Un'introduzione alla tempra criogenica

Un'introduzione all'invecchiamento criogenico

L'indurimento criogenico è un processo che utilizza temperature criogeniche - temperature inferiori a -150 ° C (-238 ° F) per rafforzare e migliorare la struttura dei grani di un metallo.

È noto che il trattamento criogenico di alcuni metalli fornisce tre effetti benefici:

1. Maggiore durabilità: il trattamento criogenico aiuta a promuovere la trasformazione dell'austenite trattenuta presente negli acciai trattati termicamente in acciai da martensite più duri. Ciò si traduce in un minor numero di imperfezioni e debolezze nella struttura dei grani di acciaio.

1. Migliore resistenza all'usura: l'indurimento criogenico aumenta la precipitazione degli eta-carburi. Questi sono carburi fini che fungono da leganti per supportare la matrice di martensite, contribuendo a resistere all'usura e alla resistenza alla corrosione.
2. Sollievo dallo stress: tutti i metalli hanno uno stress residuo che si crea quando solidifica dalla sua fase liquida in una fase solida. Questi stress possono provocare aree deboli che sono soggette a guasti. Il trattamento criogenico può ridurre questi punti deboli creando una struttura dei grani più uniforme.

Processi

Il processo di trattamento criogenico di una parte metallica coinvolge molto lentamente il raffreddamento del metallo usando un azoto liquido gassoso. Il lento processo di raffreddamento dalle temperature ambientali a quelle criogeniche è importante per evitare lo stress termico.

La parte metallica viene quindi tenuta a una temperatura di circa -190 ° C (-310 ° F) per 20-24 ore prima che la tempera termica raggiunga la temperatura di circa +149 ° C (+ 300 ° F).

Questo stadio di tempra termica è fondamentale per ridurre la fragilità che potrebbe essere causata dalla formazione di martensite durante il processo di trattamento criogenico.

Il trattamento criogenico cambia l'intera struttura di un metallo, non solo la superficie. Quindi i benefici non vengono persi a seguito di ulteriori elaborazioni, come la macinatura.

Poiché questo processo funziona per trattare l'acciaio austenitico che viene trattenuto in un componente, non è efficace nel trattamento di acciai ferritici e austenitici . È, tuttavia, molto efficace nel migliorare gli acciai martensitici trattati termicamente, come gli acciai ad alto tenore di carbonio e ad alto contenuto di cromo , nonché gli acciai per utensili.

Oltre all'acciaio , l'indurimento criogenico viene utilizzato anche per trattare ghisa , leghe di rame , alluminio e magnesio . Il processo può migliorare la durata di usura di questi tipi di parti in metallo di fattori da due a sei.

I trattamenti criogenici furono inizialmente commercializzati nella seconda metà degli anni '60.

applicazioni

Le applicazioni per parti metalliche trattate criogenicamente includono, ma non sono limitate a, le seguenti industrie:

• Aerospaziale e difesa (ad esempio piattaforme di armi e sistemi di guida)
• Automotive (ad es. Rotori, trasmissioni e frizioni dei freni)
• Utensili da taglio (ad es. Coltelli e punte da trapano)
• Strumenti musicali (ad es. Strumenti in ottone, fili per pianoforte e cavi)
• Medicale (es. Strumenti chirurgici e bisturi)
• Sport (ad es. Armi da fuoco, attrezzatura da pesca e parti di biciclette)