Paano patigasin ang bakal - isang visual na eksperimento

Ang pamilyar na bakal ay isang haluang metal na bakal at carbon. Ang purong bakal ay malambot at malambot, ang saklaw ng aplikasyon nito ay limitado. Ang iba't ibang mga produktong bakal at bakal ay makabuluhang nagbabago sa kanilang katigasan at ductility sa iba't ibang mga heat treatment:

• Ang hardening steel ay binubuo ng pagpainit hanggang sa mataas na temperatura at mabilis na paglamig sa langis o tubig. Gumagawa ito ng matibay ngunit malutong na bakal.
  
• Ang tempering steel ay ang kabaligtaran na proseso, na nailalarawan sa pamamagitan ng mabagal na paglamig pagkatapos ng pag-init.

Ang wastong pagsusubo at tempering ng isang produktong bakal ay nagbibigay-daan sa iyo upang makakuha ng isang "gintong ibig sabihin" o isang materyal na may mas mataas na lakas at tigas. Ang heat treatment ay nagpapahintulot sa bakal na yumuko bago masira at hindi masira sa isang malutong na paraan, na maaaring maging kapaki-pakinabang sa maraming produkto.
Ang bakal ay may mga sangkap na haluang metal; ang iba't ibang komposisyon ay nangangahulugan na ang mga haluang metal ay maaaring mangailangan ng iba't ibang oras ng pag-init at temperatura. Pati na rin ang iba't ibang paraan ng paglamig (mga bilis).

Mga materyales at kagamitan

Upang magsagawa ng mga eksperimento sa pagpapatigas ng bakal, kakailanganin namin ang:

• gas burner o blowtorch;
  
• dalawang baras na gawa sa bakal na grado 1040 (katumbas ng Ruso: St. 40, o St. 49G);
  
• lalagyan na may tubig para sa pagpapatigas.

Kaligtasan:
Kapag ang mainit na trabaho ay isinasagawa, ang mga karagdagang hakbang ay dapat gawin upang matiyak ang sapat na kaligtasan. Ang pag-init ng bakal na may bukas na apoy mula sa isang blowtorch ay mangangailangan ng personal na kagamitan sa proteksiyon (guwantes at salaming de kolor). Bilang karagdagan, kakailanganin mo ng pamatay ng apoy, isang balde ng tubig at nadama (sheet asbestos).

Nagsasagawa ng gawaing pagpapatigas ng bakal

Muli naming tinitingnan ang pagkakaroon at kakayahang magamit ng mga kagamitan sa paglaban sa sunog at personal na proteksyon. Magsimula na tayo:
Ibaluktot natin ang ating mga pamalo sa hugis ng letrang "U".

Buksan natin ang gas at sindihan ang gas burner. Siguraduhin na ang sulo ay nakaharap palayo sa iyo. Siguraduhing walang ibang tao sa loob ng 1 metro ng tanglaw habang ito ay nasusunog. Magkaroon ng fire extinguisher sa malapit kung sakaling may emergency.

Ilagay ang hubog na bahagi ng "U" na baras sa pinakamainit na bahagi ng apoy, na hawak ang dalawang dulo ng bakal na baras.

Ang pinakamainit na bahagi ng apoy ay isang maliit na kono halos kalahati ng apoy. Siguraduhing paikutin mo ang baras habang ito ay pinainit ng apoy upang matiyak ang pantay na pag-init. Sa punto ng pinakamalaking pag-init, magsisimula ang muling pagsasaayos ng mga atomo ng bakal, carbon at alloying na bahagi.

Kapag ang baras ay naging maliwanag na kulay kahel kung saan ito ay pinainit, alisin ang baras mula sa apoy at mabilis na isawsaw ito sa tubig sa loob ng lalagyan tulad ng ipinapakita sa larawan (tinatawag na "pagsusubo"). Ang pagsusubo ay binabawasan ang paggalaw ng mga atomo, at maaaring ilarawan bilang ang "pagyeyelo" ng mga atomo ng bakal sa isang bagong lokasyon. Sa sandaling ito, ang mga atomo ay nasa isang hindi matatag na posisyon.

Ulitin ang hakbang 3 at 4 gamit ang pangalawang bakal na baras.

Kunin ang pangalawang bakal na baras at patigasin ito sa pamamagitan ng pag-init nito gamit ang sulo sa loob ng 10 segundo. Huwag patigasin ang iyong unang bakal na baras! Sa pamamagitan ng paglalagay nito sa isang lalagyan na may tubig, nagsasagawa kami ng pangalawang hardening o thermal tempering ng bakal.Pinapayagan nito ang mga metal na atom na "magpahinga" at manirahan sa isang mas matatag na posisyon.
Itinutuwid namin ang parehong mga rod upang ilarawan ang pagkakaiba sa mga mekanikal na katangian. Ang unang baras (ang baras na hindi pa tumigas sa pangalawang pagkakataon) ay magiging napakarupok at masisira dahil ang mga atomo ay wala sa isang matatag na posisyon.

Ang pangalawang baras, na muling pinainit at pinatay (pinainit), ay baluktot, ngunit ang hugis na "U" ay mananatili. Dahil ang baras na ito ay napatay at pinainit, ang mga atomo ay pinahintulutang "magpahinga" sa isang matatag na posisyon, ang materyal ay naging mas malakas at tumigas nang hindi nawawala ang paglaban nito sa pagpapapangit.

mga konklusyon

Ang halimbawang ito ng pinakasimpleng pagsusubo at tempering ng low-alloy carbon steel ay nagpakita ng mga posibilidad ng heat treatment at ang epekto nito sa mga pisikal na katangian ng metal.
Orihinal na artikulo sa Ingles