Một giai đoạn thiết yếu trong xử lý nhiệt kim loại là tôi. Nó liên quan đến việc làm nguội nhanh một vật bằng kim loại để thu được hoặc thay đổi các phẩm chất như độ cứng, độ bền hoặc độ dẻo dai.

Làm mát nhanh giúp giảm thời gian kim loại tiếp xúc với nhiệt độ cao và bảo vệ kim loại khỏi các vết nứt. Hơn nữa, kim loại có thể bị biến đổi tùy thuộc vào phương pháp ứng dụng và môi trường.

Không khí, dầu, nước và nước muối là một số chất làm nguội điển hình.

Dầu được sử dụng rộng rãi để làm nguội vì nó truyền nhiệt nhanh mà không làm kim loại biến dạng đáng kể. Ngay cả khi chất tôi xút gốc nước nhanh hơn, lực tác dụng của chúng có thể khiến một số vật liệu bị vỡ hoặc biến dạng.

Sự khác biệt giữa dầu và nước là điểm chính cần thảo luận trong bài viết.

Quá trình dập tắt là gì?

Làm nguội là quá trình làm nguội nhanh dẫn đến làm cứng vật liệu. Tốc độ làm nguội phụ thuộc vào loại vật liệu tương ứng, ứng dụng và thành phần của các thành phần hợp kim. Ngoài ra, một số tính chất của môi trường tôi cũng ảnh hưởng đến nó.

Về mặt lý thuyết, trước khi tôi, một vật liệu kim loại hoặc thủy tinh sẽ được nung nóng vượt quá nhiệt độ tiêu chuẩn của nó. Sau đó được đưa vào làm nguội nhanh để loại bỏ nhiệt ngay. Nó giúp sửa đổi các tính chất đó trong cấu trúc tinh thể của vật liệu bị mất trong quá trìnhnung nóng.

Để làm cho kim loại hoặc thủy tinh cứng hơn và cứng hơn như một vật phẩm, chúng tôi thường làm nguội chúng. Nhiệt độ tôi của một vật phải luôn cao hơn nhiệt độ kết tinh lại nhưng thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của nó.

Các giai đoạn của quá trình tôi

Hai người làm việc xung quanh bể nấu chảy thép

Thông thường có ba giai đoạn làm nguội xảy ra khi một miếng nóng đến gần chất làm nguội lỏng. Các giai đoạn này xác định sự thay đổi trong các đặc tính của chất làm nguội và vật liệu. Ba bước là:

• Giai đoạn hơi
• Giai đoạn sôi hạt nhân
• Giai đoạn đối lưu

Bây giờ, hãy xem xét chúng một cách chuyên sâu.

Giai đoạn hóa hơi

Giai đoạn hóa hơi bắt đầu hoạt động khi nhiệt độ tăng cao bề mặt của bộ phận tiếp xúc ban đầu với chất làm nguội chất lỏng. Nó dẫn đến sự hình thành lá chắn hơi xung quanh phần tử. Ở một mức độ nào đó, sự dẫn nhiệt xảy ra trong pha hơi.

Tuy nhiên, phương thức truyền nhiệt chủ yếu của giai đoạn này là bức xạ qua lớp màn hơi. Chăn được hình thành tương đối ổn định.

Cách duy nhất để tăng tốc độ loại bỏ nó là khuấy trộn hoặc thêm các chất phụ gia khác. Hơn nữa, nên thực hiện giai đoạn này càng ngắn càng tốt

Lý do là nó góp phần đáng kể vào các vùng mềm phát triển trong quá trình làm nguội. Do đó, các thành phần vi mô không mong muốn có thểphát triển nếu chúng được phép tiếp tục.

Giai đoạn đun sôi hạt nhân

Đây là giai đoạn thứ hai sau giai đoạn hơi. Nó bắt đầu khi chất lỏng gần bề mặt vật liệu bắt đầu sôi và giai đoạn hơi bắt đầu sụp đổ. Đây là giai đoạn nhanh nhất để làm mát thành phần nhất định.

Do sự truyền nhiệt từ bề mặt được làm nóng và sau đó hấp thụ vào chất làm nguội chất lỏng, tốc độ trích nhiệt đáng kể có thể xảy ra. Nó cho phép chất lỏng được làm mát chiếm vị trí của nó trên bề mặt.

Một số chất làm nguội có chứa các chất phụ gia để tăng tốc độ làm mát tối đa của chất lỏng. Quá trình sôi kết thúc bất cứ khi nào nhiệt độ bề mặt của bộ phận giảm xuống dưới điểm sôi của chất lỏng.

Đối với những bộ phận dễ bị biến dạng, các phương tiện như dầu và muối ở nhiệt độ cao sẽ mang lại kết quả tốt. Nếu không, vật liệu có thể trở nên giòn và nhanh chóng hư hỏng trong các ứng dụng mong muốn.

Giai đoạn đối lưu

Đối lưu là giai đoạn cuối cùng của quy trình. Nó xảy ra khi vật liệu đạt đến nhiệt độ thấp hơn điểm sôi của chất làm nguội. Giai đoạn đối lưu liên quan đến quá trình truyền nhiệt qua chất lỏng khối và điểm bắt đầu của nó là dẫn nhiệt.

Đây là giai đoạn chậm nhất vì quá trình truyền nhiệt mất nhiều thời gian để đến được tất cả các phân tử trong khối. Kiểm soát sự thoát nhiệt thông qua đối lưu liên quan đến nhiều yếu tố, bao gồm cảnhiệt dung riêng của chất làm nguội và tính dẫn nhiệt của nó.

Sự chênh lệch nhiệt độ giữa chất làm nguội và vật liệu có thể ảnh hưởng đến quá trình đối lưu. Thông thường, hầu hết các biến dạng xảy ra tại thời điểm này.

Ba bước dập tắt trên diễn ra theo thứ tự tại một vị trí cụ thể. Tuy nhiên, tùy thuộc vào hình dạng và kích động của bộ phận, các khu vực khác nhau sẽ bắt đầu các giai đoạn khác nhau vào những thời điểm khác nhau.

Ba giai đoạn của quá trình tôi

Phương tiện tôi

Việc dập tắt xảy ra thông qua bất kỳ phương tiện nào và sau đây là danh sách 4 phương tiện khác nhau. Mỗi loại đều có ưu và nhược điểm, tùy thuộc vào đặc tính, các yếu tố tiếp xúc, thời gian, định luật truyền nhiệt và các mối quan hệ.

1. Không khí: Sử dụng nhiệt độ môi trường bình thường để làm mát vật liệu được làm nóng
2. Nước muối: Dung dịch muối và nước là phương tiện làm mát nhanh nhất khi làm nguội.
3. Dầu: Một giải pháp đáng tin cậy và nhanh hơn phương pháp dập tắt thay thế cho không khí.
4. Nước: Nhanh hơn không khí hoặc dầu khi làm nguội chất lỏng.

Mặc dù tài liệu có rất nhiều thông tin về các phương tiện trên, nhưng hãy cùng khám phá hai loại chính là dầu và nước.

Làm nguội bằng nước

Nước có đặc tính làm nguội vật liệu nhanh hơn dầu và không khí. Vì vậy, quá trình làm nguội bằng nước là một quá trình diễn ra nhanh chóng.

• Quy trình làm nguội bằng nước muối có mộtphản ứng khi làm lạnh khắc nghiệt hơn đáng kể so với bất kỳ phương pháp nào khác, ngâm nước là phương pháp hiệu quả nhất.
• Trước quá trình này, nước phải ở nhiệt độ phòng hoặc nhiệt độ mong muốn. Sau đó, khi vật liệu đã được làm nóng được đưa vào nước làm mát, nó sẽ thay đổi pha của nó theo các giai đoạn.
• Kết quả đạt được nhanh hơn khi làm nguội bằng nước. Một ưu điểm khác là nó là một phương pháp làm mát nhanh chóng. Do đó, nó ít tốn kém nhất cả về tiền bạc và thời gian. Tuy nhiên, tất nhiên, kết quả nhanh cũng đi kèm với những nhược điểm đáng kể.
• Nhược điểm của các sản phẩm cuối cứng, giòn và dễ vỡ đi kèm với tốc độ nhanh hoặc tức thì này. Vật liệu được làm nguội có thể được dán nhãn là có chất lượng tốt hoặc chất lượng kém.
• Làm nguội bằng nước là một lựa chọn khả thi trong trường hợp tôi thép. Lý do là thép có một cách làm mát độc đáo có thể đạt được thông qua nước. Thép cacbon hóa nóng lên trên nhiệt độ tái kết tinh của nó.
• Bằng cách làm nguội thép ngay lập tức, quá trình làm nguội bằng nước ngăn không cho thép bị nóng chảy ở giai đoạn này trong khi nếu không thép sẽ bị nóng chảy nếu không dừng lại. Do đó, tôi bằng nước phù hợp với thép hơn so với các phương pháp khác.

Tôi bằng dầu

Một trong những kỹ thuật tôi phổ biến nhất trong lĩnh vực tôi kim loại là tôi bằng dầu. Phương pháp tối ưu để làm cứng hợp kim kim loại mang lại cho chúngđộ cứng và sức mạnh cần thiết mà không làm cho chúng trở nên cứng và giòn trong suốt quá trình.

Việc sử dụng phương pháp tôi dầu có một số ưu điểm, nhưng ưu điểm chính là nó nóng lên chậm hơn so với các phương tiện tôi khác và nguội đi trong thời gian dài hơn, giúp vật liệu được nung nóng có độ ổn định và thời gian đông cứng cao hơn.

Ngoài ra, điều này đảm bảo rằng vật liệu được làm nguội sẽ không quá giòn và sẽ giữ được độ bền hoàn hảo. Do đó, phương pháp này được ưu tiên hơn so với các phương pháp dùng nước, không khí hoặc nước muối vì nó làm giảm khả năng thân kim loại tôi bị biến dạng hoặc nứt.

Tôi là một quá trình làm lạnh nhanh

Sự khác biệt giữa Làm nguội Nước và Dầu

Nước và dầu là hai loại phương tiện khác nhau. Cả hai đều có thể phân biệt được ở một số khía cạnh và hành xử khác nhau trong quá trình dập tắt. Bảng dưới đây tóm tắt tổng quan về sự khác biệt giữa hai phương tiện truyền thông.

Làm nguội bằng nước so với làm nguội bằng dầu

Kết luận

• Một quy trình làm mát nhanh được gọi là làm nguội làm cho vật liệu cứng lại. Các loại, ứng dụng và thành phần hợp kim của thép đều ảnh hưởng đến tốc độ tôi.
• Tốc độ nguội của một chất cũng phụ thuộc vào đặc tính của chất tôi. Bài viết này đã làm nổi bật phương tiện truyền thông dầu và nước. Cả hai đều là duy nhất theocác ứng dụng khác nhau.
• Dầu rất tốt cho việc làm nguội vì nó truyền nhiệt nhanh chóng mà không làm thay đổi kim loại. Mặc dù chất dập tắt ăn da gốc nước nhanh hơn, nhưng sức mạnh mà chúng vận hành có khả năng làm gãy hoặc biến dạng một số vật liệu.