Болаттын үстүнкү катуулануу деген эмне? Беттик катуулоо эмне үчүн колдонулат?

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-17 10:34

Металлдарды жылуулук менен иштетүү өнөрү адамзатка көптөн бери эле белгилүү. Аспаптарды, айрыкча курал-жарактарды жасоо менен алектенген усталар аны өз алдынча өздөштүрүшкөн же башка тажрыйбалуу адистерден көп жылдар бою үйрөнүшкөн. Жашыруун сырлар, албетте, технологиянын жайылышын жайлаткан, бирок белгилүү бир максатта продукцияны өндүрүүчүнүн атаандаштыкка жөндөмдүүлүгүн жогорулаткан. Орто кылымдагы соотчулардын ыкмаларынын бири беттик катуулантуу болгон, ал кылычтын жана кылычтын кесүүчү жээктерине жана учтарына бычактын ийкемдүүлүгү менен айкалышкан өзгөчө катуулукту берген. Бүгүн мындай касиеттер эч кимди таң калтырбай калды, технологиялар массалык жана кеңири жайылды.

Карапайым адам мунун баарын эмнеге билет?

Бул макала металлды термикалык иштетүү боюнча адистерге, кыязы, жалаң кептер жана белгилүү фактылар сыяктуу көрүнөт. Мындан тышкары, алар терминологияда кээ бир так эместиктерди табышы мүмкүн. Берилген маалымат алар үчүн эмес, металлургиядан алыс адамдарга, ышкыбоздорго,Кадимки үстөлдүн же бүктөлүүчү бычактын жакшы бычактан күчтүүлүгү, беттик катуулугу көлөмдүн катуулашы жана ушул сыяктуу маселелерге кызыккандар. Тиричиликке керектүү тигил же бул буюмду сатып алууда керектөөчү баалардын олуттуу айырмачылыгына дуушар болот. Сатуучу ар дайым квалификациялуу жана түшүнүктүү түрдө эмне үчүн бир курал (мисалы, ачкыч) жалпы тышкы окшоштугу менен башкасына караганда алда канча кымбат экенин түшүндүрө албайт. Ал, кыязы, жөнөкөй карапайым адамга түшүнүксүз болгон түшүнүктөр жана терминдер менен "мээсин майдалоого" аракет кылат. Кадимки тилге которгондо, бул түшүндүрмөлөр жөнгө салынуучу ачкыч сынбайт же узакка созулбайт, ал эми курчутуу азыраак талап кылынат (эгерде кардар бычак сатып алгысы келсе). "Беттин катуулануусу!" - деп сатуучу табышмактуу түрдө себебин көрсөтөт, көздөрүн элестетип сүйүнүп. Бул эмне?

Бир продукттун карама-каршы касиеттери

Сөз айкашынан көрүнүп тургандай, бул учурда буюмдун сырткы жука катмары гана термикалык иштетүүгө дуушар болот. Болоттун катуулануусун талап кылаарын ар ким, атүгүл анын эмне экенин такыр билбегендер да бүдөмүк ойлошот. Бул кадимки "темир кесимден", жумшак жана морттук менен айырмаланат. Бирок эмне үчүн мындай сый-урматка үстүртөн адамдар ээ? Катуулоо металлдын касиеттерин өзгөртүү үчүн колдонулат, бирок көп учурда айтылгандай, кандайдыр бир жакшыртуу үчүн эмес. Кээ бир учурларда пайдалуу сапат, кээ бир учурларда зыяндуу болуп калат. Файл оор, анткени алар үчүн темир, алюминий же колону иштетүү оңой, бирок аны ийүүгө аракет кылсаңызже балка менен урсаң, жарака кетет. Бул көп учурда туура эмес кесүү бурчунда сынган темир араага да тиешелүү. Катуулукту ийкемдүүлүк же ийкемдүүлүк менен айкалыштыруу үчүн беттик катуулануу колдонулат. Андан кийин буюмдун касиеттери ар кандай кристаллдык структураларга мүнөздүү, кээде карама-каршы сапаттарды айкалыштыра алат. Эми биз материал таануунун айрым деталдарын изилдешибиз керек.

Металлдардын полиморфизми жөнүндөгү эң жөнөкөй идеялар

Бир эле металл кристалл торчосунун формасына жараша ар кандай физикалык касиеттерге ээ боло алат (катуулугу, илешкектүүлүгү, ийкемдүүлүк, ийкемдүүлүк, ийкемдүүлүк ж.б.) Мындай механикалык параметрлерди өзгөртүү жөндөмү полиморфизм деп аталат. Илгери, примитивдик куралдарды жасап жатканда, адамдар тигил же бул кылыч же кескич кыйла ийгиликтүү болуп, анын курчтугун узак сактай турганын жана сынбай турганын байкашкан. Албетте, биздин ата-бабаларыбыз металлдын молекулярдык түзүлүштөрүн жакшы билишкен эмес, алар бардык нерсеге интуитивдик жана эмпирикалык түрдө келишкен. Ошентип, эмпирикалык түрдө алар учу ысытылган болсо, анда анын температурасы жарыктын көлөкөлөрүнөн көз каранды экенин аныкташкан. Тез муздаганда металлда бир нерсе өзгөрөт, ал катуураак же ийкемдүү болуп калат. Эгер кайра ысытса, кайра баягыдай болуп, кээде андан да жаман болуп калат. Ошол убакта, мисалы, идеалдуу мергенчилик бычагы кандай болушу керектиги жөнүндө так идеялар пайда болгон. Ал кезде беттик катуулантуу да колдонулган, бирок көпжергиликтүү деп аталган нерсе колдонулган, башкача айтканда, чекити катуу, бычактын ортосу ийкемдүү жана бычактын туткасына жанаша бөлүгү пластик болгон (бир аз ийилип, бирок сынбасын)

Ичинде эмне болуп жатат

Айрыкча майда-чүйдөсүнө чейин айтпастан, катууланган болоттун структурасы үч негизги түргө ээ экендигин белгилей кетүү керек: мартенситтик, трооститтик жана сорбиттик. Механикалык мүнөздөмөлөрү бул кристаллдык түзүлүштөрдүн катышына көз каранды. Бул учурда алардын кайсынысы жана катуулугуна кандай таасир этээри маанилүү эмес. Натыйжа металл канчалык ысык жана анын канчалык тез муздаганына жараша болот. Ошентип, беттик катуулануу үстүнкү катмардын температурасынын жогорулашы жана андан кийин муздашы менен, же сырткы чөйрөгө жылуулук берүүнүн натыйжасында (суюктуктар, көбүнчө мунай, суу жана туздуу эрин, аба же башка агенттер) пайда болушу мүмкүн. анын продуктуга жарым-жартылай киришине. Мында полиморфтук трансформациялар жаңы кристалл структурасынын пайда болушуна таасир этүүчү критикалык температурага жетүү даражасына жараша катмарларда пайда болот.

Натыйжада, төмөнкү аймактарда өзгөрүү бар:

- Үстүнкү катууланган.

- Орто, жарым-жартылай катууланган. Ал ысыктан жабыркаган аймак деп да аталат.

- Катуулугу азайган аймак.

- Өзгөртүлбөгөн интерьер.

Беттик катуулашуу ыкмалары

Төмөнкү менен үстүнкү катмарды түзүңүзбир нече жол менен катуулугун жогорулатуу. Темир жол вагондорунун пружиналары жөн эле кичинекей металл шарлар (атылышы) менен атылып, беттик пломбаны түзүшөт, ал эми металлдын ички көлөмү узак мөөнөттүү механикалык стресске туруштук бере ала тургандай пластик бойдон калат. Эң байыркы ыкма чачуу же реактивдүү агым менен коштолгон ачык отко объектти тез ысытуу болуп эсептелет. Дал ушул технология менен салттуу чыгыш ийри бычак (карамбит) жасалат. Үстүн катуулантуу интенсивдүү муздатуу жолу менен да жүргүзүлүшү мүмкүн. Газ-плазма, индукция, лазер жана башка ыкмалар да белгилүү. Алардын айрымдарына токтоло кетүүгө болот.

HDTV

1930-жылдардын орто ченинде советтик окумуштуу В. П. Вологдин жогорку жыштыктагы токтун жардамы менен чоң бөлүктөргө берилген бир тектүү эмес молекулалык түзүлүштү берүү ыкмасын ойлоп тапкан. Машина куруу тездик менен өнүгүп, тармакка сапатты жоготпостон массалык өндүрүштү камсыз кылган технологиялар керек болду. HDTVнин беттик катуулануусу индукция кубулушуна негизделген. Методдун өзгөчөлүгү ысытылган катмардын калыңдыгынын нурлануучу контурдагы токтун жыштыгына жана чоңдугуна көз карандылыгында. Бул учурда, натыйжасы ыктымалдуулуктун жогорку даражасы менен алдын ала болот, ошондуктан, сапатты көзөмөлдөө абдан жөнөкөйлөштүрүлөт. Кошумчалай кетсек, бул ыкма ырааттуу түрдө индуктордук валдарды жана башка чоң объекттерди индуктор боюнча жылдырууга мүмкүн болгон жалпы буюмдарды жана агрегаттарды кайра иштетүүдө колдонулат.бүт узундугун ачып. Бул технология менен бычак сыяктуу кичинекей жана жалпак объектилерди иштетүү үчүн параметрлерди тандоо кыйынга турат. Жогорку жыштык агымдары менен беттик катуулануу күчү жана эскирүү туруктуулугу үстүнкү катмардын механикалык касиеттеринен көз каранды болгон салыштырмалуу көлөмдүү буюмдарга тиешелүү.

HDTV ыкмасын колдонуунун өзгөчөлүктөрү

Метод СССРдин коргонуу потенциалы учун негизги болгон машина жасоо енер жайын тез енуктуруунун шарттарында иштелип чыккан, бул аны колдонуунун езгечелуктерунен корунду. Тракторлордун, цистерналардын, автомобилдердин же учактардын эң маанилүү тетиктери компакт индуктордун рамкасына жайгаштыруу үчүн жетиштүү чоң эмес, алардын ар бири үчүн жабдууларды жасоо өтө кымбатка турган, ал эми эгерде ал эң чоң өлчөмдөрдүн негизинде жасалган болсо, анда энергетикалык чыгымдар эбегейсиз зор болуп калды. Бирок, индукциялык корпустун катуулугу салыштырмалуу кичинеден чоңуна чейин ар кандай буюмдарга колдонулат. Мисалы, тиштер тиш менен тиш айлантып, HDTV ырааттуулугуна дуушар болушат. Кранк валдардын жана кардан валдарынын элементтери тынымсыз жана ырааттуу жылытылат, индуктордун бекитилген рамасынын ичинде жылыйт, ал эми муздаткыч (чачыраткыч) андан кийин дароо технологиялык процесске кирет. Станоктун аягында даярдалган бөлүккө дароо суу чачылат (ошондуктан аты "чачкыч" менен коштолгон).

Жакшы, кичинекей катуулануучу бети бар продукциялар бүтүндөй индукторго салынып, ошол эле жол менен муздатылат.

Лазер

Бул түзмөкбиздин убакта адамдын ишинин ар кандай тармактарында кеңири колдонулган, металл иштетүүдө колдонууну тапты. Метод кийинки муздатууну талап кылбайт, анткени нурдун таасири кыска мөөнөттүү жана ал металлдын эң жогорку катмарына таасир этип, кристалл структурасында керектүү өзгөрүүлөрдү жаратат. "Лазердик курчутуу" чындап эле, эгерде бул ыкма чындап эле аны даярдоодо колдонулса, кесүүчү аспапты узак убакытка курчутуунун кереги жок экенине кепилдик берет (негизинен алар үчүн колдонулат). Бирок, биздин жасалма доордо буюмдагы жазуу дайыма эле чындыкка дал келе бербестигин эске алуу керек. Кээде көчө күркөсүндө сатылган арзан "бабочка" бычак да ушундай бренд менен кооздолгон. Лазердик нур менен бетти бекемдөө - бул кымбат технология, аны алдыңкы шайман өндүрүүчүлөр гана пайдалана алышат.

Суук

Усулдун физикалык негизи терең тоңдурууда аустениттик структуранын мартенситтикке өтүшүнүн натыйжасында болоттун катуулугун жогорулатуу кубулушунун ачылышы болгон. Мындай беттик катуулануу СССРде А. П. Гуляев, Н. А. Минкевич жана С. С. Штенберг тарабынан иштелип чыккан ыкма боюнча жүргүзүлөт. Бул жогорку ылдамдыктагы кескичтерди жана башка атайын шайман буюмдарын өндүрүү үчүн өндүрүлгөн атайын максаттар үчүн көмүртекке (0,5 пайыздан ашык С камтыган) жана легирленген болотко карата колдонулат.

Электр жылытуу

Жалпысынан, ал индукциялык катуулануу сыяктуу эле принцип боюнча курулган, бир гана айырмасы, ысытуу резистенттүү.чоң маанилердин өтүүчү агымы жана бөлүктүн каршылыгы. Кирүүчү чыңалуунун жыштыгы ысытылган катмардын тереңдигине ушундай эле таасир этет, ал канчалык жогору болсо, ошончолук ичке болот. Катуулугу жогорулаган бети миллиметрдин бөлчөктөрүнөн анын бир нече бирдигине чейин өзгөрүшү мүмкүн. Бул продукт жана анын өлчөмдөрү үчүн талаптарга жараша болот. HDTV менен салыштырганда, электрорезистивдүү ыкма токтун, температуранын жана катмардын тереңдигинин кеңири диапазонуна ээ. Анын жардамы менен, мисалы, жоокердин штык бычагы сыяктуу массалык жана өзгөчө сапатты талап кылган буюм жасоого болот. Электрдик жылытуу аркылуу беттин катууланышы мунай, суу же башка жылуулукту кабыл алуучу агенттерде технологиялык жактан текшерилген муздатуу режимин талап кылат.

Тыянактар

Ошентип, беттик катуулануунун негизги милдети – буюмдун ичиндеги кристалл структурасын ушундай бөлүштүрүү, анын ичинде сорбит же троостит сорттору калып, сыртында мартенсит катмары пайда болот. Буга эң жөнөкөй жана эң байыркыдан баштап технологиялык жактан өнүккөн жана заманбапга чейин бир нече ыкмалар менен жетишүүгө болот. Кандай болгон күндө да болотту жогорку сапатта бекемдөө өндүрүштүк эрежелерди сактоодо жогорку квалификацияны жана тактыкты талап кылат. Бардык эрежелер боюнча жасалган продукт арзан болушу мүмкүн эмес. Ошол себептен жакшы ашкана бычагы да, карамбит да кымбат. Лазердик нур менен бетти бекемдөө кесүүчү шаймандар үчүн гана колдонулат.