Τι είναι το Quenching;

Στη μεταλλουργία, η απόσβεση ορίζεται ως «ελεγχόμενη εξαγωγή θερμότητας». Η πιο σημαντική λέξη σε αυτόν τον ορισμό είναι "ελεγχόμενος". Η σβέση είναι μια γρήγορη μέθοδος επαναφοράς μετάλλων σε θερμοκρασία δωματίου μετά από θερμική επεξεργασία για να αποφευχθεί η σημαντική αλλαγή της μικροδομής του μετάλλου από τη διαδικασία ψύξης. Με τη βύθιση ενός μεταλλικού αντικειμένου σε λάδι ή νερό, η επιλογή υγρού ή εξαναγκασμένου αέρα ονομάζεται μέσο, ​​μετά το οποίο το μέταλλο ψύχεται γρήγορα από τις υψηλές θερμοκρασίες όταν σχηματίζεται. Αυτό χρησιμοποιείται συχνά για τη διατήρηση των μηχανικών ιδιοτήτων που σχετίζονται με την κρυσταλλική δομή ή την κατανομή φάσης, οι οποίες χάνονται κατά την αργή ψύξη. Αυτή η τεχνική εφαρμόζεται συνήθως σε χαλύβδινα αντικείμενα που προσδίδουν σκληρότητα. Από την άλλη πλευρά, τα χάλκινα αντικείμενα που έχουν σκληρυνθεί με σφυρηλάτηση ή άλλη παραμόρφωση σε κανονική θερμοκρασία μπορούν να αποκατασταθούν σε εύπλαστη κατάσταση με θέρμανση και σβήσιμο.

Πώς να σβήσετε

Τα κοινώς χρησιμοποιούμενα μέσα σβέσης περιλαμβάνουν πολυμερή ειδικής χρήσης, εξαναγκασμένη μεταφορά αέρα, γλυκό νερό, άλμη και λάδι. Το νερό είναι ένα αποτελεσματικό μέσο όταν ο στόχος είναι να επιτευχθεί η μέγιστη σκληρότητα στον χάλυβα. Ωστόσο, η χρήση νερού μπορεί να προκαλέσει ρωγμές ή παραμόρφωση του μετάλλου.

Εάν δεν απαιτείται εξαιρετική σκληρότητα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ορυκτέλαιο, έλαιο φάλαινας ή βαμβακέλαιο στη διαδικασία σβέσης. Για τους μη μυημένους, η διαδικασία σβέσης μπορεί να φαίνεται δραματική. Καθώς ο μεταλλουργός μεταφέρει το ζεστό μέταλλο στο επιλεγμένο μέσο, ​​μεγάλη ποσότητα ατμού ανεβαίνει από το μέταλλο.

Μέσο σβέσης

Υπάρχει μια ποικιλία μέσων σβέσης διαθέσιμα για την εκτέλεση της διαδικασίας σβέσης. Κάθε μέσο έχει τα δικά του μοναδικά χαρακτηριστικά σβέσης. Οι εκτιμήσεις για τον τύπο των μέσων που χρησιμοποιούνται περιλαμβάνουν την ταχύτητα απόσβεσης, τις περιβαλλοντικές ανησυχίες των μέσων απόσβεσης, την αντικατάσταση μέσων απόσβεσης και το κόστος των μέσων απόσβεσης. Οι παρακάτω είναι οι κύριοι τύποι μέσων σβέσης:

Αέρας

Λάδι

νερό

άλμη

Αέρας

Ο αέρας είναι ένα δημοφιλές μέσο σβέσης που χρησιμοποιείται για την ψύξη μετάλλων για σβέση. Η οικονομική προσιτότητα είναι ένα από τα κύρια οφέλη του αέρα. Η προσιτή τιμή του είναι το αποτέλεσμα της αφθονίας του στη γη. Στην πραγματικότητα, κάθε υλικό που θερμαίνεται και στη συνέχεια ψύχεται σε θερμοκρασία δωματίου απλά με το να στέκεται μόνο του θεωρείται σβησμένο με αέρα. Η απόσβεση με αέρα είναι επίσης πιο σκόπιμη όταν συμπιέζεται και πιέζεται γύρω από το μέταλλο που σβήνει. Αυτό ψύχει τα μέρη πιο γρήγορα από τον ακίνητο αέρα, αν και ακόμη και ο πεπιεσμένος αέρας μπορεί να ψύχει πολλά μέταλλα πολύ αργά για να αλλάξει τις μηχανικές ιδιότητες.

Λάδι

Το λάδι μπορεί να σβήσει το θερμαινόμενο μέταλλο πιο γρήγορα από τον πεπιεσμένο αέρα. Για να σβήσετε με λάδι, τοποθετήστε το θερμαινόμενο μέρος σε μια δεξαμενή γεμάτη με κάποιο είδος λαδιού. Το λάδι μπορεί επίσης να ξεπλυθεί μέσω εξαρτημάτων. Λόγω των διαφορετικών ρυθμών ψύξης και σημείων ανάφλεξης, χρησιμοποιούνται συνήθως διαφορετικοί τύποι λαδιών ανάλογα με την εφαρμογή. Ωστόσο, ο ρυθμός σβέσης του λαδιού είναι πολύ μικρότερος από αυτόν του νερού. Ο φερρίτης και ο τρωστίτης μπορούν να σχηματιστούν ακόμη και σε μικρές μερίδες. Ενδιάμεσοι ρυθμοί μεταξύ νερού και λαδιού μπορούν να επιτευχθούν με νερό που περιέχει 10-30 τοις εκατό Ucon, μια ουσία με αντίστροφη διαλυτότητα και επομένως εναποτίθεται σε αντικείμενα για να επιβραδύνει τον ρυθμό ψύξης. Για να ελαχιστοποιηθεί η παραμόρφωση, τα μακριά κυλινδρικά αντικείμενα θα πρέπει να σβήνουν κατακόρυφα, με τις άκρες των επίπεδων τμημάτων και τα χοντρά μέρη να εισέρχονται πρώτα στη λιωμένη λίμνη. Για να αποτρέψετε το σχηματισμό μαλακών κηλίδων από φυσαλίδες ατμού, το λουτρό σβέσης νερού θα πρέπει να αναδεύεται.

Νερό

Το νερό είναι επίσης ικανό να σβήνει γρήγορα θερμαινόμενα μέταλλα. Ψύχει το μέταλλο πιο γρήγορα από το λάδι. Με τρόπο παρόμοιο με το σβήσιμο λαδιού, η δεξαμενή γεμίζει με νερό και το θερμαινόμενο μέταλλο βυθίζεται σε αυτό. Μπορεί επίσης να ξεπλυθεί μέσα από εξαρτήματα. Ένα πλεονέκτημα του νερού είναι ότι η ευφλεκτότητα του μέσου δεν αποτελεί πρόβλημα. Επιπλέον, το νερό είναι ένα από τα πιο αποτελεσματικά μέσα σβέσης που απαιτεί μέγιστη σκληρότητα, αλλά είναι επιρρεπές σε παραμόρφωση και ρωγμές του προϊόντος. Όπου μπορεί να θυσιαστεί η σφριγηλότητα, χρησιμοποιήστε φάλαινα, βαμβακόσπορο και ορυκτέλαια. Αυτά τείνουν να οξειδώνονται και να σχηματίζουν λάσπη, μειώνοντας την απόδοση.

Αλμη

Η άλμη είναι ένα μείγμα νερού και αλατιού. Το αλμυρό νερό ψύχεται πιο γρήγορα από τον αέρα, το νερό και το λάδι. Ο λόγος για αυτό είναι ότι το μείγμα αλατιού και νερού εμποδίζει το σχηματισμό φυσαλίδων όταν έρχεται σε επαφή με το θερμαινόμενο μέταλλο. Αυτό σημαίνει ότι μεγαλύτερο μέρος της επιφάνειας του μετάλλου θα καλύπτεται από υγρό και όχι από φυσαλίδες.

Σκληρυμένος χάλυβας

Κατά τη συζήτηση της διαδικασίας σβέσης, ο χάλυβας αξίζει ιδιαίτερης αναφοράς επειδή οι μηχανικές του ιδιότητες είναι πολύ ευαίσθητες στο σβήσιμο. Μέσω μιας διαδικασίας σβέσης που ονομάζεται σκλήρυνση απόσβεσης, ο χάλυβας ανυψώνεται σε θερμοκρασία πάνω από τη θερμοκρασία ανακρυστάλλωσης και ψύχεται γρήγορα μέσω της διαδικασίας σβέσης. Σε σύγκριση με την αργή ψύξη, το γρήγορο σβήσιμο αλλάζει την κρυσταλλική δομή του χάλυβα. Ανάλογα με την περιεκτικότητα σε άνθρακα και τα κραματικά στοιχεία του χάλυβα, μπορεί να αφήσει πίσω του μια πιο σκληρή, πιο εύθραυστη μικροδομή, όπως μαρτενσίτης ή μπαινίτης, καθώς υφίσταται τη διαδικασία σκλήρυνσης απόσβεσης. Αυτές οι μικροδομές οδηγούν σε αύξηση της αντοχής και της σκληρότητας του χάλυβα. Ωστόσο, κάνουν τον χάλυβα ευαίσθητο σε ρωγμές και μειώνουν σημαντικά την ολκιμότητα. Για το λόγο αυτό, ορισμένοι χάλυβες ανόπτονται ή κανονικοποιούνται μετά τη διαδικασία σκλήρυνσης απόσβεσης.

Διαδικασία σβέσης

Η διαδικασία σβέσης έχει σχεδιαστεί για να αλλάζει τη μικροδομή του μετάλλου σε συνδυασμό με τις θερμικές διεργασίες. Εάν γίνει σωστά, αυτό θα παράγει μέγιστη αντοχή και καλή επιμήκυνση στη χύτευση.

Η απόσβεση του χάλυβα συνήθως επιτυγχάνεται με βύθιση σε νερό, λάδι, διάλυμα πολυμερούς ή αλάτι, αν και μερικές φορές χρησιμοποιείται εξαναγκασμένος αέρας. Ως αποτέλεσμα της απόσβεσης, το υλικό παραγωγής πρέπει να αναπτύξει μια αποδεκτή σβησμένη μικροδομή και σε κρίσιμες περιοχές, οι μηχανικές ιδιότητες πρέπει να πληρούν τις ελάχιστες προδιαγραφές μετά τη σκλήρυνση του εξαρτήματος. Η αποτελεσματικότητα της απόσβεσης εξαρτάται από τις ψυκτικές ιδιότητες του μέσου σβέσης σε σχέση με την ικανότητα σκλήρυνσης του χάλυβα. Επομένως, τα αποτελέσματα μπορεί να διαφέρουν αλλάζοντας τη σύνθεση του χάλυβα ή τον τύπο του μέσου ανάδευσης, θερμοκρασίας και σβέσης.

Ο σχεδιασμός του συστήματος απόσβεσης και η σχολαστική συντήρηση του συστήματος συμβάλλουν στην επιτυχία της διαδικασίας. Ο σχεδιασμός του εξαρτήματος συμβάλλει επίσης στις μηχανικές ιδιότητες και την παραμόρφωση λόγω σβέσης.