Πώς επηρεάζει η θέρμανση ή η ψύξη μέταλλο;
θέρμανση:
* επέκταση: Τα μέταλλα επεκτείνονται όταν θερμαίνονται. Αυτό οφείλεται στην αυξημένη κινητική ενέργεια των ατόμων, προκαλώντας τους να δονείται πιο έντονα και να καταλαμβάνουν μεγαλύτερο όγκο. Αυτή η επέκταση είναι προβλέψιμη και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε εφαρμογές όπως τα διμέδια, οι οποίες χρησιμοποιούνται σε θερμοστάτες και άλλες συσκευές ευαίσθητες στη θερμοκρασία.
* Μαλακοποίηση: Καθώς τα μέταλλα θερμαίνονται, η αντίσταση τους στην παραμόρφωση μειώνεται. Αυτό τους καθιστά ευκολότερο να εργαστούν, όπως στη σφυρηλάτηση ή την κυλινδρική.
* Αλλαγές στην κρυσταλλική δομή: Ορισμένα μέταλλα υποβάλλονται σε μετασχηματισμούς φάσης όταν θερμαίνονται, μεταβάλλοντας την κρυσταλλική δομή τους. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε αλλαγές σε ιδιότητες όπως η δύναμη, η ολκιμότητα και η ηλεκτρική αγωγιμότητα. Για παράδειγμα, ο χάλυβας υφίσταται αλλαγή φάσης από φερρίτη σε ωστενίτη σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, η οποία του επιτρέπει να σκληρυνθεί με θερμική επεξεργασία.
* τήξη: Η θέρμανση ενός μετάλλου πέρα από το σημείο τήξης του προκαλεί τη μετάβαση από μια στερεά σε υγρή κατάσταση. Αυτή η μετάβαση είναι αναστρέψιμη και χρησιμοποιείται στη χύτευση και τη συγκόλληση.
* Οξείδωση: Τα μέταλλα θέρμανσης παρουσία οξυγόνου μπορούν να οδηγήσουν σε οξείδωση ή στον σχηματισμό μεταλλικών οξειδίων στην επιφάνεια. Αυτή η διαδικασία μπορεί να αποδυναμώσει το μέταλλο ή ακόμα και να το καταστήσει άχρηστο.
Ψύξη:
* Σύσπαση: Τα μέταλλα συμβάλλουν όταν ψύχεται, επιστρέφοντας στο αρχικό τους μέγεθος. Αυτό είναι το αντίθετο της επέκτασης.
* Σκλήρυνση: Τα μέταλλα ψύξης γρήγορα από υψηλή θερμοκρασία μπορούν να οδηγήσουν σε σκλήρυνση, καθιστώντας τα ισχυρότερα και πιο εύθραυστα. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται σβέση και χρησιμοποιείται στη θερμική επεξεργασία των μετάλλων.
* ανόπτηση: Τα μέταλλα ψύξης αργά από υψηλή θερμοκρασία μπορούν να οδηγήσουν σε ανόπτηση, η οποία μαλακώνει το μέταλλο και ανακουφίζει τις εσωτερικές τάσεις. Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιείται για τη βελτίωση της ολκιμότητας και τη μείωση της ευγένειας.
* στερεοποίηση: Η ψύξη ενός τετηγμένου μετάλλου κάτω από το σημείο κατάψυξης του προκαλεί την στερεοποίηση, μετατρέποντας πίσω σε μια στερεά κατάσταση. Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιείται για τη χύτευση για να σχηματίσει επιθυμητά σχήματα.
Πρόσθετα εφέ:
* Creep: Τα μέταλλα μπορούν να παραμορφωθούν αργά κάτω από παρατεταμένο στρες και αυξημένες θερμοκρασίες. Αυτό το αποτέλεσμα ονομάζεται ερπυσμός και μπορεί να περιορίσει τη διάρκεια ζωής των εξαρτημάτων σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας.
* κόπωση: Οι επαναλαμβανόμενοι κύκλοι στρες μπορούν να προκαλέσουν κόπωση μετάλλων, οδηγώντας σε ρωγμές και τελικά αποτυχία. Αυτό το αποτέλεσμα είναι πιο έντονο σε υψηλότερες θερμοκρασίες.
* διάβρωση: Η διάβρωση μπορεί να επιταχυνθεί με υψηλές θερμοκρασίες, ειδικά παρουσία υγρασίας ή διαβρωτικού περιβάλλοντος.
Τα συγκεκριμένα αποτελέσματα της θέρμανσης και της ψύξης σε ένα μέταλλο εξαρτώνται από τη σύνθεσή του, την περιοχή θερμοκρασίας και τον ρυθμό θέρμανσης ή ψύξης. Η κατανόηση αυτών των αποτελεσμάτων είναι ζωτικής σημασίας για το σχεδιασμό και την κατασκευή μεταλλικών εξαρτημάτων που θα εκτελούν αξιόπιστα σε διάφορες εφαρμογές.
