Sadržaj
Metal je poznat po tvrdoj supstanci koja može podnijeti dosta habanja, ali možda tako nije i započela. Mnoge su vrste metala prošle kroz proces otvrdnjavanja metala kako bi ih učinile prikladnijima za posao koji trebaju obavljati. Postoje različite vrste stvrdnjavanja koje pomoću složenih procesa grijanja i hlađenja pomažu u tome da se metali učine tvrdim, izdržljivim i jednostavnim za rad.
TL; DR (Predugo; nisam pročitao)
Svaki postupak stvrdnjavanja metala uključuje tri glavna koraka: zagrijavanje, namakanje i hlađenje metala. Neke uobičajene vrste stvrdnjavanja uključuju očvršćivanje, čvrsto učvršćivanje otopina, kaljenje oborinama te gašenje i kaljenje.
Zagrijte
Iako su inženjeri i metalski radnici smislili nekoliko različitih vrsta stvrdnjavanja, ovisno o vrsti metala i rezultatima koje žele vidjeti, svaka vrsta uključuje tri osnovna dijela: grijanje metala, natapanje i zatim hlađenje.
Tijekom prvog koraka, toplinske obrade, metalski radnici zagrijavaju materijal, često na ekstremno vrućim temperaturama. Ponekad to čine kako bi promijenili fizički ili kemijski sastav metala, često kako bi olakšali manipuliranje i rad s njima. Na primjer, kada su neki metali izloženi temperaturama višim od 1.000 stupnjeva Farenhajta, mijenja se i njihova unutarnja struktura. To može biti privremeno, tako da metalski radnici mogu promijeniti svoj oblik i vratiti ga u prvobitno stanje. Kod ostalih metala promjena je trajna. Ponekad ta unutarnja struktura postaje jača i čvršća, što je čini boljim materijalom za upotrebu u nečemu što zahtijeva snagu, poput izgradnje nebodera. U drugim se slučajevima termička obrada povećava duktilnost metala. Metali s visokom razinom duktilnosti mogu izdržati sile koje ih povlače s bilo kojeg kraja. Ovo je važna kvaliteta metala poput bakra koji treba uvući u tanke trake od bakrene žice ili zlata, koje se često izvlači u tanke niti kako bi se napravili nakit.
Namakanje i hlađenje
Drugi dio postupka je natapanje metala. Iako bi vam riječ "namakanje" mogla namisliti način na koji biste namočili psa u kadi nakon trčanja kroz blatno dvorište, namakanje u postupku očvršćivanja metala malo je drugačije. Metal nije natopljen u kadi punoj tekuće tvari. Umjesto toga, namakanje u ovom slučaju odnosi se na osiguravanje da je metal tijekom grijanja postigao željenu temperaturu, a on se "natopio" tom toplinom. Vreme je različito za sve različite vrste kaljenja, ali općenito, metalski radnik mora osigurati da svi komadi metala dostignu prave temperature za određeno vrijeme.
Treći i posljednji korak u procesu kaljenja je hlađenje. Nakon zagrijavanja metala i topljenja, metal se mora ohladiti. Ponekad se metali vraćaju u izvornu kemijsku ili fizičku strukturu nakon ovog postupka. Drugi put, metalski radnici osiguravaju da su metali zauvijek izmijenjeni.
Vrste očvršćivanja metala
Postoji nekoliko različitih vrsta procesa očvršćivanja metala, ovisno o vrsti metala s kojom radnici započinju i materijalu u koji ga žele pretvoriti.
Jedna od najčešćih je martenzitska transformacija, poznata i kao gašenje i kaljenje. To je složen postupak očvršćivanja čelika, a metalski radnici moraju biti oprezni da pravilno izvedu svaki korak. Prvo moraju čelik zagrijati do ekstremne temperature. Zatim se kristalna struktura unutar čelika mijenja kako bi se omogućilo otapanje više ugljika. U tom se trenutku metal mora dovoljno brzo ugasiti ili ohladiti da ugljik ne bi imao vremena za stvaranje drugih neželjenih materijala u metalu. Brzo hlađenje čini ga da ostaje u otvrdnutom stanju, što ga čini jačim materijalom koji je pogodniji za izdržavanje habanja. Različita stanja kroz koja prolazi tijekom procesa nazivaju se austenit i martenzit, a resurs za razvoj i razvoj marterizma može vam dati više informacija o procesu.
Ostale vrste procesa stvrdnjavanja uključuju otvrdnjavanje kućišta, otvrdnjavanje i otvrdnjavanje. Svaki od njih djeluje na različite načine kako bi metale učinio izdržljivijim, duktilnijim, tvrdim ili propadljivim kako bi se inženjerima pomoglo da ih koriste na različite načine. U svijetu oko vas postoje sve vrste metala, a vjerovatno je da je metalski radnik upotrijebio postupak očvršćivanja kako bi ih doveo u stanje u kakvom su danas.