Ce este stingerea?

În metalurgie, călirea este definită ca „extracția controlată a căldurii”. Cel mai important cuvânt din această definiție este „controlat”. Călirea este o metodă rapidă de readucere a metalelor la temperatura camerei după tratamentul termic pentru a preveni ca procesul de răcire să modifice semnificativ microstructura metalului. Prin scufundarea unui obiect metalic în ulei sau apă, alegerea aerului lichid sau forțat se numește mediu, după care metalul este răcit rapid de la temperaturile ridicate când se formează. Acesta este adesea folosit pentru a păstra proprietățile mecanice legate de structura cristalului sau distribuția fazei, care se pierd la răcirea lentă. Această tehnică este de obicei aplicată obiectelor din oțel care conferă duritate. Pe de altă parte, obiectele de cupru întărite prin lovire sau alte deformari la temperatură normală pot fi readuse la o stare maleabilă prin încălzire și călire.

Cum să stingi

Mediile de stingere utilizate în mod obișnuit includ polimeri cu destinații speciale, convecția aerului forțat, apă dulce, saramură și ulei. Apa este un mediu eficient atunci când scopul este atingerea durității maxime a oțelului. Cu toate acestea, utilizarea apei poate provoca crăparea sau deformarea metalului.

Dacă nu este necesară o duritate extremă, se pot folosi ulei mineral, ulei de balenă sau ulei de semințe de bumbac în procesul de stingere. Pentru cei neinițiați, procesul de stingere poate părea dramatic. Pe măsură ce lucrătorul metalurgic transferă metalul fierbinte în mediul selectat, o cantitate mare de abur se ridică din metal.

Mediu de stingere

Există o varietate de medii de stingere disponibile pentru a efectua procesul de stingere. Fiecare mediu are propriile sale caracteristici unice de stingere. Considerațiile pentru tipul de mediu utilizat includ viteza de stingere, preocupările de mediu ale mediului de stingere, înlocuirea mediului de stingere și costul mediului de stingere. Următoarele sunt principalele tipuri de medii de stingere:

Aer

Ulei

apă

saramură

Aer

Aerul este un mediu de călire popular folosit pentru răcirea metalelor pentru călire. Accesibilitatea este unul dintre principalele beneficii ale aerului. Accesibilitatea sa este rezultatul abundenței sale pe pământ. De fapt, orice material care este încălzit și apoi răcit la temperatura camerei pur și simplu stând singur este considerat stins cu aer. Călirea cu aer este, de asemenea, mai intenționată atunci când este comprimat și forțat în jurul metalului care este stins. Aceasta răcește piesele mai repede decât aerul liniștit, deși chiar și aerul comprimat poate încă răci multe metale prea încet pentru a modifica proprietățile mecanice.

Ulei

Uleiul poate stinge metalul încălzit mai repede decât aerul comprimat. Pentru a se stinge cu ulei, puneți partea încălzită într-un rezervor umplut cu un fel de ulei. Uleiul poate fi, de asemenea, spălat prin piese. Datorită vitezei de răcire și punctelor de aprindere diferite, se folosesc de obicei diferite tipuri de uleiuri, în funcție de aplicație. Cu toate acestea, rata de stingere a uleiului este mult mai mică decât cea a apei. Ferita și troostita se pot forma chiar și în porțiuni mici. Ratele intermediare între apă și ulei pot fi obținute cu apă care conține 10-30 procente Ucon, o substanță cu solubilitate inversă și, prin urmare, se depune pe obiecte pentru a încetini viteza de răcire. Pentru a minimiza deformarea, obiectele cilindrice lungi trebuie stinse pe verticală, cu marginile pieselor plate și părțile groase care intră mai întâi în bazinul topit. Pentru a preveni bulele de abur să formeze puncte moi, baia de apa de stingere trebuie agitată.

Apă

Apa este, de asemenea, capabilă să stingă rapid metalele încălzite. Răcește metalul mai repede decât uleiul. Într-un mod similar cu stingerea uleiului, rezervorul este umplut cu apă și metalul încălzit este scufundat în el. Poate fi, de asemenea, spălat prin piese. Un beneficiu al apei este că inflamabilitatea mediului nu este o problemă. În plus, apa este unul dintre cele mai eficiente medii de călire care necesită duritate maximă, dar este predispusă la deformarea și crăparea produsului. Acolo unde fermitatea poate fi sacrificată, utilizați uleiuri de balenă, semințe de bumbac și minerale. Acestea tind să se oxideze și să formeze nămol, reducând eficiența.

Saramură

Saramura este un amestec de apă și sare. Apa sărată se răcește mai repede decât aerul, apa și uleiul. Motivul pentru aceasta este că amestecul de sare și apă previne formarea bulelor atunci când intră în contact cu metalul încălzit. Aceasta înseamnă că mai mult din suprafața metalului va fi acoperită de lichid, mai degrabă decât de bule.

Oțel călit

Când discutăm despre procesul de călire, oțelul merită o mențiune specială deoarece proprietățile sale mecanice sunt foarte sensibile la călire. Printr-un proces de călire numit călire, oțelul este ridicat la o temperatură peste temperatura sa de recristalizare și răcit rapid prin procesul de călire. În comparație cu răcirea lentă, călirea rapidă modifică structura cristalină a oțelului. În funcție de conținutul de carbon și de elementele de aliere ale oțelului, acesta poate lăsa în urmă o microstructură mai dura, mai casantă, cum ar fi martensita sau bainita, pe măsură ce trece prin procesul de întărire prin călire. Aceste microstructuri duc la o creștere a rezistenței și durității oțelului. Cu toate acestea, ele fac oțelul susceptibil la fisurare și reduc foarte mult ductilitatea. Din acest motiv, unele oțeluri sunt recoapte sau normalizate după procesul de călire prin călire.

Proces de stingere

Procesul de călire este conceput pentru a schimba microstructura metalului în legătură cu procesele termice. Dacă este făcut corect, acest lucru va produce rezistență maximă și alungire bună în turnare.

Călirea oțelului se realizează de obicei prin scufundare în apă, ulei, soluție de polimer sau sare, deși uneori se folosește aer forțat. Ca rezultat al călirii, hardware-ul de producție trebuie să dezvolte o microstructură de călire acceptabilă, iar în zonele critice, proprietățile mecanice trebuie să îndeplinească specificațiile minime după ce piesa este călită. Eficacitatea călirii depinde de proprietățile de răcire ale mediului de călire în raport cu capacitatea de călire a oțelului. Prin urmare, rezultatele pot varia în funcție de modificarea compoziției oțelului sau de agitare, temperatură și tip de mediu de călire.

Designul sistemului de stingere și minuțiozitatea întreținerii sistemului contribuie la succesul procesului. Designul piesei contribuie, de asemenea, la proprietățile mecanice și la distorsiunea datorată călirii.