Sự khác biệt chính - Làm cứng vỏ so với Làm cứng bề mặt

Xử lý nhiệt là việc sử dụng nhiệt để thay đổi các đặc tính của vật liệu, đặc biệt là trong luyện kim. Nó là một loại quy trình công nghiệp liên quan đến việc thay đổi các tính chất hóa học và vật lý của kim loại và hợp kim kim loại. Có bốn loại phương pháp xử lý nhiệt chính là ủ, ủ, làm cứng và thường hóa. Làm cứng là quá trình làm tăng độ cứng của kim loại. Có hai loại quy trình làm cứng chính là làm cứng vỏ và cứng bề mặt. Sự khác biệt chính giữa làm cứng trường hợp và làm cứng bề mặt là Làm cứng bề mặt làm tăng độ cứng của bề mặt kim loại bằng cách truyền các nguyên tố vào bề mặt vật liệu, tạo thành một lớp mỏng hợp kim cứng hơn trong khi cứng bề mặt làm tăng độ cứng của bề mặt trong khi lõi vẫn tương đối mềm.

Các lĩnh vực chính được bao phủ

1. Làm cứng trường hợp là gì - Định nghĩa, các bước của phương pháp 2. Làm cứng bề mặt là gì - Định nghĩa, Làm cứng bề mặt khác biệt, Làm cứng bề mặt cấu trúc kim loại khác nhau 3. Sự khác biệt giữa Làm cứng vỏ và Làm cứng bề mặt là gì - So sánh các điểm khác biệt chính

Thuật ngữ chính: Nhiệt độ khử trùng, Carburizing, Làm cứng vỏ, Xử lý nhiệt khác biệt, Làm cứng bề mặt khác biệt, Làm cứng ngọn lửa, Làm cứng, Làm cứng cảm ứng, Thấm nitơ, Làm cứng bề mặt

Làm cứng chữ cái là gì

Làm cứng vỏ là quá trình làm cứng bề mặt của kim loại bằng cách truyền các nguyên tố lên bề mặt kim loại, tạo thành một lớp mỏng của hợp kim cứng hơn. Lớp bên ngoài này được gọi là “vỏ”, dẫn đến việc đặt tên cho quá trình này là cứng vỏ.

Chúng ta hãy coi trường hợp cứng của thép nhẹ như một ví dụ để hiểu trường hợp cứng của hợp kim kim loại. Phương pháp làm cứng vỏ thường được sử dụng cho các hợp kim kim loại có hàm lượng cacbon thấp như thép nhẹ. Nguyên tố được truyền trên bề mặt là carbon. Carbon được áp dụng cho độ sâu khoảng 0,03 mm. Điều này làm cho lõi thép không bị ảnh hưởng; do đó các thuộc tính không thay đổi.

Quy trình làm cứng trường hợp

Hình 1: Thép được nung nóng đỏ trước khi truyền cacbon lên bề mặt

Có ba bước của quá trình làm cứng trường hợp:

1. Thép được nung nóng cho đến khi nó trở nên nóng đỏ.
2. Thép được lấy ra khỏi lò và nhúng vào một mẫu nguyên tố sẽ được truyền lên bề mặt (ví dụ: cacbon) và được để nguội một chút.
3. Thép lại được nung nóng cho đến khi nóng đỏ và được làm nguội bằng nước lạnh.

Sau khi làm theo các bước này, thép có bề mặt cứng và lõi mềm. Quá trình này có thể được lặp lại nhiều lần để tăng độ sâu của “trường hợp”. Một trong những nguồn carbon phổ biến nhất để truyền nhiễm là bụi than.

Làm cứng bề mặt là gì

Làm cứng bề mặt là quá trình tăng độ cứng của bề mặt bên ngoài trong khi lõi vẫn mềm.

Quy trình làm cứng bề mặt

Có hai phương pháp làm cứng bề mặt:

1. Làm cứng bề mặt vi sai
2. Cấu trúc kim loại khác nhau

Làm cứng bề mặt vi sai

Xử lý nhiệt vi sai chỉ đưa bề mặt của hợp kim kim loại đến nhiệt độ Austenitizing của nó trong khi vẫn giữ cho lõi ở dưới nhiệt độ đó. Ngay sau khi bề mặt đạt đến nhiệt độ đó, nó được dập tắt. Có hai quá trình làm cứng bề mặt khác biệt chính: làm cứng ngọn lửa và cứng cảm ứng.

Làm cứng ngọn lửa

Quá trình làm cứng ngọn lửa sử dụng chữ O₂ ngọn đuốc khí để đưa bề mặt nhanh chóng đến nhiệt độ Austenitizing sau đó là dập tắt.

Làm cứng cảm ứng

Quá trình này tương tự như quá trình làm cứng ngọn lửa nhưng sử dụng cuộn dây cảm ứng điện thay vì ngọn lửa. Các cuộn dây này tạo ra một từ trường xung quanh các cuộn dây, tạo ra một dòng điện đi qua nó. Do tính chất điện trở của thép nên thép bị nung nóng. Khi nó được làm nóng đến nhiệt độ mong muốn, nó sẽ nhanh chóng được dập tắt.

Hình 2: Đĩa xích làm cứng bằng ngọn lửa

Cấu trúc kim loại vi sai

Quá trình làm cứng bề mặt cấu trúc kim loại vi sai làm cho bề mặt cứng hơn so với phần bên trong của kim loại. Điều này có thể được thực hiện theo hai cách khác nhau: thấm cacbon và thấm nitơ

Carburizing

Trong quá trình thấm cacbon, hợp kim kim loại được đặt ở nhiệt độ cao trong vài giờ trong môi trường cacbon. Nhiệt độ phải cao hơn nhiệt độ biến đổi trên của kim loại (nhiệt độ tới hạn). Sau đó, cacbon được hấp thụ vào thép từ môi trường cacbon và từ từ khuếch tán vào các lớp bề mặt.

Thấm nitơ

Quá trình thấm nitơ sử dụng nitơ và nhiệt. Điều này thường được sử dụng cho các máy bơm phun nhiên liệu. Trong phương pháp này, nitơ được khuếch tán lên bề mặt thép thay vì cacbon. Thấm nitơ có thể được thực hiện ở nhiệt độ thấp hơn thấm cacbon.

Sự khác biệt giữa Làm cứng vỏ máy và Làm cứng bề mặt

Sự định nghĩa

Làm cứng trường hợp: Làm cứng vỏ là quá trình làm cứng bề mặt của kim loại bằng cách truyền các nguyên tố lên bề mặt kim loại, tạo thành một lớp mỏng của hợp kim cứng hơn.

Làm cứng bề mặt: Làm cứng bề mặt là quá trình tăng độ cứng của bề mặt bên ngoài trong khi lõi vẫn mềm.

Phương pháp

Làm cứng trường hợp: Việc làm cứng vỏ được thực hiện bằng cách nung đỏ thép, truyền cacbon lên bề mặt và nhanh chóng làm nguội.

Làm cứng bề mặt: Làm cứng bề mặt được thực hiện bằng cách làm nóng thép đến nhiệt độ Austenitizing trong khi giữ lõi ở dưới nhiệt độ đó và sau đó làm nguội bề mặt ngay lập tức.

Sử dụng chính

Làm cứng trường hợp: Làm cứng vỏ thường được sử dụng cho các hợp kim kim loại cacbon thấp như thép nhẹ.

Làm cứng bề mặt: Làm cứng bề mặt được sử dụng cho nhiều thiết bị làm từ thép.

Dập tắt

Làm cứng trường hợp: Làm cứng trường hợp không yêu cầu dập tắt ngay lập tức.

Làm cứng bề mặt: Làm cứng bề mặt yêu cầu dập tắt ngay lập tức.

Phần kết luận

Làm cứng là một loại nhiệt luyện trong luyện kim. Có hai loại quy trình làm cứng là làm cứng vỏ và cứng bề mặt. Sự khác biệt chính giữa làm cứng trường hợp và làm cứng bề mặt là làm cứng bề mặt làm tăng độ cứng của bề mặt kim loại bằng cách truyền các nguyên tố vào bề mặt vật liệu, tạo thành một lớp mỏng hợp kim cứng hơn trong khi làm cứng bề mặt làm tăng độ cứng của bề mặt trong khi lõi vẫn còn tương đối mềm.

Thẩm quyền giải quyết:

1. "Làm cứng bề mặt." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., Ngày 1 tháng 11 năm 2016, Có sẵn tại đây. 2. Himanshu Verma, “Quy trình xử lý nhiệt”. LinkedIn SlideShare, ngày 4 tháng 5 năm 2017, Có sẵn tại đây.3. “Làm cứng vỏ thép nhẹ”, Học viên Công nghệ, Có sẵn tại đây.

Hình ảnh lịch sự:

1. “Thợ rèn làm việc” của Jeff Kubina từ Columbia, Maryland - [1] (CC BY-SA 2.0) qua Commons Wikimedia2. “Bánh xích cứng ngọn lửa” của Zaereth - Tác phẩm riêng (CC BY-SA 4.0) qua Commons Wikimedia