Endurecimento do metal. Métodos da antiguidade aos tempos modernos

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

As propriedades físicas, em particular, a dureza de qualquer material, dependem não apenas de sua composição química, mas também da estrutura molecular em massa. Um exemplo marcante é um diamante, que é composto dos mesmos átomos de carbono que uma mina de lápis comum. O ferro também pode se tornar mais macio ou mais duro, dependendo de como sua rede cristalina é formada. Esta propriedade é conhecida das pessoas há muito tempo e, como muitas vezes acontece, foi originalmente usada na tecnologia de armas.

A têmpera do metal tem sido praticada há muito tempo na fabricação de espadas e sabres. A arte do armeiro era criar uma lâmina que não quebrasse na batalha, mantivesse sua afiação pelo maior tempo possível. A espada de um cavaleiro, o sabre de um sarraceno, o tesouro de um cavaleiro russo ou a katana de um samurai atendiam a esses requisitos e suas tecnologias de produção foram levadas ao nível da alta arte.

O revenimento do metal é feito aquecendo-o a uma temperatura chamada crítica. Seu valor corresponde a tal estado do material, no qual há um aumento de entropia, levando a cristalizaçãomudanças. Para fixar esta posição, o objeto deve ser resfriado com rapidez suficiente. Obviamente, essa descrição do processo é extremamente simplificada; na verdade, a tecnologia geralmente é muito mais complicada. No entanto, é dessa maneira que o metal é endurecido em casa nos casos em que uma ferramenta comprada, por exemplo, um machado, fica cega muito rapidamente. Deve-se lembrar que este procedimento não pode ser repetido muitas vezes, caso contrário o metal “se cansará”, suas ligações moleculares internas enfraquecerão e não servirá para nada, exceto para refusão.

Como em qualquer outro negócio, aqui você não pode confiar no princípio do "quanto mais, melhor". Para obter as propriedades desejadas do objeto, ele deve ser aquecido até a temperatura desejada. Infelizmente, o termômetro não pode ser usado. O método usado para controle térmico também é muito antigo. A temperatura é determinada pela cor do brilho e, quando atingida, o endurecimento do metal passa para a próxima fase - resfriamento, para o qual é utilizada água ou óleo.

A compreensão do efeito da indução pelos cientistas abriu uma nova página nas tecnologias de metalurgia. Descobriu-se que a profundidade da camada aquecida depende da frequência da corrente.

No diagrama, as setas mostram as zonas de aquecimento da peça e a passagem das linhas de captação.

O endurecimento da superfície do metal tornou-se possível. A peça é levada ao calor branco não por imersão na lareira da chama, como era o caso na Idade Média, mas por aquecimento resistivo por correntes induzidas por uma bobina que não possuiseu contato direto. Essa tecnologia oferece propriedades únicas, à primeira vista, contraditórias: a parte externa do produto pode ser sólida, mas plástica por dentro. O endurecimento por indução da superfície é usado quando a resistência é necessária e a fragilidade é inaceitável.

O autor da fundamentação teórica e métodos de aplicação prática desta tecnologia foi em 1936 nosso compatriota - Professor V. P. Vologdin. Além das vantagens físicas, esse desenvolvimento também é economicamente vantajoso, pois quase toda a energia emitida pelo indutor é utilizada para aquecer a peça.