Kas yra kritinė temperatūra metalo apdirbime?

Metalo apdirbimo metu dažnai dėmesys sutelkiamas į medžiagų kaitinimo iki ekstremalių temperatūrų pranašumus, kad būtų lankstus, tačiau retai atsižvelgiama į ekstremalaus vėsinimo pranašumus. Atšaldžius metalą iki labai žemos temperatūros, vadinamos kritine, galima pastebėti elektrinį reiškinį, vadinamą superlaidumu. Šis metodas yra svarbus elektros darbų pažanga ir buvo naudojamas su įvairiais metalais, tačiau dažniausiai aliuminis ir plienas yra labiausiai paplitę.

Kritinė metalo temperatūra įvairiose medžiagose skiriasi ir dėl laidumo jos gali būti neįmanoma pasiekti. Paprastai metalai turi būti atšaldomi iki maždaug 0 laipsnių Kelvino laipsnių (minus -459 Farenheito, minus -273 Celsijaus), naudojant skystą azotą, kol įvyks pastebimas fazės pokytis. Pokyčiai susiję su neegzistuojančia elektrine varža, dar vadinama superlaidininku. Tai leidžia energijai patekti lengviau nei per tradicinius laidus.

Superlaidumas paprastai yra kritinės temperatūros proceso tikslas. Kai metalas atšaldomas iki šios kritinės temperatūros, tyrimai parodė, kad jis yra geresnis laidininkas nei laidai kambario temperatūroje. Nėra elektrinės varžos, todėl elektronai gali laisvai prasiskverbti per šį metalą, todėl energija beveik neprarandama per šilumą. Superlaidininkų kilpos, kuriose naudojami metalai, atšaldyti iki kritinės temperatūros, gali tarnauti kelerius metus praktiškai be gedimo, palyginti su tradicinėmis sistemomis, kurias dėl karščio reikia dažnai keisti.

Aliuminis laikomas puikiu metalu, turinčiu kritinės temperatūros superlaidumą. Dėl lengvo svorio ir lankstumo jis yra puikus pasirinkimas laidams ir kitoms medžiagoms, naudojamoms elektrai leisti. Aliuminis dažnai naudojamas pramonės šakose, kuriose reikia perduoti daug energijos, pavyzdžiui, elektrinėje ar didelėje gamykloje.

Nustatyta, kad plienas ir daugelis jo lydinių yra dar vienas metalo tipas, kuris gerai susidoroja su šiuo apdorojimu. Kritinė plieno temperatūra yra naudinga ne tik elektros laidumui. Izoterminis atkaitinimas yra procesas, sukurtas kontroliuoti metalo temperatūros pokyčių greitį, dar vadinamas temperatūros gradientu, kai tam tikras plieno gabalas atšaldomas iki šiek tiek virš kritinės temperatūros, tada nuleidžiamas žemiau šio taško ir vėl pakeliamas. Gesinimas yra kitas plieno kritinės temperatūros procesas, kuriame nėra superlaidumo ar skysto azoto, o metalas iki tokio taško atšaldomas vandenyje, aliejuje arba sūryme, siekiant padidinti anglies kiekį.