Endurecimiento de metales. Métodos desde la antigüedad hasta los tiempos modernos

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

Las propiedades físicas, en particular, la dureza de cualquier material, dependen no solo de su composición química, sino también de la estructura molecular a granel. Un ejemplo llamativo es un diamante, que está formado por los mismos átomos de carbono que la mina de un lápiz normal. El hierro también puede volverse más blando o más duro, dependiendo de cómo se forme su red cristalina. Esta propiedad ha sido conocida por la gente durante mucho tiempo y, como sucede a menudo, se usó originalmente en la tecnología de armas.

El templado del metal se ha practicado durante mucho tiempo en la fabricación de espadas y sables. El arte del armero consistía en crear una hoja que no se rompiera en la batalla y mantuviera su filo el mayor tiempo posible. La espada de un caballero, el sable de un sarraceno, el tesoro de un caballero ruso o la katana de un samurái cumplían con estos requisitos, y sus tecnologías de producción se elevaron al nivel del arte supremo.

El templado del metal se realiza calentándolo a una temperatura llamada crítica. Su valor corresponde a tal estado del material, en el que hay un aumento de la entropía, lo que lleva a cristalinocambios. Para fijar esta posición, el objeto debe enfriarse lo suficientemente rápido. Por supuesto, tal descripción del proceso es extremadamente simplificada; de hecho, la tecnología suele ser mucho más complicada. Sin embargo, es de esta manera que el metal se endurece en casa en los casos en que una herramienta comprada, por ejemplo, un hacha, se desafila demasiado rápido. Debe recordarse que este procedimiento no se puede repetir muchas veces, de lo contrario, el metal se "cansará", sus enlaces moleculares internos se debilitarán y no servirá para nada excepto para volver a fundir.

Como en cualquier otro negocio, aquí no se puede confiar en el principio de "cuanto más, mejor". Para obtener las propiedades deseadas del objeto, debe calentarse a la temperatura deseada. Desafortunadamente, el termómetro no se puede usar. El método utilizado para el control térmico también es muy antiguo. La temperatura está determinada por el color del brillo, y cuando se alcanza, el endurecimiento del metal pasa a la siguiente fase: enfriamiento, para lo cual se usa agua o aceite.

La comprensión del efecto de la inducción por parte de los científicos ha abierto una nueva página en las tecnologías metalúrgicas. Resultó que la profundidad de la capa calentada depende de la frecuencia de la corriente.

En el diagrama, las flechas muestran las zonas de calentamiento de la pieza y el paso de las líneas de captación.

El endurecimiento de la superficie del metal se hizo posible. La pieza se calienta al blanco no por inmersión en el hogar de la llama, como ocurría en la Edad Media, sino por calentamiento resistivo por corrientes inducidas por una bobina que no tienesu contacto directo. Esta tecnología proporciona propiedades únicas, a primera vista, contradictorias: el exterior del producto puede ser sólido, pero plástico por dentro. El endurecimiento por inducción de la superficie se utiliza cuando se requiere resistencia y la fragilidad es inaceptable.

El autor de la justificación teórica y los métodos de aplicación práctica de esta tecnología fue en 1936 nuestro compatriota, el profesor V. P. Vologdin. Además de las ventajas físicas, este desarrollo también es económicamente beneficioso, ya que casi toda la energía emitida por el inductor se utiliza para calentar la pieza de trabajo.