Beth Yw Quenching?

Mewn meteleg, diffinnir diffodd fel "echdynnu gwres dan reolaeth". Y gair pwysicaf yn y diffiniad hwn yw "rheoledig". Mae diffodd yn ddull cyflym o ddychwelyd metelau i dymheredd ystafell ar ôl triniaeth wres i atal y broses oeri rhag newid microstrwythur y metel yn sylweddol. Trwy drochi gwrthrych metel mewn olew neu ddŵr, gelwir y dewis o aer hylif neu orfodi yn gyfrwng, ac ar ôl hynny mae'r metel yn cael ei oeri'n gyflym o'r tymheredd uchel pan gaiff ei ffurfio. Defnyddir hwn yn aml i gadw priodweddau mecanyddol sy'n gysylltiedig â strwythur grisial neu ddosbarthiad cyfnod, a gollir wrth oeri'n araf. Mae'r dechneg hon fel arfer yn cael ei chymhwyso i wrthrychau dur sy'n rhoi caledwch. Ar y llaw arall, gellir adfer gwrthrychau copr sy'n cael eu caledu gan forthwylio neu anffurfiad arall ar dymheredd arferol i gyflwr hydrin trwy wresogi a diffodd.

Sut i ddiffodd

Mae cyfryngau diffodd a ddefnyddir yn gyffredin yn cynnwys polymerau pwrpas arbennig, darfudiad aer gorfodol, dŵr ffres, heli ac olew. Mae dŵr yn gyfrwng effeithiol pan mai'r nod yw cyflawni'r caledwch mwyaf mewn dur. Fodd bynnag, gall defnyddio dŵr achosi i'r metel gracio neu ddadffurfio.

Os nad oes angen caledwch eithafol, gellir defnyddio olew mwynol, olew morfil neu olew had cotwm yn y broses diffodd. I'r anghyfarwydd, gall y broses diffodd ymddangos yn ddramatig. Wrth i'r gweithiwr metel drosglwyddo'r metel poeth i'r cyfrwng dethol, mae llawer iawn o stêm yn codi o'r metel.

Cyfrwng diffodd

Mae amrywiaeth o gyfryngau diffodd ar gael i gyflawni'r broses diffodd. Mae gan bob cyfrwng ei nodweddion diffodd unigryw ei hun. Mae ystyriaethau ar gyfer y math o gyfryngau a ddefnyddir yn cynnwys cyflymder diffodd, pryderon amgylcheddol cyfryngau diffodd, amnewid cyfryngau diffodd, a thorri cost cyfryngau. Dyma'r prif fathau o gyfryngau diffodd:

Awyr

Olew

dwr

heli

Awyr

Mae aer yn gyfrwng diffodd poblogaidd a ddefnyddir i oeri metelau ar gyfer diffodd. Fforddiadwyedd yw un o brif fanteision aer. Mae ei fforddiadwyedd yn ganlyniad ei helaethrwydd ar y ddaear. Mewn gwirionedd, mae unrhyw ddeunydd sy'n cael ei gynhesu ac yna'n cael ei oeri i dymheredd ystafell trwy sefyll ar ei ben ei hun yn cael ei ystyried yn aer wedi'i ddiffodd. Mae diffodd aer hefyd yn fwy bwriadol pan gaiff ei gywasgu a'i orfodi o amgylch y metel sy'n cael ei ddiffodd. Mae hyn yn oeri rhannau yn gyflymach nag aer llonydd, er y gall hyd yn oed aer cywasgedig oeri llawer o fetelau yn rhy araf i newid y priodweddau mecanyddol.

Olew

Gall olew ddiffodd metel wedi'i gynhesu'n gyflymach nag aer cywasgedig. I ddiffodd ag olew, rhowch y rhan wedi'i gynhesu mewn tanc wedi'i lenwi â rhyw fath o olew. Gellir fflysio olew trwy rannau hefyd. Oherwydd gwahanol gyfraddau oeri a phwyntiau fflach, defnyddir gwahanol fathau o olewau fel arfer yn dibynnu ar y cais. Fodd bynnag, mae cyfradd diffodd olew yn llawer llai na chyfradd dŵr. Gall ferrit a troostite ffurfio hyd yn oed mewn dognau bach. Gellir cyflawni cyfraddau canolradd rhwng dŵr ac olew gyda dŵr sy'n cynnwys 10-30 y cant Ucon, sylwedd â hydoddedd gwrthdro ac felly dyddodion ar wrthrychau i arafu'r gyfradd oeri. Er mwyn lleihau anffurfiad, dylid diffodd gwrthrychau silindrog hir yn fertigol, gydag ymylon rhannau gwastad a rhannau trwchus yn mynd i mewn i'r pwll tawdd yn gyntaf. Er mwyn atal swigod stêm rhag ffurfio smotiau meddal, dylai'r baddon diffodd dŵr gael ei gynhyrfu.

Dwfr

Mae dŵr hefyd yn gallu diffodd metelau wedi'u gwresogi'n gyflym. Mae'n oeri metel yn gyflymach nag olew. Mewn modd tebyg i ddiffodd olew, mae'r tanc wedi'i lenwi â dŵr ac mae'r metel wedi'i gynhesu wedi'i foddi ynddo. Gellir ei fflysio trwy rannau hefyd. Un o fanteision dŵr yw nad yw fflamadwyedd y cyfrwng yn broblem. Yn ogystal, mae dŵr yn un o'r cyfryngau diffodd mwyaf effeithiol sy'n gofyn am y caledwch mwyaf, ond mae'n dueddol o anffurfio a chracio'r cynnyrch. Lle gellir aberthu cadernid, defnyddiwch olew morfil, had cotwm, ac olew mwynol. Mae'r rhain yn tueddu i ocsideiddio a ffurfio llaid, gan leihau effeithlonrwydd.

heli

Mae heli yn gymysgedd o ddŵr a halen. Mae dŵr halen yn oeri'n gyflymach nag aer, dŵr ac olew. Y rheswm am hyn yw bod y cymysgedd o halen a dŵr yn atal swigod rhag ffurfio pan ddaw mewn cysylltiad â'r metel wedi'i gynhesu. Mae hyn yn golygu y bydd mwy o arwynebedd y metel yn cael ei orchuddio gan hylif, yn hytrach na swigod.

Dur caled

Wrth drafod y broses diffodd, mae dur yn haeddu sylw arbennig oherwydd bod ei briodweddau mecanyddol yn sensitif iawn i ddiffodd. Trwy broses diffodd a elwir yn quench hardening, mae'r dur yn cael ei godi i dymheredd uwch na'i dymheredd ailgrisialu a'i oeri'n gyflym trwy'r broses diffodd. O'i gymharu ag oeri araf, mae quenching cyflym yn newid strwythur grisial y dur. Yn dibynnu ar gynnwys carbon ac elfennau aloi y dur, gall adael microstrwythur anoddach, mwy brau, fel martensite neu bainite, ar ei ôl wrth iddo fynd trwy'r broses o galedu diffodd. Mae'r microstrwythurau hyn yn arwain at gynnydd yng nghryfder a chaledwch y dur. Fodd bynnag, maent yn gwneud y dur yn agored i gracio ac yn lleihau hydwythedd yn fawr. Am y rheswm hwn, mae rhai duroedd yn cael eu hanelio neu eu normaleiddio ar ôl y broses caledu diffodd.

Proses diffodd

Mae'r broses diffodd wedi'i chynllunio i newid microstrwythur y metel ar y cyd â phrosesau thermol. Os caiff ei wneud yn gywir, bydd hyn yn cynhyrchu cryfder mwyaf ac elongation da yn y castio.

Mae diffodd dur fel arfer yn cael ei gyflawni trwy drochi mewn dŵr, olew, hydoddiant polymer neu halen, er bod aer gorfodol yn cael ei ddefnyddio weithiau. O ganlyniad i ddiffodd, rhaid i galedwedd cynhyrchu ddatblygu microstrwythur diffodd derbyniol, ac mewn meysydd hanfodol, rhaid i briodweddau mecanyddol fodloni'r manylebau lleiaf ar ôl i'r rhan gael ei dymheru. Mae effeithiolrwydd diffodd yn dibynnu ar briodweddau oeri'r cyfrwng diffodd mewn perthynas â gallu caledu'r dur. Felly, gall canlyniadau amrywio yn ôl newid cyfansoddiad dur neu droi, tymheredd a quenching math cyfrwng.

Mae dyluniad y system quench a thrylwyredd cynnal a chadw'r system yn cyfrannu at lwyddiant y broses. Mae dyluniad y rhan hefyd yn cyfrannu at briodweddau mecanyddol ac afluniad oherwydd diffodd.