Mis on kustutamine?

Metallurgias on kustutamine määratletud kui "kontrollitud soojuse eraldamine". Kõige olulisem sõna selles määratluses on "kontrollitud". Karastus on kiire meetod metallide taastamiseks toatemperatuurile pärast kuumtöötlust, et jahutusprotsess ei muudaks oluliselt metalli mikrostruktuuri. Kastes metalleseme õlisse või vette, nimetatakse vedela või sundõhu valikut keskkonnaks, mille järel metall tekkides kiiresti kõrgete temperatuuride eest maha jahutatakse. Seda kasutatakse sageli kristallstruktuuri või faasijaotusega seotud mehaaniliste omaduste säilitamiseks, mis aeglasel jahutamisel kaovad. Seda tehnikat kasutatakse tavaliselt terasest esemete puhul, mis annavad kõvaduse. Teisest küljest saab normaaltemperatuuril vasardamise või muu deformatsiooniga karastatud vasest esemeid kuumutamise ja karastamise teel taastada tempermalmist.

Kuidas kustutada

Tavaliselt kasutatavate karastusvahendite hulka kuuluvad eriotstarbelised polümeerid, sundõhu konvektsioon, magevesi, soolvesi ja õli. Vesi on tõhus vahend, kui eesmärk on saavutada terase maksimaalne kõvadus. Vee kasutamine võib aga põhjustada metalli pragunemist või deformeerumist.

Kui äärmist kõvadust ei nõuta, võib karastamise protsessis kasutada mineraalõli, vaalaõli või puuvillaseemneõli. Asjatundmatule võib kustutamisprotsess tunduda dramaatiline. Kui metallitööline kannab kuuma metalli valitud keskkonda, tõuseb metallist suur hulk auru.

Kustutuskeskkond

Kustutusprotsessi läbiviimiseks on saadaval mitmesuguseid karastusmeediume. Igal söötmel on oma ainulaadsed karastusomadused. Kasutatava kandja tüübi puhul tuleb arvesse võtta jahutuskiirust, jahutuskandja keskkonnaprobleeme, jahutuskandja asendamist ja jahutuskandja maksumust. Järgmised on peamised kustutusvahendite tüübid:

Õhk

Õli

vesi

soolvees

Õhk

Õhk on populaarne jahutusvahend, mida kasutatakse karastamise eesmärgil metallide jahutamiseks. Taskukohasus on õhu üks peamisi eeliseid. Selle taskukohasus tuleneb selle küllusest maa peal. Tegelikult loetakse õhuga kustutatuks igasugust materjali, mida kuumutatakse ja seejärel jahutatakse toatemperatuurini lihtsalt seistes. Õhkkarastus on ka tahtlikum, kui see surutakse kokku ja surutakse ümber karastatava metalli. See jahutab osi kiiremini kui liikumatu õhk, kuigi isegi suruõhk võib paljusid metalle mehaaniliste omaduste muutmiseks liiga aeglaselt jahutada.

Õli

Õli suudab kuumutatud metalli kustutada kiiremini kui suruõhk. Õliga kustutamiseks aseta kuumutatud osa mingi õliga täidetud paaki. Õli saab ka läbi osade loputada. Erinevate jahutuskiiruste ja leekpunktide tõttu kasutatakse olenevalt rakendusest tavaliselt erinevat tüüpi õlisid. Õli kustutamiskiirus on aga palju väiksem kui vee oma. Ferriit ja troostiit võivad tekkida isegi väikeste portsjonitena. Vee ja õli vahepealsed kiirused on saavutatavad veega, mis sisaldab 10-30 protsenti Uconi – ainet, mille lahustuvus on pöördvõrdeline ja ladestub seetõttu objektidele, et aeglustada jahutuskiirust. Deformatsiooni minimeerimiseks tuleks pikad silindrilised objektid kustutada vertikaalselt, lamedate osade servad ja paksud osad sisenevad sulabasseini enne. Selleks, et aurumullid ei moodustaks pehmeid kohti, tuleks veejahutusvanni loksutada.

Vesi

Vesi on samuti võimeline kiiresti kustutama kuumutatud metalle. See jahutab metalli kiiremini kui õli. Sarnaselt õliga kustutamisele täidetakse paak veega ja kuumutatud metall uputatakse sellesse. Seda saab ka läbi osade loputada. Vee üheks eeliseks on see, et keskkonna süttivus ei ole probleem. Lisaks on vesi üks tõhusamaid jahutusvahendeid, mis nõuab maksimaalset karedust, kuid see on altid toote deformeerumisele ja pragunemisele. Kui tugevust saab ohverdada, kasutage vaala-, puuvillaseemne- ja mineraalõlisid. Need kipuvad oksüdeeruma ja moodustama muda, vähendades tõhusust.

Soolvesi

Soolvesi on vee ja soola segu. Soolane vesi jahtub kiiremini kui õhk, vesi ja õli. Põhjus on selles, et soola ja vee segu takistab mullide tekkimist, kui see puutub kokku kuumutatud metalliga. See tähendab, et suurem osa metalli pindalast kaetakse pigem vedelikuga kui mullidega.

Karastatud teras

Karastusprotsessist rääkides väärib terast eraldi mainimist, kuna selle mehaanilised omadused on karastamise suhtes väga tundlikud. Karastusprotsessi abil, mida nimetatakse karastamiseks, tõstetakse teras temperatuurini, mis on kõrgem selle ümberkristallimistemperatuurist ja jahutatakse kiiresti läbi karastusprotsessi. Võrreldes aeglase jahutamisega muudab kiire karastamine terase kristallstruktuuri. Sõltuvalt terase süsinikusisaldusest ja legeerelementidest võib see karastuskõvenemisprotsessi käigus jätta endast maha kõvema ja rabedama mikrostruktuuri, nagu martensiit või bainiit. Need mikrostruktuurid suurendavad terase tugevust ja kõvadust. Kuid need muudavad terase pragunemise vastuvõtlikuks ja vähendavad oluliselt elastsust. Sel põhjusel lõõmutatakse või normaliseeritakse mõnda terast pärast karastuskarastamist.

Kustutusprotsess

Karastusprotsess on ette nähtud metalli mikrostruktuuri muutmiseks koos termiliste protsessidega. Kui seda tehakse õigesti, annab see valu maksimaalse tugevuse ja hea venivuse.

Terase karastamine toimub tavaliselt vette, õlisse, polümeerilahusesse või soola sisse kastmise teel, kuigi mõnikord kasutatakse ka sundõhku. Karastamise tulemusel peab tootmisriistvara välja töötama vastuvõetava karastatud mikrostruktuuri ning kriitilistes piirkondades peavad mehaanilised omadused vastama minimaalsetele spetsifikatsioonidele pärast detaili karastamist. Karastamise efektiivsus sõltub karastusaine jahutusomadustest terase karastusvõime suhtes. Seetõttu võivad tulemused terase koostise või segamise, temperatuuri ja jahutusaine tüübi muutmisel erineda.

Kustutussüsteemi ülesehitus ja süsteemi hoolduse põhjalikkus aitavad kaasa protsessi õnnestumisele. Osa konstruktsioon aitab kaasa ka mehaanilistele omadustele ja karastumisest tulenevatele moonutustele.