađene metalne dijelove uključuju, ali nisu ograničene na sljedeće industrije:

• Zrakoplovstvo i obrana (na primjer platforme za oružje i sustavi vođenja)
• Automobili (npr. Rotorima kočnica, mjenjačima i spojkama)
• Rezni alati (npr. Noževi i bušilice)
• Glazbeni instrumenti (npr. Mjedeni instrumenti, klavirske žice i kabeli)
• Medicinski (npr. Kirurški alati i skalpeli)
• Sport (npr. Vatreno oružje, oprema za ribolov i dijelovi bicikla)