Główna różnica – utwardzanie powierzchniowe a utwardzanie powierzchniowe

Obróbka cieplna to wykorzystanie ciepła do modyfikacji właściwości materiału, zwłaszcza w metalurgii. Jest to rodzaj procesu przemysłowego związanego ze zmianą właściwości chemicznych i fizycznych metali i stopów metali. Istnieją cztery główne rodzaje metod obróbki cieplnej, takie jak wyżarzanie, odpuszczanie, hartowanie i normalizowanie. Hartowanie to proces zwiększania twardości metalu. Istnieją dwa główne rodzaje procesów hartowania, takie jak hartowanie powierzchniowe i hartowanie powierzchniowe. Główną różnicą między hartowaniem powierzchniowym a hartowaniem powierzchniowym jest to, że utwardzanie powierzchniowe zwiększa twardość powierzchni metalu poprzez wtapianie pierwiastków w powierzchnię materiału, tworząc cienką warstwę twardszego stopu, podczas gdy utwardzanie powierzchniowe zwiększa twardość powierzchni, podczas gdy rdzeń pozostaje stosunkowo miękki.

Kluczowe obszary objęte

1. Co to jest utwardzanie powierzchniowe? – Definicja, kroki metody 2. Co to jest utwardzanie powierzchni? – Definicja, różnicowe hartowanie powierzchni, różnicowe hartowanie powierzchni konstrukcji metalowej 3. Jaka jest różnica między hartowaniem powierzchniowym a hartowaniem powierzchniowym? – Porównanie kluczowych różnic

Kluczowe warunki: temperatura austenityzacji, nawęglanie, hartowanie powierzchniowe, różnicowa obróbka cieplna, różnicowe hartowanie powierzchniowe, hartowanie płomieniowe, hartowanie, hartowanie indukcyjne, azotowanie, hartowanie powierzchniowe

Co to jest utwardzanie powierzchniowe?

Nawęglanie to proces utwardzania powierzchni metalu poprzez wtapianie pierwiastków na powierzchnię metalu, tworząc cienką warstwę twardszego stopu. Ta zewnętrzna warstwa nazywana jest „skrzynią”, co prowadzi do określenia tego procesu jako utwardzania powierzchniowego.

Rozważmy nawęglanie stali miękkiej jako przykład, aby zrozumieć nawęglanie stopu metalu. Metoda utwardzania powierzchniowego jest zwykle stosowana w przypadku stopów metali o niskiej zawartości węgla, takich jak stal miękka. Pierwiastkiem nasyconym na powierzchni jest węgiel. Węgiel nakłada się na głębokość około 0,03 mm. Dzięki temu rdzeń stali pozostaje nietknięty; w ten sposób właściwości pozostają niezmienione.

Proces utwardzania powierzchniowego

Rysunek 1: Stal jest podgrzewana na czerwono przed wprowadzeniem węgla na powierzchnię

Proces utwardzania powierzchni składa się z trzech etapów:

1. Stal jest podgrzewana, aż stanie się czerwona.
2. Stal jest wyjmowana z paleniska i zanurzana w próbce pierwiastka, który ma być wprowadzony na powierzchnię (np. węgiel) i pozostawia się trochę do ostygnięcia.
3. Stal jest ponownie podgrzewana, aż stanie się czerwona i schłodzona zimną wodą.

Po wykonaniu tych kroków stal uzyskuje hartowaną powierzchnię i miękki rdzeń. Proces można powtórzyć kilka razy, aby zwiększyć głębokość „sprawy”. Jednym z najczęstszych źródeł węgla do zaparzania jest pył węglowy.

Co to jest hartowanie powierzchni?

Utwardzanie powierzchniowe to proces zwiększania twardości powierzchni zewnętrznej, podczas gdy rdzeń pozostaje miękki.

Proces utwardzania powierzchni

Istnieją dwie metody utwardzania powierzchni:

1. Różnicowe hartowanie powierzchni
2. Różnicowa konstrukcja metalowa

Różnicowe hartowanie powierzchni

Różnicowa obróbka cieplna doprowadza tylko powierzchnię stopu metalu do jego temperatury austenityzacji, jednocześnie utrzymując rdzeń poniżej tej temperatury. Natychmiast po osiągnięciu tej temperatury powierzchnia jest hartowana. Istnieją dwa główne procesy różnicowego hartowania powierzchni: hartowanie płomieniowe i hartowanie indukcyjne.

Hartowanie płomieniowe

Proces hartowania płomieniowego wykorzystuje O₂ palnik gazowy do szybkiego doprowadzenia powierzchni do temperatury austenityzacji, a następnie hartowania.

Hartowanie indukcyjne

Proces ten jest podobny do procesu utwardzania płomieniowego, ale wykorzystuje cewki indukowane elektrycznie zamiast płomienia. Cewki te wytwarzają pole magnetyczne wokół cewek, indukując przepływający przez nie prąd elektryczny. Ze względu na opór elektryczny stali, stal nagrzewa się. Po podgrzaniu do żądanej temperatury jest szybko hartowany.

Rysunek 2: Utwardzona w płomieniu zębatka

Różnicowa struktura metalowa

Zróżnicowany proces utwardzania powierzchni metalowej struktury sprawia, że ​​powierzchnia jest bardziej utwardzona niż wnętrze metalu. Można to zrobić na dwa różne sposoby: nawęglanie i azotowanie

Nawęglanie

Podczas nawęglania stop metalu jest umieszczany w wysokiej temperaturze na kilka godzin w środowisku węglowym. Temperatura powinna być wyższa niż górna temperatura przemiany metalu (temperatura krytyczna). Następnie węgiel jest wchłaniany do stali ze środowiska węglowego i powoli dyfundowany do warstw powierzchniowych.

Azotowanie

Proces azotowania wykorzystuje azot i ciepło. Jest to zwykle używane w pompach wtryskowych paliwa. W tej metodzie na powierzchnię stali zamiast węgla dyfunduje azot. Azotowanie można przeprowadzić w niższych temperaturach niż nawęglanie.

Różnica między hartowaniem powierzchniowym a hartowaniem powierzchniowym

Definicja

Hartowanie powierzchniowe: Nawęglanie to proces utwardzania powierzchni metalu poprzez wtapianie pierwiastków na powierzchnię metalu, tworząc cienką warstwę twardszego stopu.

Utwardzanie powierzchniowe: Utwardzanie powierzchniowe to proces zwiększania twardości powierzchni zewnętrznej, podczas gdy rdzeń pozostaje miękki.

metoda

Hartowanie powierzchniowe: Utwardzanie powierzchniowe odbywa się poprzez podgrzewanie stali na czerwono, nasycanie węglem powierzchni i szybkie hartowanie.

Utwardzanie powierzchniowe: Utwardzanie powierzchniowe odbywa się poprzez podgrzanie stali do temperatury austenityzacji przy jednoczesnym utrzymaniu rdzenia poniżej tej temperatury, a następnie natychmiastowym hartowaniu powierzchni.

Główne zastosowanie

Hartowanie powierzchniowe: Utwardzanie powierzchniowe jest powszechnie stosowane w przypadku stopów metali o niskiej zawartości węgla, takich jak stal miękka.

Utwardzanie powierzchniowe: Hartowanie powierzchniowe jest stosowane w wielu urządzeniach wykonanych ze stali.

hartowanie

Hartowanie powierzchniowe: Hartowanie powierzchniowe nie wymaga natychmiastowego hartowania.

Utwardzanie powierzchniowe: Utwardzanie powierzchni wymaga natychmiastowego hartowania.

Wniosek

Hartowanie to rodzaj obróbki cieplnej w metalurgii. Istnieją dwa rodzaje procesów hartowania, takie jak hartowanie powierzchniowe i hartowanie powierzchniowe. Główna różnica między nawęglaniem a hartowaniem powierzchniowym polega na tym, że hartowanie powierzchniowe zwiększa twardość powierzchni metalu poprzez wtopienie pierwiastków w powierzchnię materiału, tworząc cienką warstwę twardszego stopu, podczas gdy hartowanie powierzchniowe zwiększa twardość powierzchni, podczas gdy rdzeń pozostaje stosunkowo miękkie.

Referencja:

1. „Utwardzanie powierzchni”. Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 1 listopada 2016 r., Dostępne tutaj.2. Himanshu Verma, „Procesy obróbki cieplnej”. LinkedIn SlideShare, 4 maja 2017 r., Dostępne tutaj.3. „Hardowanie powierzchniowe stali miękkiej”, TechnologyStudent, dostępne tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Praca kowala” Jeff Kubina z Columbia, Maryland – [1] (CC BY-SA 2.0) przez Commons Wikimedia2. „Zębatka hartowana płomieniem” Autor: Zaereth - Praca własna (CC BY-SA 4.0) przez Commons Wikimedia