Stal i inne metale były dobrodziejstwem dla inżynierii. Inżynierowie z kolei nauczyli się, jak ulepszać wiele metali i dostosowywać ich właściwości do wykonywanych zadań. Oto niektóre z procesów obróbki cieplnej, na których polegają metalowcy, aby zapewnić, że metale, które produkują, mają właściwości, których potrzebują klienci.
Wyżarzanie. Podgrzewanie i powolne chłodzenie metalu (zwykle stali) w celu usunięcia naprężeń, zmiękczenia metalu, udoskonalenia struktury lub zmiany jego plastyczności.
Węglanie. Dodawanie węgla do powierzchni stopów na bazie żelaza poprzez ogrzewanie metalu do temperatury poniżej temperatury topnienia (zwykle 1560 i 1740°F) i umieszczanie go w kontakcie z bogatymi w węgiel ciałami stałymi, cieczami lub gazami. To zwiększa wytrzymałość metalu i sprawia, że powierzchnia jest twardsza i bardziej odporna na ścieranie, ale również zmniejsza jego ciągliwość. Nawęglanie jest zwykle wykonywane na gotowych częściach.
Hartowanie. To utwardza powierzchnię stopu żelaza przez pierwsze nawęglanie, a następnie hartowanie w celu utrwalenia procesu, tak że środek jest stosunkowo miękki. W ten sposób część składa się z utwardzonej obudowy wokół miękkiego rdzenia.
Hartowanie cyjankowe. Jest to odmiana hartowania obudowy, która powoduje kontakt powierzchni metalu z roztopioną solą cyjanku. Część jest następnie hartowana.
Odwęglanie. Polega na usuwaniu węgla z powierzchni stali przez zastosowanie ciepła lub przez normalny proces starzenia, jakim jest utlenianie.
Odwęglanie (odpuszczanie). Metal po zahartowaniu jest ponownie podgrzewany, następnie utrzymywany w określonej temperaturze, a na końcu hartowany. Proces ten zmniejsza twardość i zwiększa ciągliwość.
Nitrowanie. Jest to proces hartowania, w którym azot jest dodawany do powierzchni metalu poprzez kontakt z gazem amoniakalnym. Powoduje hartowanie bez hartowania.
Hartowanie przez strącanie. Jest to proces hartowania (znany również jako hartowanie wiekowe), w którym niektóre metale są utrzymywane w podwyższonej temperaturze bez hartowania. Proces ten zwiększa granicę plastyczności materiałów ciągliwych, w tym większości strukturalnych stopów aluminium, magnezu, niklu, tytanu i niektórych stali nierdzewnych. W superstopach, może poprawić wytrzymałość w wysokich temperaturach.
Hartowanie. Stal jest szybko schładzana przez zanurzenie w oleju lub wodzie, co utrwala jej strukturę w stanie utwardzonym.
Poddawanie obróbce cieplnej (wyżarzanie). Określa to każdy proces ogrzewania i chłodzenia stali w celu zwiększenia ilości zaokrąglonych lub kulistych węglików w metalu. Powoduje to zmiękczenie stali i poprawia jej plastyczność.
Obróbka na zimno. Chociaż nie jest to proces obróbki cieplnej, jest on stosowany do zmiany właściwości metalu. Osiąga się to poprzez deformację metalu w temperaturze pokojowej bez łamania go. Zmienia to jego kształt, dając metalowi większą wytrzymałość na rozciąganie i lepszą obrabialność.
David Zimmermann jest prezesem firmy Pivot Point Inc, Hustiford, Wis.
.