התקשות קריוגנית היא תהליך המשתמש בטמפרטורות קריוגניות - טמפרטורות מתחת ל -238 F. (-150 צלזיוס) לחיזוק ושיפור מבנה הדגן של מתכת. מבלי לעבור את התהליך הזה, המתכת יכולה להיות נוטה זנים ועייפות.
3 השפעות מיטיבות
ידוע כי טיפול קריוגני במתכות מסוימות מספק שלוש השפעות מועילות:
- עמידות רבה יותר: טיפול קריוגני מסייע לקידום הפיכתם של אוסטניט שנשמר שנמצא בפלדות שטופלו בחום לפלדת מרטנזיט קשה יותר. התוצאה היא פחות פגמים וחולשות במבנה הדגן של הפלדה.
- עמידות בלאי משופרת: התקשות קריוגנית מגבירה את משקעי האת-קרבידים. אלה הם פחמימות משובחות המשמשות כקלסרים לתמיכה במטריקס המארטנסיט, ועוזרות להתנגד לעמידות בפני בלאי וקורוזיה.
- הקלה במתח: לכל המתכות יש מתח שיורי שנוצר כאשר היא מתמצקת משלב הנוזל שלה לשלב מוצק. לחצים אלו עלולים לגרום לאזורים חלשים המועדים לכישלון. טיפול קריוגני יכול להפחית חולשות אלו על ידי יצירת מבנה גרגירים אחיד יותר.
תהליך
תהליך הטיפול הקריוגני של חלק מתכת כולל קירור איטי מאוד של המתכת באמצעות חנקן נוזלי גזי. תהליך הקירור האיטי בין טמפרטורות לטמפרטורה קריוגנית חשוב במניעת מתח תרמי.
חלק המתכת מוחזק אז בטמפרטורה של סביב -310 F. (-190 צלזיוס) למשך 20 עד 24 שעות לפני שרקמת החום מעלה את הטמפרטורה לסביבות +300 צלזיוס. (+149 ג). שלב הרגעה לחום זה קריטי בהפחתת כל שבירות העלולה להיגרם עקב היווצרות מרטנסיט במהלך תהליך הטיפול הקריוגני.
טיפול קריוגני משנה את כל המבנה של מתכת, ולא רק משטח. כך שהיתרונות לא הולכים לאיבוד כתוצאה מהמשך עיבוד, כמו שחיקה.
מכיוון שתהליך זה פועל לטיפול בפלדה אוסטנית שנשמרת ברכיב, היא אינה יעילה לטיפול בפריטי ובאוסטניטי פלדות. זה, עם זאת, יעיל מאוד לשיפור פלדות מרטנסיטיות שטופלו בחום, כגון פחמן גבוה וגבוה כְּרוֹם פלדות, כמו גם פלדות כלים.
חוץ מזה פְּלָדָה, התקשות קריוגנית משמשת גם לטיפול בגבס בַּרזֶל, סגסוגות נחושת, אֲלוּמִינְיוּם, ו מגנזיום. התהליך יכול לשפר את חיי השחיקה של חלקי מתכת מסוג זה על ידי גורמים של שניים עד שש.
טיפולים קריוגניים סוחרו לראשונה באמצע שנות השישים המאוחרות.
יישומים
יישומים לחלקי מתכת שטופלו בקריוגניים כוללים, אך אינם מוגבלים, לתעשיות הבאות:
- חלל והגנה (למשל פלטפורמות נשק ומערכות הדרכה)
- רכב (למשל רוטורי בלמים, תיבות הילוכים ומצמדים)
- כלי חיתוך (למשל סכינים ומקדחים)
- כלי נגינה (למשל כלי פליז, חוטי פסנתר וכבלים)
- רפואי (למשל כלים כירורגיים וקשקשים)
- ספורט (למשל כלי נשק, ציוד דיג וחלקי אופניים)