Ce se întâmplă atunci când metalele sunt supuse tratamentului termic?

Înainte de inventarea tehnicilor moderne de prelucrare a metalelor, fierarii foloseau căldura pentru a face lucrat metalul. Odată ce metalul a fost format în forma dorită, metalul încălzit a fost rapid răcit. Răcirea rapidă a făcut ca metalul să fie mai greu și mai puțin fragil. Lucrările metalice moderne au devenit mult mai sofisticate și mai precise, permițând utilizarea diferitelor tehnici în diferite scopuri.

Efectele căldurii asupra metalului

Supunerea metalelor la căldură extremă determină extinderea acestora, în plus față de impactul asupra structurii, rezistenței electrice și magnetismului. Expansiunea termică este destul de explicativă. Metalele se extind atunci când sunt supuse unor temperaturi specifice, care variază în funcție de metal. Structura reală a metalului se schimbă și cu căldură. Referit ca transformarea fazei alotropice , căldura face de obicei metale mai moi, mai slabe și mai ductile. Ductilitatea este capacitatea de a întinde metalul într-un fir sau ceva similar.

De asemenea, căldura poate afecta rezistența electrică a metalului. Cu cât metalul devine mai fierbinte, cu atât electronii se împrăștie, ceea ce face ca metalul să fie mai rezistent la un curent electric. Metalele încălzite la anumite temperaturi își pot pierde și magnetismul. Prin creșterea temperaturii între 626 grade Fahrenheit și 2012 grade Fahrenheit, în funcție de metal, magnetismul va dispărea. Temperatura la care se întâmplă acest lucru într-un anumit metal este cunoscută sub numele de temperatura lui Curie.

Tratament termic

Tratamentul termic este procesul de încălzire și răcire a metalelor pentru a schimba microstructura și a scoate în evidență caracteristicile fizice și mecanice care fac metalele mai de dorit. Temperaturile metalelor sunt încălzite și viteza de răcire după tratamentul termic poate schimba semnificativ proprietățile metalului.

Cele mai frecvente motive pentru care metalele se supun tratării termice sunt îmbunătățirea rezistenței, durității, durității, ductilității și rezistenței la coroziune. Tehnicile comune pentru tratamentul termic includ următoarele:

• Recoacerea este o formă de tratament termic care aduce un metal mai aproape de starea sa de echilibru. Se înmoaie metalul, făcându-l mai funcțional și oferind o mai mare ductilitate. În acest proces, metalul este încălzit peste temperatura critică superioară pentru a-și schimba microstructura. După aceea, metalul este răcit încet.
• Mai puțin costisitoare decât recoacerea, călire este o metodă de tratare termică care readuce rapid metalul la temperatura camerei după ce este încălzit peste temperatura critică superioară. Procesul de răcire oprește procesul de răcire de la modificarea microstructurii metalului. Curățirea, care se poate face cu apă, ulei și alte materiale, întărește oțelul la aceeași temperatură pe care o face recoacerea completă.

• Pregătirea precipitațiilor este, de asemenea, cunoscut sub numele de vârstă de întărire . Creează uniformitate în structura de metal a granulelor, făcând materialul mai puternic. Procesul presupune încălzirea unui tratament la temperaturi ridicate după un proces de răcire rapidă. Prelucrarea precipitatului este de obicei executată într-o atmosferă inertă, la temperaturi cuprinse între 900 grade Fahrenheit și 1150 grade Fahrenheit. Poate dura de la o oră la patru ore pentru a efectua procesul. Durata timpului depinde în mod obișnuit de grosimea metalului și de factori asemănători.
• Utilizată în mod curent în fabricarea oțelului, călirea este un tratament termic folosit pentru a îmbunătăți duritatea și duritatea în oțel, precum și pentru a reduce fragilitatea. Procesul creează o structură mai ductilă și mai stabilă. Scopul temperării este acela de a obține cea mai bună combinație de proprietăți mecanice în metale.
• Îndepărtarea stresului este un proces de tratare termică care scade stresul în metale după ce au fost stins, turnat, normalizat și așa mai departe. Stresul este eliberat prin încălzirea metalelor la o temperatură mai mică decât cea necesară transformării. După acest proces, metalul este apoi răcit încet.
• normalizarea este o formă de tratament termic care elimină impuritățile și îmbunătățește rezistența și duritatea prin modificarea dimensiunii granulelor pentru a fi mai uniformă pe întregul metal. Acest lucru se realizează prin răcirea metalelor cu aer după ce au fost încălzite la o temperatură exactă.
• Când este o parte metalică tratate criogenic, se răcește încet cu azot lichid. Procesul de răcire lentă ajută la prevenirea stresului termic al metalului. Apoi, partea metalică este menținută la o temperatură de aproximativ minus 190 grade Celsius timp de aproximativ o zi. Atunci când mai târziu este încălzită, partea metalică suferă o creștere a temperaturii de până la aproximativ 149 de grade Celsius. Aceasta ajută la scăderea cantității de fragilitate care poate fi cauzată de formarea martensitei în timpul tratamentului criogenic.