Bagaimana untuk mengeras keluli - eksperimen visual

Keluli yang biasa adalah aloi besi dan karbon. Besi tulen boleh ditempa dan lembut, skop penggunaannya terhad. Pelbagai produk keluli dan keluli bergulung dengan ketara mengubah kekerasan dan kemulurannya dengan rawatan haba yang berbeza:

• Keluli pengerasan terdiri daripada pemanasan kepada suhu tinggi dan penyejukan pantas dalam minyak atau air. Ini menghasilkan keluli yang kuat tetapi rapuh.
  
• Keluli pembajaan adalah proses yang bertentangan, dicirikan oleh penyejukan perlahan selepas pemanasan.

Pelindapkejutan dan pembajaan yang betul bagi produk keluli membolehkan anda memperoleh "makna emas" atau bahan dengan kekuatan dan kekerasan yang meningkat. Rawatan haba membolehkan keluli dibengkokkan sebelum pecah dan tidak pecah dengan cara yang rapuh, yang boleh berguna dalam banyak produk.
Keluli mempunyai komponen pengaloian; komposisi yang berbeza bermakna aloi mungkin memerlukan masa dan suhu pemanasan yang berbeza. Serta kaedah penyejukan yang berbeza (kelajuan).

Bahan dan peralatan

Untuk menjalankan eksperimen pengerasan keluli kita perlukan:

• penunu gas atau obor;
  
• dua batang diperbuat daripada keluli gred 1040 (bersamaan Rusia: St. 40, atau St. 49G);
  
• bekas dengan air untuk pengerasan.

Keselamatan:
Apabila kerja panas dijalankan, langkah tambahan mesti diambil untuk memastikan keselamatan yang mencukupi. Memanaskan keluli dengan nyalaan terbuka dari sumpitan akan memerlukan peralatan pelindung diri (sarung tangan dan cermin mata). Di samping itu, anda memerlukan alat pemadam api, baldi air dan felt (asbestos lembaran).

Menjalankan kerja pengerasan keluli

Sekali lagi kami menyemak ketersediaan dan kebolehkhidmatan peralatan pemadam kebakaran dan perlindungan diri. Mari kita mulakan:
Mari kita bengkokkan batang kita dalam bentuk huruf "U".

Mari hidupkan gas dan nyalakan penunu gas. Pastikan obor menghadap ke arah anda. Pastikan tiada orang lain berada dalam jarak 1 meter dari obor semasa ia terbakar. Sediakan alat pemadam api berdekatan sekiranya berlaku kecemasan.

Letakkan bahagian melengkung rod "U" di bahagian paling panas nyalaan, memegang kedua-dua hujung rod keluli.

Bahagian api yang paling panas ialah kon kecil kira-kira separuh jalan di sepanjang api. Pastikan anda memutarkan rod semasa ia dipanaskan oleh api untuk memastikan pemanasan yang sekata. Pada titik pemanasan terbesar, penstrukturan semula atom besi, karbon dan komponen pengaloian bermula.

Apabila rod bertukar warna oren terang di mana ia dipanaskan, keluarkan rod daripada api dan cepat celupkannya ke dalam air di dalam bekas seperti yang ditunjukkan dalam foto (dipanggil "pelindapkejutan"). Pelindapkejutan mengurangkan pergerakan atom, dan boleh digambarkan sebagai "pembekuan" atom keluli di lokasi baharu. Pada masa ini, atom berada dalam kedudukan yang tidak stabil.

Ulang langkah 3 dan 4 dengan rod keluli kedua.

Ambil batang keluli kedua dan keraskannya dengan memanaskannya dengan obor selama 10 saat. Jangan keraskan rod keluli pertama anda! Dengan meletakkannya di dalam bekas dengan air, kami melakukan pengerasan sekunder atau pembajaan haba keluli.Ini membolehkan atom logam "berehat" dan mengendap pada kedudukan yang lebih stabil.
Kami meluruskan kedua-dua rod untuk menggambarkan perbezaan sifat mekanikal. Batang pertama (batang yang belum dikeraskan untuk kali kedua) akan menjadi sangat rapuh dan akan patah kerana atom tidak berada dalam kedudukan yang stabil.

Batang kedua, yang telah dipanaskan semula dan dipadamkan (dipanaskan), akan bengkok, tetapi bentuk "U" akan kekal. Kerana rod ini dipadamkan dan dibaja, atom dibenarkan untuk "berehat" ke dalam kedudukan yang stabil, bahan menjadi lebih kuat dan kaku tanpa kehilangan ketahanannya terhadap ubah bentuk.

kesimpulan

Contoh pelindapkejutan dan pembajaan yang paling mudah bagi keluli karbon aloi rendah ini menunjukkan kemungkinan rawatan haba dan kesannya terhadap sifat fizikal logam.
Artikel asal dalam bahasa Inggeris