Conţinut
Metalul este cunoscut pentru a fi o substanță dură care poate rezista la multe uzuri, dar s-ar putea să nu fi început așa. Multe tipuri de metale au trecut prin procesul de întărire a metalelor pentru a le face mai potrivite pentru munca pe care trebuie să o facă. Există diferite tipuri de întărire care, prin procese complexe de încălzire și răcire, ajută la întărirea metalelor dure, durabile și ușor de utilizat.
TL; DR (Prea lung; nu a citit)
Fiecare proces de întărire a metalului include trei etape principale: încălzirea, înmuierea și răcirea metalului. Unele tipuri de întărire obișnuite includ întărirea tulpinilor, întărirea soluției solide, întărirea precipitațiilor și călirea și temperarea.
Încălziți-l
În timp ce inginerii și lucrătorii metalelor au realizat mai multe tipuri diferite de întărire în funcție de tipul de metal și de rezultatele pe care doresc să le vadă, fiecare tip implică trei părți de bază: încălzirea metalului, înmuierea acestuia și apoi răcirea acestuia.
În timpul primei etape, la tratamentul termic, lucrătorii metalici încălzesc materialul, adesea la temperaturi extrem de calde. Uneori, acestea fac acest lucru pentru a schimba compoziția fizică sau chimică a metalului, adesea pentru a ușura manipularea și lucrul cu acesta. De exemplu, când unele metale sunt expuse la temperaturi mai mari de 1.000 de grade Fahrenheit, structura lor internă se schimbă. Acest lucru poate fi temporar, astfel încât lucrătorii metalelor să-și poată schimba forma și apoi să-i revină la starea inițială. În alte metale, schimbarea este permanentă. Uneori, acea structură internă devine mai puternică și mai dură, ceea ce face ca un material mai bun să fie folosit în ceva care necesită rezistență, cum ar fi construcția unui zgârie-nori. Alte ori, tratamentul termic este utilizat pentru a crește ductilitatea unui metal. Metalele cu niveluri ridicate de ductilitate sunt capabile să reziste forțelor care se trag de ele de la capăt. Aceasta este o calitate importantă pentru metale precum cuprul, care trebuie trase în fâșii subțiri de sârmă de cupru sau aur, care este adesea tras în șuvițe subțiri pentru a face bijuterii.
Înmuierea și răcirea
A doua parte a procesului este îmbibarea metalului. Deși cuvântul „înmuiere” s-ar putea să vă facă să vă gândiți la modul în care ați înmuiat un câine în baie după o alergare printr-o curte noroasă, înmuierea în procesul de întărire a metalelor este puțin diferită. Un metal nu este înmuiat într-o cadă plină cu o substanță lichidă. În schimb, înmuierea în acest caz se referă la asigurarea faptului că, odată ce metalul a atins temperatura dorită în timpul procesului de încălzire, acesta „se înmoaie” în căldura respectivă. Momentul este diferit pentru toate tipurile de întărire, dar, în general, un lucrător metal trebuie să se asigure că toate piesele de metal ating temperaturile potrivite pentru o anumită perioadă de timp.
Al treilea și ultimul pas în procesul de întărire este răcirea. După ce metalul a fost încălzit și lăsat să se înmoaie în căldura respectivă, metalul trebuie răcit. Uneori, metalele revin la structura lor chimică sau fizică inițială după acest proces. Alteori, lucrătorii metalelor se asigură că metalele sunt modificate în bine.
Tipuri de întărire a metalelor
Există mai multe tipuri diferite de procedee pentru întărirea metalului, în funcție de tipul de metal cu care încep lucrătorii și de materialul în care vor să-l transforme.
Una dintre cele mai frecvente este transformarea martensitică, cunoscută și sub denumirea de stingere și temperare. Este un proces complex de întărire a oțelului, iar lucrătorii metalelor trebuie să fie atenți pentru a realiza fiecare etapă corect. În primul rând, trebuie să încălzească oțelul la o temperatură extremă. Apoi, structura de cristal din interiorul oțelului se schimbă pentru a permite dizolvarea mai multor carbon. În acel moment, metalul trebuie stins sau răcit, suficient de repede, astfel încât carbonul să nu aibă timp să formeze alte materiale nedorite în metal. Răcirea rapidă îl face să rămână într-o stare întărită, făcându-l un material mai puternic, mai potrivit pentru a rezista multor uzuri. Diferitele stări pe care le parcurge în timpul procesului se numesc austenită și martensită, iar o resursă austempering și martempering vă poate oferi mai multe informații despre proces.
Alte tipuri de procese de întărire includ întărirea cazurilor, întărirea și întărirea precipitațiilor. Fiecare lucrează în moduri diferite pentru a face metalele mai durabile, ductile, mai dure sau maleabile pentru a ajuta inginerii să le folosească într-o varietate de moduri. Există tot felul de metale în lumea din jurul vostru și, probabil, un muncitor în metale a folosit un proces de întărire pentru a le intra în starea în care se află astăzi.