Durcissement des métaux. Méthodes de l'Antiquité aux temps modernes

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Les propriétés physiques, en particulier la dureté de tout matériau, dépendent non seulement de sa composition chimique, mais également de la structure moléculaire en vrac. Un exemple frappant est un diamant, composé des mêmes atomes de carbone qu'une mine de crayon ordinaire. Le fer peut également devenir plus mou ou plus dur, selon la façon dont son réseau cristallin est formé. Cette propriété est connue des gens depuis longtemps et, comme cela arrive souvent, elle était à l'origine utilisée dans la technologie des armes.

La trempe du métal est pratiquée depuis longtemps dans la fabrication des épées et des sabres. L'art de l'armurier était de créer une telle lame qui ne se briserait pas au combat, conserverait son tranchant le plus longtemps possible. Une épée de chevalier, un sabre de sarrasin, un trésor de chevalier russe ou un katana de samouraï répondaient à ces exigences, et leurs technologies de production ont été portées au niveau du grand art.

La trempe du métal se fait en le chauffant à une température dite critique. Sa valeur correspond à un tel état du matériau, dans lequel il y a une augmentation de l'entropie, conduisant à une cristallisationchangements. Pour fixer cette position, l'objet doit être refroidi assez rapidement. Bien sûr, une telle description du processus est extrêmement simplifiée; en fait, la technologie est généralement beaucoup plus compliquée. Cependant, c'est ainsi que le métal est durci à la maison dans les cas où un outil acheté, par exemple une hache, s'émousse trop rapidement. Il ne faut pas oublier que cette procédure ne peut pas être répétée plusieurs fois, sinon le métal "se fatiguera", ses liaisons moléculaires internes s'affaibliront et il ne conviendra à rien d'autre qu'à la refusion.

Comme dans toute autre entreprise, ici, vous ne pouvez pas compter sur le principe du "plus il y en a, mieux c'est". Pour obtenir les propriétés souhaitées de l'objet, il doit être chauffé à la température souhaitée. Malheureusement, le thermomètre ne peut pas être utilisé. La méthode utilisée pour le contrôle thermique est également très ancienne. La température est déterminée par la couleur de la lueur, et lorsqu'elle est atteinte, le durcissement du métal passe à la phase suivante - le refroidissement, pour laquelle de l'eau ou de l'huile est utilisée.

La compréhension de l'effet de l'induction par les scientifiques a ouvert une nouvelle page dans les technologies de travail des métaux. Il s'est avéré que la profondeur de la couche chauffée dépend de la fréquence du courant.

Sur le schéma, les flèches indiquent les zones de chauffe de la pièce et le passage des lignes de captage.

Le durcissement superficiel du métal est devenu possible. La pièce est portée à blanc non pas par immersion dans le foyer de la flamme, comme c'était le cas au Moyen Age, mais par chauffage résistif par des courants induits par une bobine qui n'a passon contact direct. Cette technologie offre des propriétés uniques, à première vue, contradictoires: l'extérieur du produit peut être solide, mais en plastique à l'intérieur. La trempe par induction de surface est utilisée lorsque la résistance est requise et que la fragilité est inacceptable.

L'auteur de la justification théorique et des méthodes d'application pratique de cette technologie était en 1936 notre compatriote - le professeur V. P. Vologdine. En plus des avantages physiques, ce développement est également avantageux sur le plan économique, puisque presque toute l'énergie émise par l'inducteur est utilisée pour chauffer la pièce.