A kriogén keményedés olyan folyamat, amely kriogén hőmérsékleteket használ - −238 F alatti hőmérsékleteket. (−150 C.) a fém szemcseszerkezetének megerősítésére és fokozására. Anélkül, hogy ezen a folyamaton keresztülmenne, a fém hajlamos lehet rá megerőltetés és fáradtság.
3 Jótékony hatások
Bizonyos fémek kriogén kezelése három jótékony hatással jár:
- Nagyobb tartósság: A kriogén kezelés elősegíti a hőkezelt acélokban jelen lévő visszatartott ausztenit keményebb martenzit-acéldá történő átalakulását. Ez kevesebb hiányosságot és gyengeséget eredményez az acél szemcseszerkezetében.
- Jobb kopásállóság: A kriogén keményedés növeli az etakarbidok kicsapódását. Ezek finom karbidok, amelyek kötőanyagként támogatják a martenzit mátrixot, segítenek ellenállni a kopásnak és a korróziónak.
- Stresszoldás: Minden fémnek van maradványfeszültsége, amely akkor keletkezik, amikor folyékony fázisából szilárd fázisba szilárdul. Ezek a feszültségek gyenge területeket eredményezhetnek, amelyek hajlamosak a kudarcra. A kriogén kezelés egyenletesebb szemcseszerkezet létrehozásával csökkentheti ezeket a gyengeségeket.
Folyamat
A fémrész kriogén kezelésének folyamata a gáz halmazállapotú folyékony nitrogén alkalmazásával történik. A környezeti hőmérséklet és a kriogén hőmérséklet közötti lassú hűtési folyamat fontos a hőterhelés elkerülése érdekében.
Ezután a fémrészt –310 F körüli hőmérsékleten tartják. (–190 ° C) 20–24 órán át, mielőtt a hőkezelés +300 F körüli hőmérsékletet hozna. (+149 ° C). Ez a hőkezelési szakasz kritikus fontosságú minden olyan ridegség csökkentésében, amelyet a kriogén kezelési folyamat során a martenzit képződése okozhat.
A kriogén kezelés megváltoztatja a fém teljes szerkezetét, nemcsak a felületét. Tehát az előnyök nem vesznek el további feldolgozás, például őrlés eredményeként.
Mivel ez a folyamat egy komponensben megmaradt ausztenites acél kezelésére szolgál, nem hatékony a ferrit és az ausztenites kezelésében acélok. Ugyanakkor nagyon hatékony a hőkezelt martenzites acélok, például a magas széndioxid és a magas acélok fokozásában króm acélok, valamint szerszámacélok.
kívül acél-, kriogén keményítést is alkalmaznak a gipsz kezelésére Vas, rézötvözetek, alumínium, és magnézium. A folyamat két-hatszorosával javíthatja az ilyen típusú fém alkatrészek kopási élettartamát.
A kriogén kezeléseket először az 1960-as évek közepétől-végéig hozták forgalomba.
Alkalmazások
A kriogénnel kezelt fém alkatrészek alkalmazásai többek között a következő iparágakat tartalmazzák:
- Repülés és védelem (pl. Fegyverplatformok és irányító rendszerek)
- Autóipar (pl. Fék rotorok, sebességváltók és tengelykapcsolók)
- Vágóeszközök (pl. kések és fúrófejek)
- Hangszerek (pl. Rézfúvósok, zongorahuzalok és kábelek)
- Orvosi (pl. Sebészeti eszközök és szikék)
- Sport (pl. Lőfegyverek, horgászfelszerelések és kerékpáralkatrészek)