Krüogeenne kõvenemine on protsess, milles kasutatakse krüogeenseid temperatuure - temperatuurid alla −238 F. (−150 C.) metalli teralisuse tugevdamiseks ja parandamiseks. Seda protsessi läbimata võib metall olla altid tüved ja väsimus.
3 Kasulik mõju
Teatud metallide krüogeenne töötlemine annab teadaolevalt kolm kasulikku mõju:
- Suurem vastupidavus: Krüogeenne töötlemine aitab kaasa kuumtöödeldud terastes sisalduva kinni jäänud austeniidi muundumisele kõvemaks martensiiditeraseks. Selle tulemuseks on terase terastruktuuris vähem puudusi ja nõrkusi.
- Parem kulumiskindlus: krüogeenne kõvenemine suurendab etakarbiidide sadestumist. Need on peened karbiidid, mis toimivad martensiitmaatriksi toetavate sideainetena, aidates seista vastu kulumisele ja korrosioonikindlusele.
- Pingevabastus: Kõigil metallidel on jääkrõhk, mis tekib siis, kui see tahkub vedelast faasist tahkeks faasiks. Need pinged võivad põhjustada nõrku kohti, mis on altid läbikukkumisele. Krüogeenne töötlemine võib neid nõrkusi vähendada, luues ühtlasema terastruktuuri.
Protsess
Metallosa krüogeense töötlemise protsess hõlmab metalli väga aeglast jahutamist gaasilist vedelat lämmastikku kasutades. Termilise stressi vältimiseks on oluline aeglane jahutusprotsess ümbritsevast temperatuurist krüogeense temperatuurini.
Seejärel hoitakse metallosa temperatuuril umbes –310 F. (−190 C.) 20 kuni 24 tundi, enne kui kuumutamise temperatuur võtab temperatuuri umbes +300 F. (+149 C.). See kuumutamise etapp on kriitilise töötlemise käigus martensiidi moodustumise tõttu tekkiva rabeduse vähendamiseks kriitilise tähtsusega.
Krüogeenne töötlemine muudab kogu metalli struktuuri, mitte ainult pinda. Nii et kasu ei kao edasise töötlemise, näiteks jahvatamise tagajärjel.
Kuna see protsess toimib komponendis säilinud austeniitterase töötlemisel, ei ole see ferriit- ja terased. See on aga väga efektiivne kuumtöödeldud martensiitsete teraste, näiteks kõrge süsinikusisaldusega ja kõrge terase täiustamisel kroom terased, samuti tööriistaterased.
Pealegi terasest, krüogeenset kõvenemist kasutatakse ka valatud töötlemiseks rauda, vasesulamid, alumiiniumja magneesium. Protsess võib seda tüüpi metallosade kulumisaega parandada kahe kuni kuue korra võrra.
Krüogeenseid ravimeetodeid hakati esimest korda turustama 1960. aastate keskpaigast kuni lõpuni.
Rakendused
Krüogeense töötlusega metallosade rakendused hõlmavad, kuid ei ole nendega piiratud, järgmisi tööstusharusid:
- Lennundus ja kaitse (nt relvaplatvormid ja juhtimissüsteemid)
- Autotööstus (nt pidurirootorid, jõuülekanded ja sidurid)
- Lõikeriistad (nt noad ja puuriterad)
- Muusikariistad (nt vaskpillid, klaverijuhtmed ja kaablid)
- Meditsiinilised (nt kirurgilised tööriistad ja skalpellid)
- Spordiala (nt tulirelvad, kalastustarbed ja jalgrattaosad)