Om Heat Treatment of Steel

Uten varmebehandling av stål, ville verden av arkitektur være flat, og industrien ville stå stille. Styrken i stål - en legering av jern, karbon og andre metaller - er det som gjør at skyskrapere ruver over mur og tre ramme bygninger. Stål er den viktigste komponenten av maskiner som produserer varer som gjør livene våre komfortable. Steel ikke alltid stille de rette egenskapene styrke nødvendige for konstruksjon og produksjon. Varmebehandling finesses atomene i stål for å bøte på dette problemet.

Egenskaper

I fast form, molekyler av rent jern å passe sammen i en krystallgitterstruktur. Hver krystall inneholder ni jernatomer. Åtte er anordnet i en kubeform, og en i midten av kuben. Denne ordningen av atomer gir duktilitet til jern, men det gjør også jern relativt myk. Når karbon er legert med jern for å gjøre stål, karbonatomene plassere seg innenfor jernet krystallen, slik at legeringen er hardere enn rent jern. Samtidig skjønt gjør karbonstål sprø og mindre duktil.

Potensielle

Ved varmebehandling, blir arrangementet av karbon og jernatomer i stål endret ved vekselvis oppvarming og avkjøling. Oppvarming og kjøling ganger, og karboninnhold påvirke den endelige hardhet og seighet av stålet. Den vanligste varmebehandlingsmetoden, bråkjøling og anløping, illustrerer prinsippene for varmebehandling.

betraktninger

Når stål ble stanset, er det oppvarmes til en viss temperatur beregnet spesielt for den kjemiske sammensetning av stål som kalles en "normaliserende temperatur og deretter avkjølt raskt i et bad av vann eller olje. Oppvarmingen fører til karbonatomene til å migrere til midten av kubeformede krystaller jern i stålet. Hurtig avkjøling fører til karbonatomene til å bli fanget i dette arrangement, noe som resulterer i stål som er hard, men sprø.

Forebygging / løsning

Tempering av stål lindrer noe av den indre stress slukket stål som er ansvarlig for sprøhet. Steel er varmebehandlet ved oppvarming til en temperatur nøye beregnet under normalisering temperatur. Dette fører til at karbon molekylene å bevege seg igjen i løpet av metallkrystallstruktur, slik at stålet får tilbake noe av sin duktilitet.

typer

Når stålet er manipuleres mens kaldt, som i hamring eller bøying, krystallstrukturen av stål endres, men ikke jevnt. Den ujevne fordelingen av karbon og jernatomer resulterer i svake punkter i stål. For å løse dette problemet, er en annen varmebehandling prosess som kalles annealing brukt. I gløding, er stål oppvarmet og deretter avkjølt langsomt. Oppvarmingen gjør at jern og karbonatomene til å bli jevnt fordelt. Langsom avkjøling gjør det mulig for karbonatomer til å migrere ut av sentrum av krystallen, gjenopprette duktilitet for stålet.