Metallin kovettuminen. Menetelmät antiikista modernisiin aikoihin

Fysikaaliset ominaisuudet, erityisesti minkä tahansa materiaalin kovuus, eivät riipu pelkästään sen kemiallisesta koostumuksesta vaan myös massamolekyylirakenteesta. Ensisijainen esimerkki on timantti, joka koostuu samoista hiiliatomista kuin perinteinen lyijykynä. Rauta voi myös muuttua pehmeämmäksi tai kovemmaksi riippuen siitä, miten sen kidehila muodostuu. Tämä ominaisuus tunnetaan ihmisille jo kauan, ja kuten usein, se alun perin levitettiin aseiden teknologioihin.

Metallin kovettumista muinaisista ajoista harjoitteli miekkojen ja miekkojen valmistuksessa. Armeijan tarkoitus oli luoda sellainen terä, joka ei murtaudu taistelussa, pysyy mahdollisimman teräväksi niin kauan kuin mahdollista. Ritarin miekka , Saracenin saber, venäläisen ritarin klovni tai samuraiden katan täyttivät nämä vaatimukset, ja niiden tuotannon tekniikka tuotiin korkean taiteen tasolle.

Metallin kovettuminen tapahtuu lämmittämällä se kriittiseen lämpötilaan. Sen arvo vastaa aineellista tilaa, jossa entropian lisääntyminen tapahtuu, mikä johtaa kristallin muutoksiin. Tämän sijainnin vahvistamiseksi objektin pitää jäähtyä tarpeeksi nopeasti. Tietenkin tämä prosessin kuvaus on erittäin yksinkertaista, itse asiassa tekniikka on yleensä paljon monimutkaisempaa. Tämä menetelmä kuitenkin tekee metallin kovettumisesta kotona niissä tapauksissa, joissa ostettu instrumentti, esimerkiksi kirves, on liian nopeasti tylsä. On muistettava, että tätä toimenpidettä ei voida toistaa monta kertaa, muuten metallin "väsyttää", sen sisäiset molekyylilangat heikkenevät ja sulattamatta sen ei tee mitään.

Kuten missään muussa tapauksessa, emme voi luottaa periaatteeseen "sitä enemmän, sitä parempi". Tavoitteen halutun ominaisuuden saavuttamiseksi se on lämmitettävä haluttuun lämpötilaan. Valitettavasti lämpömittaria ei voi käyttää. Lämpökontrolliin käytetty menetelmä on myös hyvin vanha. Lämpötila määräytyy hehkun värin mukaan ja kun se saavutetaan, metallin kovettuminen kulkee seuraavaan vaiheen jäähdytykseen, jolle käytetään vettä tai öljyä.

Induktiotutkijoiden vaikutusten ymmärtäminen avaa uuden sivun metallintyöstökonetekniikassa. Osoitettiin, että kuumennetun kerroksen syvyys riippuu virran taajuudesta.

Kaaviossa nuolet osoittavat osan lämmitysvyöhykkeet ja häiriölinjojen kulun.

Metallin pintakarkeneminen mahdollistui. Valkoiseen lämpöön saakka yksityiskohtia ei tuoda upottamalla liekkiin, kuten se oli keskiajalla, vaan resistanssisen lämmityksen seurauksena käämin aiheuttama virrat ilman suoraa kosketusta sen kanssa. Tämä tekniikka tarjoaa ainutlaatuisia, ensisilmäyksellä ristiriitaisia ominaisuuksia: ulkopuolelta tuote voi olla kova, mutta sen sisällä on muovia. Pinta-induktiokarkenemista käytetään tapauksissa, joissa tarvitaan lujuutta ja haurauden puutettavuutta.

Tämän tekniikan käytännön soveltamisen teoreettisen perustelun ja metodologian kirjoittaja oli vuonna 1936 maanmiehistämme - professori VP. Vologdin. Fyysisten etujen lisäksi tämä kehitys on myös taloudellisesti edullista, koska käytännössä kaikkia induktorin tuottamaa energiaa käytetään työkappaleen lämmittämiseen.