正如所证明的,金属的加工可以追溯到近10000年前,但我们对如何改变金属的性质以更好地适应人类不断变化的需求的科学理解,大部分都是在过去200年中得出的。Bodycote处于现代艺术的前沿热处理并继续与客户合作开发满足或超过其应用要求的材料。
作为一家真正的全球热加工服务提供商,鲍迪克能够为其客户提供显著的优势。通过国际工厂网络,鲍迪克利用丰富的知识、经验和专业知识,在需要的时候和地点提供优质的服务。
Bodycote的热处理服务由许多核心技术组成,包括热处理,金属连接,热等静压和表面技术。
全球网络遍布180多个地点,客户受益于Bodycote全面的服务和专业知识。Bodycote的行业可以追溯到10000年前,它继续发展自己的传统,关注未来。
铜是一种韧性金属,具有很高的导热性和导电性,耐腐蚀。纯铜柔软且具有延展性;新暴露的表面呈红橙色。
在新石器时代初期,这四种冶金技术或多或少同时出现。公元前7500年。包括:冷加工,,退火、熔炼和失蜡铸造
熔模铸造是一种基于脱蜡铸造法(已知最古老的金属成型技术之一)的工业工艺,产生于公元前4500年左右。熔模铸造是一种利用蜡模或类似材料制成的模具制造精确铸件的技术。然后在铸造过程中熔化。
人类使用铜已有一万多年的历史,最近在现在的伊拉克北部发现了使用铜的证据。美索不达米亚、埃及、希腊、罗马、印度和中国的文化都使用铜来开发战争武器。苏美尔人是最早使用铜的人之一。
铜的用途?战争武器、货币、艺术品和珠宝。现代用途是管道、电线、散热器、汽车制动器和轴承等。更多»
第一批欧洲铜矿据信来自巴尔干地区。他们用骨工具挖掘,从现在塞尔维亚的鲁德纳格拉瓦(矿头)挖掘出大量铜矿。当时的定居者主要是农业定居者,他们从事畜牧业、狩猎和从公元前5700-4500年幸存下来的新石器时代文恰文化中觅食。他们是一个母系社会,由最年长的女性领导家族。更多»
Ötzi冰人是铜器时代最古老的木乃伊之一。1991年,人们在一座冰川中发现了他,与他一起出土的还有斧头、燧石刀、viburnum木箭筒和箭等物品,这让人们了解到4000年前人们是如何使用这些工具的。最让人兴奋的是一把紫杉柄的斧头,斧头上有长长的铜斧头,用柏油和皮带固定着。斧头的迹象表明,它的生产是冷锻、铸造、抛光和锐化的结合。更多»
中国的冶金历史悠久。铜被许多文化广泛使用,中国对铜的使用可追溯到公元前3000年左右。一些最早的铜片是在邓家湾发现的,位于被称为石家河遗址群的地方。石家河文化的主要运输方式是水;居民甚至建造了自己的水道,将更多的城市地区与其他城镇的相邻河流连接起来。有了这些人的流动,货物也在水路上交易,这些铜可能被石家河文化交易或购买,这是有道理的。更多»
普阿比(通常被称为普阿比女王)是苏美尔人城市乌尔的重要人物,在乌尔的第一个王朝。在她的坟墓里发现了一个为她制作的金高脚杯和一个双壁容器。用25%的银合金钎焊而成的黄金被称为“银金矿”。苏美尔人(公元前3世纪人类历史上的第一个文明)知道并熟练地使用了金钎焊。1922年至1934年,伦纳德·伍利爵士在乌尔公墓(位于现代伊拉克)发现了这只为普阿比设计的高脚杯,它仍然是现存最早的铜焊接头。上部为双壁,钎焊接头围绕外围形成。这只高脚杯目前正在伦敦大英博物馆展出。
其他早期钎焊的例子包括用钎焊技术在公元前2200年的特洛伊城发明的带有把手的饮水器。铜焊在当时的埃及也很普遍。现代钎焊起源于早期钎焊工的工作,然而,该工艺已经被改进,在许多情况下,钎焊金属产品的大规模生产实现了自动化。
钎焊现在是一种常见的冶金技术,用于通过熔化和流动填充金属到接头,将两个金属部件连接在一起,填充金属的熔点比相邻金属低。早期的冶金学家使用炭火和吹管来完成钎焊,而现代技术则是精炼的、精确的、按工业水平缩放的,可以实现自动化或半自动化。火炬钎焊是最常见的机械化钎焊形式,非常适合小型生产运行或专门操作。
更大规模的钎焊是在熔炉中进行的。它是一种自动化或半自动化过程,广泛应用于工业操作中,尤其具有成本效益。熔炉钎焊有许多优点,包括易于生产大量容易跳汰或自定位的小零件,受控的热循环保护可能因局部加热而变形的零件,单位成本低,熔炉中的保护气氛为惰性,减少或真空,所有这些都可以保护零件免受氧化,当然,还可以同时钎焊多个接头。
真空钎焊尤其具有显著的优点,可以提供非常干净、高完整性和强度的优质无焊剂钎焊接头。钎焊已经从最初的吹管和古人使用的木炭方法发展到现代科学理解和计算机控制的工业过程。它仍然是今天使用的金属连接的主要支柱之一。更多»
哈提人是现在土耳其境内哈提土地上的古老居民。哈梯人大约存在于公元前200年,直到他们融入印欧语系的赫梯文化,并开始说赫梯语、卢维语和帕拉伊语等语言。
哈提亚人的宗教可以追溯到石器时代,他们的神是太阳女神Furušemu(一头美洲豹)、母亲女神汉娜哈娜和她的儿子风暴神塔鲁(一头公牛)。他们是一个多民族的社会,因为国王娶了来自巴比伦、阿姆鲁和基祖旺达等外国王国的公主。
在哈提克皇家陵墓中发现的一把铁匕首是安纳托利亚北部皇家陵墓中发现的最早的铁制品之一。匕首上有一把熔炼过的铁刃和一把纯金柄。更多»
中国的青铜时代始于公元前2100年左右的夏朝。最早的发现地点是齐家和锡巴,新疆和山东等地。
与人们的普遍看法相反,当时的中国人不喝茶和吃米饭,而是吃谷类食物、面包、小米饼和喝啤酒;皇室成员吃肉喝酒。当时发现的许多青铜制品都是三足和四足鼎或称为鼎的器皿;它们被用来盛装谷物和葡萄酒。一些巨型坩埚重约180磅,葡萄酒容器重75磅。更多»
印度被罗马帝国视为一个拥有优秀铸铁创造者的国家。印度教徒在工业化学方面远远领先于欧洲,整个古印度都广泛地进行炼铁。考古学家在达杜普尔、拉贾·纳拉·卡·蒂拉和北方邦发现了许多铁制品,在海得拉巴发现了可追溯到公元前1800年至1200年的铁器时代墓葬遗址。古代奥义书中提到了铁球和熔炼,这是一本包含印度教一些核心哲学概念的文本集。更多»
最早的钢铁生产可追溯到公元前1800年。在安纳托利亚卡曼·卡莱霍胡克(Kaman Kalehoyuk)一处遗址出土的铁中发现了它的碎片。考古学家的挖掘地点建于1993年,位于安卡拉东南100公里处,距离卡曼市中心不远。更晚的是,在2005年,赤岛英雄(Hideo Akanuma)对铁器进行了分析,发现其中含有钢碎片,这是目前已知的最早的钢铁制造证据。更多»
青铜铸件用于制作用于仪式目的和宗教活动的详细仪式物品,而不是以前的实用物品。商朝艺术家会用大象、老虎、猫头鹰、公牛、公羊、各种各样的鸟和被称为“淘铁”的假想动物面具等详细的动物造型来装饰许多鼎器。鼎器主要用于祭祀仪式,包括人和动物。它们通常非常大,表明整个祭祀动物都会填满容器。据说,像这样的祭祀是为了安抚祖先,因为商朝相信鬼魂有能力影响生活世界;如果灵魂是幸福的,那么活着的人是幸福的。其他接受祭品的神被认为是控制风、雨和雷的神。
在商朝国王傅浩的墓中,发现了大约200件青铜制品,其中包括一些迄今为止发现的最早的青铜器。与青铜一样,在陵墓中还发现了16名殉葬者和6只狗,不幸的是当时的习俗也是如此。更多»
大约在这个时候,人们知道剑的锋利度可以通过在加热到锻造温度后迅速在水中冷却来提高。在中世纪,钢部件被加热,然后包装成压实的生物材料,如骨粉、地蹄子或动物皮和尿有时被用作淬火剂。这导致了一种可以检测到但无法理解的表面硬化。更多»
什么是钢?所有类型的钢都是铁和其他元素的合金,主要用于强度和低成本。通常,添加约2.1%的碳,以在原子水平上增加钢的硬化。
据信,撒哈拉以南的非洲人在公元前1400年左右发展了钢铁生产,在西方之前就在碳炉中生产钢铁。东非高炉的温度被认为比欧洲工业革命中的任何一次都要高。减少非洲钢铁产量的一个原因是缺乏木材来制造木炭来驱动熔炉。因此,最大的进步是靠近雨林地区。更多»
据说钢铁是斯巴达军队的秘密武器。尽管这一说法没有得到完全的支持,但雅典、罗马和波斯的武器从公元前500年起就是钢制外壳和熟铁芯的混合体,因此斯巴达很可能正在试验钢制武器。斯巴达人生来就是战士,他们想象着手中有一件更高级的武器来对抗敌人的软铁或青铜武器。
在1961年《纽约时报》的一篇文章中,博斯特博士从一个曾经是斯巴达的地区获得了钢铁样本,他说,当时拥有钢铁的军队几乎就像拥有原子弹的军事等价物。这可能是列奥尼达斯和他的300名斯巴达战士在塞莫皮莱成功对抗薛西斯和波斯侵略者的原因之一;据说斯巴达盾对敌人来说是坚不可摧的。更多»
Wootz钢在回火马氏体或珠光体混合物中的带状或片状微碳化物很容易识别。它通常被形象地描述为在近乎黑色的背景上旋转的光蚀刻图案,被称为世界上最好的钢。这种钢的一些最好的例子是刀剑之类的武器,尽管已经发现了一些防弹衣。伍兹剑,尤其是大马士革剑,因其锋利和力量而备受推崇。这种熟悉的模式是由高碳钢和低碳钢的折叠和焊接层形成的,但这种艺术的真正魔力已被时间所遗忘。
南印度的方法是在木炭炉内密封的粘土坩埚中加热黑色磁铁矿。其他的方法是熔化矿石,锤击矿渣;另一种方法是使用竹子和Avarai植物的叶子作为碳源。
一个波斯语短语——给出一个“印度答案”,意思是“用一把印度剑(一把伍兹大马士革剑)割伤”。更多»
美洲原住民早在公元前4000年就已经开始使用铜了,但在很久之后,随着莫切文化的发展,在北海岸才出现了完全发展的熔炼。这些矿石是通过安第斯山麓的浅层矿床提炼出来的,据信是在附近的地方冶炼的。有证据表明,金属制品和陶罐描述了冶炼过程。据了解,该过程是在砖窑中进行的,三根吹气管向炉中心提供气流。这个过程中的铸锭随后被送到沿海地区,在更专业的作坊里加工成形。在墓室中发现的大多数物品是珠子或用于高地位人士的宗教仪式。更多»
在斯里兰卡,使用季风来驱动熔炉的方法被用来生产高碳钢。在斯里兰卡中部高地的偏远山坡上,数百处考古遗址被发现。这项技术的证据首次发现于1990年。1996年《自然》杂志记录了关于这一发现和实验试验的信息。在盛夏期间,学生们在山脚下重现了冶炼过程,他们使用细长的熔炉捕捉高速的风,在地下创造温度,直接从铁矿石中熔炼钢铁。更多»
哈亚人被认为是坦桑尼亚最早从事金属加工的居民,令人难以置信的是,他们是最早发明碳钢的人。哈亚长老们用泥土和草建造了熔炉,当它们燃烧时,会产生碳,将铁转化为钢;该工艺的工作原理与平炉炉基本相同。这种质量的钢直到几个世纪后才在欧洲诞生。
哈亚人分布在坦桑尼亚西北部卡格拉地区的布科巴区、穆莱巴区和卡拉格韦区。到1991年,哈亚人口估计为120万。哈亚人居住的地区几乎被乌干达前总统伊迪·阿明·达达吞并。更多»
中亚最近被发现是坩埚钢生产的重要枢纽。乌兹别克斯坦和土库曼斯坦就是其中的两个地方。在“丝绸之路”上的一个著名城市土库曼斯坦的默尔夫发现了证据。梅尔夫一个车间的发现为坩埚炼钢提供了早期的例证。其他著名的坩埚炼钢厂位于乌兹别克斯坦东部和费尔干纳河谷的帕普,这两个地方都位于“丝绸之路”上。在这些遗址出土了数十万节坩埚和巨大的渣饼。特别是在费尔干纳河谷的一个地点,有证据表明存在渗碳铁矿石;这一过程似乎仅限于这一特定区域,因此被称为费尔干纳过程。更多»
11世纪对中国的铁需求增加。铁用于武器,硬币,雕像,钟声,建筑,机械等。现在,中国宋代开发的冶炼过程使用大型车轮驱动的巨大波纹管,又通过燃烧木炭供电。结果是中国开始体验大规模砍伐森林。中国人不得不提出一种制定替代品的方法,这种替代方案是焦炭来自烟煤。焦炭的两种额外益处是缺乏烟雾,并在一氧化碳存在下导致的最终产品中减少氧化铁的积聚。更多»
自11世纪以来,亚洲就存在着一个与我们所知的“贝塞默”过程非常相似的过程。在访问磁州时,中国学者沈括将这一工艺描述为“一种通过对熔融金属进行冷风处理,将铸铁反复锻造成钢的方法,以降低碳含量,很像西方的贝塞默工艺”。许多欧洲旅行者写到亚洲的钢铁生产和钢铁加工区。
然后在19世纪50年代,美国人威廉·凯利邀请四位中国钢铁专家到肯塔基州学习他们的技术。一些被称为“水坑工人”的英国钢铁工人参观了他的工厂,见证了这一过程,回到英国后,他们谈到了这项发明,但最终获得这一过程专利的是英国发明家亨利·贝塞默(Henry Bessemer)。更多»
虽然没有意识到他在金属处理方面的发现的相关性,但法国数学家、物理学家、作家、发明家和宗教哲学家布莱斯·帕斯卡的定律将对金属的热处理产生重大影响。他提出,在任何一点施加在受限流体上的压力,通过流体向各个方向传递而不受减损,并以与其内表面成直角的方式作用在受限容器的每个部分上,且作用面积相等。
帕斯卡在流体力学和流体静力学领域的工作围绕着液压流体的原理展开。他的发明包括注射器和液压机。为了纪念他对科学的贡献,帕斯卡被命名为国际单位制压力,一种编程语言和帕斯卡定律。帕斯卡的三角形和帕斯卡的赌注也仍然以他的名字命名。
然而,直到几百年后,帕斯卡定律才以等静压的形式应用到金属处理中。正是帕斯卡定律的应用使得装在袋子或信封里的粉末和颗粒物质在压力作用下通过适当的压力传递介质变得致密。压力均匀地作用于袋的表面,袋具有柔性,将粉末均匀地挤压成粉状,其外部几何形状比原袋小,但形状与原袋相似。更多»
有人猜测,第一批英国铸造厂大约在公元1161年建造。然而,据记载,“布鲁姆工厂”和高炉大约在公元1700年在坎布里亚的弗内斯费尔斯附近建造;并包括在坎西,部队哈克特,低木材,科尼斯顿,火花锻造和Backbarrow网站。
铁器时代的一些最早的布鲁姆工厂是用脚工作的;后来,水车被用来工作的波纹管。水车也被用来为铸造厂内的锤子提供动力,这使得它们被称为布鲁姆锻造厂或布鲁姆锻造厂。布鲁姆锻造厂是一个永久性的建筑,大部分是用板岩屋顶而不是茅草屋顶的木材建造的。到1823年,坎布里亚共有237座高炉在运行,它们是煤和焦炭的混合物。更多»
本杰明·亨茨曼(Benjamin Huntsman)以钟表匠的职业生涯开始,在秘密试验更坚固的钢制时钟弹簧时,他发现了坩埚工艺。该工艺是在能够达到1600°C的烧焦炉中进行的。将陶罐坩埚加热至白热状态,然后添加助焊剂,将熔融钢倒入模具中,并重复使用坩埚。
这种钢是在“坩埚炉”中生产的,车间位于地面,下层由熔炉组成。亨斯迈的技术使谢菲尔德成为一个工业强国,超过80000吨的瑞典铁矿石在该市加工。更多»
搅铁法由汉普郡的亨利·考特(Henry Cort)申请专利,它包括在氧化气氛中的混响炉中搅拌熔化的生铁,使其脱碳。随后,铁块被收集成一个球,铺上板瓦,然后滚出去。唯一的问题是,它只能使用白口铸铁,而不是在英国很容易买到的灰口铸铁。解决这一问题的方法很可能是“干搅法”,即熔化灰铁(生铁),将熔渣中硅从金属中分离出来,形成一种白色的易碎金属,称为“精工金属”。更多»
在1850年到1855年间,英国发明家亨利·贝塞默爵士为贝塞默法的发明获得了一项专利。他说,当他发现这一发现时,他一直在试图降低军用武器和弹药的钢铁成本。这是平炉法之前第一次廉价地大规模生产钢水生铁。关键是在铁水上吹气,通过氧化去除所有杂质。它使钢铁生产快速而高效,并使贝塞默在历史上享有盛誉。
当时的许多工业都因缺乏钢铁而受到限制,尤其是铁路行业。铸铁用于桥梁和轨道是不可靠的。这种新的、更便宜、更快的钢铁生产方式受到了许多工程师和设计师的欢迎,很快钢铁就取代了铁。
不久之后,西门子马丁程序诞生了。这个过程是燃烧生铁中多余的碳来生产钢铁的一种方法。它最终取代了贝西麦工艺,因为在西门子马丁工艺中,钢不会因为暴露在熔炉中过量的氮而变脆,更容易控制,并允许大量废铁和钢的熔化。然而,在1990年左右,它被电弧炉所取代。更多»
硼化性是一种热化学表面硬化方法,可应用于各种亚铁,有色金属和金属陶瓷材料。该过程需要将硼原子的扩散到母体金属的晶格中,并且在表面形成硬质间质硼化合物。表面硼化物可以是单相或双相硼化物层的形式。在1895年发布的文章中,诺贝尔奖获奖Henri Moissan首先描述了一种在挥发硼卤化物的蒸汽中以红色热硬化铁的方法。然而,直到大约60年后,博拉入过程在俄罗斯的工业上施用。俄罗斯出版物从该时期描述了用于石油勘探的泵中的盐浴钻孔零件,其比一定的零件更加硬化或感应硬化的零件更长的四倍。然而,直到1965年直到1965年,粉末包的发展鲍尔望在其工业用途中变得更加普遍。
从那时起,已经做出了许多努力,从气相阶段开发一个更有效的琉璃过程。它仅在2012年,超快速的琉璃过程扩大到工业生产能力。主张与Argonne合作,通过与美国能源部的成本共享的资金协议开发技术。更多»
电弧炉是由法国的Paul Heroult开发的,不同于常规感应式。材料暴露在电弧中,电弧是持续的等离子放电,熔化铁。使用电弧的主要优点是,它可以把100%的废金属变成可用的材料;与从矿石中提炼钢铁相比,处理废金属所需的能源更少,所以它非常灵活,而且时间消耗也少得多。EA炉的缺点是它需要大量的电力,但许多公司利用非高峰定价来运行他们的机器。更多»
1906年5月25日,美国天然气公司的冶金工程师阿道夫·马克莱特(Adolf Machlet)提出了一项专利申请。该专利提出,用氨代替蒸馏罐中的空气气氛,可以避免钢构件的氧化。该专利于1913年6月24日授予(专利1065697)。
提交此申请后不久,Machlet发现在高温氨气环境中处理部件会产生“外壳、外壳或涂层”,很难“变色、腐蚀、生锈或氧化”。
该专利于1908年3月19日提交,并于1913年6月24日授予,专利号为1065379。正是这项专利代表了美国氮化工艺的发明。
1907年,马切特继续为气体燃料申请专利氮碳共渗1914年4月14日(专利1,092,925)。然而,马彻莱并不是唯一一个开发氮化技术的人。在开发过程中,德国开发了一个类似的工艺,用于氮化钢表面硬化的a . Fry。特别是,Fry的工作导致了氮化作为一种表面工程工艺的应用,特别是钢(含铝作为合金元素)。由于这些早期的开发,大量的专家过程变体(包括等离子渗氮,气体氮化,铁素体氮碳共渗,盐浴氮化)经过渗氮/氮碳共渗处理后,对表面的性能和结构产生了不同的影响。
历史上,第一个离子植入器是基于氦的,由欧内斯特·卢瑟福和他的学生于1911年在剑桥的卡文迪许实验室建造并运行。1949年,肖克利申请了一项专利,“半导体转换装置”,描述了使用离子注入[4]制造p-n结。1954年,他申请了另一项专利,“离子轰击形成半导体器件”,为离子注入设备提供了基本描述。
从1960年到1976年,离子注入机的商业设备制造已经牢固确立。1976年,Varian Associates开发了DF-4型离子注入机,这是第一台在线、晶圆对晶圆、高通量(约每小时200个晶圆)离子注入机,到1978年底,它成为世界上使用最广泛的商用离子注入系统[6,7]。最初,离子注入技术的发展被用于为IC行业掺杂半导体材料。然后,在70年代中期,这些高能离子束也被用于增强金属的表面性能,在钢和其他合金中注入氮或碳,提高了耐磨性和耐腐蚀性,并增强了表面性能。更多»
火焰喷涂是由瑞士的马克斯·肖普博士于1910年代中期发明的。当他和年幼的儿子玩玩具加农炮时,他发现从加农炮射出的热铅弹几乎粘在任何表面上。肖普开始用小型火炮和锡铅颗粒进行实验。20世纪初,肖普和他的同事开发了使用熔融金属和粉末金属生产涂料的设备和技术。1909年,他在柏林申请了金属喷涂工艺的基本专利,该专利在四年后发布。
几年后,他们的努力制造出了第一台金属丝喷涂设备。这个简单的装置基于这样一个原理:如果将线材送入一个强烈的、集中的火焰中(用氧气燃烧燃料气),它就会熔化,如果火焰被一股压缩气体包围,熔化的金属就会雾化,很容易被推到表面上形成涂层。更多»
1913年,Harry D.Madden首次尝试利用冶金学中的帕斯卡定律,他在分配给美国西屋灯具公司的一项美国专利(Madden,H.D.美国专利1081618[TJ5])中描述了一种等静压技术。此时,电灯对耐火金属灯丝的需求越来越大。
粉末冶金技术,通过常规的模具压实细粉末,是制造适合锻压和拉丝的小坯料所必需的。Madden的工艺旨在克服钨和钼等非韧性粉末的模具压实过程中遇到的许多困难。
这些困难包括裂纹、层压、性能不均匀以及缺乏足够的生坯强度,以承受随后的处理和小坯的工作而不发生断裂。Madden发现,通过等静压粉末,许多与模具压实有关的问题都得到了解决。随后,麦克尼尔(McNeil)在1915年、柯立芝(Coolidge)在1917年、芬斯蒂尔(Pfanstiehl)在1919年获得了更多的专利。更多»
阳极氧化用于在铝表面形成保护性和装饰性的氧化层,提高了铝的防腐蚀和耐磨性。不同的颜色是通过染色或电解上色产生的。
该过程如此命名,因为要处理的部分形成电路的阳极电极。阳极阳性增加耐腐蚀和磨损,并提供比裸金属的涂料引物和胶水的更好的粘附性。阳极薄膜也可用于许多化妆品效果,无论是厚多孔涂层,都可以吸收染料或用薄的透明涂层,为反射光添加干扰效果。
1923年,该工艺首次用于工业规模,以保护硬铝水上飞机零件免受腐蚀。这种早期基于铬酸的工艺称为Bengough-Stuart工艺,并记录在英国国防规范DEF STAN 03-24/3中。
这一过程至今仍在使用,尽管它对复杂的电压循环的传统要求现在已知是不必要的。这一工艺的变化很快发展起来,第一个硫酸阳极氧化工艺于1927年由高尔和奥布莱恩获得专利。硫酸很快成为,并且仍然是最常见的阳极氧化电解液。
1923年日本首次在日本获得了草酸阳性,并在德国广泛使用,特别是用于建筑应用。阳极氧化铝挤出是20世纪60年代和20世纪70年代的受欢迎的建筑材料,但由于较便宜的塑料和粉末涂层,因此已经置换。磷酸方法是最近的主要发展,到目前为止仅用作粘合剂或有机涂料的预治疗。各种各样的所有这些阳性和越来越复杂的变化仍然是由行业开发的,因此军事和工业标准的日益增长的趋势是通过涂覆性能而不是通过过程化学进行分类。更多»
等温淬火是一种中高碳黑色金属的热处理工艺,产生一种称为贝氏体的冶金结构。它用于增加强度、韧性和减少变形。贝氏体钢中肯定早在其公认的发现日期之前就存在,但由于可用的金相检验技术有限,以及当时热处理实践形成的混合微观结构,贝氏体钢未被识别。
这种技术由为美国钢铁公司工作的埃德加·c·贝恩和埃德蒙·s·达文波特首创。对钢的等温转变的研究是Bain和Davenport发现的一种新的微观组织的结果,它由“针状的,深色边缘集合体”组成。
在硬度相同的情况下,这种组织比回火马氏体更坚韧;然而,贝氏体钢的使用并不普遍。当时的热处理无法产生完全贝氏体微观结构。
1958年,含硼和钼的低碳钢问世,通过连续冷却,可以生产出全贝氏体钢。贝氏体钢的商业应用是新的热处理方法的结果,该方法包括一个步骤,将工件保持在一个固定温度下足够长的时间,以允许转变。这一过程被称为等温淬火。更多»
直到电子显微镜发明之前,人们对硬化过程中实际发生的情况都是纯粹的假设。金属显微组织的检查始于17世纪,在铸铁等级和钢块的分类中,经常进行断口评估。对抛光标本的宏观蚀刻始于16世纪。
最初用放大镜进行目视检查。尽管光学显微镜在16世纪就已经开发出来,但直到1869年恩斯特·阿贝(Ernst Abbe)开发出理论原理之后,光学显微镜才变得足够强大。
1931年电子显微镜的发明使可达到的放大率提高了十的两倍多。大约从20世纪中叶开始,它就被用于钢铁研究。目前的成像方法甚至可以看到单个原子。研究由铁和合金原子组成的钢的晶体结构的一种非常有用的方法被证明是x射线的表面衍射。这项技术于1912年引进,在第一次世界大战后,它被用于分析钢的淬硬组织的精细结构。它为原子级的硬化过程提供了深刻的见解。
由于更好的设备和过程控制,热处理技术也得到了发展。20世纪50年代开发并引进了具有保护性气氛的热处理炉,70年代开发并引进了真空炉。在20世纪后半叶,计算机的发展导致了过程控制的重大改进,并为钢铁和热处理工艺开发设备以及质量保证设备开发了先进的模拟程序。
表面硬化的发展相当可观,包括等离子渗氮、CVD和PVD。这使得不仅在碳钢上,而且在不锈钢上都能形成耐磨表面。更多»
碱性氧气炼钢是将熔化的生铁转化为钢的过程,在这个过程中,氧气被吹到转炉内的铁上。它由瑞士工程师罗伯特·丢勒(Robert Durrer)开发,并在20世纪50年代由两家非常小的奥地利公司VOEST和ÖAMG(现为Voestalpine AG)商业化。贝塞麦法的过程是一个精致的版本,吹空气被氧气,并被亨利酸性专利前100年,然而,因为它是不可能获得商业所需的氧气量,使流程工作,它也没能实现。更多»
等离子喷涂工艺是在20世纪50年代发展起来的,它利用电离惰性气体(等离子)的潜热来产生热源。用来产生等离子体的最常见气体是氩;这被称为一次气体。
氩气在电极和喷嘴之间流动。在喷嘴和电极之间产生高频或高压交流电弧,使气流电离。通过增加电弧电流,电弧变厚并增加电离度。这具有增加功率的效果,并且由于气体膨胀,气流速度增加。
对于仅由氩产生的等离子体,需要非常大的电弧电流(通常为800至1000安培)来产生足够的功率来熔化大多数材料。在这种水平的电弧电流下,速度可能过高,无法使具有高熔点的材料熔化。因此,为了将功率增加到足以熔化陶瓷材料的水平,有必要改变气流的热和电性能。这通常通过向等离子体气流中添加二次气体(通常为氢气)来实现。
一旦建立了被喷射的材料建立了适当的气流,就喷射到气流中的原料(各种粉末形式的材料)。更多»
1952年被认为是电子束技术的诞生日期。物理学家卡尔-海因茨·斯泰格沃尔德博士被认为是发明了第一台电子束处理机器的人,然而他是在物理学家希托夫和克鲁克斯上个世纪的工作基础上建立起来的。1879年,希托夫和克鲁克斯首次尝试在气体中产生阴极射线来熔化金属。Röntgen,汤普森和米利肯在19世纪末发现了所谓的“快速移动电子”。物理学家马塞洛·冯·皮拉尼首先利用这种效应,用电子束熔化钽粉和其他金属。
1948年,卡尔-海因茨·斯泰格瓦尔德博士正在开发更高功率的电子显微镜的光源,到1958年,他创造了第一台能够焊接到5毫米深的电子束加工机。在现代,电子束技术在材料加工中很常见,并大量应用于航空航天、发电、航天、医疗、汽车、能源等各种行业。在计算机控制的过程中,焊缝深度为30mm是可能的,不像钎焊,不需要填充材料。由于过程是由电脑控制的,在一批零件中有最小的错误和良好的重现性。
由于这是一个本地化的过程,所以也可以将之前热处理过的组件焊接在一起;一个例子,这将是复合齿轮轴与一个case硬化齿轮上的硬化和回火轴。更多»
虽然从20世纪初开始就授予了等静压专利,但直到1956年,美国巴特尔的哥伦布实验室才获得了第一项专门针对热等静压的专利。该专利涵盖了HIP气体压力键合应用的均衡扩散。
在其早期,HIP主要用于包覆核燃料元件。通过热等静压对粉末进行固结是核材料制造的自然发展,因为许多实验燃料元件都来自粉末产品。此外,许多早期研究是用金属基体分散燃料、高负载金属陶瓷或陶瓷材料进行的。发现完全致密化发生在显著低于这些材料烧结通常所需的温度下。
首先将HIP工艺用作制造金属粉末的结构组分的技术,以固结铍。到20世纪60年代中期,作为生产高速工具钢生产的电荷体积过程的气体雾化的发展进一步推动了髋关节的推进。然后,它可以以最少的污染生产高质量的复合物合金粉末的复杂组合物。
所生产的粉末接近球形,由于颗粒经历了快速冷却速率,因此可以非常紧密地控制粉末中合金成分的分布,从而更紧密地控制微观结构。由于粉末的近球形特性,只有像HIP这样的压力固结过程才能有效地将它们粘合在一起。更多»
从20世纪60年代中期开始,热等静压越来越多地被用于修复各种金属铸件中的孔隙和微缺陷。HIP应用的主要优点之一是显著提高了许多部件的抗疲劳性能。由于铸件中的缺陷通常为亚表面缺陷,因此无需采取任何措施。任何连接的表面孔隙通常可以用适当的不透水涂层桥接。
在涉及安全因素的部件中,去除孔洞和缺陷是绝对关键的。正因为如此,HIP技术在航空航天工业中被广泛使用,在航空航天工业中,部件的弱点可能导致灾难性的故障。更多»
20世纪80年代初,勃朗宁和威特菲尔德利用火箭发动机技术,发明了一种喷涂金属粉末的新方法。它被称为高速氧燃料(HVOF). 这项技术将氧气与氢、丙烷、丙烯等其他燃料气体,甚至是煤油等液体混合使用。在燃烧过程中,副产物膨胀并以极高的速度通过喷嘴排出。枪管出口处的喷射速度超过声速。将粉末原料注入气流,将粉末加速至800 m/s。热气和粉末流被引导至待涂覆表面。粉末在气流中部分熔化,并沉积在基底上。所得涂层具有低孔隙率和高粘结强度。
热喷涂涂层是一种极具吸引力的技术,因为它提供了广泛的材料和工艺选择,与传统电镀工艺相比,对环境的影响较小。HVOF可用于热喷涂的涂层材料包括金属、合金、陶瓷、塑料和复合材料。更多»
HIP是从最初的实验室技术发展而来的。不仅生产工艺得到了发展,应用和零件尺寸也扩展到了新的领域。
大量HIP零件的示例包括但不限于:热段和结构燃气轮机部件(动态和静态);航空航天结构和发动机零件;植入式医疗器械;汽车发动机部件;阀体和其他石化加工设备;关键弹药;工装、模具和通用工程零件;溅射靶;和粉末金属合金坯料和近净形状。
大多数金属合金以及许多复合材料、聚合物和陶瓷可以被HIPed,包括镍、钴、钨、钛、钼、铝、铜和铁基合金;氧化物和氮化物陶瓷;眼镜;金属间化合物;和高端塑料。更多»
1985年发展起来的S³P处理方法涉及到大量的碳和/或氮在低温下扩散到表面而不形成铬沉淀。只有在处理时存在的化学元素才会出现在成品中;在此过程中不会引入新元素。不存在分层的风险,因为S³P工艺既没有添加涂层,也没有在材料中引入脆性相。
许多不锈钢金属在食品制造和生产中的金属应用,工业液处理,紧固件和医疗设备行业需要脱离耐腐蚀性,耦合不掌握行为。通过主导体的特种不锈钢工艺(S³P)可以实现不锈钢金属铝合金应用中的陷入困境,同时保持基材的耐腐蚀性。
S³P工艺用于从精密医疗工具到汽车零部件等广泛市场的产品。
S³P现在由Bodycote全球提供。
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Corr-I-Dur®在德国开发,是Bodycote专有技术。
Bodycote的工程师们对使用盐浴氮碳共渗和后氧化来提高低合金钢的耐磨性和耐腐蚀性的环境影响感到不满,他们希望提供一种更环保的替代方案。同时,他们也在寻找替代品,以取代汽车零件上的电镀涂层。
Corr-I-Dur®是一种更环保的替代品。Corr-I-Dur®是一种基于氮碳共渗/后氧化技术的气体工艺,它取代了盐浴,但保持了相同的性能。从实验室实验到工业过程,花了几年时间为更广泛的行业开发和验证该过程。
鲍迪克为新一代的汽车制动活塞和球螺柱量身定制了这一过程,之前是涂层。这需要专门的设备,甚至内部工厂来运行这一过程。第一家工厂于2002年开业。在美国获得了一项结合Corr-I-Dur®工艺的制动活塞联合专利。
这一过程目前正在欧洲和美国进行。
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