Մետաղների կարծրացում. Մեթոդներ հնությունից մինչև նոր ժամանակներ

2025 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2025-01-24 13:18

Ֆիզիկական հատկությունները, մասնավորապես, ցանկացած նյութի կարծրությունը կախված է ոչ միայն դրա քիմիական բաղադրությունից, այլև զանգվածային մոլեկուլային կառուցվածքից: Վառ օրինակ է ադամանդը, որը կազմված է նույն ածխածնի ատոմներից, ինչ սովորական մատիտի կապարը։ Երկաթը կարող է նաև դառնալ ավելի փափուկ կամ կարծր՝ կախված նրանից, թե ինչպես է ձևավորվում նրա բյուրեղյա ցանցը: Նրա այս հատկությունը վաղուց հայտնի է եղել մարդկանց, և, ինչպես հաճախ է պատահում, ի սկզբանե օգտագործվել է զենքի տեխնոլոգիայի մեջ։

Մետաղների կոփումը վաղուց կիրառվել է թրերի և թուրերի արտադրության մեջ: Զինագործի արվեստը այնպիսի սայր ստեղծելն էր, որը կռվի ժամանակ չկոտրվի, հնարավորինս երկար պահպաներ իր սրությունը։ Այս պահանջներին բավարարում էին ասպետի սուրը, սարացենի թուրը, ռուս ասպետի գանձարանը կամ սամուրայի կատանան, և դրանց արտադրության տեխնոլոգիաները հասցվեցին բարձր արվեստի մակարդակի։

Մետաղի կոփումը կատարվում է այն տաքացնելով մինչև կրիտիկական կոչվող ջերմաստիճան: Դրա արժեքը համապատասխանում է նյութի այնպիսի վիճակին, որում կա էնտրոպիայի աճ՝ հանգեցնելով բյուրեղայինփոփոխությունները։ Այս դիրքը շտկելու համար օբյեկտը պետք է բավական արագ սառչի: Իհարկե, գործընթացի նման նկարագրությունը չափազանց պարզեցված է, իրականում տեխնոլոգիան սովորաբար շատ ավելի բարդ է։ Այնուամենայնիվ, հենց այս կերպ է մետաղը կարծրացնում տանը, այն դեպքերում, երբ գնված գործիքը, օրինակ՝ կացինը, շատ արագ ձանձրանում է։ Պետք է հիշել, որ այս պրոցեդուրան չի կարելի բազմիցս կրկնել, այլապես մետաղը «կհոգնի», նրա ներքին մոլեկուլային կապերը կթուլանան, և այն ոչ մի բանի չի տեղավորվի, բացի վերահալվելուց։

Ինչպես ցանկացած այլ բիզնեսում, այստեղ չի կարելի հիմնվել «որքան շատ, այնքան լավ» սկզբունքի վրա։ Օբյեկտի ցանկալի հատկությունները ստանալու համար այն պետք է տաքացվի մինչև ցանկալի ջերմաստիճանը: Ցավոք սրտի, ջերմաչափը չի կարող օգտագործվել: Ջերմային հսկողության համար օգտագործվող մեթոդը նույնպես շատ հին է։ Ջերմաստիճանը որոշվում է փայլի գույնով, և երբ դրան հասնում է, մետաղի կարծրացումն անցնում է հաջորդ փուլ՝ սառեցում, որի համար օգտագործվում է ջուր կամ յուղ։

Գիտնականների կողմից ինդուկցիայի ազդեցության ըմբռնումը նոր էջ է բացել մետաղամշակման տեխնոլոգիաներում։ Պարզվեց, որ տաքացվող շերտի խորությունը կախված է հոսանքի հաճախականությունից։

Դիագրամում սլաքները ցույց են տալիս մասի ջեռուցման գոտիները և պիկապ գծերի անցումը:

Հնարավոր է դարձել մետաղի մակերեսային կարծրացում. Մասը սպիտակ ջերմության է հասցվում ոչ թե բոցի օջախում ընկղմվելով, ինչպես դա եղել է միջնադարում, այլ դիմադրողական տաքացմամբ՝ առաջացած կծիկով, որը չունինրա անմիջական շփումը: Այս տեխնոլոգիան տալիս է եզակի, առաջին հայացքից, հակասական հատկություններ՝ արտադրանքի արտաքինը կարող է ամուր լինել, իսկ ներսում՝ պլաստիկ։ Մակերեւույթի ինդուկցիոն կարծրացումն օգտագործվում է, երբ պահանջվում է ամրություն, իսկ փխրունությունն անընդունելի է:

Տվյալ տեխնոլոգիայի տեսական հիմնավորման և գործնական կիրառման մեթոդների հեղինակը 1936 թվականին մեր հայրենակիցը՝ պրոֆեսոր Վ. Պ. Վոլոգդին. Ֆիզիկական առավելություններից բացի, այս զարգացումը նաև տնտեսապես շահավետ է, քանի որ ինդուկտորից արտանետվող գրեթե ողջ էներգիան օգտագործվում է աշխատանքային մասի տաքացման համար: