Care este întărirea suprafeței oțelului? Care este utilizarea de întărire a suprafeței?

Arta tratării termice a metalelor este cunoscută omenirii de mult timp. Ei sunt maeștri care s-au angajat în fabricarea de unelte și, în special, de arme, au stăpânit independent sau au studiat de mai mulți ani cu alți specialiști, mai experimentați. Secretele au fost păstrate în secret, ceea ce, desigur, a redus viteza de răspândire a tehnologiei, dar a sporit competitivitatea unui producător specific de produse specifice. Una dintre tehnicile de arme medievale de vânătoare a fost întărirea suprafeței, oferind marginile de tăiere și punctele de săbii și sabii o duritate specială combinată cu flexibilitatea lamei. Astăzi, astfel de proprietăți nu mai surpriză pe nimeni, tehnologiile au devenit masive și au devenit pe scară largă.

De ce toată lumea știe acest lucru unei persoane obișnuite?

Acest articol pentru specialiștii în prelucrarea termală a metalului pare, cel mai probabil, un set de banalități și toate faptele cunoscute. În plus, pot găsi unele inexactități în terminologie. Informațiile furnizate nu sunt destinate acestora, se adresează oamenilor, departe de industrie, amatori care sunt interesați în diferența de rezistență a unei lame bună cu o masă obișnuită sau un cuțit de pliere, întărire suprafață a volumului, și probleme similare. Prin achiziționarea acestui sau acelui obiect în gospodărie, consumatorul se confruntă cu o diferență semnificativă de preț. Vânzătorul nu poate fi întotdeauna calificat și de înțeles de ce un instrument (o cheie, de exemplu) este mult mai scump decât celălalt, cu o asemănare externă comună. El, cel mai probabil, va încerca să "perplexeze creierul" cu concepte și termeni care nu sunt ușor de înțeles pentru oamenii obișnuiți. Într-o traducere într-o limbă comună, aceste explicații vor însemna acest lucru cheie reglabilă nu va rupe sau va dura mai mult, iar ascuțirea va fi necesară mai rar (dacă clientul dorește să cumpere un cuțit). "Întărirea suprafeței!" - indică în mod misterios cauza vânzătorului, răsuciind ochii de la un extaz imaginar. Ce este asta?

Proprietăți opuse într-un singur produs

După cum rezultă din frază, în acest caz, numai stratul subțire exterior al articolului este expus la tratament termic. Faptul că oțelul necesită întărire, ghicesc vag tot, chiar și pe cei care nu știu ce este. Acesta este cel care diferă de "bucata de fier" obișnuită, moale și fragilă. Dar de ce este superficial faptul că folosește o asemenea onoare? Încălzirea este folosită pentru a schimba proprietățile metalului, și nu pentru o anumită îmbunătățire, așa cum este adesea declarată. Calitatea, utilă în unele cazuri, devine dăunătoare pentru ceilalți. Fișierul este greu, prin urmare este ușor pentru aceștia să proceseze fier, aluminiu sau bronz, dar dacă încercați să îl îndoiți sau să îl loviți cu un ciocan, acesta se va sparge. Același lucru se aplică la lama de ferăstrău, care deseori se rupe la un unghi de tăiere greșit. Pentru a obține duritate în combinație cu flexibilitate sau plasticitate, se utilizează întărirea suprafeței. După aceasta, proprietățile produsului pot combina calități, uneori opuse, caracteristice diferitelor structuri cristaline. Acum trebuie să intrăm în detalii despre știința materială.

Cele mai simple idei despre polimorfismul metalelor

Același metal poate, în funcție de forma rețelei cristaline, posedă proprietăți fizice diferite (duritate, duritate, ductilitate, flexibilitate, elasticitate și t. D.) Această capacitate de a schimba parametrii mecanici se numește polimorfism. Timp foarte lung, când fabricați arme primitive, oamenii au observat că această sabie sau sabia sa dovedit mai bine, durează mai mult și nu se rupe. Bineînțeles, strămoșii noștri nu erau familiarizați cu structurile moleculare ale metalelor, au ajuns intuitiv și empiric. Deci, prin experiență au descoperit că dacă vârful este încălzit, atunci temperatura lui depinde de nuanțele stralucirii. Cu o răcire rapidă în metal, ceva se schimbă, devine mai ferm sau dobândește flexibilitate. Dacă este reîncălzit, devine din nou așa cum a fost și uneori mai rău. În acel moment, au existat idei destul de specifice despre ceea ce ar trebui să fie, de exemplu, idealul cuțit de vânătoare. întărire de suprafață este, de asemenea, utilizat deja, dar cel mai adesea folosit așa-numita locale, care este, astfel, în care firma a fost de ultimă oră, flexibilă - mijlocul lamei, și porțiunea lamei adiacente mânerului - plastic (este mai bine să se aplece un pic, dar nu se rupe).

Ce se întâmplă înăuntru

Fără a intra în detalii specifice, trebuie remarcat faptul că structura oțelului întărit are trei tipuri principale: martensitic, troostite și sorbitol. Raportul dintre aceste formațiuni cristaline determină, de asemenea, caracteristicile mecanice. În acest caz, nu contează care dintre ele și modul în care aceasta afectează duritatea. Rezultatul depinde de cantitatea de metal încălzită și cât de repede se răcește. Astfel, călire de suprafață poate avea loc atunci când creșterea temperaturii stratului superior și răcirea ulterioară sau prin impactul mediului extern de căldură (lichid, de obicei ulei, apă și saramură, aer sau alți agenți) sau prin retragerea parțială în produs. În acest caz, transformările polimorfe apar la nivelul stratului, în funcție de gradul de realizare temperatura critică, care influențează formarea unei noi structuri de cristal.

Ca urmare, există o schimbare în următoarele zone:

- Superior, întărit.

- Intermediar, parțial întărit. Se mai numește și zona de influență termică.

- Zona de duritate redusă.

- Interiorul nu se schimbă.

Metode de întărire a suprafeței

Puteți crea un strat superior cu duritate mărită în mai multe moduri. Arcurile cu arcuri ale vagonului sunt pur și simplu arse cu bile metalice mici (împușcate), creând o etanșare a suprafeței, în timp ce volumul intern al metalului rămâne suficient de plastic pentru a rezista încărcăturilor mecanice lungi. Cea mai veche metodă este metoda de încălzire rapidă a unui obiect pe un foc deschis, însoțit de pulverizare sau curgere cu jet. Este pentru această tehnologie curba tradițională estică cuțit (kerambit). Suprafețele de întărire pot fi de asemenea realizate prin răcire intensivă. Sunt cunoscute și metodele de gaz-plasmă, inducție, laser și alte metode. Unele dintre ele ar trebui examinate în detaliu.

HDTV

La mijlocul anilor `30, omul de știință sovietic VP Vologdin a inventat o metodă de a conferi părților mari o structură moleculară neuniformă, folosind curenți de înaltă frecvență. Ingineria mecanică sa dezvoltat rapid, industria necesită tehnologii care asigură producția în masă fără a sacrifica calitatea. Suprafata de intarire a HDTV se bazeaza pe fenomenul de inductie. Particularitatea metodei constă în dependența grosimii stratului încălzit de frecvența și mărimea curentului din cadrul emițător. În acest caz, rezultatul este prezis cu un grad ridicat de probabilitate, prin urmare, controlul calității este mult simplificat. În plus, metoda este aplicabilă pentru tratamentul produselor și componentelor generale, cum ar fi cotiți și alte obiecte mari, care pot fi deplasate prin inductor, expunând secvențial întreaga lungime. Cu această tehnologie este dificil să selectați parametrii pentru a procesa obiecte mici și plate, de exemplu un cuțit. Suprafețele de întărire prin curenții de înaltă frecvență se aplică produselor relativ voluminoase, rezistența și rezistența la uzură depind de proprietățile mecanice ale stratului superior.

Caracteristici ale aplicației HDTV

Metoda a fost dezvoltată în dezvoltarea rapidă a industriei de inginerie, principala problemă pentru potențialul de apărare al URSS, care a fost o manifestare a specificul aplicării sale. Cele mai importante detalii ale tractoarelor, tancuri, vehicule sau avioane au dimensiuni care nu permit să le plaseze în cadrul inductor compact, echipamente de fabricație pentru fiecare dintre ele a fost prea scump, iar în cazul în care se face pe baza cea mai mare dimensiune, costul energiei devine enorm. Cu toate acestea, întărirea suprafeței de inducție este utilizată pentru orice produs, de la relativ mic până la uriaș. De exemplu, uneltele sunt supuse HDTV în serie, transformând "dintele după dinte". Continuu incalzit succesiv elemente de arbori cotiți și arbori cardanici, se deplasează în interiorul cadrului fix al inductorului, în care mai rece (pulverizator) este inclus în proces imediat după. În unitatea terminală a instalației, apa pulverizată este irigată imediat cu un spray de apă (de aici numele care este în concordanță cu "spray-ul").

Ei bine, produsele cu o mică suprafață de întărire sunt plasate complet în inductor și răcite în același mod.

cu laser

Acest dispozitiv, folosit în timp destul de larg în diverse domenii ale activității umane, a găsit aplicații în prelucrarea metalelor. Metoda nu necesită răcire ulterioară, deoarece expunerea fasciculului este de scurtă durată și afectează stratul superior al metalului, determinând modificările dorite în structura cristalină. "Ascuțirea prin laser" nu oferă o lungă perioadă de timp lipsa de nevoie de ascuțire instrumente de tăiere (în principal pentru ele și este utilizat), dacă această metodă este utilizată efectiv la fabricarea acesteia. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere că în epoca noastră contrafăcută inscripția pe produs nu corespunde întotdeauna adevărului. Uneori, un astfel de stigmă este decorat și vândut pe stradă un tip de fluture ieftin cuțit. Suprafața de întărire cu un fascicul laser nu este ieftină, este disponibilă numai pentru producătorii de scule principale.

rece

Baza fizică a metodei a fost descoperirea fenomenului de creștere a durității oțelului ca rezultat al tranziției structurii austenitei la structura martensitică în timpul înghețării profunde. Această întărire a suprafeței se realizează conform metodei dezvoltate de AP Gulyaev, NA Minkevich și SS Stenberg în URSS. Se aplică pentru carbonați (conținând mai mult de 0,5% C) și oțel aliat un scop special, de exemplu, fabricat pentru fabricarea de freze de mare viteză și alte unelte speciale.

încălzire electrică

În general, este construit pe același principiu ca și calire de inducție, cu singura diferență fiind că rezistorul de încălzire se face în detrimentul valorilor care trece curent și a componentelor de rezistență mare. Frecvența tensiunii aplicate în același mod afectează adâncimea stratului fiind încălzit, iar cea mai mare este, cu atât este mai subțire. Suprafața de duritate crescută poate varia de la fracțiuni de la un milimetru la mai multe unități. Aceasta depinde de cerințele pentru produs și dimensiunile acestuia. Comparativ cu metoda HDTV rezistiv electric dintr-o gamă mai largă de curenți, temperaturi și adâncimi de straturi. Cu aceasta poate fi produs, de exemplu, este atât de masivă și necesită un element de calitate specială ca baioneta unui soldat. Suprafața de întărire prin încălzire electrică necesită un regim de răcire verificat tehnologic în ulei, apă sau alți agenți de primire a căldurii.

constatări

Astfel, un obiectiv principal al durificare suprafeței este o astfel de distribuție a structurii cristaline în articol, în care interiorul sunt specii troostite sau sorbitol, și în afara stratului este format martensită. Acest lucru se poate realiza prin mai multe metode, de la cele mai simple și cele mai vechi la cele mai tehnologice și moderne. În orice caz, întărirea oțelului de înaltă calitate necesită o înaltă calificare și o exactitate de respectare a reglementărilor de producție. Un produs fabricat conform tuturor regulilor nu poate fi ieftin. Din acest motiv, este scump și bun cuțit de bucătărie, și kerambit. Suprafețele de întărire de către un fascicul laser sunt cele mai frecvente doar pentru tăierea uneltelor.