Mis on terase pinna kõvenemine? Mis on pinna kõvenemise kasutamine?

Metallide kuumtöötluse kunst on inimestele pikka aega teada. Nad on meistrid, kes tegelesid tööriistade ja eriti relvade valmistamisega iseseisvalt või õppisid juba aastaid teiste kogenud spetsialistidega. Saladusi peeti salajas, mis muidugi vähendas tehnoloogia leviku kiirust, kuid suurendas konkreetsete toodete konkreetse tootja konkurentsivõimet. Keskaegsete relvakaunistuste üheks tehnikaks oli pinna kõvenemine, mis andis lõiketeradesse, mõõkade ja sabereppidega spetsiaalse kõvaduse koos tera paindlikkusega. Täna ei tundu sellised omadused enam kellelegi üllatusena, tehnoloogia on muutunud tohutuks ja on laialt levinud.

Miks kõik teavad seda tavalisele inimesele?

See termiline metalltöötlemise spetsialistide artikkel näib olevat tõenäoliselt hulgaliselt kanalikke ja kõiki teadaolevaid fakte. Lisaks võivad nad leida mõningaid ebatäpsusi terminoloogias. Esitatud teave ei ole neile mõeldud, see on suunatud metallurgias kaugeleulatuvatele inimestele, kes on huvitatud erineva tugevast labast tugevusest tavalisest lauast või kokkuklapitavast nugast, pinnakarvajäämist lahtiselt ja sarnastest küsimustest. Selle või selle objekti ostmine leibkonnas tekib tarbijale märkimisväärne hinnaerinevus. Müüja ei pruugi alati olla kvalifitseeritud ja arusaadav, miks üks tööriist ( nt mutrivõtmed ) on üldiselt välise sarnasusega palju kallim kui teine. Tema tõenäoliselt üritab "aju muuta" tavaliste inimeste mõistete ja mõistete mõistmiseks. Tõlgendatakse ühiseks keeleks, need seletused tähendavad seda, et reguleeritav mutrivõtja ei lagune ega kauaks kauem, ja teritamine on nõutav palju harvem (kui klient soovib nuga osta). "Pinna kõvenemine!" - salapärasel moel näidata müüja põhjust, visates oma silmad imaginaarsest ecstasyst. Mis see on?

Vastastikused omadused ühes tootes

Nagu väljendist selgub, on käesoleval juhul termiliselt töödeldud ainult toote välimist õhukeset kihti. Asjaolu, et teras vajab karmistamist, ähmaselt arvab kõike, isegi neid, kes ei tea, mis see on. See on see, et see erineb tavalisest "rauast", pehmest ja rabedast. Kuid miks on selline aus kasutatav pinnapealne? Karmistamist kasutatakse metalli omaduste muutmiseks, mitte aga mõne paranemise huvides, kuna see on väga tihti kuulutatud. Kvaliteet, mis mõnel juhul kasulik on, muutub teistes kahjulikuks. Fail on raske, sest neil on lihtne rauda, alumiiniumit või pronksi töödelda, kuid kui sa püüad seda painutada või hammast välja lüüa, puruneb. Sama kehtib ka lõiketeraga, mis sageli puruneb vales nurga all. Selleks, et anda tugevus koos paindlikkusega või plastilisusega, kasutatakse pinna kõvenemist. Pärast seda võivad toote omadused kombineerida erinevate kristallstruktuuride omadusi, mõnikord vastupidiseid omadusi. Nüüd peame minema mõnda materiaalse teaduse üksikasjadesse.

Lihtsaimad ideed metallide polümorfismist

Sama metall võib sõltuvalt kristallvõre kujust erinevate füüsikaliste omaduste (kõvadus, viskoossus, õhukusus, paindlikkus, elastsus jne). Seda võime muuta mehaanilisi parameetreid nimetatakse polümorfismiks. Väga kaua aega tagasi, kui esmakordseid relvi valmistades, märkasid inimesed, et see mõõk või mõõk osutus paremaks, see kestab kauem ja ei purune. Muidugi ei tundnud meie esivanemad metalli molekulaarstruktuure nii, et nad jõudsid intuitiivselt ja empiiriliselt. Nii avastati kogemuste põhjal, et kui otsa kuumutatakse, siis sõltub selle temperatuur luminestsentsi toonist. Metalli kiire jahutamise korral muutub midagi, muutub see tugevamaks või omandab paindlikkuse. Kui see taastub, muutub see uuesti nii nagu see oli, ja mõnikord halvem. Selleks ajaks olid üsna konkreetsed ideed selle kohta, kuidas oleks näiteks ideaalne jahindus nuga. Sel ajal kasutati ka pinna kõvendust, kuid sagedamini oli nn kohalik, st üks kõva punktiga, painduv - tera keskosa ja osa noa käepideme küljest - plastist (laske see veidi painutada, kuid mitte murda).

Mis toimub sees

Spetsiifilistest üksikasjadest lähtudes tuleb märkida, et kõvendatud terase struktuur on kolme peamise tüübi: martensiit, troostiit ja sorbitool. Nende kristalliliste koosmõjude suhe määrab mehaanilised omadused. Sel juhul pole oluline, milline neist ja kuidas see mõjutab kõvadust. Tulemus sõltub sellest, kui palju metalli kuumutatakse ja kui kiiresti see on jahtunud. Seega võib pinna kõvenemine esineda ülemise kihi temperatuuri tõusuga ja järgneva jahutamisega või kuumuse vabanemisega väliskeskkonda (vedelik, enamasti õli, vesi ja soolvees, õhk või muud ained) või selle osaline eemaldamine toote sees. Sellisel juhul tekivad polümorfsed muutused kihi kihina sõltuvalt kriitilise temperatuuri saavutamise määrast , mis mõjutab uue kristallilise struktuuri moodustumist.

Selle tulemusena muutuvad järgmised tsoonid:

- Ülemine, kõvenenud.

- Vaheühend, osaliselt karastatud. Seda nimetatakse ka termilise mõju vööndiks.

- vähendatud kõvadusala.

- Sisemine, muutmata kujul.

Pinna kõvenemise meetodid

Te saate luua suurema kõvadusega ülemise kihi mitmel viisil. Raudteevaguni vedruallikad on lihtsalt vallandatud väikeste metallist pallidega (pallid), tekitades pinna tihendi, samas kui metalli sisemine maht jääb piisavalt plastiks, et taluda pikki mehaanilisi koormusi. Kõige vanaajat peetakse objekti kiire kuumutamise meetodiks avatud tulega, millele on lisatud pritsimist või jõuülekannet. Selle tehnoloogiaga on loodud traditsiooniline Ida-kumer nuga (kerambit). Pinna karastamist saab läbi viia ka intensiivse jahutamise abil. Samuti on teada gaasi-plasma, induktsioon, laser ja muud meetodid. Mõnedel neist on paremini elada.

HDTV

1930ndate aastate keskel leiutas Nõukogude teadlane VP Vologdin välja meetodi, et jagada suurte osadega mitmesuguseid molekulaarstruktuure suure sagedusega voolude abil. Masinaehitus arenes kiiresti, tööstus vajab tehnoloogiat, mis pakkus massitootmist ilma kvaliteedi ohtu seadmata. HDTV pinna kõvenemine põhineb induktsiooni nähtusel. Meetodi eripära seisneb kuumutatud kihi paksuse sõltuvuses valgusraami voolu sagedusest ja suurusest. Sellisel juhul prognoositakse tulemust suure tõenäosusega, seetõttu on kvaliteedikontroll oluliselt lihtsustatud. Lisaks sellele kasutatakse meetodit mõõtmetega toodete ja komplektide töötlemiseks, nagu väntvõllid ja muud suuri esemeid, mida saab liigutada induktiivpooliga, pidevalt kogu pikkusega kokku puutudes. Selle tehnoloogia abil on raske valida parameetreid väikeste ja lameprojektide, näiteks nuga, töötlemiseks. Kõrgsageduslike voolude pinna kõvenemine rakendub suhteliselt mahukatele toodetele, mille tugevus ja vastupidavus sõltuvad ülemise kihi mehaanilistest omadustest.

HDTV rakenduse tunnused

Meetod töötati välja masintööstuse kiire arengu tingimustes, mis oli peamine NSV Liidu kaitsepotentsiaal, mis avaldub selle rakenduse eripäras. Traktorite, paakide, autode või lennukite kõige olulisemad detailid on mõõtmetega, mis ei võimalda nende paigaldamist kompaktsesse induktorisse, kusjuures iga seadme tootmine on liiga kallis ja kui suurimad mõõtmed on tehtud, siis on energiakulud tohutu. Kuid induktsioonpinna karastamist kasutatakse kõigi toodete puhul, alates suhteliselt väikesest kuni tohutu. Näiteks püütakse hammasratastega seeriatena HDTV-d, keerates hammas pärast hamba tegemist. Väntvõlli ja kardaanšide pidevalt progresseeruvad elemendid kuumutatakse, liikudes induktiivpooli fikseeritud raami sees, samas kui jahuti (pihusti) lisatakse protsessi kohe pärast seda. Paigalduse viimases ühikuses tuleb pihustatud vesi koheselt veega pihustada (seega nimetus, mis on "pihustiga" kooskõlas).

Noh, väikese kõvastumispinnaga tooted asetsevad täielikult induktorisse ja jahutatakse samal viisil.

Laser

See seade, mida kasutasime meie ajal üsna laialdaselt erinevates inimtegevuse valdkondades, leidis rakendust metallitööstuses. Meetod ei vaja hilisemat jahutamist, kuna kiirguse kokkupuude on lühiajaline ja mõjutab metalli ülemist kihti, põhjustades soovitud muutusi kristallstruktuuris. "Laseri teritamine" näeb tõepoolest pikka aega ette lõikeseadme teritamise vajaduse puudumist (peamiselt nende jaoks ja seda kasutatakse), kui seda meetodit kasutatakse selle valmistamisel. Siiski tuleb meeles pidada, et meie võltsimisajastul ei ole tootele kantud märgistus alati õige. Mõnikord on selline häbimärgistust kaunistatud ja müüdud tänavale mõni odav nuga "liblikas". Laserkiirega pinna karastamine ei ole odav, see on saadaval ainult juhtivate tööriistade tootjatele.

Külm

Meetodi füüsikaline alus oli terase kõvaduse suurenemise fenomeni avastamine austeniidi struktuuri ülemineku tagajärjel suletud külmutamise ajal martensiitsedele. See pinna kõvenemine toimub vastavalt AP Guljajevi, NA Minkevichi ja SS Stenbergi poolt NSV Liidus välja töötatud meetodile. Seda kasutatakse spetsiaalsetel eesmärkidel süsinikku sisaldavate (sisaldab üle 0,5% C) ja legeeritud terasest , näiteks kiirrõike ja muude spetsiaalsete tööriistade valmistamiseks.

Elektriline soojendamine

Üldiselt on see üles ehitatud samale põhimõttele kui induktsiooni karmistamine, kusjuures ainus erinevus seisneb selles, et kuumutamist tekitatakse vastupidiselt suure väärtuste läbivoolu ja osade takistuse tõttu. Kasutatava pinge sagedus mõjutab täpselt samamoodi kuumutatud kihi sügavust ja seda suurem on, seda õhem on see. Suurenenud kõvaduse pind võib ulatuda millimeetri osast kuni mitme selle ühikuni. See sõltub toote ja selle mõõtmetega seotud nõuetest. Elektroresistentse meetodiga HD-ga võrreldes on laiem hulk vooge, temperatuure ja kihtide sügavust. Selle abil võib näiteks olla nii suur ja vajalik erikvaliteedi objekt, nagu sõduri bajonettnagu. Elektrilise kuumutamisega pinna karastamiseks on vaja tehnoloogiliselt kontrollitud jahutusrežiimi õlis, vees või muudes kuumust vastuvõtvates ainetes.

Järeldused

Seega on pinna kõvenemise peamine ülesanne toote sees oleva kristallstruktuuri jaotus, kus selle sees on sorbitooli või troostiite sorte ja väljastpoolt moodustub martensiidi kiht. Seda on võimalik saavutada mitmete meetoditega - kõige lihtsamast ja vanimast kuni kõige tehnoloogilisemaks ja kaasaegsemaks. Igal juhul nõuab kvaliteetne terase kõvenemine tootmisnõuetele vastavuse kõrge kvalifikatsiooni ja täpsust. Vastavalt kõikidele eeskirjadele valmistatud toode ei saa olla odav. Sel põhjusel on see kallis ja hea köögi nuga ja kerambit. Laserkiirguse pinnakatmine on kõige tavalisem just tööriistade lõikamiseks.