Kryogene Härtung

Die kryogene Härtung ist ein Verfahren, bei dem kryogene Temperaturen verwendet werden - Temperaturen unter -150 ° C (-238 ° F), um die Kornstruktur eines Metalls zu verstärken und zu verbessern.

Die kryogene Behandlung bestimmter Metalle ist dafür bekannt, dass sie drei vorteilhafte Wirkungen hat:

1. Größere Haltbarkeit: Die kryogene Behandlung trägt dazu bei, die Umwandlung von Restaustenit in wärmebehandelten Stählen in härteren Martensitstahl zu fördern. Dies führt zu weniger Unvollkommenheiten und Schwächen in der Kornstruktur des Stahls.

1. Verbesserte Verschleißfestigkeit: Die kryogene Härtung erhöht die Ausscheidung von Eta-Carbiden. Dies sind feine Karbide, die als Bindemittel zur Unterstützung der Martensitmatrix dienen und dazu beitragen, Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit zu widerstehen.
2. Spannungsarmut: Alle Metalle haben eine Eigenspannung, die entsteht, wenn sie sich von ihrer flüssigen Phase in eine feste Phase verfestigt. Diese Spannungen können zu schwachen Bereichen führen, die zum Versagen neigen. Eine kryogene Behandlung kann diese Schwächen reduzieren, indem eine gleichförmigere Kornstruktur erzeugt wird.

Prozess:

Bei der kryogenen Behandlung eines Metallteils wird das Metall mit einem gasförmigen flüssigen Stickstoff sehr langsam gekühlt. Der langsame Abkühlungsprozess von Umgebungstemperatur auf kryogene Temperaturen ist wichtig, um thermische Spannungen zu vermeiden.

Das Metallteil wird dann für 20 bis 24 Stunden bei einer Temperatur von etwa -190 ° C (-310 ° F) gehalten, bevor das Tempern die Temperatur auf etwa +149 ° C (+ 300 ° F) anhebt.

Diese Stufe des Hitzeaushärtens ist kritisch bei der Verringerung jeglicher Sprödigkeit, die durch die Bildung von Martensit während des kryogenen Behandlungsprozesses verursacht werden kann.

Die kryogene Behandlung verändert die gesamte Struktur eines Metalls, nicht nur die Oberfläche. Die Vorteile gehen also nicht durch Weiterverarbeitung wie Schleifen verloren.

Da dieses Verfahren arbeitet, um austenitischen Stahl zu behandeln, der in einer Komponente zurückgehalten wird, ist es nicht wirksam bei der Behandlung von ferritischen und austenitischen Stählen. Es ist jedoch sehr wirksam bei der Verbesserung von wärmebehandelten martensitischen Stählen, wie Stählen mit hohem Kohlenstoffgehalt und hohem Chromgehalt sowie Werkzeugstählen.

Die kryogene Härtung dient neben Stahl auch der Behandlung von Gusseisen, Kupferlegierungen, Aluminium und Magnesium. Das Verfahren kann die Verschleißlebensdauer dieser Arten von Metallteilen um zwei bis sechs Faktoren verbessern.

Kryogene Behandlungen wurden zuerst Mitte bis Ende der 1960er Jahre kommerzialisiert.

Anwendungen:

Anwendungen für kryogenbehandelte Metallteile umfassen, sind aber nicht beschränkt auf folgende Branchen:

• Luft- und Raumfahrt und Verteidigung (zB Waffenplattformen und Leitsysteme)
• Automotive (zB Bremsscheiben, Getriebe, und Kupplungen
• Schneidwerkzeuge (zB Messer und Bohrer)
• Musikinstrumente (zBBlechblasinstrumente, Klaviersaiten und Kabel)
• Medizinische (z. B. chirurgische Instrumente und Skalpelle)
• Sportarten (z. B. Feuerwaffen, Angelausrüstung und Fahrradteile)

_Quellen:

_{Cryogenic Society of America. Kryogene Behandlungsdatenbank.
URL: www. Kryogene Behandlungsdatenbank. org
Industrial Cryogenic Enterprises Ltd.
URL: www. Kryoeis. net / cryogenic_tempering. html
Nitrofreeze kryogene Lösungen. Kryogene Behandlungsdienste.
URL: www. Nitrofrost. com}

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