Kriyojenik sertleşmeye giriş
Kriyojenik sertleştirme, bir metalin tane yapısını güçlendirmek ve güçlendirmek için kriyojenik sıcaklıkları - −150 ° C'nin (−238 ° F) altındaki sıcaklıkları kullanan bir işlemdir.
Bazı metallerin kriyojenik muamelesinin üç yararlı etki sağladığı bilinmektedir:
- Daha fazla dayanıklılık: Kriyojenik işlem, ısıl işlem görmüş çeliklerde mevcut olan austenitin sertleştirilmiş martensit çeliğine dönüşmesini teşvik etmeye yardımcı olur. Bu çeliğin tanecik yapısındaki daha az kusur ve zayıflık ile sonuçlanır.
- Geliştirilmiş aşınma direnci: Kriyojenik sertleşme, eta-karbürlerin çökelmesini arttırır. Bunlar, martensit matrisini desteklemek ve aşınmaya ve korozyon direncine direnmek için bağlayıcı görevi gören ince karbürlerdir.
- Stres giderme: Tüm metaller, sıvı fazından katı faza katılaştığı zaman oluşan artık strese sahiptir. Bu stresler, başarısızlığa eğilimli zayıf alanlara neden olabilir. Kriyojenik tedavi, daha muntazam bir tane yapısı oluşturarak bu zayıflıkları azaltabilir.
süreç
Bir metal parçanın kriyojenik olarak işlemden geçirilmesi işlemi, bir gaz halindeki sıvı azot kullanarak metalin çok yavaş bir şekilde soğutulmasını içerir. Termal stresi önlemek için ortamdan kriyojenik sıcaklıklara kadar yavaş soğutma işlemi önemlidir.
Metal parça daha sonra 20 ila 24 saat boyunca −190 ° C (−310 ° F) sıcaklıkta tutulur, böylece ısı temperlemesi sıcaklığı +149 ° C (+ 300 ° F) civarına kadar alır.
Bu ısı temperleme aşaması, kriyojenik işlem sırasında martensit oluşumuna bağlı olarak oluşabilecek kırılganlığın azaltılmasında kritik öneme sahiptir.
Kriyojenik tedavi, sadece bir yüzey değil, bir metalin tüm yapısını değiştirir. Öyleyse, öğütme gibi daha fazla işlemenin bir sonucu olarak faydalar kaybedilmez.
Bu süreç, bir bileşende tutulan östenitik çeliğin işlenmesi için çalıştığı için, ferritik ve östenitik çeliklerin işlemlerinde etkili değildir. Bununla birlikte, yüksek karbonlu ve yüksek kromlu çelikler gibi ısıyla işlem görmüş martensitik çeliklerin ve takım çelikleri geliştirilmesinde çok etkilidir.
Çeliğin yanı sıra kriyojenik sertleştirme de dökme demir , bakır alaşımları , alüminyum ve magnezyumun işlenmesinde kullanılır . Süreç, bu metal parçalarının aşınma ömrünü iki ila altı arasında artırabilir.
Kriyojenik tedaviler ilk olarak 1960'ların ortası ve sonlarında ticarileşmiştir.
Uygulamalar
Kriyojenik olarak işlenmiş metal parçalar için uygulamalar aşağıdaki sektörleri içerir, ancak bunlarla sınırlı değildir:
- Havacılık ve savunma (örneğin silah platformları ve rehberlik sistemleri)
- Otomotiv (örn. Fren rotorları, şanzımanlar ve debriyajlar)
- Kesici takımlar (örn. Bıçaklar ve matkap uçları)
- Müzik aletleri (örneğin pirinç aletler, piyano telleri ve kablolar)
- Tıbbi (örneğin cerrahi aletler ve neşterler)
- Spor (örneğin ateşli silahlar, balık avı ekipmanları ve bisiklet parçaları)