Ang isang mahalagang bahagi sa thermal treatment ng mga metal ay pagsusubo. Ito ay nagsasangkot ng mabilis na paglamig ng isang metal na bagay upang makuha o baguhin ang mga katangian tulad ng tigas, lakas, o tigas.

Pinababawasan ng mabilis na paglamig ang oras ng pagkakalantad ng metal sa mataas na temperatura at pinoprotektahan ito mula sa mga depekto. Bukod dito, ang metal ay maaaring sumailalim sa mga pagbabago depende sa paraan ng aplikasyon at media.

Ang hangin, langis, tubig, at brine ay ilang karaniwang mga ahente ng pagsusubo.

Malawakang ginagamit ang langis para sa pagsusubo dahil mabilis itong naglilipat ng init nang hindi gaanong nadidistorbo ang metal. Kahit na mas mabilis ang water-based na caustic quenchant, ang puwersa kung saan gumagana ang mga ito ay maaaring maging sanhi ng pagkabasag o pagkasira ng ilang materyales.

Ang pagkakaiba sa pagitan ng langis at tubig ang pangunahing puntong tatalakayin sa artikulo.

Ano Ang Proseso ng Pagsusubo?

Ang quenching ay isang mabilis na proseso ng paglamig na nagreresulta sa pagtigas ng mga materyales. Ang bilis ng pagsusubo ay nakasalalay sa kani-kanilang materyal na grado, aplikasyon, at komposisyon ng mga sangkap ng haluang metal. Bukod pa rito, nakakaapekto rin dito ang ilang katangian ng quenching medium.

Theoretically, bago ang quenching, ang isang metal o glass material ay sumasailalim sa pag-init na lampas sa karaniwang temperatura nito. Pagkatapos nito, inilalagay ito sa mabilis na paglamig upang maalis agad ang init. Nakakatulong ito na baguhin ang mga katangiang iyon sa mala-kristal na istraktura ng isang materyal na nawala habangheating.

Upang gawing mas matigas at matigas ang metal o salamin bilang isang item, madalas naming pinapatay ang mga ito. Ang temperatura ng pagsusubo ng isang bagay ay dapat palaging nasa itaas ng temperatura ng recrystallization nito ngunit mas mababa sa temperatura ng pagkatunaw nito.

Mga Yugto ng Proseso ng Pagsusubo

Dalawang tao na nagtatrabaho sa paligid ng steel melting pool

Karaniwang may tatlong yugto ng pagsusubo na nangyayari kapag ang isang mainit na piraso ay lumalapit sa likidong pamatay. Tinutukoy ng mga yugtong ito ang pagbabago sa mga katangian ng quenchant at materyal. Ang tatlong hakbang ay:

• Yugto ng singaw
• Yugto ng Nucleate Boiling
• Yugto ng Convection

Ngayon, suriin natin ang mga ito nang malalim.

Vapor Stage

Ang vaporization stage ay naglaro kapag mainit ang ibabaw ng bahagi ay gumagawa ng paunang pakikipag-ugnay sa likidong pamatay. Nagreresulta ito sa isang singaw na pagbuo ng kalasag sa paligid ng elemento. Ang pagpapadaloy ay nangyayari sa ilang lawak sa panahon ng vapor phase.

Gayunpaman, ang pangunahing paraan ng heat transport ng yugtong ito ay radiation sa pamamagitan ng vapor blanket. Ang kumot na nabuo ay medyo matatag.

Ang tanging paraan upang mapabilis ang pag-alis nito ay sa pamamagitan ng agitation o pagdaragdag ng iba't ibang additives. Bukod dito, mas mainam na gawing maikli ang yugtong ito hangga't maaari

Ang dahilan ay malaki ang kontribusyon nito sa mga malalambot na lugar na nabubuo sa panahon ng pagsusubo. Samakatuwid, ang mga hindi gustong micro-constituent ay maaaringbumuo kung sila ay pinapayagang magpatuloy.

Nucleate Boiling Stage

Ito ang ikalawang yugto pagkatapos ng singaw na yugto. Nagsisimula ito kapag ang likido na mas malapit sa ibabaw ng materyal ay nagsimulang kumulo, at ang yugto ng singaw ay nagsisimulang bumagsak. Ito ang pinakamabilis na yugto ng paglamig sa ibinigay na bahagi.

Dahil sa paghahatid ng init mula sa pinainit na ibabaw at kasunod na pagsipsip sa likidong pamatay, posible ang malaking rate ng pagkuha ng init. Nagbibigay-daan ito sa pinalamig na likido na pumalit sa ibabaw nito.

May kasamang mga additives ang ilang quenchant para mapalakas ang maximum cooling rate ng fluid. Nagtatapos ang pagkulo sa tuwing bumababa ang temperatura sa ibabaw ng bahagi sa ibaba ng kumukulo ng likido.

Para sa mga bahaging madaling mabaluktot, ang mga medium tulad ng mataas na temperatura na mga langis at asin ay nagbibigay ng magagandang resulta. Kung hindi, ang mga materyales ay maaaring maging malutong at mabilis na masira sa panahon ng nais na mga aplikasyon.

Convective Stage

Ang convection ay ang huling yugto ng proseso. Nangyayari ito kapag ang materyal ay umabot sa temperatura na mas mababa kaysa sa kumukulo ng quenchant. Ang yugto ng convection ay kinabibilangan ng paglipat ng init sa pamamagitan ng bulk fluid, at ang panimulang punto nito ay pagpapadaloy.

Ito ang pinakamabagal na yugto dahil ang paglipat ng init ay tumatagal ng mahabang panahon upang maabot ang lahat ng mga molekula sa loob ng bulk. Ang pagkontrol sa paglisan ng init sa pamamagitan ng convection ay nagsasangkot ng maraming mga variable, kabilang angtiyak na init ng quenchant at ang thermal conductivity nito.

Ang pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng quenchant at ng materyal ay maaaring makaapekto sa proseso ng convection. Karaniwan, ang karamihan sa mga pagbaluktot ay nangyayari sa puntong ito.

Ang tatlong hakbang sa pagsusubo sa itaas ay nagaganap sa pagkakasunud-sunod sa isang partikular na lokasyon. Gayunpaman, depende sa geometry at agitation ng bahagi, magsisimula ang iba't ibang mga lugar sa iba't ibang yugto sa iba't ibang panahon.

Ang Tatlong Yugto ng Proseso ng Pagsusubo

Mga Medium ng Pag-Quenching

Ang quenching ay nangyayari sa pamamagitan ng anumang medium, at ang sumusunod ay ang listahan ng 4 na magkakaibang media. Ang bawat isa ay may mga kalamangan at kahinaan, depende sa mga katangian nito, mga elemento ng pakikipag-ugnay, oras, mga batas sa paglipat ng init, at mga relasyon.

1. Air: Paggamit ng isang regular na temperatura sa paligid upang palamigin ang pinainit na materyal
2. Brine: Ang solusyon ng asin at tubig ay ang pinakamabilis na cooling medium kapag nasusubo.
3. Oil: Isang maaasahan at mas mabilis alternatibong pagsusubo sa hangin.
4. Tubig: Mas mabilis kaysa sa hangin o langis sa mga likido sa pagsusubo.

Kahit na may malawak na impormasyon ang literatura sa mga medium sa itaas, tuklasin natin ang dalawang pangunahing, langis at tubig.

Pag-Quenching ng Tubig

Ang tubig ay may pag-aari ng paglamig ng materyal nang mas mabilis kaysa sa langis at hangin. Kaya, ang pagsusubo sa pamamagitan ng tubig ay isang mabilis na proseso.

• Ang pamamaraan ng pagsusubo ng brine ay maymakabuluhang mas malupit na reaksyon kapag lumalamig kaysa sa anumang iba pa, ang pagpapalamig ng tubig ay ang pinakaepektibong paraan.
• Bago ang prosesong ito, ang tubig ay kailangang nasa kwarto o ang nais na temperatura. Pagkatapos nito, kapag ang pinainit na materyal ay inilagay sa cooling water, binabago nito ang mga phase nito ayon sa mga yugto.
• Mas mabilis na dumarating ang mga resulta sa water quenching. Ang isa pang bentahe ay ito ay isang mabilis na paraan ng paglamig. Samakatuwid ito ay ang hindi bababa sa mahal sa mga tuntunin ng parehong pera at oras. Gayunpaman, siyempre, ang mabilis na resulta ay may mga makabuluhang disbentaha din.
• Ang kawalan ng matigas, malutong, at madaling masira na mga produktong pangwakas ay may ganitong mabilis o agarang bilis. Ang napatay na materyal ay maaaring ma-label bilang may kalidad ng tunog o hindi magandang kalidad.
• Ang pagsusubo ng tubig ay isang praktikal na opsyon sa kaso ng pagpapatigas ng bakal. Ang dahilan ay ang bakal ay may kakaibang paraan ng paglamig na maaaring makuha sa pamamagitan ng tubig. Ang carbonized na bakal ay umiinit nang higit sa temperatura nitong muling pag-crystallization.
• Sa pamamagitan ng kaagad na paglamig ng bakal, pinipigilan ng water quenching ang bakal na matunaw sa yugtong ito kung kailan ito matutunaw kung hindi ito ititigil. Samakatuwid, ang water quenching ay mas angkop para sa bakal kaysa sa iba pang mga medium.

Oil Quenching

Isa sa pinakasikat na quenching technique sa metal quenching sector ay oil quenching. Ang pinakamainam na paraan para sa pagpapatigas ng mga haluang metal ay nagbibigay sa kanila ngkinakailangang tigas at lakas nang hindi nagiging sanhi ng mga ito na maging matigas at malutong sa panahon ng proseso.

Ang pagsama sa oil quenching ay may ilang mga kalamangan, ngunit ang pangunahing isa ay ang pag-init nito nang mas mabagal kaysa sa iba pang mga medium ng pagsusubo at paglamig para sa mas mahabang tagal, na nagbibigay sa pinainit na materyal ng higit na katatagan at oras ng hardening.

Bukod pa rito, ginagarantiyahan nito na ang na-quench na materyal ay hindi magiging labis na malutong at mahusay na hahawakan. Samakatuwid, ito ay mas mainam kaysa sa tubig, hangin, o brine na pamamaraan dahil pinapababa nito ang posibilidad na masira o mabitak ang katawan ng napatay na metal.

Ang quenching ay isang mabilis na proseso ng paglamig

Pagkakaiba sa Pagitan ng Tubig at Oil Quenching

Ang tubig at langis ay dalawang magkaibang uri ng media. Parehong nakikilala sa ilang aspeto at naiiba ang pag-uugali sa pagsusubo. Ang talahanayan sa ibaba ay nagbubuod ng isang pangkalahatang-ideya ng mga pagkakaiba sa pagitan ng dalawang media.

Water Quenching vs. Oil Quenching

Konklusyon

• Ang isang mabilis na pamamaraan ng paglamig na tinatawag na pagsusubo ay nagiging sanhi ng pagtigas ng mga materyales. Ang mga grade, application, at alloying component na komposisyon ng bakal ay lahat ay nakakaimpluwensya sa quenching rate.
• Ang bilis ng paglamig ng isang substance ay depende rin sa mga katangian ng quenchant. Itinampok ng artikulong ito ang media ng langis at tubig. Parehong natatangi ayon saiba't ibang mga aplikasyon.
• Ang langis ay mabuti para sa pagsusubo dahil mabilis itong nagpapadala ng init nang hindi binabago ang metal. Bagama't mas mabilis ang mga water-based na caustic quenchant, ang kapangyarihan na ginagamit ng mga ito ay may potensyal na mabali o masira ang ilang materyales.