Pengenalan kepada Pengerasan Cryogenic

Pengenalan kepada pengerasan kriogenik

Pengerasan kriogenik adalah proses yang menggunakan suhu kriogenik - suhu di bawah -150 ° C (-238 ° F) untuk menguatkan dan meningkatkan struktur bijirin logam.

Rawatan kriogenik logam tertentu diketahui memberikan tiga kesan yang bermanfaat:

1. Daya tahan yang lebih besar: Rawatan kriogenik membantu mempromosikan transformasi austenit yang tersimpan di dalam keluli panas yang dirawat ke dalam keluli martensit yang lebih keras. Ini mengakibatkan ketidaksempurnaan dan kelemahan dalam struktur bijirin keluli.

1. Rintangan haus yang lebih baik: Pengerasan kriogenik meningkatkan pemendakan eta-karbida. Ini adalah karbida halus yang bertindak sebagai pengikat untuk menyokong matriks martensit, membantu menahan rintangan haus dan kakisan.
2. Pelepasan tekanan: Semua logam mempunyai tegasan sisa yang dihasilkan apabila ia menguatkan daripada fasa cairnya menjadi fasa pepejal. Tekanan ini dapat menyebabkan kawasan lemah yang rentan terhadap kegagalan. Rawatan kriogenik dapat mengurangkan kelemahan ini dengan mewujudkan struktur bijirin yang lebih seragam.

Proses

Proses cryogenically merawat sebahagian logam melibatkan sangat perlahan menyejukkan logam menggunakan nitrogen cair gas. Proses penyejukan yang perlahan dari suhu ambien ke kriogenik adalah penting untuk mengelakkan tekanan haba.

Bahagian logam kemudian dipegang pada suhu sekitar -190 ° C (-310 ° F) selama 20 hingga 24 jam sebelum pembajaan haba mengambil suhu sehingga sekitar +149 ° C (+ 300 ° F).

Tahap pembajaan panas ini adalah kritikal dalam mengurangkan apa-apa kelembutan yang mungkin disebabkan oleh pembentukan martensit semasa proses rawatan kriogenik.

Rawatan kriogenik mengubah keseluruhan struktur logam, bukan hanya permukaan. Jadi manfaatnya tidak hilang akibat proses selanjutnya, seperti penggilingan.

Kerana proses ini berfungsi untuk merawat keluli austenit yang disimpan dalam komponen, ia tidak berkesan dalam merawat keluli ferit dan austenitik . Walau bagaimanapun, ia adalah sangat berkesan dalam meningkatkan keluli martensit yang diolah haba, seperti karbon tinggi dan keluli kromium yang tinggi, serta keluli alat.

Selain itu, pengerasan kriogenik juga digunakan untuk merawat besi , aloi tembaga , aluminium , dan magnesium . Proses ini dapat meningkatkan kehidupan haus jenis logam ini dengan faktor dua hingga enam.

Rawatan kriogenik mula dikomersialkan pada pertengahan tahun 1960-an.

Permohonan

Aplikasi untuk bahagian logam yang dirawat secara kriogenik termasuk, tetapi tidak terhad kepada, mengikut industri:

• Aeroangkasa dan pertahanan (contohnya platform senjata dan sistem bimbingan)
• Automotif (cth. Brek brek, penghantaran, dan cengkaman)
• Alat memotong (contohnya pisau dan bit gerudi)
• Alat muzik (cth. Instrumen tembaga, wayar piano, dan kabel)
• Perubatan (contohnya alat dan pembedahan pisau bedah)
• Sukan (contohnya senjata api, peralatan memancing, dan alat basikal)