Πώς να σκληρύνει χάλυβα - ένα οπτικό πείραμα

Χάλυβα οικεία σε όλους είναι κράμα σιδήρου και άνθρακα. Ο καθαρός σίδηρος είναι εύπλαστο και μαλακό, το πεδίο εφαρμογής του είναι περιορισμένο. Μια ποικιλία προϊόντων χάλυβα και προϊόντων χάλυβα αλλάζει σημαντικά την σκληρότητα και την ολκιμότητα κατά τη διάρκεια διαφόρων θεραπειών:

• Η σκλήρυνση του χάλυβα αποτελείται από θέρμανση σε υψηλές θερμοκρασίες και ταχεία ψύξη σε λάδι ή νερό. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ένα ισχυρό αλλά εύθραυστο χάλυβα.
• Η σκλήρυνση χάλυβα είναι η αντίθετη διαδικασία, η οποία χαρακτηρίζεται από αργή ψύξη μετά τη θέρμανση.

Η σωστή σκλήρυνση και σκλήρυνση του χαλυβουργικού προϊόντος σας επιτρέπει να αποκτήσετε ένα "μεσαίο έδαφος" ή ένα υλικό με αυξημένη αντοχή και σκληρότητα. Η θερμική επεξεργασία επιτρέπει τον ατσάλι να λυγίσει πριν σπάσει και να μην σπάσει με εύθραυστο τρόπο, κάτι που μπορεί να είναι χρήσιμο σε πολλά προϊόντα.
Ο χάλυβας έχει συστατικά κράματος · μια διαφορετική σύνθεση οδηγεί στο γεγονός ότι τα κράματα ενδέχεται να απαιτούν διαφορετικούς χρόνους θέρμανσης και θερμοκρασίες. Εκτός από διάφορες μεθόδους (ταχύτητα) ψύξης.

Υλικά και εξοπλισμός

Για τη διεξαγωγή πειραμάτων σκλήρυνσης χάλυβα, χρειαζόμαστε:

• καυστήρα αερίου ή φυσητήρα.
• δύο ράβδοι από χάλυβα ποιότητας 1040 (ρωσικό αντίστοιχο: άρθρο 40 ή άρθρο 49G) ·
• δεξαμενή νερού για σκλήρυνση.

Ασφάλεια:
Κατά τη διεξαγωγή θερμής εργασίας, πρέπει να ληφθούν πρόσθετα μέτρα για την εξασφάλιση της κατάλληλης ασφάλειας. Ο χάλυβας θέρμανσης με ανοιχτό φούρνο θα απαιτήσει ατομικό προστατευτικό εξοπλισμό (γάντια και γυαλιά). Επιπλέον, θα χρειαστεί ένας πυροσβεστήρας, ένας κάδος νερού και ένας εφιάλτης (φύλλο αμιάντου).

Σβήσιμο από χάλυβα

Για άλλη μια φορά ελέγχεται η διαθεσιμότητα και η δυνατότητα συντήρησης του εξοπλισμού πυρόσβεσης και ατομικής προστασίας. Ξεκινώντας:
Λυγίστε τις ράβδους μας με τη μορφή του γράμματος "U".
Ενεργοποιήστε το αέριο και ανάψτε τον καυστήρα αερίου. Βεβαιωθείτε ότι ο φακός δείχνει μακριά από εσάς. Βεβαιωθείτε ότι κανένας άλλος δεν βρίσκεται μέσα σε 1 μέτρο από τον πυρσό κατά τη διάρκεια της καύσης. Σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης, πρέπει να έχετε κοντά πυροσβεστήρα.
Βάζουμε το καμπύλο τμήμα της ράβδου "U" στο πιο καυτό μέρος της φλόγας, κρατώντας τα δύο άκρα της χαλύβδινης ράβδου.
Το θερμότερο μέρος της φλόγας είναι ένας μικρός κώνος περίπου το ήμισυ του μήκους του φακού. Βεβαιωθείτε ότι περιστρέφετε τη ράβδο ενώ αυτή θερμαίνεται από τη φλόγα, εξασφαλίζοντας έτσι ομοιόμορφη θέρμανση. Στο σημείο της μεγαλύτερης θέρμανσης αρχίζει η αναδιάρθρωση των ατόμων του σιδήρου, του άνθρακα και των συστατικών κραματοποίησης.
Όταν η ράβδος, στον τόπο θέρμανσης, γίνεται λαμπερό πορτοκαλί χρώμα, αφαιρέστε τη ράβδο από τη φλόγα και βυθίστε γρήγορα το νερό μέσα στο δοχείο, όπως φαίνεται στη φωτογραφία (που ονομάζεται "εξαφάνιση"). Το σβήσιμο μειώνει την κίνηση των ατόμων και μπορεί να απεικονιστεί ως "πάγωμα" ατόμων χάλυβα σε ένα νέο μέρος. Αυτή τη στιγμή, τα άτομα βρίσκονται σε ασταθή θέση.
Επαναλάβετε τα βήματα 3 και 4 με μια δεύτερη χαλύβδινη ράβδο.
Πάρτε τη δεύτερη χαλύβδινη ράβδο και σκληρύνετε την με θέρμανση για 10 δευτερόλεπτα. Μην μετριάσετε την πρώτη χαλύβδινη ράβδο! Αφού το τοποθετήσαμε σε δοχείο με νερό, κάνουμε δευτερεύουσα σκλήρυνση ή θερμική ανάκτηση χάλυβα. Αυτό επιτρέπει στα άτομα μετάλλων να "χαλαρώσουν" και να εγκατασταθούν σε πιο σταθερή θέση.
Ευθυγραμμίζουμε και τις δύο ράβδους για να δείξουμε τη διαφορά στις μηχανικές ιδιότητες. Η πρώτη ράβδος (μια ράβδος που δεν υποβλήθηκε σε δευτερεύουσα σκλήρυνση) θα είναι πολύ εύθραυστη και θα σπάσει, αφού τα άτομα δεν βρίσκονται σε σταθερή θέση.
Η δεύτερη ράβδος, η οποία έχει επαναθερμανθεί και σκληρυνθεί (απελευθερωθεί) για δεύτερη φορά, θα κάμπτεται, αλλά το σχήμα "U" θα παραμείνει. Δεδομένου ότι αυτή η ράβδος σκληρύνθηκε και σκληρύνθηκε, τα άτομα αφέθηκαν να "χαλαρώσουν" σε μια σταθερή θέση, το υλικό έγινε ισχυρότερο και πιο σκληρό χωρίς να χάσει αντοχή στην παραμόρφωση.

Συμπεράσματα

Αυτό το παράδειγμα της απλούστερης σβέσης και σκλήρυνσης του χάλυβα χαμηλού κράματος έδειξε τις δυνατότητες θερμικής επεξεργασίας και την επίδρασή του στις φυσικές ιδιότητες του μετάλλου.
Αρχικό άρθρο στα αγγλικά