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淬火

淬火

作为最常见的热处理形式之一,淬火作为一种改变金属物理性质的方法已经流行了几个世纪。今天,制造商仍然广泛采用这一工艺。

在淬火过程中,制造商将非常热的金属浸入冷却介质中,以获得温度的突然快速下降。这种快速的温度转变阻止了大多数金属发生软化变化,而软化变化发生在更缓慢的冷却过程中。精确的淬火效果因组成金属及其合金的性质而异。淬火使大多数钢和铁合金变硬。

淬火过程

淬火过程发生在制造商将金属加热到高于其再结晶温度的点之后。应用高热使固体物质开始液化。例如,应用高热有助于细化许多钢和铁合金的内部晶粒结构。把黑色金属物体的温度提高到临界点以上,就会破坏其组成原子的对称晶格排列。

例如,制造商将大多数碳钢合金加热到1674华氏度以上,会引起热膨胀,使金属中的铁原子脱离晶格状固体结构。它们开始更自由地移动。在这种情况下,铁原子经常与金属中的另一种元素碳形成键。快速淬火有助于在新再凝固的钢中保持这些高温变化。

通过在冷却介质中快速淬火铁类物体,制造商可以防止热金属熔化成液体形状,并完全失去其固体结构。重要的是,这一过程还能使钢保留在高温下发生的更细的内部晶粒重组的好处。淬火有助于保持分子变化,这有助于提高钢的硬度。

为了产生所需的变化,在大批量生产设置中,淬火必须在非常特定的参数内发生。再加热和淬火的温度水平和速度在生产满足客户要求的淬火钢中起着重要的作用。制造商必须密切关注金属合金的成分,以确定最佳的淬火方案,以达到预期的结果。

例如,过快淬火金属会导致裂纹甚至断裂。由于外部脆性的发展,它可能有助于在物体内部产生内应力。另外,淬火速度过慢有时也会无意中导致热金属冷却慢于最佳状态。制造公司通过实施强有力的质量控制措施来实现淬火效益。

淬火介质

过去,铁匠将从火中提取的热金属零件浸入冷水中进行淬火。现代的淬火技术已经变得更加复杂。它发生在不同的制造设置。用于实施这一硬化过程的设备范围从技术相对较低的铁匠工作室到配备各种淬火介质和温度控制选项的专业现代化工厂。

例如,大多数产量大的钢铁厂和金属零件生产厂已经实现了这一过程的自动化。此外,根据金属和生产规格,制造商有时选择多种可用的淬火介质。在这些设置中用于淬火的物质通常包括水、油、特殊聚合物、盐水或气体。每种流行的淬火介质都有各自的优缺点:

水是淬火热金属的传统物质,在今天仍然发挥着重要的作用。一些制造商在淬火过程中使用淡水。

石油

油浴可作为某些钢合金的淬火介质,特别是一些高强度品种的钢。这一过程经常与渗碳一起发生,渗碳是一些制造商用来获得表面硬化的过程。

专门的聚合物

某些制造商已经开发了用于金属零件制造过程中特殊淬火用途的专用聚合物。这些化学品中有许多属于专利配方的范围。

盐的盐水

在一些地方,制造商使用盐水浴来淬火某些种类的钢合金。盐水中的盐类成分可能不同,这取决于生产规格。

气体

强制空气气体也提供了淬火介质在现代工业零件制造设置。例如,制造商经常使用氮气。涉及氮气或氨气的淬火过程有时与氮化处理同时发生,氮化处理广泛用于硬化一些特殊高碳钢的表面。

应用程序

由于淬火仍然是淬火许多钢项目的流行工艺,它享有悠久的历史,它获得了许多应用。例如,在前几个世纪里,这种硬化黑色金属的方法经常在精细钢剑和军刀的生产中发挥作用。

淬火也可能提供一种高成本效益的方法来硬化各种其他金属产品。例如,在一些地方,制造商通过淬火使某些小型发动机部件、工具和消费品完全(或部分)硬化。

淬火的关键优势

淬火作为一种硬化黑色金属制品的工艺具有一些重要的优点。首先,这个过程有时发生在非常“低技术”的环境中。即使是相对较小的企业也可能发现,这种工艺提供了一种在制造环境中硬化钢材的可行方法。

其次,淬火作为一种工艺与其他一些广泛使用的热处理工艺相结合,如渗碳、氮化、退火和正火。它提供了一种方法,使钢铁制品更耐磨,可能更持久。如今,一些金属零件制造商将淬火作为抛光过程中的常规自动化步骤。

第三,淬火可能适用于各种不同尺寸的产品。这个过程可以很好地硬化小的和大的物品。


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