Forskjell mellom sagherding og overflateherding

Hovedforskjell - Case Hardening vs Surface Hardening

Varmebehandling er bruk av varme for å modifisere egenskapene til et materiale, spesielt i metallurgi. Det er en type industriell prosess involvert i å endre de kjemiske og fysiske egenskapene til metaller og metalllegeringer. Det er fire hovedtyper av varmebehandlingsmetoder som annealing, temperering, herding og normalisering. Herding er prosessen med å øke hardheten til et metall. Det er to hovedtyper av herdingsprosesser som sårherding og overflateherding. Hovedforskjellen mellom sårherding og overflateherding er det sårherding øker hardheten til overflaten av metallet ved å infisere elementer inn i materialoverflaten, danner et tynt lag med vanskeligere legering mens overflateherding øker overflatenes hardhet mens kjernen forblir relativt myk.

Nøkkelområder dekket

1. Hva er Case Hardening
     - Definisjon, trinn av metoden
2. Hva er overflateherding
    - Definisjon, differensial overflateherding, differensiell metallstruktur overflateherding
3. Hva er forskjellen mellom sakherding og overflateherding
    - Sammenligning av nøkkelforskjeller

Nøkkelbetingelser: Austenitiserende temperatur, karburering, saghård, differensiell varmebehandling, differensial overflateherding, flammeherding, herding, induksjonsherding, nitrering, overflateherding

Hva er Case Hardening

Case hardening er prosessen med å herde overflaten av et metall ved å infisere elementer på metalloverflaten, og danner et tynt lag med en vanskeligere legering. Dette ytre laget kalles "case", som fører til å nevne denne prosessen som sårherding.

La oss betrakte sårherding av mildt stål som et eksempel for å forstå sårherdingen av en metalllegering. Case-herdemetode er generelt brukt for metalllegeringer med lavt karboninnhold, slik som mildt stål. Elementet som er infundert på overflaten er karbon. Karbon påføres til en dybde på omtrent 0,03 mm. Dette gjør kjernen i stålet uberørt; Egenskapene er dermed uendret.

Case Hardening Process

Figur 1: Stål er rødt oppvarmet før infusjon av karbon på overflaten

Det er tre trinn med sårherdingsprosessen:

1. Stål oppvarmes til det blir rødt oppvarmet.
2. Stålet er fjernet fra ilden og dyttet inn i en prøve av elementet som skal infunderes til overflaten (f.eks .: karbon) og får lov til å kjøle seg litt.
3. Stålet oppvarmes igjen til det blir rødt oppvarmet og avkjøles med kaldt vann.

Etter å ha fulgt disse trinnene får stålet en herdet overflate og en myk kjerne. Prosessen kan gjentas flere ganger for å øke dybden av "saken". En av de vanligste karbonkildene for infusjon er kullstøv.

Hva er overflateherding

Overflateherding er prosessen med å øke hardheten til ytre overflaten mens kjernen forblir myk.

Overflateherdingsprosess

Det er to metoder for overflateherding:

1. Differensial overflateherding
2. Differensialmetallstruktur

Differensial overflateherding

Differensiell varmebehandling bringer kun overflaten av metalllegeringen opp til sin austenitiserende temperatur mens kjernen holdes under denne temperaturen. Umiddelbart etter at overflaten kommer til den temperaturen, blir den slukket. Det er to store differensielle overflateherdingsprosesser: flammeherding og induksjonsherding.

Flammeherding

Flammeherdingsprosessen bruker en O₂ gasslampe for raskt å bringe overflaten til austenitiseringstemperaturen etterfulgt av slukking.

Induksjonsherding

Denne prosessen ligner flammeherdingsprosessen, men bruker elektrisk inducerte spoler i stedet for en flamme. Disse spolene skaper et magnetfelt rundt spolene, noe som induserer en elektrisk strøm for å gå gjennom den. På grunn av stålets elektriske motstand, blir stålet oppvarmet. Når den er oppvarmet til ønsket temperatur, blir den raskt slukket.

Figur 2: Et flammeherdet kjedehjul

Differensiell metallstruktur

Herdingsprosessen av differensialmetallkonstruksjon gjør overflaten mer herdet enn det indre av metallet. Dette kan gjøres på to forskjellige måter: karburering og nitrering 

carburizing

Ved karburering plasseres metalllegeringen ved høy temperatur i flere timer i et karbonholdig miljø. Temperaturen skal være høyere enn metallets øvre transformasjonstemperatur (kritisk temperatur). Derefter absorberes karbon i stålet fra det karbonholdige miljøet og blir sakte diffusert i overflatelagene.

nitriding

Nitriding prosessen bruker nitrogen og varme. Dette brukes vanligvis til drivstoffinnsprøytningspumper. I denne metoden er nitrogen diffustert til ståloverflaten i stedet for karbon. Nitrering kan gjøres ved lavere temperaturer enn karburering.

Forskjell mellom sagherding og overflateherding

Definisjon

Case Hardening: Case herding er prosessen med å herding overflaten av et metall ved å infisere elementer på metalloverflaten, danner et tynt lag av en vanskeligere legering.

Overflateherding: Overflateherding er prosessen med å øke hardheten til ytre overflaten mens kjernen forblir myk.

Metode

Case Hardening: Kasseherding gjøres ved rød oppvarming av stålet, infusjon av karbon på overflaten og hurtig slukking.

Overflateherding: Overflateherding gjøres ved oppvarming av stålet opp til austenitiserende temperatur mens kjernen holdes under denne temperaturen og deretter slukkes overflaten umiddelbart.

Major bruk

Case Hardening: Case herding er ofte brukt for lav-karbonmetall legeringer som mild stål.

Overflateherding: Overflateherding brukes til mange utstyr laget av stål.

quenching

Case Hardening: Case herding krever ikke umiddelbar slukking.

Overflateherding: Overflateherding krever umiddelbar slukking.

Konklusjon

Herding er en type varmebehandling i metallurgi. Det finnes to typer herdingsprosesser som sårherding og overflateherding. Hovedforskjellen mellom sårherding og overflateherding er at tilfelleherding øker hardheten til overflaten av metallet ved å infisere elementer inn i materialoverflaten, danner et tynt lag av vanskeligere legering mens overflateherding øker overflatenes hardhet mens kjernen forblir relativt myk.

Henvisning:

1. "Surface hardening." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, ink., 1. november 2016, Tilgjengelig her.
2. Himanshu Verma, "Heat Treatment Processes." LinkedIn SlideShare, 4. mai 2017, Tilgjengelig her.
3. "Case Hardening of Mild Steel", TechnologyStudent, tilgjengelig her.

Bilde Courtesy:

1. "Smedarbeid" Av Jeff Kubina fra Columbia, Maryland - [1] (CC BY-SA 2.0) via Commons Wikimedia
2. "Flammeherdet kjedehjul" Av Zaereth - Egentlig arbeid (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia