Indhold
Metal er kendt for at være et hårdt stof, der kan modstå meget slid, men det er måske ikke begyndt på den måde. Mange typer metaller har gennemgået processen med metalhærdning for at gøre dem bedre egnet til det job, de har brug for. Der er forskellige typer hærdning, der gennem komplekse opvarmning og afkøling hjælper med at gøre metaller hårde, holdbare og lette at arbejde med.
TL; DR (for lang; læste ikke)
Hver metalhærdningsproces inkluderer tre hovedtrin: opvarmning, blødgøring og afkøling af metallet. Nogle almindelige typer hærdning inkluderer stammehærdning, styrkelse af fast opløsning, nedbørshærdning og slukning og temperering.
Varm det op
Mens ingeniører og metalarbejdere har fundet på flere forskellige typer hærdning afhængigt af metalltypen og de resultater, de ønsker at se, involverer hver type tre grundlæggende dele: opvarmning af metallet, blødgøring af det og derefter afkøling.
Under det første trin, varmebehandling, opvarmer metalarbejdere materialet, ofte ved ekstremt varme temperaturer. Nogle gange gør de dette for at ændre den fysiske eller kemiske sammensætning af metallet, ofte for at gøre det lettere at manipulere og arbejde med. For eksempel, når nogle metaller udsættes for temperaturer over 1.000 grader Fahrenheit, ændres deres indre struktur. Dette kan være midlertidigt, så metalarbejdere kan ændre form og derefter få det tilbage til sin oprindelige tilstand. I andre metaller er ændringen permanent. Undertiden bliver den indre struktur stærkere og hårdere, hvilket gør det til et bedre materiale, der skal bruges i noget, der kræver styrke, som konstruktionen af en skyskraber. Andre gange bruges varmebehandling til at øge metalens duktilitet. Metaller med et højt niveau af duktilitet er i stand til at modstå kræfter, der trækker mod dem fra begge ender. Dette er en vigtig kvalitet for metaller som kobber, der skal trækkes ind i tynde strimler af kobbertråd eller guld, som ofte trækkes i tynde tråde for at fremstille smykker.
Blødgøring og afkøling
Den anden del af processen er blødgøring af metallet. Selvom ordet "blødgøring" muligvis får dig til at tænke på den måde, du ville blødgøre en hund på i et bad efter en løb gennem en mudret baggård, er blødgøring i metalhærdningsprocessen lidt anderledes. Et metal er ikke gennemvædet i et karbad fuldt af et flydende stof. I stedet henviser blødgøring i dette tilfælde til at sikre sig, at når metallet først har truffet den ønskede temperatur under opvarmningsprocessen, blødgør det i den varme. Timingen er forskellig for alle de forskellige typer hærdning, men generelt skal en metalarbejder sørge for, at alle metalstykker når de rigtige temperaturer i en bestemt tidsperiode.
Det tredje og sidste trin i hærdningsprocessen er afkøling. Efter at metal er blevet opvarmet og ladet suge ind den varme, skal metallet afkøles. Nogle gange vender metaller tilbage til deres originale kemiske eller fysiske struktur efter denne proces. Andre gange sørger metalarbejderne for, at metaller ændres for godt.
Typer af metalhærdning
Der er flere forskellige typer processer til hærdning af metal, afhængigt af den type metal, som arbejderne starter med, og det materiale, de ønsker at gøre det til.
En af de mest almindelige er Martensitic transformation, også kendt som slukke og temperering. Det er en kompleks proces at hærde stål, og metalarbejdere skal være forsigtige med at udføre hvert trin korrekt. Først skal de opvarme stålet til en ekstrem temperatur. Derefter ændres krystalkonstruktionen inde i stålet for at give mulighed for at opløse mere kulstof. På det tidspunkt skal metallet slukkes eller afkøles hurtigt nok, så kulstoffet ikke har tid til at danne andre uønskede materialer i metallet. Den hurtige afkøling får den til at forblive i en hærdet tilstand, hvilket gør det til et stærkere materiale, der er bedre egnet til at modstå meget slid. De forskellige tilstande, det gennemgår under processen, kaldes austenite og martensite, og en austempering og martempering-ressource kan give dig mere information om processen.
Andre typer hærdningsprocesser inkluderer hærdning af sager, annealing og nedbørshærdning. Hver arbejder på forskellige måder for at gøre metaller mere holdbare, duktile, hårde eller formbare for at hjælpe ingeniører med at bruge dem på forskellige måder. Der er alle slags metaller i verden omkring dig, og chancerne er, at en metalarbejder brugte en hærdningsproces for at få dem til den tilstand, de er i i dag.