Втвърдяване на метал. Методи от древността до съвремието

Физическите свойства, по-специално твърдостта на всеки материал, зависят не само от неговия химичен състав, но и от общата молекулярна структура. Поразителен пример е диамантът, състоящ се от същите въглеродни атоми като конвенционалните моливи. Желязото също може да стане по-меко или по-трудно, в зависимост от това как се образува кристална решетка. Този имот е известен на хората от дълго време и, както често се случва, първоначално е разпространен в оръжейни технологии.

Втвърдяване на метал от древни времена се практикува в производството на мечове и мечове. Изкуството на оръжейника е да създаде такова острие, което няма да се счупи в битката, и ще остане възможно най-рязко възможно най-дълго. Нож на рицар, сабята на Сарацин, клоун на руски рицар или катана самурай отговарят на тези изисквания и технологията на тяхното производство се довежда до нивото на високото изкуство.

Втвърдяването на метала се извършва чрез нагряване до температура, наречена критична. Стойността му съответства на материалното състояние, при което се наблюдава повишаване на ентропията, което води до кристални промени. За да фиксирате тази позиция, обектът трябва да се охлади достатъчно бързо. Разбира се, това описание на процеса е изключително опростено, всъщност технологията обикновено е много по-сложна. Въпреки това, този метод прави затвърдяване на метала у дома, в случаите, когато закупеният инструмент, например брадвата, е прекалено бърз. Трябва да се помни, че за да повторите тази процедура няколко пъти не могат да бъдат по друг начин "уморен" метал, вътрешните молекулярни връзки отслабват, и с изключение на това претопяване за нищо лошо.

Както във всеки друг случай, човек не може да разчита на принципа "колкото повече, толкова по-добре". За да се постигнат желаните свойства на обекта, то трябва да се загрее до желаната температура. За съжаление термометърът не може да се използва. Методът, използван за термоконтрола, също е много древен. Температурата се определя от цвета на светлината, а когато се достигне, втвърдяването на метала преминава към следващата фаза - охлаждане, за което се използва вода или масло.

Разбирането на ефекта от индукционните учени откри нова страница в технологията на металообработването. Оказа се, че дълбочината на загрятия слой зависи от честотата на тока.

В диаграмата стрелките показват зоните за нагряване на частта и преминаването на линиите на водача.

Това стана възможно повърхностно втвърдяване метал. За да нажежаване елемент не се регулира чрез потапяне в огнище пламък, както е било през Средновековието, но поради съпротивителни нагревателни течения, предизвикани намотка, която няма пряк контакт с него. Тази технология предоставя уникални, на пръв поглед противоречиви свойства: отвън продуктът може да бъде твърд и вътре в него е пластмаса. Повърхностно индукционно втвърдяване се използва в случаите, когато се изисква сила и крехкостта е неприемлива.

Автор на теоретичната оправданост и методология за практическо приложение на тази технология беше през 1936 г. наш сънародник - професор В. П. Vologdin. Освен физическите предимства това развитие също е икономически изгодно, тъй като практически цялата енергия, излъчвана от индуктора, се използва за загряване на заготовката.