Metallhärdning. Metoder från antiken till modern tid

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Fysiska egenskaper, i synnerhet hårdheten hos något material, beror inte bara på dess kemiska sammansättning, utan också på molekylstrukturen. Ett slående exempel är en diamant, som består av samma kolatomer som en vanlig blyertspenna. Järn kan också bli mjukare eller hårdare, beroende på hur dess kristallgitter bildas. Den här egenskapen har varit känd för människor under lång tid, och, som ofta händer, användes den ursprungligen inom vapenteknik.

Härdning av metall har länge använts vid tillverkning av svärd och sablar. Vapensmedens konst var att skapa ett sådant blad som inte skulle gå sönder i strid, skulle behålla sin skärpa så länge som möjligt. Ett riddarsvärd, en saracensabel, en rysk riddares skattkammare eller en samurajs katana uppfyllde dessa krav, och deras produktionsteknik fördes till en hög konstnivå.

Anlöpning av metall görs genom att värma den till en temperatur som kallas kritisk. Dess värde motsvarar ett sådant tillstånd av materialet, där det finns en ökning av entropin, vilket leder till kristallintändringar. För att fixera denna position måste föremålet kylas tillräckligt snabbt. Naturligtvis är en sådan beskrivning av processen extremt förenklad, i själva verket är tekniken vanligtvis mycket mer komplicerad. Det är dock på så sätt som metall härdas hemma i de fall ett köpt verktyg, till exempel en yxa, blir matt för snabbt. Man bör komma ihåg att denna procedur inte kan upprepas många gånger, annars kommer metallen att "tröttas", dess inre molekylära bindningar kommer att försvagas och den passar inte för något annat än för omsmältning.

Som i alla andra företag, här kan du inte lita på principen om "ju fler desto bättre." För att erhålla de önskade egenskaperna hos objektet bör det värmas till önskad temperatur. Termometern går tyvärr inte att använda. Metoden som används för termisk kontroll är också mycket gammal. Temperaturen bestäms av glödens färg, och när den uppnås går metallhärdningen över i nästa fas - kylning, för vilken vatten eller olja används.

Forskarnas förståelse av effekten av induktion har öppnat en ny sida inom metallbearbetningsteknik. Det visade sig att djupet på det uppvärmda lagret beror på strömfrekvensen.

I diagrammet visar pilarna delens värmezoner och passagen för pickuplinjerna.

Ythärdning av metall blev möjlig. Delen bringas till vit värme inte genom nedsänkning i lågans härd, som var fallet på medeltiden, utan genom resistiv uppvärmning av strömmar inducerade av en spole som inte harhennes direkta kontakt. Denna teknik ger unika, vid första anblicken, motsägelsefulla egenskaper: utsidan av produkten kan vara solid, men plastig inuti. Ytanduktionshärdning används när styrka krävs och sprödhet är oacceptabel.

Författaren till det teoretiska underlaget och metoderna för praktisk tillämpning av denna teknik var 1936 vår landsman - professor V. P. Vologdin. Förutom fysiska fördelar är denna utveckling också ekonomiskt fördelaktig, eftersom nästan all energi som avges av induktorn används för att värma upp arbetsstycket.