Kryogénne kalenie je proces, pri ktorom sa používajú kryogénne teploty - teploty pod - 238 ° F. (-150 ° C) na posilnenie a zlepšenie zrnitej štruktúry kovu. Bez tohto procesu môže byť kov náchylný na namáhanie a únava.
3 Priaznivé účinky
Je známe, že kryogénne ošetrenie určitých kovov má tri priaznivé účinky:
- Väčšia životnosť: Kryogénne spracovanie pomáha podporovať transformáciu zadržaného austenitu prítomného v tepelne upravených oceliach na tvrdšiu martenzitickú oceľ. To má za následok menej nedokonalostí a slabostí štruktúry zrna ocele.
- Vylepšená odolnosť proti opotrebovaniu: Kryogénne vytvrdzovanie zvyšuje zrážanie eta-karbidov. Jedná sa o jemné karbidy, ktoré pôsobia ako spojivá na podporu matrice martenzitu a pomáhajú odolávať opotrebovaniu a odolnosti proti korózii.
- Úľava od stresu: Všetky kovy majú zvyškové napätie, ktoré sa vytvára pri tuhnutí z kvapalnej fázy do tuhej fázy. Výsledkom týchto stresov môžu byť slabé oblasti, ktoré sú náchylné na zlyhanie. Kryogénne ošetrenie môže tieto slabosti zmierniť vytvorením rovnomernejšej štruktúry zrna.
Proces
Proces kryogénneho spracovania kovovej časti zahŕňa veľmi pomalé ochladzovanie kovu pomocou plynného kvapalného dusíka. Pomalý proces ochladzovania z teploty okolia na kryogénnu teplotu je dôležitý na zabránenie tepelnému namáhaniu.
Kovová časť sa potom udržuje na teplote okolo -310 ° F. (-190 ° C) počas 20 až 24 hodín pred temperovaním teplota stúpne na približne +300 ° C. (+149 ° C). Tento stupeň temperovania je rozhodujúci pri znižovaní akejkoľvek krehkosti, ktorá môže byť spôsobená tvorbou martenzitu počas procesu kryogénneho spracovania.
Kryogénne ošetrenie mení celú štruktúru kovu, nielen povrch. Takže výhody sa nestratia v dôsledku ďalšieho spracovania, napríklad brúsenia.
Pretože tento proces pracuje na úprave austenitickej ocele, ktorá je zadržaná v komponente, nie je efektívny pri úprave feritickej a austenitickej ocele ocele. Je však veľmi efektívny pri vylepšovaní tepelne upravených martenzitických ocelí, ako sú vysoko uhlíkové a vysokoelektrické chróm ocele, ako aj nástrojové ocele.
Okrem toho oceľ, kryogénne vytvrdzovanie sa používa aj na ošetrenie odliatkov železo, zliatiny medi, hliníka horčík. Tento proces môže zvýšiť životnosť týchto druhov kovových dielov dvakrát až šesťkrát.
Kryogénne úpravy sa prvýkrát začali komercializovať v polovici až koncom 60. rokov.
Aplikácie
Medzi aplikácie kryogenicky upravených kovových častí patria okrem iného nasledujúce priemyselné odvetvia:
- Letectvo a obrana (napr. Zbrojné plošiny a navádzacie systémy)
- Automobilový priemysel (napr. Brzdové kotúče, prevodovky a spojky)
- Rezné nástroje (napr. nože a vrtáky)
- Hudobné nástroje (napr. Dychové nástroje, klavírne drôty a káble)
- Lekárske (napr. Chirurgické nástroje a skalpely)
- Šport (napr. Strelné zbrane, rybárske potreby a časti bicyklov)