Skillnad mellan Annealing Härdning och Tempering

Huvudskillnad - Annealing vs Härdning mot Tempering

Värmebehandling är användningen av värme för att ändra egenskaper hos ett material, särskilt i metallurgi. Det är en typ av industriell process som är inblandad i att förändra kemiska och fysikaliska egenskaper hos metaller och metalllegeringar. Det finns fyra huvudtyper av värmebehandlingsmetoder som glödgning, härdning, härdning och normalisering. Annealing är en värmebehandlingsprocess som används för att mjukgöra material eller för att erhålla andra önskade egenskaper, såsom bearbetning, elektriska egenskaper, dimensionell stabilitet etc. Härdning eller släckning är processen att öka hårdheten hos en metall. Tempering är processen att värma ett ämne till en temperatur under dess kritiska område, håller och sedan kyler. Huvudskillnaden mellan glödgning och härdning är det glödgning görs för att mjuka en metall eller en legering och härdning görs för att öka hårdheten hos en metall eller legering medan härdning görs för att minska brötheten hos släckt metall eller legering.

Viktiga områden som omfattas

1. Vad är Annealing
     - Definition, Process, Syftet med Annealing
2. Vad är härdning
     - Definition, Process, Typer Härdningsprocesser
3. Vad är Tempering
     - Definition, Process, Austempering
4. Vad är skillnaden mellan Annealing Hardening och Tempering
     - Jämförelse av viktiga skillnader

Nyckelord: Alloy, Annealing, Austempering, Carburizing, Flamhärdning, Härdning, Induktionshärdning, Metall, Metallurgi, Nitrering, Normalisering, Quenching, Surface Hardening, Tempering

Vad är Annealing

Annealing är processen att mjukgöra ett material för erhållande av önskade kemiska och fysikaliska egenskaper. Några av dessa önskvärda egenskaper inkluderar bearbetning, svetsbarhet, dimensionell stabilitet etc. Det är en typ av värmebehandling.

Glödgningsprocessen innefattar uppvärmning av en metall till eller nära kritisk temperatur (kritisk temperatur är temperaturen vid vilken kristallin fas av metall förändras). Uppvärmning till en sådan hög temperatur gör den lämplig att tillverka. Efter uppvärmning skall metallen kylas till rumstemperatur. Detta kan göras i en ugn.

Figur 1: Annealing en silverremsa

Den långsamma kylningen av metall ger en raffinerad mikrostruktur. Detta kan delvis eller helt separera beståndsdelar. Annealing behandlingsprocessen kan också användas för rena metaller och legeringar. Enligt processen kategoriseras järnmetaller som nedan.

• Fullgjorda järnhaltiga legeringar (använd mycket långsam kylningsprocess)
• Bearbeta glödgade legeringar (kylhastigheten kan vara snabbare)

Andra metaller som mässing, silver, koppar kan vara helt annealed men kyls snabbt. Detta kan göras genom att släcka i vatten.

Vad är härdning

Härdning är processen att öka hårdheten hos ett material. Härdning ökar materialets hållfasthet. Härdning görs ofta av släckning. Vid släckningsprocessen av en metall värms metallen till austenitisk kristallfas och kyls sedan snabbt. Kylning kan ske med antingen tvångsluft, andra gaser som kväve, olja, saltlösning etc. (vald beroende på legeringstyp och dess beståndsdelar).

Härdningsprocessen ökar hållfastheten och slitegenskaperna hos metallen. Men närvaron av tillräckligt med kol och legering är en förutsättning för härdning. Härdning kan göras för metalllegeringar som stål. Härdningen på detta sätt gör metallet skört. Därför göres tempereringsprocessen vanligen följt av härdningsförfarandet.

Det finns två huvudtyper av härdningsprocesser; ythärdning och härdhärdning.

Ythärdning

Ytahärdning ökar hårdheten på den yttre ytan medan kärnan förblir mjuk. Ythärdning kan göras i flera metoder, såsom förkolning, nitrering och flamhärdning / induktionshärdning.

• I uppkolning, metalllegeringen placeras vid en hög temperatur i flera timmar i en kolhaltig miljö.
• nitrering utnyttjar kväve och värme. Detta används vanligtvis för bränsleinsprutningspumpar.
• I flamhärdning / induktionshärdning, värme appliceras under en kort tidsperiod i form av en flamma och metallen stoppas omedelbart.

Figur 2: En bränsleinsprutningspump

Fallhärdning

Fallhärdning ökar hårdheten på ytan genom att införa element i ytan av materialet och bilda ett tunt lager av hårdare legering. Fallhärdning ökar slitstyrkan hos utrustningen utan att ändra de inre delarna.

Vad är Tempering

Tempering är processen att värma ett ämne till en temperatur under dess kritiska område, håller och sedan kyler. Detta görs för att erhålla önskvärda egenskaper. Tempering utförs ofta för tidigare släckt eller normaliserat stål. Temperande process är användbar för att minska brötheten hos släckt stål. Temperaturen till vilken tempereringen görs påverkar direkt materialets hårdhet. Högre temperaturer sänker hårdheten.

Figur 3: Tempererande färger i stål

Tempering görs genom att uppvärmning av metalllegeringen till en temperatur som är lägre än kritisk temperatur (kritisk temperatur är temperaturen vid vilken metallets kristallina fas förändras). Då hålls materialet vid den temperaturen under en tid, följt av kylning. Kylningen kan antingen vara en släckning eller en luftkylning.

En underkategori av härdning är austempering. Det används främst på järnmetaller som stål och duktilt järn. Det används för att förbättra mekaniska egenskaper hos metalllegeringar genom att minska eller eliminera distorsion.

Skillnad mellan Annealing Härdning och Tempering

Definition

annealing: Annealing är processen att mjukgöra ett material för erhållande av önskade kemiska och fysikaliska egenskaper.

Härdning: Härdning eller släckning är processen att öka hårdheten hos ett material.

Härdning: Tempering är processen att värma ett ämne till en temperatur under dess kritiska område, håller och sedan kyler.

Bearbeta

annealing: Förnätningsprocessen innefattar uppvärmning av en metall till eller nära kritisk temperatur följt av kylning till rumstemperatur väldigt långsamt i en ugn.

Härdning: Vid härdningsprocessen upphettas metallen i austenitisk kristallfas och kyls sedan snabbt.

Härdning:  Tempering görs genom uppvärmning av metalllegeringen till en temperatur som är lägre än den kritiska temperaturen, håller under en tid och kylning.

Ändamål

annealing: Annealing mjukar material.

Härdning: Härdning ökar hårdheten och styrkan hos material som metalllegeringar.

Härdning: Tempering minskar metallens brummhet.

tillämpningar

annealing: Annealing används för metaller och metalllegeringar.

Härdning: Härdning används för metalllegeringar som innehåller tillräckligt med kol och legeringar.

Härdning: Tempering används huvudsakligen för stål.

Slutsats

Annealing, härdning och temperering är värmebehandlingsprocesser. Huvudskillnaden mellan glödgning och härdning är att glödgning görs för att mjukna en metall eller en legering och härdning görs för att öka hårdheten hos en metall eller legering medan härdning görs för att minska brötheten hos släckt metall eller legering.

Referens:

1. Himanshu Verma. "Värmebehandlingsprocesser." LinkedIn SlideShare, 4 maj 2017, Tillgänglig här.
2. "Metallhärdning / Metallsläckning / Metalhärdning." Härdning, Quenching, Tempering at Metlab of Wyndmoor PA., Tillgänglig här.
3. Gulfam Hussain, Materialingenjör Följ. "Härdning (Värmebehandling) Quenching." LinkedIn SlideShare, 28 Mar 2016, Tillgänglig här.

Image Courtesy:

1. "Annealing a silver strip" Av Mauro Cateb - Egent arbete (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Commons
2. "Simms bränsleinsprutningspump, Fordson traktor, Cophill Farm vintage rally 2012" Av Andy Dingley - Egent arbete (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
3. "Tempering standards used in blacksmithing" Av Zaereth - eget arbete (CC0) via Commons Wikimedia