Загартування металів струмами високої частоти. Устаткування ТВЧ для гарту стали

Струм високої частоти утворюється в установці завдяки індуктора і дозволяє нагрівати виріб, розміщене в безпосередній близькості з індуктором. Індукційна установка ідеально підходить для загартування металевих виробів. Саме в ТВЧ установці можна чітко запрограмувати: потрібну глибину проникнення тепла, час загартування, температуру нагрівання і процес охолодження.

Вперше індукційне промислове було використано для загартування після пропозиції, що надійшов від В.П. Володіна в 1923 році. Після довгих проб і тестувань ТВЧ нагріву його стали використовувати для загартування стали з 1935 року. Установки ТВЧ для загартування на сьогоднішній день є найбільш продуктивним способом термообробки металевих виробів.

Чому індукційна установка краще підходить для загартування

Загартування ТВЧ металевих деталей проводиться для підвищення стійкості верхнього шару вироби до механічних пошкоджень, при цьому центр заготовки має підвищену в'язкість. Важливо відзначити, що серцевина вироби при ТВЧ гарт залишається повністю незмінною.
Індукційна установка має чимало дуже важливих переваг в порівнянні з альтернативними видами нагріву: якщо раніше ТВЧ установки були більш громіздкими і незручними, то зараз цей недолік виправили, і обладнання стало універсальним для термообробки виробів з металу.

Переваги індукційного обладнання

Один з мінусів індукційної установки для загартування - це неможливість обробки деяких виробів, що мають складну форму.

Різновиди гарту металу

Загартування металу буває декількох типів. Для одних виробів досить нагріти метал і відразу ж остудити, а для інших необхідна витримка при певній температурі.
Існують наступні види загартування:

Стаціонарна гарт: застосовується, як правило, для деталей, що мають невелику плоску поверхню. Положення деталі і індуктора при використанні даного способу гарту залишається незмінним.
Безперервно-послідовна гарт: застосовується для гарту циліндричних або плоских виробів. При безперервно-послідовної загартуванню деталь може переміщатися під індуктором, або зберігає свою позицію незмінною.
Тангенціальна гарт виробів: відмінно підходить для обробки невеликих деталей, що мають циліндричну форму. Тангенціальна безперервно-послідовна гарт прокручує виріб раз протягом всього процесу термообробки.
Установка ТВЧ для загартування - це обладнання, здатне зробити якісну загартування вироби і при цьому заощадити виробничі ресурси.

За домовленістю можлива термічна обробка і гарт металевих і сталевих деталей з великими ніж в даній таблиці габаритами.

Термічна обробка (термообробка стали) металів і сплавів в Москві - це послуга, яку надає своїм замовникам наш завод. У нас є все необхідне обладнання, за яким працюють кваліфіковані фахівці. Всі замовлення ми виконуємо якісно і у встановлені терміни. Так само ми приймаємо і виконуємо замовлення на термообробку сталей і ТВЧ надходять до нас і з інших регіонів Росії.

Основні види термічної обробки сталі

Відпал I роду:

Відпал I роду дифузний (гомогенізація) - Швидке нагрівання до t 1423 К, тривала витримка і подальше повільне охолодження. Відбувається Вирівнювання хімічної неоднорідності матеріалу в великих фасонних виливок з легованої сталі

Відпал I роду рекрісталлізаціонний - Нагрівання до температури 873-973 К, тривала витримка і подальше повільне охолодження. Відбувається Зменшення твердості і збільшення пластичності після холодного деформування (обробка є межоперационной)

Відпал I роду зменшує напруги - Нагрівання до температури 473-673 К і подальше повільне охолодження. Відбувається Зняття залишкових напруг після лиття, зварювання, пластичної деформації або механічної обробки.

Відпал II роду:

Відпал II роду повний - Нагрівання до температури вище точки АС3 на 20-30 К, витримка і подальше охолодження. Відбувається Зниження твердості, поліпшення оброблюваності, зняття внутрішніх напружень в доевтектоїдної і евтектоїдной сталях перед загартуванням (см.прімечаніе до таблиці)

Відпал II роду неповний - Нагрівання до температури між точками Ac1 і Ас3, витримка і подальше охолодження. Відбувається Зниження твердості, поліпшення оброблюваності, зняття внутрішніх напружень в заевтектоідной стали перед загартуванням

Відпал II роду ізотермічний - Нагрівання до температури на 30-50 До вище точки АС3 (для доевтектоїдної стали) або вище точки АС1 (для заевтектоідной стали), витримка і подальше поетапне охолодження. Відбувається Прискорена обробка невеликих прокатних виробів або поковок з легованої і високовуглецевого сталей з метою зниження твердості, поліпшення оброблюваності, зняття внутрішніх напружень

Відпал II роду Сфероідізірующій - Нагрівання до температури вище точки АС1 на 10-25 К, витримка і після-ший ступеневу охолодження. Відбувається Зменшення твердості, поліпшення оброблюваності, зняття внутрішніх напружень в інструментальної сталі перед загартуванням, підвищення пластичності низьколегованої і среднеуглеродистой сталей перед холодним деформуванням

Відпал II роду світлий - Нагрівання в контрольованому середовищі до температури вище точки АС3 на 20-30 К, витримка і подальше охолодження в контрольованому середовищі. Відбувається Захист поверхні стали від окислення і зневуглецювання

Відпал II роду Нормалізація (нормалізаційний отжиг) - Нагрівання до температури вище точки АС3 на 30-50 К, витримка і подальше охолодження на спокійному повітрі. Відбувається Виправлення структури герегретой стали, зняття внутрішніх напружень в деталях з конструкційної сталі і поліпшення їх оброблюваності, збільшення глибини прокаливаемости інструм. стали перед загартуванням

загартування:

Загартування безперервна повна - Нагрівання до температури вище точки АС3 на 30-50 К, витримка і подальше різке охолодження. Відбувається Отримання (в поєднанні з відпусткою) високої твердості і зносостійкості деталей з доевтектоїдної і евтектоїдной сталей

Загартування неповна - Нагрівання до температури між точками АС1 і АС3, витримка і подальше різке охолодження. Відбувається Отримання (в поєднанні з відпусткою) високої твердості і зносостійкості деталей з заевтектоідной стали

Загартування переривчаста - Нагрівання до t вище точки АС3 на 30-50 К (для доевтектоїдної і евтектоїдной сталей) або між точками АС1 і АС3 (для заевтектоідной стали), витримка і подальше охолодження в воді, а потім в маслі. Відбувається Зменшення залишкових напруг і деформацій в деталях з високовуглецевої інструментальної сталі

Загартування изотермическая - Нагрівання до температури вище точки АС3 на 30-50 К, витримка і подальше охолодження в розплавлених солях, а потім на повітрі. Відбувається Отримання мінімальної деформації (викривлення), підвищення пластичності, межі витривалості і опору вигину деталей з легованої інструментальної сталі

Загартування ступінчаста - Те ж (відрізняється від ізотермічного загартування меншим часом перебування деталі в системі охолодження середовищі). Відбувається Зменшення напруг, деформацій і попередження утворення тріщин в дрібному інструменті з вуглецевої інструментальної сталі, а також в більш великому інструменті з легованої інструментальної та швидкорізальної сталі

Загартування поверхнева - Нагрівання електричним струмом або газовим полум'ям поверхневого шару виробу до закалочной t з наступним швидким охолодженням прогрітого шару. Відбувається Підвищення поверхневої твердості на певну глибину, зносостійкість і підвищена витривалість деталей машин і інструментів

Загартування з самоотпуском - Нагрівання до температури вище точки АС3 на 30-50 К, витримка і подальше неповне охолодження. Збережений всередині деталі тепло забезпечує відпустку загартованого зовнішнього слояМестное зміцнення ударного інструменту нескладної конфігурації з вуглецевої інструментальної сталі, а також при індукційному нагріванні

Загартування з обробкою холодом - Глибоке охолодження після гарту до температури 253-193 К. Відбувається Підвищення твердості і отримання стабільних розмірів деталей з високолегованої сталі

Загартування з подстуживания - Нагріті деталі перед зануренням в охолоджуючу середу деякий час охолоджуються на повітрі або витримуються в термостаті зі зниженою t. Відбувається Скорочення циклу термічної обробки сталі (застосовується зазвичай після цементації).

Загартування світла - Нагрівання в контрольованому середовищі до температури вище точки АС3 на 20-30 К, витримка і подальше охолодження в контрольованому середовищі. Відбувається Захист від окислення і зневуглецювання складних деталей прес-форм, штампів і пристосувань, що не піддаються шліфуванню

Відпустка низький - Нагрівання в інтервалі температури 423-523 К і подальше прискорене охолодження. Відбувається Зняття внутрішніх напружень і зменшення крихкості ріжучого і вимірювального інструмента після поверхневого гарту; для Цементовані деталей після гарту

Відпустка середній - Нагрівання в інтервалі t = 623-773 К і подальше повільне або прискорене охолодження. Відбувається Підвищення межі пружності пружин, ресор та інших пружних елементів

Відпустка високий - Нагрівання в інтервалі температур 773-953 К і подальше повільне або швидке охолодження. Відбувається Забезпечення високої пластичності деталей з конструкційної сталі, як правило, при термічному поліпшенні

Термічне поліпшення - Загартування і подальший високий відпустку. Відбувається Повне зняття залишкових напруг. Забезпечення поєднання високої міцності і пластичності при остаточній термічній обробці деталей з конструкційної сталі, що працюють при ударних і вібраційних навантаженнях

Термомеханічна обробка - Нагрівання, швидке охолодження до 673-773 К, багаторазове пластичне деформування, гарт і відпустку. Відбувається Забезпечення для прокату і деталей простої форми, що не піддаються зварюванні, підвищеної міцності в порівнянні з міцністю, отриманої при звичайній термічній обробці

Старіння - Нагрівання і тривала витримка при підвищеній температурі. Відбувається Стабілізація розмірів деталей і інструментів

Цементація - Насичення поверхневого шару м'якої сталі вуглецем (коксування). Супроводжується наступним загартуванням з низьким відпусткою. Глибина цементованого шару складає 0,5-2 мм. Відбувається Додання виробу високої поверхневої твердості зі збереженням в'язкої серцевини. Цементації піддаються вуглецеві або леговані сталі з вмістом вуглецю: для дрібних і середніх виробів 0,08-0,15%, для більших 0,15-0,5%. Цементації піддаються зубчасті колеса, поршневі пальці і ін.

Ціанування - Термохімічна обробка сталевих виробів в розчині ціаністих солей при температурі 820. Відбувається Насичення поверхневого шару стали вуглецем і азотом (шар 0,15-0,3 мм.) Ціанування піддаються маловуглецеві стали, внаслідок чого поряд з твердою поверхнею вироби мають вузький серцевиною. Такі вироби відрізняються високим опором зносу і стійкістю проти ударних навантажень.

Азотування (нітрування) - Насичення азотом поверхневого шару сталевих виробів на глибину 0,2-0,3 мм. Відбувається Додання високою поверхневою твердості, підвищеного опору стиранню і корозії. Азотуванню піддаються калібри, шестерні, шийки валів і ін.

Обробка холодом - Охолодження після гарту до температури нижче нуля. Відбувається Зміна внутрішньої структури гартованих сталей. Застосовується для інструментальних сталей, Цементовані виробів, деяких високолегованих сталей.

МЕТАЛІВ термічна обробка (ТЕРМООБРОБКА), певний часовий цикл нагріву та охолодження, якому піддають метали для зміни їх фізичних властивостей. Термообробка в звичайному сенсі цього терміна проводиться при температурах, що не досягають точки плавлення. Процеси плавлення і лиття, що роблять істотний вплив на властивості металу, в це поняття не включаються. Зміни фізичних властивостей, що викликаються термічною обробкою, обумовлені змінами внутрішньої структури і хімічних співвідношень, що відбуваються в твердому матеріалі. Цикли термічної обробки являють собою різні комбінації нагріву, витримки при певній температурі і швидкого або повільного охолодження, відповідні тим структурним і хімічним змінам, які потрібно здійснити дзвінок.

Зерниста структура металів. Всякий метал зазвичай складається з безлічі дотичних один з одним кристалів (званих зернами), як правило, мають мікроскопічні розміри, але іноді і видимих неозброєним оком. Усередині кожного зерна атоми розташовані так, що утворюють правильну тривимірну геометричну грати. Тип решітки, званий кристалічною структурою, є характеристикою матеріалу і може бути визначений методами рентгеноструктурного аналізу. Правильне розташування атомів зберігається в межах всього зерна, якщо не брати до уваги невеликих порушень, таких, як окремі вузли решітки, які випадково опинилися вакантними. Всі зерна мають однакову кристалічну структуру, але, як правило, по-різному орієнтовані в просторі. Тому на кордоні двох зерен атоми завжди менш впорядковані, ніж усередині них. Цим пояснюється, зокрема, те, що кордони зерен легше піддаються травленню хімічними реагентами. На полірованої плоскій поверхні металу, обробленої відповідним травителем, зазвичай виявляється чітка картина кордонів зерен. Фізичні властивості матеріалу визначаються властивостями окремих зерен, їх впливом один на одного і властивостями меж зерен. Властивості металевого матеріалу істотно залежать від розмірів, форми і орієнтації зерен, і мета термічної обробки полягає в тому, щоб управляти цими факторами.

Атомні процеси при термічній обробці. При підвищенні температури твердого кристалічного матеріалу його атомам стає все легше переходити з одного вузла кристалічної решітки в іншій. Саме на цій дифузії атомів і заснована термічна обробка. Найбільш ефективний механізм руху атомів в кристалічній решітці можна уявити собі як рух вакантних вузлів решітки, які завжди є в будь-якому кристалі. При підвищених температурах завдяки збільшенню швидкості дифузії прискорюється процес переходу нерівноважної структури речовини в рівноважну. Температура, при якій помітно підвищується швидкість дифузії, неоднакова для різних металів. Вона зазвичай вище для металів з високою температурою плавлення. У вольфрамі з його температурою плавлення, що дорівнює 3387 C, рекристалізація не відбувається навіть при червоному калі, тоді як термічну обробку алюмінієвих сплавів, що плавляться при низьких температурах, в деяких випадках виявляється можливим проводити при кімнатній температурі.

У багатьох випадках термічною обробкою передбачається дуже швидке охолодження, зване загартуванням, мета якого зберегти структуру, утворену при підвищеній температурі. Хоча, строго кажучи, таку структуру можна вважати термодинамічно стійкою при кімнатній температурі, практично вона цілком стійка завдяки низькій швидкості дифузії. Дуже багато корисних сплави мають подібної "метастабільною" структурою.

Зміни, викликані термічною обробкою, можуть бути двох основних видів. По-перше, і в чистих металах, і в сплавах можливі зміни, що зачіпають тільки фізичну структуру. Це можуть бути зміни напруженого стану матеріалу, зміни розмірів, форми, кристалічної структури та орієнтації його кристалічних зерен. По-друге, змінюватися може і хімічна структура металу. Це може виражатися в згладжуванні неоднорідностей складу та освіті виділень другої фази, у взаємодії з навколишньою атмосферою, створеної для очищення металу або надання йому заданих поверхневих властивостей. Зміни того і іншого виду можуть відбуватися одночасно.

Зняття напруги. Деформація в холодному стані підвищує твердість і крихкість більшості металів. Іноді таке "деформаційне зміцнення" бажано. Кольорових металів і їх сплавів зазвичай надають ту чи іншу ступінь твердості холодної прокаткою. Маловуглецеві стали теж часто зміцнюють холодним деформуванням. Високовуглецеві стали, доведені холодної прокаткою або холодним волочінням до підвищеної міцності, необхідної, наприклад, для виготовлення пружин, зазвичай піддають відпалу для зняття напружень нагрівають до порівняно низької температури, при якій матеріал залишається майже настільки ж твердим, як і раніше, але в ньому зникають неоднорідності розподілу внутрішніх напружень. Завдяки цьому слабшає тенденція до розтріскування, особливо в корозійних середовищах. Таке зняття напружень відбувається, як правило, за рахунок локального пластичного течії в матеріалі, що не приводить до змін загальної структури.

Рекристалізація. При різних методах обробки металів тиском нерідко потрібно сильно змінювати форму заготовки. Якщо формоутворення має проводитися в холодному стані (що часто диктується практичними міркуваннями), то доводиться розбивати процес на ряд ступенів, в проміжках між ними проводячи рекристалізацію. Після першого ступеня деформації, коли матеріал зміцнений настільки, що подальше деформування може привести до руйнування, заготівлю нагрівають до температури, що перевищує температуру відпалу для зняття напружень, і витримують для рекристалізації. Завдяки швидкій дифузії при такій температурі за рахунок атомної перебудови виникає абсолютно нова структура. Усередині зерен структури деформованого матеріалу починають рости нові зерна, які з плином часу повністю її замінюють. Спочатку утворюються дрібні нові зерна в місцях найбільшого порушення старої структури, а саме на старих кордонах зерен. При подальшому відпалі атоми деформованої структури перебудовуються так, що теж стають частиною нових зерен, які ростуть і в кінці кінців поглинають всю стару структуру. Заготівля зберігає колишню форму, але вона тепер з м'якого, ненапряженного матеріалу, який може бути підданий новому циклу деформування. Такий процес можна повторювати кілька разів, якщо цього вимагає задана ступінь деформування.

Холодна обробка це деформування при температурі, занадто низькою для рекристалізації. Для більшості металів цим визначенням відповідає кімнатна температура. Якщо деформування проводиться при досить високій температурі, так що рекристалізація встигає слідувати за деформацією матеріалу, то така обробка називається гарячої. Поки температура залишається досить високою, його можна як завгодно сильно деформувати. Гаряче стан металу визначається, в першу чергу, тим, наскільки його температура близька до точки плавлення. Висока гнучкість свинцю означає, що він легко рекрісталлізуется, т. Е. Його "гарячу" обробку можна проводити при кімнатній температурі.

Контроль текстури. Фізичні властивості зерна, взагалі кажучи, неоднакові в різних напрямках, так як кожне зерно це монокристал з власної кристалічною структурою. Властивості металевого зразка є результат усереднення по всіх зерен. У разі безладної орієнтації зерен загальні фізичні властивості однакові в усіх напрямках. Якщо ж деякі кристалічні площині або атомні ряди більшості зерен паралельні, то властивості зразка стають "анізотропними", т. Е. Залежними від напрямку. В цьому випадку у чашечки, отриманої глибоким видавлюванням з круглої пластинки, будуть "язички", або "фестони", на верхній кромці, що пояснюються тим, що в одних напрямках матеріал деформується легше, ніж в інших. При механічному формоутворенні анізотропія фізичних властивостей, як правило, небажана. Але в листах магнітних матеріалів для трансформаторів та інших пристроїв дуже бажано, щоб напрямок легкого намагнічення, яке в монокристалах визначається кристалічною структурою, у всіх зернах збігалося з заданим напрямом магнітного потоку. Таким чином, "краща орієнтація" (текстура) може бути бажана або небажана в залежності від призначення матеріалу. Взагалі кажучи, при рекристалізації матеріалу його краща орієнтація змінюється. Характер цієї орієнтації залежить від складу і чистоти матеріалу, від виду і ступеня холодної деформації, а також від тривалості та температури відпалу.

Контроль розміру зерен. Фізичні властивості металевого зразка в значній мірі визначаються середнім розміром зерен. Найкращим механічними властивостями майже завжди відповідає дрібнозернистий структура. Зменшення розміру зерна часто є однією з цілей термічної обробки (а також плавлення і лиття). При підвищенні температури прискорюється дифузія, а тому середній розмір зерна збільшується. Межі зерен зміщуються так, що більш великі зерна ростуть за рахунок дрібних, які, врешті-решт, зникають. Тому завершальні процеси гарячої обробки зазвичай проводять при можливо більш низькій температурі, щоб були мінімальні розміри зерен. Часто спеціально передбачають низькотемпературну гарячу обробку, в основному для зменшення розмірів зерен, хоча того ж результату можна досягти холодної обробкою з подальшою рекристалізацією.

Гомогенізація. Процеси, про які говорилося вище, протікають і в чистих металах, і в сплавах. Але існує ряд інших процесів, які можливі лише в металевих матеріалах, що містять два або більше число компонентів. Так, наприклад, в литві сплаву майже напевно будуть неоднорідності хімічного складу, що визначається нерівномірним процесом затвердіння. У твердне сплаві складу твердої фази, що утворюється в кожен даний момент, не такий, як в рідкій, що знаходиться з нею в рівновазі. Отже, склад твердої речовини, що виник в початковий момент затвердіння, буде іншим, ніж в кінці затвердіння, а це і веде до просторової неоднорідності складу в мікроскопічному масштабі. Така неоднорідність усувається простим нагріванням, особливо в поєднанні з механічним деформуванням.

Очищення. Хоча чистота металу визначається в першу чергу умовами плавлення і лиття, очищення металу часто досягається термічною обробкою в твердому стані. Домішки, що містяться в металі, реагують на його поверхні з атмосферою, в якій він нагрівається; так, атмосфера водню або іншого відновлювача може перетворити значну частину оксидів в чистий метал. Глибина такого очищення залежить від здатності домішок дифундувати з обсягу на поверхню, а тому визначається тривалістю і температурою термічної обробки.

Виділення вторинних фаз. В основі більшості режимів термічної обробки сплавів лежить один важливий ефект. Він пов'язаний з тим, що розчинність в твердому стані компонентів сплаву залежить від температури. На відміну від чистого металу, в якому всі атоми однакові, в двокомпонентному, наприклад твердому, розчині є атоми двох різних сортів, випадково розподілені по вузлах кристалічної решітки. Якщо збільшувати кількість атомів другого сорту, то можна досягти стану, коли вони не зможуть просто заміщати атоми першого сорту. Якщо кількість другого компонента перевищує цю межу розчинності в твердому стані, в рівноважної структурі сплаву з'являються включення другої фази, що відрізняються за складом і структурі від вихідних зерен і зазвичай розкидані між ними у вигляді окремих частинок. Такі частинки другої фази можуть чинити сильний вплив на фізичні властивості матеріалу, що залежить від їх розміру, форми і розподілу. Ці фактори можна змінювати термічною обробкою (термообробкою).

Термічна обробка - процес обробки виробів з металів і сплавів шляхом теплового впливу з метою зміни їх структури і властивостей в заданому напрямку. Цей вплив може поєднуватися також з хімічним, деформаційних, магнітним і ін.

Історична довідка про термічній обробці.
Людина використовує Термічну обробку металів з найдавніших часів. Ще в епоху енеоліту, застосовуючи холодну ковку самородних золота і міді, первісна людина зіткнувся з явищем наклепу, яке ускладнювало виготовлення виробів з тонкими лезами і гострими наконечниками, і для відновлення пластичності коваль повинен був нагрівати холоднокованую мідь у вогнищі. Найбільш ранні свідоцтва про застосування пом'якшує відпалу наклепаного металу відносяться до кінця 5-го тисячоліття до н. е. Такий відпал за часом появи був першою операцією термічної обробки металів. При виготовленні зброї та знарядь праці із заліза, отриманого з використанням сиродутного процесу, коваль нагрівав залізну заготовку для гарячого кування в древесноугольного горні. При цьому залізо науглероживается, тобто відбувалася цементація одна з різновидів хіміко-термічної обробки. Охолоджуючи кований виріб з науглероженного заліза у воді, коваль виявив різке підвищення його твердості і поліпшення ін. Властивостей. Загартування в воді науглероженного заліза застосовувалася з кінця 2 початку 1-го тисячоліття до н. е. В "Одіссеї" Гомера (8 7 ст. До н. Е.) Є такі рядки: "Як занурює коваль розпечений сокиру иль сокиру в воду холодну, і зашипить з клекіт залізо міцніше залізо буває, у вогні і воді загартовуючись". У 5 ст. до н. е. етруски гартували у воді дзеркала з високооловянной бронзи (швидше за все для поліпшення блиску при поліровці). Цементацію заліза в деревному вугіллі або органічній речовині, гарт і відпустку стали широко застосовували в середні століття у виробництві ножів, мечів, напилків і ін. Інструментів. Не знаючи суті внутрішніх перетворень в металі, середньовічні майстри часто приписували отримання високих властивостей при термічній обробці металів прояву надприродних сил. До середини 19 ст. знання людини про Термічній обробці металів представляли собою сукупність рецептів, вироблених на основі багатовікового досвіду. Потреби розвитку техніки, і в першу чергу розвитку сталепушечного виробництва, зумовили перетворення термообробки металів з мистецтва в науку. В середині 19 ст., Коли армія прагнула замінити бронзові і чавунні гармати потужнішими сталевими, надзвичайно гострою була проблема виготовлення гарматних стволів високої і гарантованої міцності. Незважаючи на те що металурги знали рецепти виплавки і лиття сталі, гарматні стволи дуже часто розривалися без видимих причин. Д. К. Чернов на Обухівському сталеливарному заводі в Петербурзі, вивчаючи під мікроскопом протруєне шліфи, приготовані з дув знарядь, і спостерігаючи під лупою будова зламів в місці розриву, зробив висновок, що сталь тим міцніше, чим дрібніше її структура. У 1868 Чернов відкрив внутрішні структурні перетворення в охолоджується стали, що відбуваються при певних температурах. які він назвав критичними точками а і b. Якщо сталь нагрівати до температур нижче точки а, то її неможливо загартувати, а для отримання дрібнозернистої структури сталь слід нагрівати до температур вище точки b. Відкриття Черновим критичних точок структурних перетворень в сталі дозволило науково обгрунтовано вибирати режим Термічній обробки для отримання необхідних властивостей сталевих виробів.

У 1906 А. Вільм (Німеччина) на винайденому ним дуралюмина відкрив старіння після гарту (див. Старіння металів) найважливіший спосібзміцнення сплавів на різній основі (алюмінієвих, мідних, нікелевих, залізних і ін.). У 30-і рр. 20 в. з'явилася термомеханічна обробка старіючих мідних сплавів, а в 50-е термомеханічна обробка сталей, що дозволила значно підвищити міцність виробів. До комбінованих видів Термічній обробки відноситься термомагнітна обробка, що дозволяє в результаті охолодження виробів в магнітному полі покращувати їх деякі магнітні властивості.

Підсумком численних досліджень змін структури і властивостей металів і сплавів при тепловій дії з'явилася струнка теорія Термічній обробки металів.

Класифікація видів Термічній обробки ґрунтується на тому, якого типу структурні зміни в металі відбуваються при тепловій дії. Термічна обробка металів підрозділяється на власне термічну, яка полягає тільки в тепловій дії на метал, хіміко-термічну, що поєднує теплове і хімічне впливу, і термомеханічну, що поєднує теплову дію і пластичну деформацію. Власне термічна обробка включає наступні види: відпал 1-го роду, відпал 2-го роду, загартування без поліморфного перетворення і з поліморфним перетворенням, старіння і відпустка.

Азотування - насичення поверхні металевих деталей азотом з метою підвищення твердості, зносостійкості, межі втоми і корозійної стійкості. Азотуванню піддають сталь, титан, деякі сплави, найчастіше леговані стали, особливо хромоалюмініевие, а також сталь, що містить ванадій і молібден.
Азотування сталі відбувається при t 500 650 С в середовищі аміаку. Вище 400 С починається дисоціація аміаку по реакції NH3 3H + N. Утворився атомарний азот дифундує в метал, утворюючи азотисті фази. При температурі азотування нижче 591 С азотований шар складається з трьох фаз (рис.): Μ нітриду Fe2N, ³ "нітриду Fe4N, ± азотистого фериту, що містить близько 0,01% азоту при кімнатній температурі. При температурі азотування 600 650 С можливе утворення ще і ³-фази, яка в результаті повільного охолодження розпадається при 591 C на евтектоід ± + ³1. Твердість азотированного шару збільшується до HV = 1200 (відповідає 12 Гн / м2) і зберігається при повторних нагріву до 500 600 C, що забезпечує високу зносостійкість деталей при підвищених температурах. азотированного стали значно перевершують по зносостійкості цементовані і загартовані стали. Азотування тривалий процес, для отримання шару товщиною 0,2 0,4 мм потрібно 20 50 год. Підвищення температури прискорює процес, але знижує твердість шару. для захисту місць, не підлягають азотуванню, застосовуються лудіння (для конструкційних сталей) і нікелювання (для неіржавіючих і жароміцних сталей). для зменшення хр упкості шару азотування жароміцних сталей інколи ведуть в суміші аміаку і азоту.
Азотування титанових сплавів проводиться при 850 950 С в азоті високої чистоти (азотування в аміаку не застосовується через збільшення крихкості металу).

При азотуванні утворюється верхній тонкий нітрідний шар і твердий розчин азоту в ± -тітане. Глибина шару за 30 год 0,08 мм з поверхневою твердістю HV = 800 850 (відповідає 8 8,5 Гн / м2). Введення в сплав деяких легуючих елементів (Al до 3%, Zr 3 5% та ін.) Підвищує швидкість дифузії азоту, збільшуючи глибину азотированного шару, а хром зменшує швидкість дифузії. Азотування титанових сплавів в розрідженому азоті дозволяє отримувати більш глибокий шар без тендітної нитридной зони.
Азотування широко застосовують в промисловості, в тому числі для деталей, що працюють при t до 500 600 С (гільз циліндрів, колінчастих валів, шестерень, золотникових пар, деталей паливної апаратурита ін.).
Літ .: Минкевич А. Н., Хіміко-термічна обробка металів і сплавів, 2 видавництва., М., 1965: Гуляєв А. П..Металловеденіе, 4 видавництва., М., 1966.

Індукційний нагрів відбувається в результаті розміщення оброблюваної деталі поблизу провідника змінного електричного струму, який називається індуктором. При проходженні по індуктора струму високої частоти (ТВЧ) створюється електромагнітне поле і, якщо в цьому полі розташовується металевий виріб, то в ньому порушується електрорушійна сила, яка викликає проходження по виробу змінного струму такої ж частоти, як і струм індуктора.

Таким чином наводиться тепловий вплив, яке викликає розігрів вироби. Теплова потужність Р, що виділяється в нагрівається деталі, буде дорівнює:

де К - коефіцієнт, що залежить від конфігурації виробу і величини зазору, що утворюється між поверхнями вироби та індуктора; Iін - сила струму; f - частота струму (Гц); r - питомий електричний опір (Ом · см); m - магнітна проникність (Г / Е) стали.

На процес індукційного нагріву істотно впливає фізичне явище, зване поверхневим (скін) ефектом: ток індукується переважно в поверхневих шарах, і при високих частотах щільність струму в серцевині деталі мала. Глибина нагрівається шару оцінюється за формулою:

Підвищення частоти струму дозволяє концентрувати в невеликому обсязі нагрівається деталі значну потужність. Завдяки цьому реалізується високошвидкісний (до 500 С / сек) нагрів.

Параметри індукційного нагріву

Індукційний нагрів характеризується трьома параметрами: питомою потужністю, тривалістю нагрівання і частотою струму. Питома потужність - це потужність переходить в теплоту на 1 см2 поверхні нагрівається металу (кВт / см2). Від величини питомої потужності залежить швидкість нагріву вироби: чим вона більше, тим швидше здійснюється нагрів.

Тривалість нагріву визначає загальна кількість переданої теплової енергії, а відповідно і досягається температуру. Також важливо враховувати частоту струму, так як від неї залежить глибина загартованого шару. Частота струму і глибина нагрівається шару знаходяться в протилежній залежності (друга формула). Чим вище частота, тим менше нагрівається обсяг металу. Вибираючи величину питомої потужності, тривалість нагріву і частоту струму, можна в широких межах змінювати кінцеві параметри індукційного нагріву - твердість і глибину загартованого шару при загартуванню або нагрівається обсяг при нагріванні під штампування.

На практиці контрольованими параметрами нагріву, є електричні параметри генератора струму (потужність, сила струму, напруга) і тривалість нагрівання. За допомогою пірометрів також може фіксуватися температура нагріву металу. Але частіше не виникає необхідності в постійному контролі температури, так як підбирається оптимальний режим нагріву, який забезпечує постійне якість гарту або нагріву ТВЧ. Оптимальний режим загартування підбирається зміною електричних параметрів. Таким чином здійснюють гарт кількох деталей. Далі деталі піддаються лабораторному аналізу з фіксуванням твердості, мікроструктури, розподілу загартованого шару по глибині і площини. При недогріву в структурі доевтектоїдних сталей спостерігається залишковий ферит; при перегріванні виникає крупноігольчатий мартенсит. Ознаки браку при нагріванні ТВЧ такі ж, як і при класичних технологіяхтермообробки.

При поверхневому загартуванню ТВЧ нагрів проводиться до більш високої температури, ніж при звичайній об'ємної загартуванню. Це обумовлено двома причинами. По-перше, при дуже великій швидкості нагріву температури критичних точок, при яких відбувається перехід перліту в аустеніт, підвищуються, а по-друге, потрібно, щоб це перетворення встигло завершитися за дуже короткий час нагрівання і витримки.

Незважаючи на те, що нагрів при високочастотної гарту проводиться до більш високої температури, ніж при звичайній, перегріву металу не відбувається. Так відбувається через те, що зерно в стали просто не встигає вирости за дуже короткий проміжок часу. При цьому також варто відзначити, що в порівнянні з об'ємною загартуванням, твердість після гарту ТВЧ виходить вище приблизно на 2 3 одиниці HRC. Це забезпечує більш високу зносостійкість і твердість поверхні деталі.

Переваги гарту струмами високої частоти

висока продуктивність процесу
легкість регулювання товщини загартованого шару
мінімальне викривлення
майже повна відсутність окалини
можливість повної автоматизації всього процесу
можливість розміщення закалочной установки в потоці механічної обробки.

Найбільш часто поверхневої високочастотної гарту піддають деталі, виготовлені з вуглецевої сталі з вмістом 0,4-0,5% С. Ці стали після гарту мають поверхневу твердість HRC 55-60. При більш високому вмісті вуглецю виникає небезпека появи тріщин через різке охолодження. Поряд з вуглецевими застосовуються також низьколеговані хромисті, хромонікелеві, хромокремністие і інші стали.

Устаткування для виконання індукційного загартування (ТВЧ)

Індукційна гарт вимагає спеціального технологічного обладнання, Яке включає три основних вузла: джерело живлення - генератор струмів високої частоти, індуктор і пристрій для переміщення деталей у верстаті.

Генератор струмів високої частоти це електричні машини, що розрізняються по фізичних принципах формування в них електричного струму.

Електронні пристрої, що працюють за принципом електронних ламп, що перетворюють постійний струм в змінний струм підвищеної частоти - лампові генератори.
Електромашинні пристрої, що працюють за принципом наведення електричного струму в провіднику, що переміщаються в магнітному полі, що перетворюють трифазний струм промислової частоти в змінний струм підвищеної частоти - машинні генератори.
Напівпровідникові пристрої, що працюють за принципом тиристорних приладів, що перетворюють постійний струм в змінний струм підвищеної частоти - тиристорні перетворювачі (статичні генератори).

Генератори всіх видів розрізняються по частоті і потужності генерується струму

Види генераторів Потужність, кВт Частота, кГц ККД

Лампові 10 - 160 70 - 400 0,5 - 0,7

Машинні 50 - 2500 2,5 - 10 0,7 - 0,8

Тиристорні 160 - 800 1 - 4 0,90 - 0,95

Поверхневу загартування дрібних деталей (голки, контакти, наконечники пружин) здійснюють за допомогою мікроіндукціонних генераторів. Виробляється ними частота сягає 50 МГц, час нагрівання під загартування становить 0,01-0,001 с.

Способи загартування ТВЧ

За виконання нагріву розрізняють індукційну безперервно-послідовну загартування і одночасну загартування.

Безперервно-послідовна гартзастосовується для довгомірних деталей постійного перетину (вали, осі, плоскі поверхні довгомірних виробів). Нагрівається деталь переміщається в індукторі. Ділянка деталі, що знаходиться в визначені момент в зоні впливу індуктора, нагрівається до закалочной температури. На виході з індуктора ділянку потрапляє в зону спрейерной охолодження. Недолік такого способу нагрівання - низька продуктивність процесу. Щоб збільшити товщину закленного шару необхідно збільшити тривалість нагріву за допомогою зниження швидкості переміщення деталі в індукторі. одночасна гартпередбачає одноразовий нагрів всієї зміцнюючих поверхні.

Ефект самоотпуска після гарту

Після завершення нагрівання поверхня охолоджується душем або потоком води безпосередньо в індукторі або в окремому охолодному пристрої. Таке охолодження дозволяє виконувати загартування будь-якої конфігурації. Дозуючи охолодження і змінюючи його тривалість, можна реалізувати ефект самоотпуска в стали. Даний ефект полягає у відведенні тепла, накопиченого при нагріванні в серцевині деталі, до поверхні. Говорячи іншими словами, коли поверхневий шар охолов і зазнав мартенситних перетворення, в підповерхневому шарі ще зберігається певна кількість теплової енергії, температура якої може досягати температури низького відпустки. Після припинення охолодження ця енергія за рахунок різниці температур буде відводитися на поверхню. Таким чином відпадає необхідність в додаткових операціях відпустки стали.

Конструкція і виготовлення індукторів для загартування ТВЧ

Індуктора виготовляють з мідних трубок, через які в процесі нагрівання пропускається вода. Таким чином запобігає перегрів і перегорання індукторів при роботі. Виготовляються також індуктори, що суміщаються з гартівних пристроєм - спрейера: на внутрішній поверхні таких індукторів є отвори, через які на нагріту деталь надходить охолоджуюча рідина.

Для рівномірного нагрівання необхідно виготовляти індуктор таким чином, щоб відстань від індуктора до всіх точок поверхні виробу було однаковим. Зазвичай ця відстань складає 1,5-3 мм. При загартуванню вироби простої форми ця умова легко виконується. Для рівномірності гарту, деталь необхідно переміщати і (або) вирощують в індукторі. Це досягається застосуванням спеціальних пристроїв - центрів або гартівних столів.

Розробка конструкції індуктора передбачає перш за все визначення його форми. При цьому відштовхуються від форми і габаритів гартувати вироби і способу гарту. Крім того, при виготовленні індукторів враховується характер переміщення деталі щодо індуктора. Також враховується економічність і продуктивність нагрівання.

Охолодження деталей може застосовується в трьох варіантах: водяним душированием, водяним потоком, зануренням деталі в гартівну середу. Душове охолодження може здійснюватися як в індуктори-спрейера, так і в спеціальних гартівних камерах. Охолодження потоком дозволяє створювати надмірний тиск близько 1 атм, що сприяє більш рівномірному охолоджуванню деталі. Для забезпечення інтенсивного і рівномірного охолодження необхідно, щоб вода переміщалася по охолоджувальної поверхні зі швидкістю 5-30 м / сек.

Індукційний нагрів (Induction Heating) - метод безконтактного нагрівання струмами високої частоти (англ. RFH - radio-frequency heating, нагрів хвилями радіочастотного діапазону) електропровідних матеріалів.

Опис методу.

Індукційний нагрів - це нагрівання матеріалів електричними струмами, які індукуються змінним магнітним полем. Отже - це нагрівання виробів з провідних матеріалів (провідників) магнітним полем індукторів (джерел змінного магнітного поля). Індукційний нагрів проводиться наступним чином. Електропровідна (металева, графітова) заготівля поміщається в так званий індуктор, що представляє собою один або кілька витків дроту (найчастіше мідного). У індукторі за допомогою спеціального генератора наводяться потужні струми різної частоти (від десятка Гц до декількох МГц), в результаті чого навколо індуктора виникає електромагнітне поле. Електромагнітне поле наводить в заготівлі вихрові струми. Вихрові струми розігрівають заготовку під дією джоулева тепла (див. Закон Джоуля-Ленца).

Система «індуктор-заготовка» являє собою бессердечніковий трансформатор, в якому індуктор є первинною обмоткою. Заготівля є вторинною обмоткою, замкнутої накоротко. Магнітний потік між обмотками замикається по повітрю.

На високій частоті вихрові струми витісняються утворених ними ж магнітним полем в тонкі поверхневі шари заготовки Δ (Поверхневий-ефект), в результаті чого їх щільність різко зростає, і заготівля розігрівається. Розташовані нижче шари металу прогріваються за рахунок теплопровідності. Важливий не ток, а велика щільність струму. У скін-шарі Δ щільність струму зменшується в e раз щодо щільності струму на поверхні заготовки, при цьому в скін-шарі виділяється 86,4% тепла (від загального тепловиділення. Глибина скін-шару залежить від частоти випромінювання: чим вище частота, тим тонше скін-шар. Також вона залежить від відносної магнітної проникності μ матеріалу заготовки.

Для заліза, кобальту, нікелю і магнітних сплавів при температурі нижче точки Кюрі μ має величину від декількох сотень до десятків тисяч. Для інших матеріалів (розплави, кольорові метали, рідкі легкоплавкіевтектики, графіт, електроліти, електропровідний кераміка і т. Д.) Μ приблизно дорівнює одиниці.

Наприклад, при частоті 2 МГц глибина скін-шару для міді близько 0,25 мм, для заліза ≈ 0,001 мм.

Індуктор сильно нагрівається під час роботи, так як сам поглинає власне випромінювання. До того ж він поглинає теплове випромінювання від розпеченої заготовки. Роблять індуктори з мідних трубок, охолоджуваних водою. Вода подається відсмоктування - цим забезпечується безпека в разі прожога чи іншої розгерметизації індуктора.

застосування:
Надчиста безконтактна плавка, пайка і зварювання металу.
Отримання дослідних зразків сплавів.
Гнучка і термообробка деталей машин.
Ювелірна справа.
Обробка дрібних деталей, які можуть пошкодитися при газополум'яної або дуговом нагріванні.
поверхневе загартування.
Загартування і термообробка деталей складної форми.
Знезараження медичного інструменту.

Переваги.

Високошвидкісний розігрів або плавлення будь-якого електропровідного матеріалу.

Можливий нагрів в атмосфері захисного газу, в окислювальному (або відновлювальної) середовищі, в непроводящей рідини, в вакуумі.

Нагрівання через стінки захисної камери, виготовленої зі скла, цементу, пластмас, дерева - ці матеріали дуже слабо поглинають електромагнітне випромінювання і залишаються холодними при роботі установки. Нагрівається тільки електропровідний матеріал - метал (в тому числі розплавлений), вуглець, яка проводить кераміка, електроліти, рідкі метали і т. П.

За рахунок виникаючих МГД зусиль відбувається інтенсивне перемішування рідкого металу, аж до утримання його в підвішеному стані в повітрі або захисному газі - так отримують надчисті сплави в невеликих кількостях (левітаційного плавка, плавка в електромагнітному тиглі).

Оскільки розігрів ведеться за допомогою електромагнітного випромінювання, відсутня забруднення заготовки продуктами горіння факела в разі газопламенного нагріву, або матеріалом електрода в разі дугового нагріву. Приміщення зразків в атмосферу інертного газу і висока швидкістьнагріву дозволять ліквідувати окалинообразования.

Зручність експлуатації за рахунок невеликого розміру індуктора.

Індуктор можна виготовити особливої форми - це дозволить рівномірно прогрівати по всій поверхні деталі складної конфігурації, не приводячи до їх викривлення або локальному непрогревов.

Легко провести місцевий і виборчий нагрів.

Так як найбільш інтенсивно розігрів йде в тонких верхніх шарах заготовки, а нижні шари прогріваються більш м'яко за рахунок теплопровідності, метод є ідеальним для проведення поверхневого гарту деталей (серцевина при цьому залишається в'язкою).

Легка автоматизація обладнання - циклів нагріву та охолодження, регулювання та утримування температури, подача і знімання заготовок.

Установки індукційного нагріву:

На установках з робочою частотою до 300 кГц використовують інвертори на IGBT-збірках або MOSFET-транзисторах. Такі установки призначені для розігріву великих деталей. Для розігріву дрібних деталей використовуються високі частоти (до 5 МГц, діапазон середніх і коротких хвиль), установки високої частоти будуються на електронних лампах.

Також для розігріву дрібних деталей будуються установки підвищеної частоти на MOSFET-транзисторах на робочі частоти до 1,7 МГц. Управління транзисторами і їх захист на підвищених частотах представляє певні труднощі, тому установки підвищеної частоти поки ще досить дорогі.

Індуктор для нагріву дрібних деталей має невеликі розміри і невелику індуктивність, що призводить до зменшення добротності робочого коливального контуру на низьких частотах і зниження ККД, а також становить небезпеку для генератора, що задає (добротність коливального контуру пропорційна L / C, коливальний контур з низькою добротністю занадто добре «накачується» енергією, утворює коротке замикання по індуктора і виводить з ладу генератор, що задає). Для підвищення добротності коливального контуру використовують два шляхи:
- підвищення робочої частоти, що призводить до ускладнення і подорожчання установки;
- застосування феромагнітних вставок в індукторі; обклеювання індуктора панельками з феромагнітного матеріалу.

Так як найбільш ефективно індуктор працює на високих частотах, промислове застосування індукційний нагрів отримав після розробки і початку виробництва потужних генераторних ламп. До першої світової війни індукційний нагрів мав обмежене застосування. В якості генераторів тоді використовували машинні генератори підвищеної частоти (роботи В. П. Вологдина) або іскрові розрядні установки.

Схема генератора може бути в принципі будь-який (мультивибратор, RC-генератор, генератор з незалежним збудженням, різні релаксаційні генератори), що працює на навантаження у вигляді котушки-індуктора і володіє достатньою потужністю. Необхідно також, щоб частота коливань була досить висока.

Наприклад, щоб «перерізати» за кілька секунд сталевий дріт діаметром 4 мм, необхідна коливальна потужність не менше 2 кВт при частоті не менше 300 кГц.

Вибирають схему по такими критеріями: Надійність; стабільність коливань; стабільність виділяється в заготівлі потужності; простота виготовлення; зручність настройки; мінімальна кількість деталей для зменшення вартості; застосування деталей, в сумі дають зменшення маси і габаритів, і ін.

Протягом багатьох десятиліть в якості генератора високочастотних коливань застосовувалася индуктивная трехточка (генератор Хартлі, генератор з автотрансформаторной зворотним зв'язком, схема на індуктивному делителе контурного напруги). Це самозбуджується схема паралельного харчування анода і частотно-виборчої ланцюгом, виконаною на коливальному контурі. Вона успішно використовувалася і продовжує використовуватися в лабораторіях, ювелірних майстерень, на промислових підприємствах, А також в аматорській практиці. Наприклад, під час Другої світової війни на таких установках проводили поверхневу загартування ковзанок танка Т-34.

Недоліки трьох точки:

Низький коефіцієнт корисної дії (менше 40% при застосуванні лампи).

Сильне відхилення частоти в момент нагрівання заготовок з магнітних матеріалів вище точки Кюрі (≈700С) (змінюється μ), що змінює глибину скін-шару і непередбачувано змінює режим термообробки. При термообробці відповідальних деталей це може бути неприпустимо. Також потужні ТВЧ-установки повинні працювати у вузькому діапазоні дозволених Росзв'язокохоронкультура частот, оскільки при поганому екранування є фактично радіопередавачами і можуть надавати перешкоди телерадіомовлення, береговим і рятувальним службам.

При зміні заготовок (наприклад, більш дрібної на більшу) змінюється індуктивність системи індуктор-заготовка, що також призводить до зміни частоти і глибини скін-шару.

При зміні одновиткового індукторів на багатовиткові, на більші або більш малогабаритні частота також змінюється.

Під керівництвом Бабата, Лозинського та інших вчених були розроблені дво- і триконтурна схеми генераторів, що мають більш високий ККД (до 70%), а також краще утримують робочу частоту. Принцип їх дії полягає в наступному. За рахунок застосування пов'язаних контурів і ослаблення зв'язку між ними, зміна індуктивності робочого контуру не тягне сильного зміни частоти частотозадаючого контуру. За таким же принципом конструюються радіопередавачі.

Сучасні ТВЧ-генератори - це інвертори на IGBT-збірках або потужних MOSFET-транзисторах, зазвичай виконані за схемою міст або напівміст. Працюють на частотах до 500 кГц. Затвори транзисторів відкриваються за допомогою микроконтроллерной системи управління. Система управління в залежності від поставленого завдання дозволяє автоматично утримувати

А) постійну частоту
б) постійну потужність, що виділяється в заготівлі
в) максимально високий ККД.

Наприклад, при нагріванні магнітного матеріалу вище точки Кюрі товщина скін-шару різко збільшується, щільність струму падає, і заготівля починає грітися гірше. Також пропадають магнітні властивості матеріалу і припиняється процес перемагнічування - заготівля починає грітися гірше, опір навантаження стрибкоподібно зменшується - це може привести до "розносу" генератора і виходу його з ладу. Система управління відстежує перехід через точку Кюрі і автоматично підвищує частоту при стрибкоподібному зменшенні навантаження (або зменшує потужність).

Зауваження.

Індуктор по можливості необхідно розташовувати якомога ближче до заготівлі. Це не тільки збільшує щільність електромагнітного поля поблизу заготовки (пропорційно квадрату відстані), але і збільшує коефіцієнт потужності Cos (φ).

Збільшення частоти різко зменшує коефіцієнт потужності (пропорційно кубу частоти).

При нагріванні магнітних матеріалів додаткове тепло також виділяється за рахунок перемагнічування, їх нагрівання до точки Кюрі йде набагато ефективніше.

При розрахунку індуктора необхідно враховувати індуктивність підвідних до індуктора шин, яка може бути набагато більше індуктивності самого індуктора (якщо індуктор виконаний у вигляді одного витка невеликого діаметру або навіть частини витка - дуги).

Є два випадки резонансу в коливальних контурах: резонанс напруг і резонанс струмів.
Паралельний коливальний контур - резонанс струмів.
У цьому випадку на котушці і на конденсаторі напруга таке ж, як у генератора. При резонансі, опір контуру між точками розгалуження стає максимальним, а струм (I заг) через опір навантаження Rн буде мінімальним (струм всередині контуру I-1л і I-2с більше ніж струм генератора).

В ідеальному випадку повний опір контуру одно нескінченності - схема не споживає струму від джерела. При зміна частоти генератора в будь-яку сторону від резонансної частоти повний опір контуру зменшується і лінійний струм (I заг) зростає.

Послідовний коливальний контур - резонанс напруг.

Головною рисою послідовного резонансного контуру є те, що його повне опір мінімально при резонансі. (ZL + ZC - мінімум). Під час налаштування частоти на величину, що перевищує або лежить нижче резонансної частоти, повний опір зростає.
висновок:
У паралельному контурі при резонансі струм через висновки контуру дорівнює 0, а напруга максимально.
У послідовному контурі навпаки - напруга прагне до нуля, а струм максимальний.

Стаття взята з сайту http://dic.academic.ru/ і перероблена в більш зрозумілий для читача текст, компанією ТОВ «Проміндуктор».

Гартівна установка для нагріву т. В. ч. складається з генератора т. в. ч.,

понижувального трансформатора, конденсаторних батарей, індуктора, верстата (іноді верстат замінюється пристосуванням для приведення в рух деталі або індуктора) і апаратури, що несе допоміжну службу (реле часу, реле управління подачею закалочной рідини, сигнальних, блокувальних і регулюючих пристроїв).

У розглянутих установках застосовуються такі генератори т.в.ч.при середніх частотах (500-10000 Гц) машинні генератори, а останнім часом статичні перетворювачі тиристорного типу; при високих частотах (60000 Гц і вище) лампові генератори. Перспективним видом генераторів є іонні перетворювачі, так звані ексітронние генератори. Вони дозволяють звести втрати енергії до мінімуму.

На рис. 5 зображена схема установки з машинним генератором. Крім машинного генератора 2 і двигуна 3 з збудником 1, установка містить понижуючий трансформатор 4, конденсаторні батареї 6 і індуктор 5. Трансформатор знижує напругу до безпечного (30-50 В) і одночасно збільшує силу струму в 25-30 разів, доводячи її до 5000-8000 А.

Малюнок 5 Малюнок 6

Таблиця 1 Типи і конструкції індукторів

На Рис. 6 показаний приклад гарту багатовитковим індуктором. Загартування здійснюється наступним чином:

Деталь поміщається всередині нерухомого індуктора. З запуском апарату ТВЧ деталь починає обертатися навколо своєї осі і одночасно нагріватися, потім за допомогою автоматизованого управління подається рідина (вода) і охолоджує робити. Весь процес триватиме від 30-45 секунд.

ТВЧ гарт - вид термообробки металу, в результаті якого значно підвищується твердість і матеріал втрачає пластичність. Відмінність ТВЧ гарту від інших способів загартування в тому що нагрівання проводиться за допомогою спеціальних ТВЧ установок, Які діють на призначалися для загартування деталь струмами високої частоти. ТВЧ гарт володіє великою кількістю переваг, головний з яких - повний контроль нагріву. Застосування даних гартівних комплексів може значно підвищити якість продукції, що випускається, так як процес загартування проводиться в повністю автоматичному режимі, робота оператора полягає тільки в закріпленні вала і включенні циклу роботи верстата.

5.1.Преімущества індукційних гартівних комплексів (установки індукційного нагріву):

ТВЧ гарт може проводитися з точністю до 0,1 мм

Забезпечення рівномірного прогріву, індукційна гарт дозволяє добитися ідеального розподілу твердості у всій довжині вала

Висока твердість ТВЧ гарту досягається завдяки використанню спеціальних індукторів з водоводами, які остуджують вал негайно після прогріву.

ТВЧ гартівне обладнання (печі гартівні) підбирається або виготовляється в точній відповідності технічним завданням.

6.Удаленіе окалини в дробоструминних установках

У дробоструминних установках деталі від окалини очищаються струменем чавунної або сталевого дробу. Струмінь створюється стисненим повітрям тиском 0,3-0,5 МПа (пневматична дробеструйная очищення) або бистровращающейся лопаток колесами (механічна очистка дробемет).

при пневматичної дрібоструминного очищеннів установках може використовуватися як дріб, так і кварцовий пісок. Однак в останньому випадку утворюється велика кількість пилу, що доходить до 5-10% від маси очищаються деталей. Потрапляючи в легені обслуговуючого персоналу, кварцовий пил викликає професійну хворобу - силікоз. Тому зазначений спосіб застосовується у виняткових випадках. При дробеструйной очищення тиск стисненого повітря має становити 0,5-0,6 МПа. Чавунна дріб виготовляється литтям рідкого чавуну в воду при розпорошення струменя чавуну стисненим повітрям з наступною Відсортування на ситах. Дріб повинна мати структуру білого чавуну з твердістю 500 НВ, її розміри знаходяться в межах 0,5-2 мм. Витрата чавунної дробу становить лише 0,05-0,1% від маси деталей. При очищенні дробом виходить чистіша поверхня деталі, досягається велика продуктивність апаратів і забезпечуються кращі умови праці, ніж при очищенні піском. Для захисту навколишнього атмосфери від пилу дробоструминні установки забезпечуються закритими кожухами з посиленою витяжною вентиляцією. За санітарними нормами гранично допустима концентрація пилу не повинна перевищувати 2 мг / м3. Транспортування дробу в сучасних установках повністю механізована.

Основною частиною пневматичної установки є дробоструминний апарат, який може бути нагнітальним і гравітаційним. Найпростіший однокамерний нагнітальний дробоструминний апарат (рис. 7) являє собою циліндр 4, що має зверху воронку для дробу, що герметично закривається кришкою 5. Внизу циліндр закінчується лійкою, отвір з якої веде в змішувальну камеру 2. Дріб подається поворотною заслінкою 3. У змішувальну камеру через кран 1 підводиться стиснене повітря, який захоплює дріб і транспортує її по гнучкому шлангу 7 і сопла 6 на деталі. Дріб знаходиться під тиском стиснутого повітря аж до закінчення з сопла, що підвищує ефективність дії абразивної струменя. В апараті описаної однокамерною конструкції стиснене повітря необхідно тимчасово відключати при його поповненні дробом.