Annealing i metallurgi och materialvetenskap är en värmebehandling som förändrar fysikaliska och ibland kemiska egenskaper hos ett material för att öka dess duktilitet och minska hårdheten. Vid glödgning migrerar atomer i kristallgitteret och antalet dislokationer minskar vilket leder till förändringen i duktilitet och hårdhet. Denna process gör den mer användbar. I vetenskapliga termer används glödgning för att bringa en metall närmare dess jämviktstillstånd.
I det uppvärmda, mjuka tillståndet tillåter den enhetliga mikrostrukturen hos en metall utmärkt smältbarhet och bearbetbarhet. För att utföra en fullständig glödgning i järnmetaller måste materialet upphettas över sin övre kritiska temperatur tillräckligt lång för att fullständigt omvandla mikrostrukturen till austenit.
Metallen måste sedan svalkas, vanligen genom att låta den svalna i ugnen för att tillåta maximal ferrit- och perlitfastransformation.
Vad är resultatet av Annealing?
Annealing används ofta för att:
- Mjuka en metall för kallt arbete
- Förbättra maskinbearbetningen
- Förbättra elektrisk ledningsförmåga
Annealing och kallt arbete
En av de viktigaste användningarna av glödgning är att återställa duktiliteten. Under kall bearbetning kan metallet härdas i den utsträckning att inget mer arbete kommer att leda till sprickbildning. Genom att annealera metallen i förväg kan kallbearbetning ske utan risk för sprickbildning. Det beror på att glödgning släpper ut mekaniska påfrestningar som produceras under bearbetning eller slipning.
The Annealing Process
Stora ugnar används för glödgningsprocessen. Insidan av ugnen måste vara tillräckligt stor för att luft ska cirkulera runt metallstycket. För stora delar används gaseldade transportugnar medan bilbunksugnar är mer praktiska för mindre metallstycken. Under glödgningsprocessen upphettas metallen till en specifik temperatur där omkristallisation kan ske.
Vid detta tillfälle kan eventuella defekter som orsakas av metallens deformation repareras. Metallen hålls vid bastemperaturen under en bestämd tidsperiod och kyls sedan ner till rumstemperatur. Kylprocessen måste göras mycket långsamt för att producera en raffinerad mikrostruktur. Detta görs för att maximera mjukheten och görs ofta genom att nedsänka det heta materialet i sand, aska eller annan substans med låg värmeledningsförmåga. Alternativt kan det göras genom att stänga ugnen och låta metallen svalna med ugnen.
Behandling av mässing, silver och Cooper
Andra metaller som mässing , silver och koppar kan vara helt annealed med samma förfarande men kan snabbt kylas, även vattensläckt, för att avsluta cykeln. I dessa fall utförs processen genom upphettning av materialet (i allmänhet till glödning) ett tag och sedan långsamt låt det svalna till rumstemperatur i stillastående luft. Koppar, silver och mässing kan svalna långsamt i luften, eller snabbt genom att släcka i vatten, som järnmetaller, som stål, som måste kylas långsamt till glödgning. På detta sätt mjukas metallen och förbereds för vidare arbete, såsom formning, stämpling eller formning.
Andra former av glödgning inkluderar processglödgning, normalisering och glödgning av glödgning.