Jaké je povrchové kalení oceli? Jaké je použití povrchového kalení?

Umění tepelného zpracování kovů je již dlouhou dobu známo lidstvu. Jsou to mistři, kteří se zabývali výrobou nástrojů a zvláště zbraní, zvládli samostatně nebo mnoho let studovali s dalšími zkušenými odborníky. Tajemství bylo uchováno v tajnosti, což samozřejmě snížilo rychlost šíření technologie, ale zvýšilo konkurenceschopnost určitého výrobce konkrétních produktů. Jednou z technik středověkých zbrojířů bylo vytvrzování povrchu, které dalo ostré hrany a body mečů a šavlí zvláštní tvrdost v kombinaci s pružností čepele. Dnes takové vlastnosti nikoho nepřekvapí, technologie se staly masivní a rozšířily se.

Proč všichni to vědí běžnému člověku?

Tento článek se specialisty na tepelnou kovu se zdá pravděpodobné, sadu frází a známých faktů. Navíc, oni by mohli najít nějaké nesrovnalosti v terminologii. Poskytnuté informace nejsou určeny pro ně, to je určeno pro lidi, daleko od průmyslu, amatéři, kteří mají zájem o rozdíl v síle dobrého čepel s pravidelným tabulky nebo zavírací nůž, povrchové kalení objemu a podobné otázky. Koupi jednoho nebo jiná práva v položce domácnosti, spotřebitel čelí podstatnému rozdílu v ceně. Prodávající nemůže vždy kvalifikovaně a jasně vysvětlit, proč jeden nástroj (klíč, například) je mnohem dražší než druhá se společnou vnější podobností. On se s největší pravděpodobností pokusí "zmýlit mozky" s pojmy a pojmy, které nejsou pro běžné lidi srozumitelné. Při překladu do společného jazyka to znamenají tato vysvětlení nastavitelný klíč nebude trvat delší dobu a bude trvat déle a ostření bude vyžadováno mnohem méně často (pokud si zákazník přeje koupit nůž). "Povrchové zpevnění!" - záhadně naznačuje příčinu prodávajícího a otáčí oči z imaginární extáze. Co to je?

Opačné vlastnosti v jednom produktu

Jak je zřejmé z tohoto výrazu, v tomto případě je pouze tepelná úprava vystavena pouze vnější tenká vrstva výrobku. Skutečnost, že ocel vyžaduje vytvrzení, nejasně hádat všechno, i ty, kteří nevědí, co to je. To se liší od obvyklého "kusu železa", měkkého a křehkého. Ale proč je to povrchní, že používá takovou čest? Kalení se používá ke změně vlastností kovu a nikoliv kvůli určitému zlepšení, jak je často deklarováno. Kvalita, užitečná v některých případech, se u ostatních stává škodlivou. Soubor je tvrdý, proto je pro ně snadné zpracovat železo, hliník nebo bronz, ale pokud se ho pokusíte ohýbat nebo ho zasáhnout kladivkem, bude to prasknout. Totéž platí pro pilový list, který se často zlomí při špatném řezném úhlu. Aby se dosáhlo tvrdosti v kombinaci s flexibilitou nebo plasticitou, použije se povrchové kalení. Po něm mohou vlastnosti výrobku kombinovat vlastnosti, někdy opačné, charakteristické pro různé krystalické struktury. Teď potřebujeme jít do některých podrobností věd o hmotě.

Nejjednodušší představy o polymorfismu kovů

Stejný kov může být v závislosti na tvaru krystalové mřížky, mají odlišné fyzikální vlastnosti (tvrdost, houževnatost, tvárnost, pružnost, elasticitu a t. D.) Tato schopnost měnit mechanické parametry, se nazývá polymorfismus. Kdysi dávno, výrobní primitivní ukázky zbraní, lidé si všimli, že jeden nebo druhý meč nebo mačeta dopadlo dobře, on udrží ostrost delší a nezlomí. Samozřejmě, že naši předkové nebyli obeznámeni s molekulární struktury kovu, než půjdou všichni intuitivně a empiricky. Tak, empiricky, zjistili, že v případě bodu tepla, záře barev závisí na jeho teplotě. Vzhledem k rychlému ochlazení v kovu, který se mění, je stále těžší, nebo získá flexibilitu. Je-li znovu zahřeje, stane se tak opět, jak byl, a někdy i horší. V té době tvořil velmi konkrétní představy o tom, co by mělo být, například, ideální lovecký nůž. Povrchové kalení se používá také již, ale častěji používá tzv místní, to znamená, že takový, ve kterém byla firma břit, flexibilní - střed čepele, a část ostří přiléhající k rukojeti - plast (je to lepší ohnout trochu, ale nepraská).

Co se děje uvnitř

Aniž bychom se pouštěli do specifických detailů, je třeba poznamenat, že tvrzená ocelová konstrukce je ze tří hlavních typů: martenzitické, troostit a sorbitolu. Poměr těchto krystalických struktur a jsou závislé mechanické vlastnosti. V tomto případě nezáleží na tom, který z nich a jak ovlivňují tvrdost. Výsledek závisí na tom, jak kov je teplo, a jak rychle se ochladí. Tak může dojít k povrchové kalení při zvýšení teploty na horní vrstvy a následným ochlazením nebo dopadem externího tepelného média (kapalina, obvykle oleje, vodou a roztokem chloridu sodného, ​​vzduchu nebo jiných látek) nebo jeho částečném vysazení do produktu. Tak polymorfní transformace se vyskytují ve vrstvách, v závislosti na stupni plnění kritická teplota, což ovlivňuje tvorbu nové krystalové struktury.

Výsledkem je změna v následujících zónách:

- Horní, tvrzené.

- Meziprodukt, částečně zpevněný. To je také nazýváno zónou tepelného vlivu.

- Oblast snížené tvrdosti.

- Interiér se nezměnil.

Metody povrchového kalení

Vytvoření horní vrstvu, která má vysokou tvrdost, a to několika způsoby. Železniční vůz se pružiny pružiny vyhodil malé kovové kuličky (záběr), vytváří plochu těsnění s tím, že vnitřní objem kovu je dostatečně tvárný, aby vydržely dlouhodobé mechanické namáhání. To je považováno za nejstarší způsob rychlé ohřívání předmět na otevřeném ohni, doprovázený postřikem nebo tryskové proudění. To je pro tuto technologii je vyrobena tradiční orientální křivku nůž (kerambit). Povrchové kalení lze také provést intenzivním chlazením. Rovněž jsou známy plyn-plazma, indukce, laser a další metody. Některé z nich by měly být zvažovány podrobněji.

HDTV

V polovině třicátých let vědecký sovětský vědec VP Vologdin vynalezl metodu přenášení nerovnoměrné molekulární struktury na velké části pomocí vysokofrekvenčních proudů. Strojírenství se rychle vyvíjelo, průmysl potřeboval technologie, které zajišťují masovou výrobu bez obětování kvality. Povrchové kalení HDTV je založeno na fenoménu indukce. Zvláštnost způsobu spočívá v závislosti na tloušťce vyhřívané vrstvy na frekvenci a velikosti proudu ve vysílacím rámci. V tomto případě je výsledek předvídán s vysokým stupněm pravděpodobnosti, proto je kontrola kvality velmi zjednodušená. Kromě toho je tato metoda použitelná pro zpracování rozměrových výrobků a sestav, jako jsou klikové hřídele a další velké předměty, které mohou být přemisťovány po induktoru a důsledně vystavovat celou délku. S touto technologií je obtížné vybrat parametry pro zpracování malých a plochých objektů, například nůž. Povrchové kalení vysokofrekvenčních proudů je použitelné na výrobky relativně objemné, jejichž pevnost a opotřebení závisí na mechanických vlastnostech horní vrstvy.

Vlastnosti aplikace HDTV

Tato metoda byla vyvinuta v rychlém rozvoji strojírenského průmyslu, hlavní problém pro obranu potenciálu SSSR, což bylo projevem specifika jeho uplatňování. Nejdůležitější údaje o traktory, tanky, vozidla nebo letadla mají rozměry, které neumožňují jejich umístění v rámci kompaktního induktoru, výrobní zařízení pro každou z nich bylo příliš drahé, a pokud se to dělá na základě největšího rozměru, o nákladech na energii bude obrovský. Nicméně indukce povrchové kalení se aplikuje na všechny výrobky, od relativně malých až po velké. Například, ozubená kola jsou vystavena vysokofrekvenčnímu sekvenčně soustružení „zub na zub“. Průběžně se postupně zahřeje prvky klikových hřídelí a hřídelí, pohybující se uvnitř pevného rámu induktoru, přičemž chladič (rozprašovač) je zahrnut do procesu bezprostředně po ní. Nastavení koncový uzel se provádí okamžitě zavlažovací stříkající voda obrobku (odtud název, souhlásky s „spreje“).

Výrobky s malou vytvrzovací plochou jsou umístěny v induktoru zcela a chlazeny stejným způsobem.

Laser

Toto zařízení, používané v našich dnech v širokém rozsahu v různých oblastech lidské činnosti, našlo uplatnění ve zpracování kovů. Metoda nevyžaduje následné chlazení, protože expozice paprsku je krátkodobá a ovlivňuje nejvyšší vrstvu kovu, což způsobuje požadované změny v krystalové struktuře. "Ostření laserem" dlouhodobě zajišťuje nedostatek ostření řezné nástroje (zejména pro ně a používá se), pokud se tato metoda skutečně používá při výrobě. Je však třeba mít na paměti, že v našem padělaném věku nápis na výrobku ne vždy odpovídá pravdě. Někdy je taková stigma vyzdobena a prodávána na ulici stála nějaký levný motýlový nůž. Povrchové kalení laserovým paprskem není levná, je k dispozici pouze předním výrobcům nástrojů.

Chladnost

Fyzikální základ této metody byl objev fenoménu zvýšení tvrdosti oceli v důsledku přechodu struktury austenitu na martenzitickou strukturu během hlubokého zmrazení. Toto povrchové kalení se provádí podle metody, kterou vyvinuly AP Gulyaev, NA Minkevich a SS Stenberg v SSSR. Je použitelný pro uhlíkaté (obsahující více než 0,5% C) a legované oceli specielní účely, například vyráběné pro výrobu vysokorychlostních nožů a jiných speciálních nástrojů.

Elektrické ohřev

Obecně platí, že je postavena na stejném principu jako indukční kalení, přičemž jediný rozdíl spočívá v tom, že vytápění je produkováno odporově kvůli průchodu velkých hodnot a odporu součásti. Frekvence aplikovaného napětí stejným způsobem ovlivňuje hloubku vyhřívané vrstvy a čím je vyšší, tím je tenčí. Povrch zvýšené tvrdosti se může pohybovat od zlomků milimetru až po několik jeho jednotek. To závisí na požadavcích na produkt a jeho rozměrech. Ve srovnání s HD v elektrorezistivní metodě, širší rozsah proudů, teplot a hloubky vrstev. S pomocí může být vyroben například tak masivní a vyžadující speciální jakostní objekt, jako například vojenský bajonetový nůž. Povrchové kalení elektrickým ohřevem vyžaduje technologicky ověřený chladicí režim v oleji, vodě nebo jiném tepelném zacházení.

Závěry

Hlavním úkolem povrchového kalení je tedy rozložení krystalové struktury uvnitř výrobku, ve kterém jsou uvnitř odrůdy sorbitolu nebo troostitu a na vnější straně se vytváří vrstva martenzitu. Toho lze dosáhnout několika způsoby, od nejjednodušších a nejstarších až po nejmodernější a nejmodernější. V každém případě vyžaduje vysoce kvalitní ocelové kalení vysokou kvalifikaci a přesnost dodržování výrobních předpisů. Produkt vyrobený podle všech pravidel nemůže být levný. Z tohoto důvodu je to drahý a dobrý kuchyňský nůž a kerambit. Povrchové kalení laserovým paprskem je nejčastější pouze pro řezné nástroje.