Ի՞նչ է պողպատի մակերեսային կարծրացումը: Ինչի համար է օգտագործվում մակերեսային կարծրացումը:

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 10:30

Մետաղների ջերմային մշակման արվեստը մարդկությանը հայտնի է վաղուց։ Գործիքների և հատկապես զենքի արտադրությամբ զբաղվող արհեստավորները ինքնուրույն էին տիրապետում դրան կամ երկար տարիներ սովորում այլ ավելի փորձառու մասնագետների մոտ։ Գաղտնիքները գաղտնի էին պահվում, ինչը, իհարկե, դանդաղեցրեց տեխնոլոգիայի տարածումը, բայց բարձրացրեց որոշակի նպատակով ապրանքների արտադրողի մրցունակությունը։ Միջնադարյան զրահատեխնիկայի տեխնիկայից էր մակերևույթի կարծրացումը, որը թրերի և սակրերի կտրող եզրերին և ծայրերին տալիս է հատուկ կարծրություն՝ զուգորդված սայրի ճկունության հետ։ Այսօր նման հատկություններն այլևս ոչ մեկին չեն զարմացնում, տեխնոլոգիաները դարձել են զանգվածային և տարածված։

Ինչու՞ հասարակ մարդը կարող է իմանալ այս ամենը:

Այս հոդվածը ջերմային մետաղամշակման մասնագետների համար, ամենայն հավանականությամբ, կթվա որպես մի շարք անհեթեթություններ և հայտնի փաստեր: Բացի այդ, նրանք կարող են որոշակի անճշտություններ գտնել տերմինաբանության մեջ: Ներկայացված տեղեկատվությունը նրանց համար չէ, այն ուղղված է մետաղագործությունից հեռու մարդկանց, սիրողական,նրանց, ովքեր հետաքրքրված են, թե ինչպես է սովորական սեղանը կամ ծալովի դանակը տարբերվում ուժով լավ սայրից, մակերեսային կարծրացումից՝ ծավալային կարծրացումից և նմանատիպ խնդիրներ: Տնային տնտեսության համար անհրաժեշտ այս կամ այն իրը գնելիս սպառողը բախվում է գնային զգալի տարբերության։ Վաճառողը չի կարող միշտ որակավորված և հասկանալի կերպով բացատրել, թե ինչու է մեկ գործիքը (օրինակ, բանալին) շատ ավելի թանկ, քան ընդհանուր արտաքին նմանությամբ մյուսը: Նա, ամենայն հավանականությամբ, կփորձի «փոշիացնել ուղեղը» միջին դասականի համար անհասկանալի հասկացություններով ու տերմիններով։ Սովորական լեզվով թարգմանված՝ այս բացատրությունները կնշանակեն, որ կարգավորվող բանալին չի կոտրվի կամ ավելի երկար տևի, և սրումը կպահանջվի շատ ավելի հազվադեպ (եթե հաճախորդը ցանկանում է դանակ գնել): «Մակերեւութային կարծրացում». - վաճառողը խորհրդավոր կերպով կնշի պատճառը՝ երևակայական հաճույքով աչքերը կկոցելով: Ի՞նչ է դա:

Հակառակ հատկություններ մեկ ապրանքում

Ինչպես պարզ է դառնում արտահայտությունից, այս դեպքում ջերմային մշակման է ենթարկվում արտադրանքի միայն արտաքին բարակ շերտը։ Այն, որ պողպատը պահանջում է կարծրացում, աղոտ կռահում են բոլորը, նույնիսկ նրանք, ովքեր ընդհանրապես չգիտեն, թե դա ինչ է։ Հենց դրանով է այն տարբերվում սովորական «երկաթի կտորից»՝ փափուկ ու փխրուն։ Բայց ինչո՞ւ է մակերեսայինը նման պատիվ վայելում։ Կարծրացումն օգտագործվում է մետաղի հատկությունները փոխելու համար, և ոչ թե ինչ-որ բարելավման համար, ինչպես հաճախ հայտարարվում է: Որակը, որոշ դեպքերում օգտակար, որոշ դեպքերում դառնում է վնասակար: Ֆայլը դժվար է, քանի որ նրանց համար հեշտ է մշակել երկաթ, ալյումին կամ բրոնզ, բայց եթե փորձեք այն թեքել.կամ մուրճով խփի, կճաքի։ Նույնը վերաբերում է սղոցի սայրին, որը հաճախ կոտրվում է կտրելու սխալ անկյան տակ: Ճկունության կամ ճկունության հետ համակցված կարծրություն հաղորդելու համար կիրառվում է մակերեսային կարծրացում: Դրանից հետո արտադրանքի հատկությունները կարող են համատեղել տարբեր բյուրեղային կառուցվածքներին բնորոշ հատկություններ, երբեմն հակադիր։ Այժմ մենք պետք է խորամուխ լինենք նյութագիտության որոշ մանրամասների մեջ:

Ամենապարզ գաղափարները մետաղների պոլիմորֆիզմի մասին

Նույն մետաղը, կախված բյուրեղային ցանցի ձևից, կարող է ունենալ տարբեր ֆիզիկական հատկություններ (կարծրություն, մածուցիկություն, ճկունություն, ճկունություն, առաձգականություն և այլն): Մեխանիկական պարամետրերը փոխելու այս ունակությունը կոչվում է պոլիմորֆիզմ: Վաղուց պարզունակ զենքեր պատրաստելիս մարդիկ նկատում էին, որ այս կամ այն թուրը կամ դանակն ավելի հաջողակ է ստացվել, այն ավելի երկար է պահպանում իր սրությունը և չի կոտրվում։ Իհարկե, մեր նախնիները ծանոթ չեն եղել մետաղի մոլեկուլային կառուցվածքներին, նրանք ամեն ինչին հասել են ինտուիտիվ և էմպիրիկ կերպով: Այսպիսով, էմպիրիկորեն նրանք հայտնաբերեցին, որ եթե ծայրը տաքացվում է, ապա դրա ջերմաստիճանը կախված է փայլի երանգներից: Արագ սառեցման դեպքում մետաղի մեջ ինչ-որ բան փոխվում է, այն դառնում է կամ ավելի կոշտ կամ ճկուն: Եթե այն նորից տաքացվի, նորից նույնն է դառնում, երբեմն էլ ավելի վատ: Այդ ժամանակ բավականին կոնկրետ պատկերացումներ էին ձևավորվել այն մասին, թե ինչպիսին պետք է լինի, օրինակ, իդեալական որսորդական դանակը։ Այն ժամանակ կիրառվում էր նաև մակերեսային կարծրացում, բայց ավելի հաճախօգտագործվում էր այսպես կոչված տեղականը, այսինքն՝ մեկը, որի կետը պինդ էր, սայրի միջնամասը՝ ճկուն, իսկ սայրի հարակից հատվածը պլաստիկ էր (թող մի քիչ թեքվի, բայց չկոտրվի)

Ինչ է կատարվում ներսում

Առանց առանձնահատուկ մանրամասների մեջ մտնելու՝ պետք է նշել, որ կարծրացած պողպատի կառուցվածքը երեք հիմնական տեսակի է՝ մարտենզիտ, տրոստիտ և սորբիտ։ Մեխանիկական բնութագրերը կախված են այս բյուրեղային գոյացությունների հարաբերակցությունից։ Այս դեպքում նշանակություն չունի, թե դրանցից որն է և ինչպես է ազդում կարծրության վրա։ Արդյունքը կախված է նրանից, թե որքան տաք է մետաղը և որքան արագ է սառչում: Այսպիսով, մակերևույթի կարծրացում կարող է առաջանալ վերին շերտի ջերմաստիճանի բարձրացմամբ և հետագա սառեցմամբ՝ կամ արտաքին միջավայր ջերմության փոխանցման արդյունքում (հեղուկներ, առավել հաճախ՝ նավթ, ջուր և աղաջուր, օդ կամ այլ նյութեր) կամ դրա մասնակի արտահոսքը արտադրանքի մեջ: Այս դեպքում բազմիմորֆ փոխակերպումները տեղի են ունենում շերտերով, կախված կրիտիկական ջերմաստիճանի հասնելու աստիճանից, որն ազդում է նոր բյուրեղային կառուցվածքի ձևավորման վրա։

Արդյունքում տեղի է ունենում փոփոխություն հետևյալ գոտիներում.

- Վերին կարծրացած.

- Միջանկյալ, մասամբ կարծրացած: Այն նաև կոչվում է ջերմային ազդեցության գոտի։

- Նվազեցված կարծրության տարածք:

- Չփոփոխված ինտերիեր.

Մակերևույթի կարծրացման մեթոդներ

Ստեղծեք վերին շերտավելացել կարծրություն, մի քանի առումներով. Երկաթուղային վագոնների աղբյուրները պարզապես կրակում են մետաղական փոքր գնդիկներով (կրակոց), որոնք ստեղծում են մակերևույթի կնիք, մինչդեռ մետաղի ներքին ծավալը մնում է այնքան պլաստիկ, որպեսզի դիմանա երկարատև մեխանիկական սթրեսին: Ամենահին մեթոդը համարվում է օբյեկտի արագ տաքացումը բաց կրակի վրա՝ ուղեկցվող ցողումով կամ շիթային հոսքով։ Հենց այս տեխնոլոգիայով է պատրաստվում ավանդական արևելյան կոր դանակը (կարամբիտ): Մակերեւույթի կարծրացումը կարող է իրականացվել նաև ինտենսիվ սառեցման միջոցով։ Հայտնի են նաև գազապլազմայի, ինդուկցիոն, լազերային և այլ մեթոդներ։ Դրանցից որոշների վրա արժե անդրադառնալ։

HDTV

1930-ականների կեսերին խորհրդային գիտնական Վ. Պ. Մեքենաշինությունը արագ զարգանում էր, արդյունաբերությունը կարիք ուներ տեխնոլոգիաների, որոնք ապահովում էին զանգվածային արտադրություն՝ առանց որակի զոհաբերելու: HDTV-ի մակերեսային կարծրացումը հիմնված է ինդուկցիայի երևույթի վրա: Մեթոդի յուրահատկությունը կայանում է նրանում, որ տաքացվող շերտի հաստությունը կախված է ճառագայթային հանգույցում հոսանքի հաճախականությունից և մեծությունից: Այս դեպքում արդյունքը կանխատեսելի է հավանականության բարձր աստիճանով, հետևաբար որակի վերահսկումը մեծապես պարզեցված է։ Բացի այդ, մեթոդը կիրառելի է ընդհանուր արտադրանքի և հավաքների մշակման համար, ինչպիսիք են ծնկաձև լիսեռները և այլ խոշոր առարկաները, որոնք կարող են հաջորդաբար շարժվել ինդուկտորով:մերկացնելով ամբողջ երկարությունը: Այս տեխնոլոգիայով դժվար է ընտրել փոքր և հարթ առարկաների մշակման պարամետրերը, օրինակ՝ դանակը։ Բարձր հաճախականության հոսանքներով մակերևույթի կարծրացումը կիրառելի է համեմատաբար մեծածավալ արտադրանքների համար, որոնց ամրությունը և մաշվածության դիմադրությունը կախված են վերին շերտի մեխանիկական հատկություններից:

HDTV մեթոդի օգտագործման առանձնահատկությունները

Մեթոդը մշակվել է ԽՍՀՄ պաշտպանական ներուժի համար գլխավոր մեքենաշինական արդյունաբերության բուռն զարգացման պայմաններում, ինչը դրսևորվել է դրա կիրառման առանձնահատկություններով։ Տրակտորների, տանկերի, ավտոմեքենաների կամ ինքնաթիռների ամենակարևոր մասերը բավականաչափ մեծ չեն կոմպակտ ինդուկտորի շրջանակում տեղադրելու համար, դրանցից յուրաքանչյուրի համար սարքավորումների արտադրությունը չափազանց թանկ էր, և եթե այն պատրաստված էր ամենամեծ չափսերի հիման վրա, հետո էներգիայի ծախսերը հսկայական դարձան։ Այնուամենայնիվ, ինդուկցիոն պատյանների կարծրացումը կիրառվում է ցանկացած ապրանքի վրա՝ համեմատաբար փոքրից մինչև հսկայական: Օրինակ, շարժակների ենթարկվում են HDTV-ի հաջորդականությամբ՝ ատամ առ ատամ շրջելով: Ծնկաձողերի և կարդանային լիսեռների տարրերը շարունակաբար և հաջորդաբար տաքացվում են՝ շարժվելով ինդուկտորի ֆիքսված շրջանակի ներսում, մինչդեռ հովացուցիչը (սրսկիչը) ներառված է տեխնոլոգիական գործընթացում դրանից անմիջապես հետո։ Մեքենայի վերջում աշխատանքային մասի վրա անմիջապես ցողվում է ջրով (այստեղից էլ անվանումը՝ համահունչ «սփրեյ»-ի հետ):

Դե, փոքր կարծրացնող մակերեսով արտադրանքները տեղադրվում են ինդուկտորում որպես ամբողջություն և սառչում են նույն կերպ։

Լազեր

Այս սարքըՄեր ժամանակներում, որը բավականին լայնորեն օգտագործվում է մարդկային գործունեության տարբեր ոլորտներում, կիրառություն է գտել մետաղագործության մեջ: Մեթոդը չի պահանջում հետագա սառեցում, քանի որ ճառագայթի ազդեցությունը կարճատև է և այն ազդում է մետաղի վերին շերտի վրա՝ առաջացնելով բյուրեղային կառուցվածքի ցանկալի փոփոխություններ: «Լազերային սրումը» իսկապես ապահովում է, որ կտրող գործիքը երկար ժամանակ սրելու կարիք չկա (հիմնականում օգտագործվում է դրանց համար), եթե այս մեթոդը իսկապես օգտագործվում է դրա արտադրության մեջ։ Այնուամենայնիվ, պետք է նկատի ունենալ, որ մեր կեղծ դարաշրջանում ապրանքի վրա գրությունը միշտ չէ, որ համապատասխանում է ճշմարտությանը: Երբեմն փողոցային տաղավարում վաճառվող ինչ-որ էժան «թիթեռ» դանակ նույնպես զարդարված է նման ապրանքանիշով։ Լազերային ճառագայթով մակերեսի կարծրացումը թանկ տեխնոլոգիա է, այն հասանելի է միայն գործիքների առաջատար արտադրողներին:

Ցուրտ

Մեթոդի ֆիզիկական հիմքը խորը սառեցման ժամանակ ավստենիտիկ կառուցվածքի մարտենզիտի անցման արդյունքում պողպատի կարծրության բարձրացման երեւույթի հայտնաբերումն էր։ Նման մակերեսային կարծրացումն իրականացվում է ԽՍՀՄ-ում Ա. Պ. Գուլյաևի, Ն. Ա. Մինկևիչի և Ս. Ս. Շտենբերգի կողմից մշակված մեթոդի համաձայն: Այն կիրառելի է ածխածնի (պարունակում է ավելի քան 0,5 տոկոս C) և լեգիրված պողպատի համար՝ հատուկ նպատակների համար, ինչպիսիք են՝ արտադրված գերարագ կտրիչների և այլ հատուկ գործիքների արտադրանքի արտադրության համար:

Էլեկտրական ջեռուցում

Ընդհանուր առմամբ, այն կառուցված է նույն սկզբունքով, ինչ ինդուկցիոն կարծրացումը, միայն այն տարբերությամբ, որ ջեռուցումն ունի դիմադրողականություն՝ պայմանավորված.մեծ արժեքների անցնող հոսանք և մասի դիմադրություն: Մուտքային լարման հաճախականությունը նույն կերպ ազդում է ջեռուցվող շերտի խորության վրա, և որքան բարձր է այն, այնքան ավելի բարակ է: Բարձրացված կարծրության մակերեսը կարող է տատանվել միլիմետրի ֆրակցիաներից մինչև դրա մի քանի միավոր: Դա կախված է արտադրանքի պահանջներից և դրա չափսերից: HDTV-ի համեմատ էլեկտրադիմադրողական մեթոդն ունի հոսանքի, ջերմաստիճանի և շերտի խորության ավելի լայն շրջանակ: Դրա օգնությամբ, օրինակ, կարելի է պատրաստել այնպիսի զանգվածային և հատուկ որակ պահանջող իր, ինչպիսին է զինվորի սվին-դանակը։ Էլեկտրական ջեռուցմամբ մակերևույթի կարծրացումը պահանջում է տեխնոլոգիապես ստուգված սառեցման ռեժիմ՝ յուղով, ջրով կամ ջերմություն ընդունող այլ նյութերով:

Եզրակացություններ

Այսպիսով, մակերեսային կարծրացման հիմնական խնդիրը արտադրանքի ներսում բյուրեղային կառուցվածքի այնպիսի բաշխումն է, որում սորբիտի կամ տրոստիտի տեսակները մնում են դրա ներսում, իսկ դրսում ձևավորվում է մարտենզիտի շերտ: Դրան կարելի է հասնել մի քանի մեթոդներով՝ ամենապարզից և ամենահինից մինչև տեխնոլոգիապես ամենազարգացածն ու ժամանակակիցը: Ամեն դեպքում, պողպատի բարձրորակ կարծրացումը պահանջում է բարձր որակավորում և ճշգրտություն՝ արտադրության կանոնակարգերին համապատասխան: Բոլոր կանոններով պատրաստված ապրանքը չի կարող էժան լինել։ Այդ պատճառով և՛ լավ խոհանոցային դանակը, և՛ կարամբիտը թանկ են։ Մակերեւույթի կարծրացումը լազերային ճառագայթով առավել տարածված է միայն կտրող գործիքների համար: