Διαφορά μεταξύ ανόπτησης σκλήρυνσης και σκλήρυνσης

Κύρια διαφορά – ανόπτηση έναντι σκλήρυνσης έναντι σκλήρυνσης

Η θερμική επεξεργασία είναι η χρήση θερμότητας για την τροποποίηση των ιδιοτήτων ενός υλικού, ειδικά στη μεταλλουργία. Είναι ένας τύπος βιομηχανικής διαδικασίας που εμπλέκεται στην αλλαγή των χημικών και φυσικών ιδιοτήτων των μετάλλων και των κραμάτων μετάλλων. Υπάρχουν τέσσερις κύριοι τύποι μεθόδων θερμικής επεξεργασίας όπως η ανόπτηση, η σκλήρυνση, η σκλήρυνση και η κανονικοποίηση. Η ανόπτηση είναι μια διαδικασία θερμικής επεξεργασίας που χρησιμοποιείται για το μαλάκωμα των υλικών ή για την απόκτηση άλλων επιθυμητών ιδιοτήτων, όπως ικανότητα μηχανικής επεξεργασίας, ηλεκτρικές ιδιότητες, σταθερότητα διαστάσεων κ.λπ. Η σκλήρυνση ή η απόσβεση είναι η διαδικασία αύξησης της σκληρότητας ενός μετάλλου. Η σκλήρυνση είναι η διαδικασία θέρμανσης μιας ουσίας σε θερμοκρασία κάτω από το κρίσιμο εύρος της, συγκράτησης και στη συνέχεια ψύξης. Η κύρια διαφορά μεταξύ της σκλήρυνσης ανόπτησης και της σκλήρυνσης είναι ότι η ανόπτηση γίνεται για να μαλακώσει ένα μέταλλο ή ένα κράμα και η σκλήρυνση γίνεται για να αυξηθεί η σκληρότητα ενός μετάλλου ή ενός κράματος, ενώ η σκλήρυνση γίνεται για να μειωθεί η ευθραυστότητα του σβησμένου μετάλλου ή ενός κράματος.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι το Annealing
     – Ορισμός, Διαδικασία, Σκοποί ανόπτησης
2. Τι είναι το Hardening
     – Ορισμός, διεργασία, τύποι διεργασιών σκλήρυνσης
3. Τι είναι το Tempering
     – Ορισμός, Διαδικασία, Austempering
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της σκλήρυνσης ανόπτησης και της σκλήρυνσης
     – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:κράμα, ανόπτηση, λίπανση, ενανθράκωση, σκλήρυνση με φλόγα, σκλήρυνση, επαγωγική σκλήρυνση, μέταλλο, μεταλλουργία, νιτρίωση, κανονικοποίηση, σβήσιμο, σκλήρυνση επιφάνειας, σκλήρυνση

Τι είναι το Annealing

Η ανόπτηση είναι η διαδικασία μαλακώματος ενός υλικού για να αποκτηθούν οι επιθυμητές χημικές και φυσικές ιδιότητες. Μερικές από αυτές τις επιθυμητές ιδιότητες περιλαμβάνουν τη μηχανική επεξεργασία, τη συγκολλησιμότητα, τη σταθερότητα των διαστάσεων κ.λπ. Είναι ένας τύπος θερμικής επεξεργασίας.

Η διαδικασία ανόπτησης περιλαμβάνει τη θέρμανση ενός μετάλλου στην ή κοντά στην κρίσιμη θερμοκρασία (κρίσιμη θερμοκρασία είναι η θερμοκρασία στην οποία αλλάζει η κρυσταλλική φάση του μετάλλου). Η θέρμανση σε τόσο υψηλή θερμοκρασία το καθιστά κατάλληλο για κατασκευή. Μετά τη θέρμανση, το μέταλλο πρέπει να ψυχθεί σε θερμοκρασία δωματίου. Αυτό μπορεί να γίνει σε φούρνο.

Εικόνα 1:Ανοπτώντας μια ασημένια λωρίδα

Η αργή ψύξη του μετάλλου παράγει μια εκλεπτυσμένη μικροδομή. Αυτό μπορεί να διαχωρίσει εν μέρει ή πλήρως τα συστατικά. Η διαδικασία επεξεργασίας ανόπτησης μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για καθαρά μέταλλα και κράματα. Σύμφωνα με τη διαδικασία, τα σιδηρούχα μέταλλα κατηγοριοποιούνται ως εξής.

• Κράματα σιδήρου με πλήρη ανόπτηση (χρησιμοποιήστε πολύ αργή διαδικασία ψύξης)
• Επεξεργασία ανόπτησης σιδηρούχων κραμάτων (ο ρυθμός ψύξης μπορεί να είναι ταχύτερος)

Άλλα μέταλλα όπως ο ορείχαλκος, το ασήμι, ο χαλκός μπορούν να ανόπτονται πλήρως αλλά ψύχονται γρήγορα. Αυτό μπορεί να γίνει με σβήσιμο στο νερό.

Τι είναι η σκλήρυνση

Η σκλήρυνση είναι η διαδικασία αύξησης της σκληρότητας ενός υλικού. Η σκλήρυνση αυξάνει την αντοχή του υλικού. Η σκλήρυνση γίνεται συχνά με σβήσιμο . Στη διαδικασία σβέσης ενός μετάλλου, το μέταλλο θερμαίνεται σε ωστενιτική κρυσταλλική φάση και στη συνέχεια ψύχεται γρήγορα. Η ψύξη μπορεί να γίνει είτε με εξαναγκασμένο αέρα, είτε με άλλα αέρια όπως άζωτο, λάδι, άλμη κ.λπ. (επιλέγεται ανάλογα με τον τύπο του κράματος και τα συστατικά του).

Η διαδικασία σκλήρυνσης αυξάνει την αντοχή και τις ιδιότητες φθοράς του μετάλλου. Αλλά η παρουσία επαρκούς περιεκτικότητας σε άνθρακα και κράμα είναι απαραίτητη προϋπόθεση για τη σκλήρυνση. Η σκλήρυνση μπορεί να γίνει για κράματα μετάλλων όπως ο χάλυβας. Ωστόσο, η σκλήρυνση με αυτόν τον τρόπο κάνει το μέταλλο να γίνεται εύθραυστο. Επομένως, η διαδικασία σκλήρυνσης πραγματοποιείται συνήθως ακολουθούμενη από τη διαδικασία σκλήρυνσης.

Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι διεργασιών σκλήρυνσης. επιφανειακή σκλήρυνση και σκλήρυνση θήκης.

Επιφανειακή σκλήρυνση

Η επιφανειακή σκλήρυνση αυξάνει τη σκληρότητα της εξωτερικής επιφάνειας ενώ ο πυρήνας παραμένει μαλακός. Η επιφανειακή σκλήρυνση μπορεί να γίνει με διάφορες μεθόδους, όπως ενανθράκωση, νιτρίωση και σκλήρυνση με φλόγα/επαγωγική σκλήρυνση.

• Σε ανθρακοποίηση , το κράμα μετάλλου τοποθετείται σε υψηλή θερμοκρασία για αρκετές ώρες σε ανθρακούχο περιβάλλον.
• Νιτρίωση χρησιμοποιεί άζωτο και θερμότητα. Αυτό χρησιμοποιείται συνήθως για αντλίες έγχυσης καυσίμου.
• Σε σκλήρυνση με φλόγα/επαγωγική σκλήρυνση , εφαρμόζεται θερμότητα για μικρό χρονικό διάστημα με τη μορφή φλόγας και το μέταλλο σβήνει αμέσως.

Εικόνα 2:Αντλία έγχυσης καυσίμου

Case Hardening

Η σκλήρυνση της θήκης αυξάνει τη σκληρότητα της επιφάνειας εγχύοντας στοιχεία στην επιφάνεια του υλικού και σχηματίζοντας ένα λεπτό στρώμα σκληρότερου κράματος. Η σκλήρυνση της θήκης αυξάνει την αντίσταση στη φθορά του εξοπλισμού χωρίς να αλλοιώνονται τα εσωτερικά μέρη.

Τι είναι το Tempering

Η σκλήρυνση είναι η διαδικασία θέρμανσης μιας ουσίας σε θερμοκρασία κάτω από το κρίσιμο εύρος της, συγκράτησης και μετά ψύξης. Αυτό γίνεται για να αποκτηθούν οι επιθυμητές ιδιότητες. Η σκλήρυνση πραγματοποιείται συχνά για προηγουμένως σβησμένο ή κανονικοποιημένο χάλυβα. Η διαδικασία σκλήρυνσης είναι χρήσιμη για τη μείωση της ευθραυστότητας του σβησμένου χάλυβα. Η θερμοκρασία στην οποία γίνεται το σκλήρυνση επηρεάζει άμεσα τη σκληρότητα του υλικού. Οι υψηλότερες θερμοκρασίες μειώνουν τη σκληρότητα.

Εικόνα 3:Μετριασμός χρωμάτων χάλυβα

Η σκλήρυνση γίνεται με εκ νέου θέρμανση του κράματος μετάλλου σε θερμοκρασία χαμηλότερη από την κρίσιμη θερμοκρασία (κρίσιμη θερμοκρασία είναι η θερμοκρασία στην οποία αλλάζει η κρυσταλλική φάση του μετάλλου). Στη συνέχεια το υλικό διατηρείται σε αυτή τη θερμοκρασία για κάποιο χρονικό διάστημα, ακολουθούμενο από ψύξη. Η ψύξη μπορεί να είναι είτε σβέση είτε ψύξη αέρα.

Μια υποκατηγορία του μετριασμού είναι αυστηρό . Εφαρμόζεται κυρίως σε σιδηρούχα μέταλλα όπως ο χάλυβας και ο όλκιμος σίδηρος. Χρησιμοποιείται για τη βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων των μεταλλικών κραμάτων μειώνοντας ή εξαλείφοντας την παραμόρφωση.

Διαφορά μεταξύ της σκλήρυνσης ανόπτησης και της σκλήρυνσης

Ορισμός

Ανόπτηση: Η ανόπτηση είναι η διαδικασία μαλακώματος ενός υλικού για να αποκτηθούν οι επιθυμητές χημικές και φυσικές ιδιότητες.

Σκληρότητα: Η σκλήρυνση ή η σβέση είναι η διαδικασία αύξησης της σκληρότητας ενός υλικού.

Μετριασμός: Η σκλήρυνση είναι η διαδικασία θέρμανσης μιας ουσίας σε θερμοκρασία κάτω από το κρίσιμο εύρος της, συγκράτησης και μετά ψύξης.

Διαδικασία

Ανόπτηση: Η διαδικασία ανόπτησης περιλαμβάνει τη θέρμανση ενός μετάλλου στην ή κοντά στην κρίσιμη θερμοκρασία που ακολουθείται από ψύξη σε θερμοκρασία δωματίου πολύ αργά σε ένα φούρνο.

Σκληρότητα: Στη διαδικασία σκλήρυνσης, το μέταλλο θερμαίνεται σε φάση ωστενιτικού κρυστάλλου και στη συνέχεια ψύχεται γρήγορα.

Μετριασμός: Η σκλήρυνση γίνεται με εκ νέου θέρμανση του κράματος μετάλλων σε θερμοκρασία χαμηλότερη από την κρίσιμη θερμοκρασία, διατήρηση για κάποιο χρονικό διάστημα και ψύξη.

Σκοπός

Ανόπτηση: Η ανόπτηση μαλακώνει τα υλικά.

Σκληρότητα: Η σκλήρυνση αυξάνει τη σκληρότητα και την αντοχή υλικών όπως κράματα μετάλλων.

Μετριασμός: Η σκλήρυνση μειώνει την ευθραυστότητα των μετάλλων.

Εφαρμογές

Ανόπτηση: Η ανόπτηση χρησιμοποιείται για μέταλλα και κράματα μετάλλων.

Σκληρότητα: Η σκλήρυνση χρησιμοποιείται για κράματα μετάλλων που περιέχουν επαρκή περιεκτικότητα σε άνθρακα και κράμα.

Μετριασμός: Η σκλήρυνση χρησιμοποιείται κυρίως για χάλυβα.

Συμπέρασμα

Η ανόπτηση, η σκλήρυνση και η σκλήρυνση είναι διαδικασίες θερμικής επεξεργασίας. Η κύρια διαφορά μεταξύ της σκλήρυνσης ανόπτησης και της σκλήρυνσης είναι ότι η ανόπτηση γίνεται για να μαλακώσει ένα μέταλλο ή ένα κράμα και η σκλήρυνση για να αυξηθεί η σκληρότητα ενός μετάλλου ή ενός κράματος, ενώ η σκλήρυνση γίνεται για να μειωθεί η ευθραυστότητα του σβησμένου μετάλλου ή ενός κράματος.

Αναφορά:

1. Himanshu Verma. «Διαδικασίες θερμικής επεξεργασίας». LinkedIn SlideShare, 4 Μαΐου 2017, Διαθέσιμο εδώ.
2. «Σκληρύνσεις μετάλλων / Σβήσιμο μετάλλων / Μετριασμό μετάλλων». Hardening, Quenching, Tempering στο Metlab of Wyndmoor PA., Διαθέσιμο εδώ.
3. Gulfam Hussain, Material Engineer Follow. «Σκληρότητα (Θερμική επεξεργασία) Σβήσιμο». LinkedIn SlideShare, 28 Μαρτίου 2016, Διαθέσιμο εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. "Annealing a silver strip" By Mauro Cateb – Own work (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. “Simms fuel injection pump, Fordson tractor, Cophill Farm vintage rally 2012” By Andy Dingley – Own εργασία (CC BY-SA 3.0) μέσω Commons Wikimedia
3. «Πρότυπα σκλήρυνσης που χρησιμοποιούνται στη σιδηρουργία» Από Zaereth – Δική εργασία (CC0) μέσω Commons Wikimedia