Закалка металла. Методы от древности до современности
Физические характеристики, а именно, твердость хоть какого материала, зависят не только лишь от его хим состава, да и от большой молекулярной структуры. Броским примером может служить алмаз, состоящий из числа тех же атомов углерода, что и обыденный карандашный грифель. Железо тоже может становиться мягче либо тверже, зависимо от того, как сформирована его кристаллическая решетка. Это его свойство понятно людям издавна, и, как нередко это бывает, сначало получило распространение в оружейных разработках.
Закалка металла с незапамятных времен практиковалась при изготовлении клинков и сабель. Искусство оружейника состояло в том, чтоб сделать таковой клинок, который не сломается в бою, будет как можно подольше сохранять свою остроту. Клинок рыцаря, сабля сарацина, кладенец российского витязя либо катана самурая отвечали этим требованиям, а технологии их производства доводились до степени высочайшего искусства.
Закалка металла делается методом его нагрева до температуры, именуемой критичной. Ее величина соответствует такому состоянию материала, при котором происходит повышение энтропии, приводящей к кристаллическим изменениям. Чтоб зафиксировать это положение, предмет необходимо довольно стремительно охладить. Естественно, такое описание процесса является очень облегченным, по сути разработка, обычно, намного труднее. Но конкретно этим методом делается закалка металла в домашних критериях в тех случаях, когда приобретенный инструмент, к примеру, топор, очень стремительно тупится. Следует держать в голове о том, что повторять эту функцию много раз нельзя, по другому металл «утомится», его внутренние молекулярные связи ослабеют, и не считая как на переплавку он ни на что не сгодится.
Как в любом другом деле, тут нельзя полагаться на принцип «чем больше, тем лучше». Для получения хотимых параметров предмета, его следует прогреть до подходящей температуры. Указатель температуры, к огорчению, использовать нельзя. Способ, используемый для термоконтроля, также очень старый. Температура определяется по цвету свечения, и когда она достигнута, закалка металла перебегает в последующую фазу – остывания, зачем употребляют воду либо масло.
Постижение учеными эффекта индукции открыло новейшую страничку в разработках металлообработки. Выяснилось, что глубина нагреваемого слоя находится в зависимости от частоты тока.
На схеме стрелками показаны зоны нагрева детали и прохождение линий наводки.
Стала вероятной поверхностная закалка металла. До белоснежного каления деталь доводится не средством погружения в очаг пламени, как это было в средние века, а за счет резистивного нагрева токами, наведенными катушкой, не имеющей с ней прямого контакта. Такая разработка обеспечивает уникальные, на 1-ый взор противоречивые характеристики: снаружи изделие может быть жестким, а снутри пластичным. Поверхностная индукционная закалка применяется в тех случаях, когда требуется крепкость и недопустима хрупкость.
Создателем теоретического обоснования и методики практического внедрения этой технологии стал в 1936 году наш соотечественник — доктор В.П. Вологдин. Кроме физических плюсов, данная разработка прибыльна и экономически, так как на нагрев заготовки идет фактически вся излучаемая индуктором энергия.