Hovedforskel - saghærdning vs overfladehærdning

Varmebehandling er brug af varme til at ændre egenskaberne af et materiale, især inden for metallurgi. Det er en type industriel proces involveret i at ændre de kemiske og fysiske egenskaber af metaller og metallegeringer. Der er fire hovedtyper af varmebehandlingsmetoder som glødning, hærdning, hærdning og normalisering. Hærdning er processen med at øge hårdheden af ​​et metal. Der er to hovedtyper af hærdningsprocesser som saghærdning og overfladehærdning. Hovedforskellen mellem saghærdning og overfladehærdning er det saghærdning øger hårdheden af ​​metalets overflade ved at infusionere elementer i materialets overflade og danner et tyndt lag af hårdere legering, hvorimod overfladehærdning øger overfladens hårdhed, mens kernen forbliver relativt blød.

Nøgleområder omfattet

1. Hvad er saghærdning - Definition, trin i metoden 2. Hvad er overfladehærdning - Definition, differentialoverfladehærdning, differentialmetallstruktur Overfladehærdning 3. Hvad er forskellen mellem saghærdning og overfladehærdning - Sammenligning af vigtige forskelle

Nøglebetingelser: Austenitiseringstemperatur, karburering, saghærdning, differentiel varmebehandling, differential overfladehærdning, flammehærdning, hærdning, induktionshærdning, nitrering, overfladehærdning

Hvad er saghærdning

Saghærdning er processen med at hærde overfladen af ​​et metal ved at infusere elementer på metaloverfladen og danne et tyndt lag af en hårdere legering. Dette ydre lag kaldes "case", hvilket fører til at navngive denne proces som saghærdning.

Lad os betragte saghærdning af blødt stål som et eksempel for at forstå saghærdningen af ​​en metallegering. Casehærdningsmetode bruges generelt til metallegeringer med et lavt kulstofindhold, såsom blødt stål. Elementet, der er infunderet på overfladen, er kulstof. Kulstof påføres en dybde på ca. 0,03 mm. Dette gør kernen i stålet uberørt; dermed er ejendommene uændrede.

Saghærdningsproces

Figur 1: Stål er rødt opvarmet, inden kul påføres overfladen

Der er tre trin i sagens hærdningsproces:

1. Stål opvarmes, indtil det bliver rødt opvarmet.
2. Stålet fjernes fra ilden og sænkes ned i en prøve af elementet, der skal infunderes til overfladen (f.eks. Kulstof) og får lov til at afkøle lidt.
3. Stålet opvarmes igen, indtil det bliver rødt opvarmet og afkøles med koldt vand.

Efter at have fulgt disse trin får stålet en hærdet overflade og en blød kerne. Processen kan gentages flere gange for at øge dybden af ​​"sagen". En af de mest almindelige kulkilder til infusion er kulstøv.

Hvad er overfladehærdning

Overfladehærdning er processen med at øge hårdheden på den ydre overflade, mens kernen forbliver blød.

Overfladehærdningsproces

Der er to metoder til overfladehærdning:

1. Differentiel overfladehærdning
2. Differentiel metalstruktur

Differentiel overfladehærdning

Differentiel varmebehandling bringer kun overfladen af ​​metallegeringen op til dens austenitiserende temperatur, samtidig med at kernen holdes under denne temperatur. Umiddelbart efter at overfladen når denne temperatur, slukkes den. Der er to store differentielle overfladehærdningsprocesser: flammehærdning og induktionshærdning.

Flammehærdning

Flammehærdningsproces bruger en O₂ gasbrænder for hurtigt at bringe overfladen til austenitiseringstemperaturen efterfulgt af bratkøling.

Induktionshærdning

Denne proces ligner flammehærdningsprocessen, men ved hjælp af elektrisk inducerede spoler i stedet for en flamme. Disse spoler skaber et magnetfelt omkring spolerne, hvilket får en elektrisk strøm til at gå igennem det. På grund af stålets elektriske modstand bliver stålet opvarmet. Når den opvarmes til den ønskede temperatur, slukkes den hurtigt.

Figur 2: Et flammehærdet tandhjul

Differentiel metalkonstruktion

Den differentielle metalstruktur overfladehærdningsproces gør overfladen mere hærdet end metalets indre. Dette kan gøres på to forskellige måder: karburering og nitrering

Karburering

Ved karburering placeres metallegeringen ved en høj temperatur i flere timer i et kulstofholdigt miljø. Temperaturen skal være højere end metalets øvre transformationstemperatur (kritisk temperatur). Derefter absorberes kulstof i stålet fra det kulholdige miljø og diffunderer langsomt ind i overfladelagene.

Nitrering

Nitreringsprocessen udnytter nitrogen og varme. Dette bruges normalt til brændstofindsprøjtningspumper. I denne metode diffunderes nitrogen til ståloverfladen i stedet for kulstof. Nitrering kan udføres ved lavere temperaturer end karburering.

Forskellen mellem saghærdning og overfladehærdning

Definition

Saghærdning: Saghærdning er processen med at hærde overfladen af ​​et metal ved at infusere elementer på metaloverfladen og danne et tyndt lag af en hårdere legering.

Overfladehærdning: Overfladehærdning er processen med at øge hårdheden på den ydre overflade, mens kernen forbliver blød.

Metode

Saghærdning: Saghærdning udføres ved at opvarme stålet rødt, tilføre kul på overfladen og hurtigt slukke.

Overfladehærdning: Overfladehærdning udføres ved at opvarme stålet til austenitiseringstemperatur, samtidig med at kernen holdes under denne temperatur og derefter slukke overfladen med det samme.

Større brug

Saghærdning: Saghærdning bruges almindeligvis til metallegeringer med lavt kulstofindhold, såsom blødt stål.

Overfladehærdning: Overfladehærdning bruges til mange udstyr fremstillet af stål.

Slukker

Saghærdning: Saghærdning kræver ikke øjeblikkelig slukning.

Overfladehærdning: Overfladehærdning kræver øjeblikkelig slukning.

Konklusion

Hærdning er en form for varmebehandling inden for metallurgi. Der er to typer hærdningsprocesser som saghærdning og overfladehærdning. Hovedforskellen mellem saghærdning og overfladehærdning er, at saghærdning øger hårdheden af ​​metalets overflade ved at infusionere elementer i materialets overflade og danner et tyndt lag af hårdere legering, mens overfladehærdning øger overfladens hårdhed, mens kernen forbliver relativt blød.

Reference:

1. "Overfladehærdning." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 1. nov. 2016, tilgængelig her.2. Himanshu Verma, "Varmebehandlingsprocesser." LinkedIn SlideShare, 4. maj 2017, tilgængelig her. “Case Hardening of Mild Steel”, TechnologyStudent, tilgængelig her.

Billede høflighed:

1. "Smed arbejder" Af Jeff Kubina fra Columbia, Maryland-[1] (CC BY-SA 2.0) via Commons Wikimedia2. "Flammehærdet tandhjul" Af Zaereth-Eget arbejde (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia