Kuidas karastamine karastab terast metallitööstuses

Kustutamine on kiire viis metalli soojendamiseks pärast toatemperatuuri taastamist kuumtöötlus et jahutusprotsess ei muuda metalli mikrostruktuuri järsult. Metallitöötajad teevad selle, pannes kuuma metalli vedelikku või mõnikord sundõhku. Vedeliku või sundõhu valikut nimetatakse keskkonnaks.

Tavalised jahutuskeskkonnad hõlmavad eriotstarbelisi polümeere, sundõhukonvektsiooni, magevett, soolast vett ja õli. Vesi on efektiivne keskkond, kui eesmärk on, et teras saavutaks maksimaalse kareduse. Vee kasutamine võib aga põhjustada metalli pragunemist või moonutamist.

Kui äärmine kõvadus pole vajalik, võib jahutusprotsessis kasutada mineraalõli, vaalaõli või puuvillaseemneõli. Karastamise protsess võib tunduda dramaatiline neile, kes seda ei tunne. Kui metallitöötajad viivad kuuma metalli valitud söötmesse, tõuseb metallist aur suurtes kogustes.

Aeglasemad summutuskiirused annavad termodünaamilistele jõududele suurema võimaluse mikrostruktuuri muutmiseks ja see võib sageli halb olla, kui see mikrostruktuuri muutus nõrgestab metalli. Mõnikord eelistatakse seda tulemust, mistõttu kasutatakse kustutamiseks erinevaid kandjaid. Näiteks õli karastamise kiirus on palju madalam kui vees. Vedelas keskkonnas jahutamine nõuab vedeliku segamist metallitüki ümber, et aurust pinnalt eraldada. Aurutaskud võivad kustutamise protsessile vastu tulla, seetõttu on vaja neid vältida.

Sageli kasutatakse teraste kõvendamiseks, vesi karastub temperatuurist kõrgem austeniitne temperatuuri tagajärjel võib süsinik jääda austeniitse riba sisse. See viib raske ja rabeda martensiitliku staadiumini. Austeniit viitab gamma-raua alusega raudsulamitele ja martensiit on terasest kristallstruktuuri kõva tüüp.

Kustutatud terasest martensiit on väga habras ja pingestatud. Selle tulemusel läbib karastatud teras tavaliselt karastamise protsessi. See hõlmab metalli kuumutamist temperatuurini alla kriitilise punkti, lastes sel siis õhus jahtuda.

Tavaliselt teras seejärel karastatakse õlides, soolades, pliivannides või ahjudes, mille ventilaatorid ringlevad õhuga, et taastada paindlikkus (vastupidavus tõmbepingetele) ja sitkus kaotatud muundumisel martensiidiks. Pärast metalli karastamist jahutatakse see kiiresti, aeglaselt või üldse mitte, sõltuvalt asjaoludest, eriti sellest, kas kõnealune metall on tundlik temperatuuri järgse rabeduse suhtes.

Lisaks martensiidi ja austeniidi temperatuuridele hõlmab metalli kuumtöötlus ferriidi, perliidi, tsementiidi ja bainiidi temperatuure. Delta-ferriidi muundumine toimub siis, kui raua kuumutatakse raua kõrge temperatuurini. Vastavalt Keevitusinstituut Suurbritannias moodustab see "jahutades vedelas olekus raua-süsiniku sulamite madala süsinikusisaldusega kontsentratsioonid enne muundumist austeniidiks".

Pearlite luuakse rauasisulamite aeglase jahutamise käigus. Bainiiti on kahel kujul: ülemine ja alumine bainiit. Seda toodetakse jahutamiskiirusega, mis on aeglasem kui martensiidi moodustumisel, kuid kiiremini jahutades kui ferriit ja perliit.

Kustutamine takistab terase lagunemist austeniidist ferriidiks ja tsementiidiks. Eesmärk on, et teras jõuaks martensiitsesse faasi.

Igal karastamisprotsessil kasutataval kandjal on oma plussid ja miinused ning metallitöösturite otsustada on, mis konkreetsel töökohal kõige parem on. Need on mõned võimalused:

Nende hulka kuulub vesi, soolase vee erinevad kontsentratsioonid ja sooda. Need on kiireimad viisid metallide jahutamiseks karastamise ajal. Lisaks metalli võimalikule väändumisele tuleb sööbivaid soode kasutamisel võtta ka ettevaatusabinõusid, kuna need võivad olla nahale või silma kahjulikud.

See kipub olema kõige populaarsem meetod, kuna mõned õlid suudavad metalle siiski kiiresti jahutada, kuid ilma vee ja muude kaustikutega sama riskita. Õlid on siiski seotud riskidega, kuna need on tuleohtlikud. Seetõttu on tulekahjude vältimiseks metallitöösturite jaoks oluline teada nende õlide piire, millega nad töötavad, temperatuuri ja koormuse massi osas.

Kuigi sundõhk on tavaline, on lämmastik veel üks populaarne variant. Gaase kasutatakse sageli metallide valmistamiseks, näiteks tööriistade jaoks. Gaasi rõhu ja kokkupuute reguleerimine võimaldab reguleerida jahutamise kiirust.