Kryogen härdning är en process som använder kryogena temperaturer - temperaturer under -150 ° C (-238 ° F) för att stärka och förbättra kornstrukturen hos en metall.
Kryogen behandling av vissa metaller är känt för att ge tre fördelaktiga effekter:
- Större hållbarhet: Kryogen behandling bidrar till att främja omvandlingen av kvarhållen austenit närvarande i värmebehandlade stål till hårdare martensitstål. Detta resulterar i färre brister och svagheter i stålets kornstruktur.
- Förbättrad slitstyrka: Kryogen härdning ökar utfällningen av eta-karbider. Dessa är fina karbider som fungerar som bindemedel för att stödja martensitmatrisen, vilket hjälper till att motstå slitage och korrosionsbeständighet.
- Stressavlastning: Alla metaller har restspänning som skapas när den stelnar från sin flytande fas till en fast fas. Dessa påfrestningar kan resultera i svaga områden som är benägna att misslyckas. Kryogen behandling kan minska dessa svagheter genom att skapa en mer enhetlig kornstruktur.
Process:
Processen med att kryogeniskt behandla en metalldel involverar mycket långsamt kylning av metallen med användning av ett gasformigt flytande kväve. Den långsamma kylprocessen från omgivande till kryogena temperaturer är viktig för att undvika termisk stress.
Metalldelen hålls sedan vid en temperatur på cirka -190 ° C i 20-24 timmar innan värmebehandling tar temperaturen upp till omkring +149 ° C (+ 300 ° F).
Detta värmebehandlingssteg är avgörande för att reducera eventuell brittleness som kan orsakas på grund av bildandet av martensit under den kryogena behandlingsprocessen.
Kryogen behandling förändrar hela strukturen av en metall, inte bara ytan. Så fördelarna går inte förlorade till följd av vidare bearbetning, såsom slipning.
Eftersom denna process arbetar för att behandla austenitiskt stål som behålls i en komponent, är det inte effektivt vid behandling av ferritiska och austenitiska stål. Det är dock mycket effektivt vid förbättring av värmebehandlade martensitiska stål, såsom högkol- och högkromstål samt verktygsstål.
Förutom stål används kryogenhärdning också för att behandla gjutjärn, kopparlegeringar, aluminium och magnesium. Processen kan förbättra slitstiden för dessa typer av metalldelar med faktorer av två till sex.
Kryogena behandlingar kommersialiserades först i mitten till slutet av 1960-talet.
Tillämpningar:
Ansökningar om kryogeniskt behandlade metalldelar omfattar, men är inte begränsade till, följande industrier:
- Flyg och försvar (t.ex. vapenplattformar och styrsystem)
- Fordon (t.ex. bromsrotorer, och kopplingar)
- Skärverktyg (t.ex. knivar och borr)
- Musikinstrument (t.ex.mässingsinstrument, pianotråd och kablar)
- Medicinska (t.ex. kirurgiska verktyg och skalpeller)
- Sport (t.ex. skjutvapen, fiskeutrustning och cykeldelar)
Källor:
Kryogen Society of America. Kryogen behandlingsdatabas.
URL: www. cryogenictreatmentdatabase. org
Industrial Cryogenic Enterprises Ltd.
URL: www. Cryo-is. net / cryogenic_tempering. html
Kryogenlösningar för nitrofiber. Cryogena behandlingstjänster.
URL: www. nitrofreeze. com
Följ Terence på Google+