Исследуя металлические орудия, найденные при раскопках древних поселений человека, ученые сделали интересные выводы. Оказалось, что уже около шести тысяч лет назад, еще на заре железного века, людям были известны многие свойства металлов, например, что чистое железо с самой незначительной примесью углерода (мельчайших частей графита) дает сплав, обладающий замечательным свойством: нагретый до определенной температуры и затем быстро охлажденный, он становится необычайно твердым. Этот сплав называется сталью, а самый процесс придания ему высокой твердости ЂЂЂ закалкой.В песках возле пирамиды Хеопса археологи нашли много стальных изделий, сделанных древними египтянами несколько тысяч лет назад. Также давно известно изготовление стали в Китае и в Индии. На стенах древних индийских зданий сохранились изображения плоских тиглей для выплавки стали.Техника закалки стали с древних времен до наших дней прошла несколько этапов.Около 1700 лет назад город Дамаск славился мастерами, владевшими искусством варки стали («булата»).Из дамасским буланом соперничала сталь, изготовлявшаяся в X в. в городе Толедо в Испании. Однако толедские мастера все же не достигли такого совершенства, как их арабские предшественники. Тайна крепости булата была открыта лишь немногим более ста лет назад русским горным инженером П. П. Аносовым. Он впервые в мировой практике применил микроскоп для исследования строения стали и благодаря этому сумел решить многие задачи.Глубокие исследования свойств стали провел выдающийся русский ученый Д. К. Чернов, которого справедливо называют «отцом науки о металлах». Его исследования внесли ясность в понимание процессов, происходящих в стали при нагреве и особенно при закалке. Он дал исчерпывающее объяснение причин и условий, при которых сталь приобретает высокую твердость.Для чего же нужно, чтобы сталь обладала такой твердостью? Как известно, основная причина износа большинства стальных изделий ЂЂЂ это истирание. Если шейка коленчатого вала или зубцы шестерни стирается всего на несколько долей миллиметра, т. е. лишь на тысячную долю процента своего веса, то и это незаметное для глаза изменение может стать причиной поломки целого сложного агрегата. На изготовление запасных частей для замены стирающихся деталей машин, станков, моторов ежегодно расходуются сотни тысяч тонн стали. Понятно, почему ученые всего мира напряженно ищут способы увеличить срок службы, удлинить «Жизнь» стальных изделий. А повысить их стойкость против истирания можно, увеличив твердость стали, улучшив качество закалки, т. е. термической (тепловой) обработки. Стальные детали изготовляют обычно из сравнительно мягкой и вязкой, так называемой «сырой» стали. Но после закалки вместе с твердостью они приобретают еще одно новое свойство, делаются хрупкими. Насквозь закаленный молот может разлететься на куски при первом Же ударе, закаленные стальные штампы часто трескаются и выкрашиваются при работе.Таким образом получается неразрешимая на первый взгляд задача, заколдованный круг. Детали из не закаленной, мягкой стали сотрутся в первые Же минуты работы, а насквозь прокаленные детали слишком хрупки и поэтому быстро выходят из строя.Выход из положения можно найти в том. чтобы закаливать поверхности только тех частей стальных изделий, которые стираются во время работы. Если такую рабочую поверхность нагреть на глубину от двух до пяти миллиметров, а потом закалить, то сердцевина изделия останется «сырой». Она будет служить своеобразное подушкой, смягчающей удары. Но здесь опять встретилась трудность. В обычной нагревательной печи невозможно поднять температуру только поверхности изделия, оно прогревается целиком.Совместно с членом-корреспондентом Академии Наук СССР В. П. Вологдиныы и доктором технических наук Г. И. Бабатом мы нашли метод получения нужного нам нагрева для поверхностной закалки металла: мы применили электрические токи высокой частоты.Около 90 лет назад французский ученый Леоа Фуко сделал важное открытие. Помещая металлические предметы возле провода, по которому протекал переменный ток, он заметил, что участки металла, лежащие близко к проводу, нагреваются, хотя сам провод при этом остается холодным. Дальнейшие исследования показали, что металл нагревается тем теплом, которое создается в нем электрическими токами, возникающими в ближайших к проводу участках. Эти токи были названы «токами Фуко», но чаще их называли «паразитными токами». Нагревая металлические детали оборудования они тем самым вызывали напрасные, «паразитные» потери при передаче электрической энергии. Немало усилий пришлось затратить в борьбе с паразитными токами. Например, для уменьшения потерь, получающихся из-за токов Фуко, сердечники трансформаторов и электрических моторов приходится делать из тонких листов специальной стали; в сильноточной аппаратуре необходимо удалять металлические части от шин и проводов несущих ток.Но в начале нашего столетия паразитные токи неожиданно нашли успешное применение. Оказалось, что тепло, которое они создают, можно использовать для плавки металлов. Так впервые появились индукционные печи для плавки, и с тех пор токи Фуко поставили на службу технике, и в ряде случаев они перестали быть «паразитными».Чем выше частота тока, тем меньше глубина, на которую прогревается металл. Если применить для нагрева стали ток из обычной осветительной сети с частотой, имеющей всего 50 периодоз в секунду, то тепло пройдет на глубину в 90 миллиметров. Если Же пропустить ток с частотой в 100 000 периодов, то почти все тепло соберется в слое толщиной всего около 2 миллиметров.Нагреваемый участок изделия помещается внутри спирали или кольца (называемого индуктором), по которому пропускается ток. Индуктор представляет собой медную трубку диаметром 8ЂЂЂ10 миллиметров, изогнутую так, чтобы она как можно теснее окружала нагреваемую деталь, нигде, однако, не касаясь ее. Этот воздушный промежуток между трубкой и нагреваемой поверхностью изделия составляет обычно 2ЂЂЂ3ЂЂЂ5 миллиметров. Во время работы индуктор необходимо охлаждать. Для этого по медной трубке (индуктору) во время работы пропускается вода. На рис. 1 показан высокочастотный нагрев на воздухе поверхности фрезы 1, укрепленной на оправке 2 и помещенной в электромагнитное поле индуктора 3, охлаждаемого при работе проточной водой. Бак 4, для закалки нагретого слоя на фрезе, расположен под индуктором. После окончания процесса нагрева фреза быстро перемещается в охлаждающую жидкость в бакс (воду, масло, эмульсию) для закалки.Чтобы токи высокой частоты нагрели поверхность стального изделия, достаточно нескольких секунд. Поэтому производительность высокочастотных закалочных установок достигает сотен изделий в час. В основном она зависит только от степени механизации подачи деталей в зону нагрева. Если при старых способах нагрева в пс чах на закалку зубьев шестерни уходило не меньше часа, то теперь на что тре
Поверхностная закалка стали
Бесплатные объявления. Фотографии готовых объектов и интерьеров, цены.
Продажа спецтехники из Китая. Парк автотехники и спецтехники.
Интернет-магазин. Полезные статьи и советы.
» » Поверхностная закалка стали
Загрузка. Пожалуйста, подождите...
Поверхностная закалка стали » Познание вселенной - самые интересные факты нашей планеты и всего мира
Комментариев нет:
Отправить комментарий