Hvad er overfladen hærdning af stål? Hvorfor bruge overflade hærdning?

Art varmebehandling af metaller kendt for menneskeheden i lang tid. De er mestre beskæftiget med fremstilling af redskaber og våben i særdeleshed, de tog besiddelse af deres egne eller blev trænet i årevis i andre fagfolk, mere erfarne. Secrets holdes hemmeligt, hvilket naturligvis reducerer hastigheden af diffusion af teknologi, men det øger konkurrenceevnen for en bestemt producents produkt specifikke brug. En af fremgangsmåderne ifølge den middelalderlige våbenssmedenes var overfladehærdning, som giver skærekanter og skarpe sværd og sabler særlig hårdhed, kombineret med fleksibiliteten af bladet. I dag er disse egenskaber er ikke noget nyt, at teknologien blev udbredt og vundet almindelig cirkulation.

For hvad det hele at kende den gennemsnitlige person?

Denne artikel specialister i termisk metal forekommer sandsynligt, et sæt af floskler og kendte fakta. Desuden kan de finde nogle uoverensstemmelser i terminologi. Den angivne information er ikke beregnet til dem, er det rettet til folk, langt fra branchen, amatører, der er interesseret i forskellen i styrken af en god kniv med en almindelig tabel eller en foldekniv, overflade hærdning af volumen, og lignende spørgsmål. At købe den ene eller den anden ret i husstand element, er forbrugeren står over for en betydelig prisforskel. Sælgeren kan ikke altid kompetent og tydeligt forklare, hvorfor et værktøj (en skruenøgle, for eksempel) er meget dyrere end den anden, når den samlede eksterne lighed. Han vil sandsynligvis forsøge at "vildlede hjerner" uforståelige for den almindelige mand på gaden begreber og udtryk. Oversat til almindeligt sprog, ville disse forklaringer betyde, at skruenøgle er brudt, eller vil vare længere og vil kræve skarphed en masse mindre ofte (hvis kunden ønsker at købe en kniv). "Surface hærdning!" - mystisk angive årsagen til sælger, rullende hans øjne på en imaginær glæde. Hvad er det?

De modstående egenskaber i ét produkt

Som det fremgår af sætninger varmebehandling i dette tilfælde underkastes kun en tynd ydre lag af artiklen. Den omstændighed, at stål kræver hærdning, vagt gætte alt, selv de, der ikke ved, hvad det er. Det er, hvad der er forskellig fra den sædvanlige "stykke jern", blød og skør. Men hvorfor sådan ære nyder det overflade? Hærdning bruges til at ændre egenskaberne for det metal, ikke af hensyn til en vis forbedring, da det er erklæret meget ofte. Kvalitet, nyttig i nogle tilfælde bliver skadeligt for andre. Fil er svært, fordi det er let at forarbejde jern, aluminium eller bronze, men hvis du prøver at bøje det, eller slå den med en hammer, vil det knække. Det samme gælder for savklingen, ofte bryder på det forkerte vinkel snit. For at give hårdhed kombineret med fleksibilitet og plasticitet påført overfladehærdning. Efter produktegenskaberne kan kombinere kvalitet, undertiden den modsatte karakteristisk for forskellige krystalstrukturer. Nu er vi nødt til at dykke ned i detaljerne i nogle af materialevidenskab.

Den enkleste Begrebet polymorfi metaller

Det samme metal kan, afhængigt af formen af krystalgitteret, har forskellige fysiske egenskaber (hårdhed, sejhed, sejhed, fleksibilitet, elasticitet og t. D.) Denne evne til at ændre de mekaniske parametre kaldes polymorfisme. En lang tid siden, fremstilling primitive prøver af våben, har folk bemærket, at den ene eller den anden et sværd eller cutlass viste sig godt, han bevarer skarpheden længere og ikke bryde. Selvfølgelig, vores forfædre var ikke bekendt med den molekylære struktur af metallet, før de gik alle intuitivt og empirisk. Således empirisk, opdagede de, at hvis det punkt, varme, glød af farverne afhænger af dens temperatur. Med den hurtige afkøling i metal, der er under forandring, bliver det stadigt sværere, eller erhverver fleksibilitet. Hvis det er re-opvarmes, bliver det så igen, som han var, og nogle gange værre. På det tidspunkt dannet meget specifikke ideer om, hvad der bør være, for eksempel den perfekte jagtkniv. Overflade hærdning bruges også allerede, men oftere anvendt den såkaldte lokale, der er, sådan, hvor virksomheden var banebrydende, fleksibel - midt i bladet, og bladet del støder op til håndtaget - plast (det er bedre at bøje en lille smule, men ikke bryder).

Hvad sker der inde

Uden at gå ind i specifikke detaljer, skal det bemærkes, at den hærdet stål struktur er af tre hovedtyper: martensitisk, troostite og sorbitol. Forholdet mellem disse krystalstrukturer og er afhængige mekaniske egenskaber. I dette tilfælde er det ligegyldigt, hvilken af dem, og hvordan man kan påvirke hårdhed. Resultatet afhænger af, hvor metallet er varmt, og hvor hurtigt det afkøles. Således kan overfladehærdning forekomme ved højere temperaturer af det øvre lag og derefter køling eller som følge af virkningen af varme miljøet (flydende, sædvanligvis olie, vand og saltvand, luft eller andre midler), eller på grund af den delvise tilbagetrækning af sit produkt inde. Således polymorfe omdannelser forekommer i lag, afhængigt af graden af opfyldelsen af den kritiske temperatur, der påvirker dannelsen af en ny krystallinsk struktur.

Som et resultat, der er en ændring på følgende områder:

- Upper har undergået hærdning.

- mellemprodukt, delvis hærdet. Det kaldes også varmepåvirkede zone.

- Område reduceret hårdhed.

- Den indre del ikke har undergået forandringer.

Fremgangsmåder til overfladehærdning

Skabe et øvre lag med en høj hårdhed, på flere måder. Godsvogn med fjedre bare fyret små metalkugler (shot), hvilket skaber en lukkeflade, med det indre volumen af metallet er tilstrækkelig duktilitet til at modstå langvarig mekanisk belastning. Det anses for den ældste fremgangsmåde til hurtig opvarmning af en genstand over en åben ild, ledsaget af sprøjtning eller jet flow. Det er af denne teknologi gøres den traditionelle østlige kurve af bladet (KARAMBIT). Overfladehærdning kan fremstilles og ved intensiv afkøling. Også kendte er gas-plasma, induktion, laser, og andre metoder. Nogle af dem foretrækker at bo i flere detaljer.

HDTV

I midten af 30-erne opfundet sovjetiske videnskabsmand VP Vologdin fremgangsmåde til opnåelse af forudbestemte ujævn-nære detaljer i den molekylære struktur ved hjælp højfrekvente strømme. Maskinindustrien er i rivende udvikling, branchen havde brug for teknologi for at sikre den masseproduktion uden at ofre kvaliteten. Overfladehærdning af HD er baseret på fænomenet induktion. Det særlige ved fremgangsmåden består i at være opvarmet lagtykkelse afhængigt af frekvensen og størrelsen af strømmen i den udstrålende ramme. Når dette resultat er meget sandsynligt at forvente, derfor, kvalitetskontrol er stærkt forenklet. Desuden er fremgangsmåden anvendelig til behandling af de samlede produkter og komponenter, såsom krumtapaksler og andre store genstande, der kan flyttes gennem induktoren sekventielt udsætte hele længden. I denne teknologi er det vanskeligt at vælge parametrene til at behandle små og flade objekter, såsom en kniv. Overfladehærdning højfrekvent strøm for produkter forholdsvis voluminøse, styrke og slidstyrke, som afhænger af de mekaniske egenskaber af det ydre lag.

Funktioner af anvendelsen af metoden HDTV

Metoden er udviklet i den hurtige udvikling af den mekaniske sektor, det største problem for forsvaret potentiale USSR, som var en manifestation af de særlige træk ved dens anvendelse. De vigtigste detaljer i traktorer, tanke, køretøjer eller fly har dimensioner, som ikke tillader at placere dem inden for rammerne af den kompakte spole, produktionsudstyr for hver af dem var for dyrt, og hvis det sker på grundlag af den største størrelse, energiomkostningerne bliver enorm. Imidlertid induktion overfladehærdning anvendes på alle produkter, fra relativt små til store. For eksempel er tandhjulene udsat for højfrekvent sekventielt drejning "tand for tand." Kontinuerligt successivt opvarmet elementer af krumtapaksler og drivaksler, bevæger sig inde den faste ramme af induktoren, hvori køleren (sprøjte) er inkluderet i processen umiddelbart efter det. Terminalknudepunktet Indstillingen udføres øjeblikkelig kunstvanding vandsprøjt arbejdsemnet (deraf navnet, konsonant med en "spray").

Men produkter med en lille overflade hærdning anbragt i induktoren fuldstændigt og afkølet samt.

laser

Denne enhed er i øjeblikket almindeligt anvendt i forskellige områder af menneskelig aktivitet, og har været anvendt til metalforarbejdning. Fremgangsmåden kræver ikke nedkøling, da effekten strålen og momentant den påvirker på den øverste lag af metallet, der forårsager de ønskede ændringer i krystalstruktur. "Laser skarphed" er virkelig ingen grund til at give lang kvik bemærkning skæreværktøj (mest for dem og anvendt), hvis produktionen af det virkelig anvendes denne metode. Det bør dog være opmærksom på, at vi i vores alder af falske etiket på produktet ikke altid svarer til sandheden. Nogle gange sådan en stigmatisering dekoreret og sælges til en gade stall nogle billige nozh- "sommerfugl". Overflade hærdning af laserstråle - ikke billig teknologi, er det kun tilgængelig for førende producenter af værktøj.

kold

Det fysiske grundlag for fremgangsmåden var opdagelsen af fænomenet øge hårdheden af stål som følge af overdragelse austenit struktur til martensit i dybfryser. Produceret sådan overflade hærdning metode udviklet A. P. Gulyaevym, N. A. Minkevichem og S. Sternberg i Sovjetunionen. Den er anvendelig til carbon (indeholdende mere end 0,5 procent af C) og rustfrit stål til særlige formål, såsom fremstillet til produktion af højhastigheds-skæreværktøjer og andre specielle værktøjer produkter.

el-varme

I almindelighed er det bygget efter samme princip som induktionshærdning, med den eneste forskel er, at varmemodstanden foretages på bekostning af at passere store løbende værdier og modstandskomponenter. Hyppigheden af påtrykt spænding på samme måde påvirker dybden af laget opvarmes, og jo højere den er, jo mere det er tyndere. Overfladehårdheden kan forøges fra en brøkdel af en millimeter til nogle få af sine andele. Det afhænger af kravene til produktet og dets størrelse. Sammenlignet med fremgangsmåden ifølge elektrisk resistive HDTV fra en bredere vifte af strømninger, temperaturer og dybderne af lag. Med det kan produceres, for eksempel, er så massiv og kræver en særlig kvalitet element ligesom en soldats bajonet. Overfladehærdning elvarme kræver teknologisk kalibreret afkølingsoperation i olie, vand eller andre teploprinimayuschih midler.

fund

Således er et primært formål med overfladehærdning er sådan fordeling af krystalstrukturen inden i artiklen, hvor indersiden er arter troostite eller sorbitol, og uden lag dannes martensit. Dette kan opnås ved flere metoder, fra den enkleste og mest antikke til det mest teknologisk avancerede og moderne. Under alle omstændigheder hærdning stål kvalitet kræver stor dygtighed og nøjagtigheden af overholdelse af industrielle regler. Produktet er fremstillet i henhold til reglerne, kan ikke være billigt. Af denne grund, det er dyrt og en god køkken kniv, og KARAMBIT. Overflade hærdning af laserstrålen er mest almindelig bare for skærende værktøjer.