Unha fase esencial no tratamento térmico dos metais é o enfriamento. Implica arrefriar rapidamente un obxecto metálico para obter ou cambiar calidades como dureza, resistencia ou tenacidade.

O arrefriamento rápido reduce o tempo de exposición ao metal a altas temperaturas e protéxeo de fallos. Ademais, o metal pode sufrir alteracións dependendo do método de aplicación e do medio.

Aire, aceite, auga e salmoira son algúns axentes de extinción típicos.

O aceite úsase amplamente para a extinción porque transfire calor rapidamente sen distorsionar significativamente o metal. Aínda que os extintores cáusticos a base de auga son máis rápidos, a forza coa que traballan pode facer que algúns materiais se rompan ou se distorsionen.

A diferenza entre o aceite e a auga é o principal punto a discutir. no artigo.

Que é o proceso de extinción?

O enfriamento é un proceso de arrefriamento rápido que ten como resultado o endurecemento dos materiais. A taxa de extinción depende da calidade do material, a aplicación e a composición dos compoñentes da aliaxe. Ademais, varias propiedades do medio de extinción tamén o afectan.

Teoricamente, antes do enfriamento, un material metálico ou de vidro sofre un quecemento máis aló da súa temperatura estándar. Despois diso, ponse en arrefriamento rápido para eliminar a calor inmediatamente. Axuda a modificar esas propiedades na estrutura cristalina dun material que se perde durantecalefacción.

Para facer que o metal ou o vidro sexan máis duros e ríxidos como elemento, adoitamos extinguilos. A temperatura de extinción dun obxecto debe estar sempre por encima da súa temperatura de recristalización pero por debaixo da súa temperatura de fusión.

Etapas do proceso de enfriamento

Dúas persoas que traballan arredor da piscina de fusión de aceiro

Normalmente hai tres etapas de extinción que ocorren cando unha peza quente se achega ao extintor líquido. Estas etapas definen o cambio nas características do quenchant e do material. Os tres pasos son:

• Fase de vapor
• Fase de ebulición nucleada
• Fase de convección

Agora, revisámolos en profundidade.

Fase de vapor

A fase de vaporización entra en xogo cando o calor superficie do compoñente fai contacto inicial co extintor líquido. Prodúcese unha formación de escudo de vapor ao redor do elemento. A condución ocorre ata certo punto durante a fase de vapor.

Non obstante, o método principal de transporte de calor desta etapa é a radiación a través da manta de vapor. A manta formada é relativamente estable.

A única forma de acelerar a súa eliminación é axitando ou engadindo diferentes aditivos. Ademais, é preferible facer esta etapa o máis breve posible

A razón é que contribúe significativamente ás zonas brandas que se desenvolven durante o enfriamento. Polo tanto, microconstituíntes non desexados podendesenvólvense se se deixa que continúen.

Etapa de ebulición nucleada

É a segunda etapa despois da fase vaporosa. Comeza cando o fluído máis preto da superficie do material comeza a ferver e a fase de vapor comeza a colapsar. É a etapa máis rápida de arrefriamento do compoñente dado.

Debido á transmisión de calor desde a superficie quente e á posterior absorción no extintor líquido, son posibles taxas de extracción de calor substanciais. Permite que o líquido arrefriado ocupe o seu lugar na superficie.

Varios extintores incluíron aditivos para aumentar as velocidades máximas de arrefriamento dun fluído. A ebulición remata sempre que a temperatura da superficie do compoñente cae por debaixo do punto de ebulición do líquido.

Para aqueles compoñentes propensos á distorsión, os medios como aceites e sales de alta temperatura proporcionan bos resultados. En caso contrario, os materiais poden facerse fráxiles e danar rapidamente durante as aplicacións desexadas.

Etapa convectiva

A convección é a fase final do proceso. Ocorre cando o material alcanza unha temperatura inferior ao punto de ebulición do quencante. A etapa de convección implica a transferencia de calor a través do fluído a granel, e o seu punto de partida é a condución.

É a etapa máis lenta porque a transferencia de calor leva moito tempo en chegar a todas as moléculas da masa. Controlar a evacuación da calor mediante convección implica moitas variables, incluíndo acalor específica do extintor e a súa condutividade térmica.

A diferenza de temperatura entre o extintor e o material pode afectar o proceso de convección. Normalmente, a maior parte da distorsión ocorre neste punto.

Os tres pasos de extinción anteriores teñen lugar en orde nun lugar determinado. Non obstante, dependendo da xeometría e da axitación da peza, diferentes áreas iniciarán as distintas fases en distintos momentos.

As tres fases do proceso de enfriamento

Medios de enfriamento

A extinción ocorre a través de calquera medio, e a seguinte é a lista de 4 medios diferentes. Cada un ten pros e contras, dependendo das súas propiedades, elementos de contacto, tempo, leis de transferencia de calor e relacións.

1. Aire: Utilización dunha temperatura ambiente regular para arrefriar o material quentado
2. Salmoira: Unha solución de sal e auga é o medio de arrefriamento máis rápido cando se apaga.
3. Aceite: Unha solución fiable e máis rápida. alternativa de extinción ao aire.
4. Auga: Máis rápido que o aire ou o aceite para apagar líquidos.

Aínda que a literatura ten ampla información sobre os medios anteriores, imos explorar os dous principais, aceite e auga.

Enfriamento da auga

A auga ten a propiedade de arrefriar o material máis rápido que o aceite e o aire. Entón, a extinción a través da auga é un proceso rápido.

• O procedemento de extinción da salmoira ten unReacción significativamente máis dura ao arrefriar que calquera outro, o método máis eficaz é a auga.
• Antes deste proceso, a auga ten que estar á temperatura ambiente ou á temperatura desexada. Despois diso, cando o material quente se pon en auga de refrixeración, cambia as súas fases segundo as etapas.
• Os resultados chegan máis rápido no enfriamento por auga. Outra vantaxe é que é un método de arrefriamento rápido. Polo tanto, é o menos caro tanto en diñeiro como en tempo. Non obstante, por suposto, o resultado rápido tamén trae importantes inconvenientes.
• A desvantaxe dos produtos finais ríxidos, quebradizos e facilmente quebradizos veñen con esta velocidade rápida ou instantánea. O material enfriado pode ser etiquetado como de calidade de son ou de mala calidade.
• O enfriamento por auga é unha opción viable no caso do endurecemento do aceiro. A razón é que o aceiro ten unha forma única de arrefriar que se pode conseguir a través da auga. O aceiro carbonizado quéntase por encima da súa temperatura de recristalización.
• Ao arrefriar inmediatamente o aceiro, o enfriamento por auga evita que o aceiro se derrita nesta fase cando doutro xeito se fundiría se non se detén. Polo tanto, o enfriamento con auga é máis axeitado para o aceiro que os outros medios.

Templado con aceite

Unha das técnicas de enfriamento máis populares no sector do enfriamento de metais é o enfriamento con aceite. O método óptimo para endurecer aliaxes metálicas dálles odureza e potencia necesarias sen facer que se volvan ríxidas e quebradizas durante o proceso.

Ir coa extinción de aceite ten varios pros, pero a principal é que se quenta máis lentamente que outros medios de extinción e arrefría. por unha duración máis longa, dándolle ao material quente unha maior estabilidade e tempo de endurecemento.

Ademais, isto garante que o material enfriado non será demasiado fráxil e manterase perfectamente. Polo tanto, é preferible aos métodos de auga, aire ou salmoira porque reduce a posibilidade de que o corpo do metal apagado se deforme ou se rache.

O enfriamento é un proceso de arrefriamento rápido

Diferenza entre auga e extinción de aceite

A auga e o aceite son dous tipos diferentes de medios. Ambos son distinguibles nalgúns aspectos e compórtanse de forma diferente na extinción. A táboa seguinte resume unha visión xeral das disparidades entre os dous medios.

Apaga por auga vs. extinción con aceite

Conclusión

• Un procedemento de arrefriamento rápido chamado quenching fai que os materiais se endurezan. As calidades, as aplicacións e a composición dos compoñentes de aleación do aceiro inflúen na velocidade de enfriamento.
• A velocidade á que se arrefría unha substancia tamén depende das características do quencante. Este artigo destacou os medios de aceite e auga. Ambos son únicos segundodiferentes aplicacións.
• O aceite é bo para o enfriamento porque transmite calor rapidamente sen cambiar o metal. Aínda que os extintores cáusticos a base de auga son máis rápidos, o poder co que operan ten o potencial de fracturar ou deformar algúns materiais.