Kriyojenik sertleştirme, kriyojenik sıcaklıkları kullanan bir işlemdir - -238 F'nin altındaki sıcaklıklar. (-150 C) bir metalin tane yapısını güçlendirmek ve geliştirmek için. Bu süreçten geçmeden metal eğilimli olabilir. suşlar ve yorgunluk.
3 Faydalı Etkiler
Bazı metallerin kriyojenik muamelesinin üç faydalı etki sağladığı bilinmektedir:
- Daha fazla dayanıklılık: Kriyojenik işlem, ısıl işlem görmüş çeliklerde bulunan tutulan östenitin daha sert martensit çeliğine dönüştürülmesine yardımcı olur. Bu, çeliğin tane yapısında daha az kusur ve zayıflığa neden olur.
- Geliştirilmiş aşınma direnci: Kriyojenik sertleştirme, eta-karbürlerin çökelmesini artırır. Bunlar, martensit matrisini desteklemek için bağlayıcı görevi gören, aşınma ve korozyon direncine direnmeye yardımcı olan ince karbürlerdir.
- Gerilim giderme: Tüm metaller, sıvı fazından katı faza katılaştığında oluşan artık gerilime sahiptir. Bu gerilimler, başarısızlığa eğilimli zayıf alanlara neden olabilir. Kriyojenik işlem, daha düzgün bir tane yapısı oluşturarak bu zayıflıkları azaltabilir.
İşlem
Bir metal parçanın kriyojenik olarak işlemden geçirilmesi işlemi, gaz halindeki sıvı nitrojen kullanılarak metalin çok yavaş soğutulmasını içerir. Ortamdan kriyojenik sıcaklıklara kadar olan yavaş soğutma süreci, termal stresten kaçınmada önemlidir.
Metal parça daha sonra ~ 310 F civarında bir sıcaklıkta tutulur. (-190 C) 20 ila 24 saat önce, ısı temperlemenin sıcaklığı yaklaşık +300 F'ye çıkarması gerekir. (+149 C). Bu ısıyla tavlama aşaması, kriyojenik arıtma işlemi sırasında martensit oluşumundan kaynaklanabilecek herhangi bir kırılganlığın azaltılmasında kritiktir.
Kriyojenik işlem, bir metalin sadece yüzeyini değil tüm yapısını değiştirir. Bu nedenle, öğütme gibi daha ileri işlemlerin bir sonucu olarak faydalar kaybolmaz.
Bu işlem, bir bileşende tutulan östenitik çeliğin işlenmesinde işe yaradığından, ferritik ve östenitik işlemede etkili değildir. çelikler. Bununla birlikte, yüksek karbonlu ve yüksek gibi ısıl işlem görmüş martensitik çeliklerin geliştirilmesinde çok etkilidir. krom çeliklerin yanı sıra takım çelikleri.
dışında çelik, kriyojenik sertleştirme aynı zamanda döküm işleminde kullanılır. Demir, bakır alaşımları, alüminyum, ve magnezyum. İşlem, bu tür metal parçaların aşınma ömrünü iki ila altı faktörle artırabilir.
Kriyojenik tedaviler ilk olarak 1960'ların ortalarında ve sonunda ticarileşmiştir.
Uygulamalar
Kriyojenik olarak işlenmiş metal parçalara yönelik uygulamalar, bunlarla sınırlı olmamak üzere, aşağıdaki endüstrileri içerir:
- Havacılık ve savunma (ör. Silah platformları ve rehberlik sistemleri)
- Otomotiv (ör. Fren rotorları, şanzımanlar ve debriyajlar)
- Kesme aletleri (ör. bıçaklar ve matkap uçları)
- Müzik aletleri (ör. Pirinç aletler, piyano telleri ve kablolar)
- Tıbbi (ör. Cerrahi aletler ve neşterler)
- Spor (ör. Ateşli silahlar, balık tutma malzemeleri ve bisiklet parçaları)