Tärkein ero - Kotelon karkaisu vs. pinnan karkaisu

Lämpökäsittely on lämmön käyttö materiaalin ominaisuuksien muuttamiseen erityisesti metallurgiassa. Se on eräänlainen teollinen prosessi, joka muuttaa metallien ja metalliseosten kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia. Lämpökäsittelymenetelmiä on neljä päätyyppiä: hehkutus, karkaisu, karkaisu ja normalisointi. Kovettuminen on prosessi, jolla lisätään metallin kovuutta. Kovettumisprosesseja on kahta päätyyppiä: kotelokarkaisu ja pinnan kovettuminen. Suurin ero kotelon kovettumisen ja pinnan kovettumisen välillä on se kotelon kovettuminen lisää metallin pinnan kovuutta infusoimalla elementtejä materiaalin pintaan muodostaen ohuen kerroksen kovempaa seosta, kun taas pinnan kovettuminen lisää pinnan kovuutta, kun ydin pysyy suhteellisen pehmeänä.

Keskeiset alueet

1. Mikä on kotelon karkaisu - Määritelmä, menetelmän vaiheet 2. Mikä on pinnan kovettuminen - Määritelmä, differentiaalipinnan karkaisu, erilainen metallirakenteen pinnan karkaisu 3. Mikä on ero kotelon kovettumisen ja pinnan kovettumisen välillä - Keskeisten erojen vertailu

Keskeiset termit: Austenitizing Temperature, Carburizing, Case Hardening, Differential Heat Treatment, Differential Surface Hardening, Flame Hardening, Hardening, Induction Hardening, Nitriding, Pintakarkaisu

Mikä on kotelon karkaisu

Kotelon karkaisu on prosessi, jossa kovetetaan metallin pinta infusoimalla elementtejä metallipinnalle muodostaen ohut kerros kovempaa seosta. Tätä ulkokerrosta kutsutaan "koteloksi", mikä johtaa tämän prosessin nimeämiseen kotelon kovettumisena.

Tarkastellaan esim. Pehmeän teräksen kotelon karkaisua esimerkkinä metalliseoksen kotelon kovettumisen ymmärtämiseksi. Kotelon karkaisumenetelmää käytetään yleensä metalliseoksissa, joissa on alhainen hiilipitoisuus, kuten mieto teräs. Pinnalle infusoitu elementti on hiili. Hiiltä levitetään noin 0,03 mm: n syvyyteen. Tämä tekee teräksen ytimen koskemattomaksi; ominaisuudet ovat siis ennallaan.

Kotelon karkaisuprosessi

Kuva 1: Teräs kuumennetaan punaiseksi ennen hiilen infusointia pintaan

Kotelon kovettumisprosessissa on kolme vaihetta:

1. Terästä kuumennetaan, kunnes se muuttuu punaiseksi.
2. Teräs poistetaan tulisijasta ja upotetaan näytteeseen elementistä, joka infusoidaan pintaan (esim. Hiili) ja annetaan jäähtyä hieman.
3. Terästä kuumennetaan jälleen, kunnes se kuumenee punaiseksi ja jäähdytetään kylmällä vedellä.

Näiden vaiheiden jälkeen teräs saa karkaistun pinnan ja pehmeän ytimen. Prosessi voidaan toistaa useita kertoja "kotelon" syvyyden lisäämiseksi. Yksi yleisimmistä hiilen lähteistä infuusiota varten on puuhiili.

Mikä on pinnan kovettuminen

Pinnan kovettuminen on prosessi, jolla lisätään ulkopinnan kovuutta, kun ydin pysyy pehmeänä.

Pinnan kovettuminen

Pinnan kovettamiseen on kaksi tapaa:

1. Differentiaalipinnan kovettuminen
2. Tasauspyörästön metallirakenne

Differentiaalinen pinnan karkaisu

Erilainen lämpökäsittely nostaa vain metalliseoksen pinnan austeniittiseen lämpötilaansa pitäen ytimen tämän lämpötilan alapuolella. Välittömästi sen jälkeen, kun pinta on saavuttanut kyseisen lämpötilan, se sammutetaan. Pinnan kovettumisprosesseja on kaksi pääasiallista: liekinkarkaisu ja induktiokarkaisu.

Liekin kovettuminen

Liekinkarkaisuprosessissa käytetään O: ta₂ kaasupolttimen avulla pinta saadaan nopeasti austeniittiseen lämpötilaan ja sen jälkeen sammutus.

Induktiokarkaisu

Tämä prosessi on samanlainen kuin liekinkarkaisuprosessi, mutta liekin sijasta käytetään sähköisesti indusoituja keloja. Nämä kelat luovat magneettikentän kelojen ympärille, mikä saa sähkövirran kulkemaan sen läpi. Teräksen sähkövastuksen vuoksi teräs kuumenee. Kun se lämmitetään haluttuun lämpötilaan, se sammutetaan nopeasti.

Kuva 2: Liekinkarkaistu hammasratas

Differentiaali metallirakenne

Erilainen metallirakenteen pinnan karkaisu tekee pinnasta kovemman kuin metallin sisäpuoli. Tämä voidaan tehdä kahdella eri tavalla: hiilihapotus ja nitraus

Hiilihapotus

Hiillitettäessä metalliseos sijoitetaan korkeaseen lämpötilaan useiksi tunniksi hiilipitoiseen ympäristöön. Lämpötilan tulisi olla korkeampi kuin metallin ylempi muuntumislämpötila (kriittinen lämpötila). Sitten hiili imeytyy teräkseen hiilipitoisesta ympäristöstä ja diffundoituu hitaasti pintakerroksiin.

Nitriding

Nitridointiprosessissa käytetään typpeä ja lämpöä. Tätä käytetään yleensä polttoaineen ruiskutuspumpuissa. Tässä menetelmässä typpeä hajotetaan teräksen pintaan hiilen sijasta. Nitraus voidaan tehdä alhaisemmissa lämpötiloissa kuin hiilihapotus.

Ero kotelon kovettumisen ja pinnan kovettumisen välillä

Määritelmä

Kotelon karkaisu: Kotelon karkaisu on prosessi, jossa kovetetaan metallin pinta infusoimalla elementtejä metallipinnalle muodostaen ohut kerros kovempaa seosta.

Pinnan kovettuminen: Pinnan kovettuminen on prosessi, jolla lisätään ulkopinnan kovuutta, kun ydin pysyy pehmeänä.

Menetelmä

Kotelon karkaisu: Kotelon karkaisu tapahtuu lämmittämällä terästä punaisella, lisäämällä hiiltä pinnalle ja sammuttamalla nopeasti.

Pinnan kovettuminen: Pinnan karkaisu suoritetaan kuumentamalla teräs austeniittiseen lämpötilaan pitäen ydin tämän lämpötilan alapuolella ja sammuttamalla sitten pinta välittömästi.

Suuri käyttö

Kotelon karkaisu: Kotelon karkaisua käytetään yleisesti vähähiilisiin metalliseoksiin, kuten mietoon teräkseen.

Pinnan kovettuminen: Pintakarkaisua käytetään monissa teräksestä valmistetuissa laitteissa.

Sammutus

Kotelon karkaisu: Kotelon kovettuminen ei vaadi välitöntä sammutusta.

Pinnan kovettuminen: Pinnan kovettuminen vaatii välitöntä sammutusta.

Johtopäätös

Kovettuminen on eräänlainen lämpökäsittely metallurgiassa. Kovettumisprosesseja on kahta tyyppiä: kotelon karkaisu ja pinnan kovettuminen. Tärkein ero kotelon kovettumisen ja pinnan kovettumisen välillä on se, että kotelon kovettaminen lisää metallin pinnan kovuutta infusoimalla elementtejä materiaalin pintaan muodostaen ohuen kerroksen kovempaa seosta, kun taas pinnan kovettuminen lisää pinnan kovuutta, kun ydin pysyy suhteellisen pehmeä.

Viite:

1. "Pinnan kovettuminen." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 1. marraskuuta 2016, saatavana täältä. Himanshu Verma, "Lämpökäsittelyprosessit". LinkedIn SlideShare, 4. toukokuuta 2017, saatavana täältä. "Kotelon karkaisu lievää terästä", TechnologyStudent, saatavana täältä.

Kuva:

1. ”Sepän työ” Jeff Kubina Columbiasta, Maryland-[1] (CC BY-SA 2.0) Commons Wikimedia2: n kautta. ”Liekkikarkaistu hammasratas”, Zaereth-Oma työ (CC BY-SA 4.0) Commons Wikimedian kautta