Tempra dei metalli. Metodi dall'antichità ai tempi moderni

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

Le proprietà fisiche, in particolare la durezza di qualsiasi materiale, dipendono non solo dalla sua composizione chimica, ma anche dalla struttura molecolare della massa. Un esempio lampante è un diamante, che è composto dagli stessi atomi di carbonio di una normale mina. Il ferro può anche diventare più morbido o più duro, a seconda di come si forma il suo reticolo cristallino. Questa sua proprietà è nota alla gente da molto tempo e, come spesso accade, era originariamente utilizzata nella tecnologia delle armi.

La tempra del metallo è stata a lungo praticata nella fabbricazione di spade e sciabole. L'arte dell'armaiolo era quella di creare una tale lama che non si rompesse in battaglia, mantenendo la sua affilatura il più a lungo possibile. La spada di un cavaliere, la sciabola di un saraceno, il tesoro di un cavaliere russo o la katana di un samurai soddisfacevano questi requisiti e le loro tecnologie di produzione furono portate al livello dell'arte superiore.

Il rinvenimento del metallo viene effettuato riscaldandolo a una temperatura chiamata critica. Il suo valore corrisponde a un tale stato del materiale, in cui c'è un aumento dell'entropia, che porta al cristallinoi cambiamenti. Per correggere questa posizione, l'oggetto deve essere raffreddato abbastanza rapidamente. Naturalmente, una tale descrizione del processo è estremamente semplificata, infatti la tecnologia è solitamente molto più complicata. Tuttavia, è in questo modo che il metallo viene indurito a casa nei casi in cui uno strumento acquistato, ad esempio un'ascia, diventa noioso troppo rapidamente. Va ricordato che questa procedura non può essere ripetuta molte volte, altrimenti il metallo si "stancherà", i suoi legami molecolari interni si indeboliranno e non si adatterà a nient' altro che alla rifusione.

Come in qualsiasi altra attività, qui non puoi fare affidamento sul principio "più è meglio è". Per ottenere le proprietà desiderate dell'oggetto, dovrebbe essere riscaldato alla temperatura desiderata. Sfortunatamente, il termometro non può essere utilizzato. Anche il metodo utilizzato per il controllo termico è molto antico. La temperatura è determinata dal colore del bagliore e, quando viene raggiunta, l'indurimento del metallo passa alla fase successiva, il raffreddamento, per il quale viene utilizzata acqua o olio.

La comprensione dell'effetto dell'induzione da parte degli scienziati ha aperto una nuova pagina nelle tecnologie di lavorazione dei metalli. Si è scoperto che la profondità dello strato riscaldato dipende dalla frequenza della corrente.

Nel diagramma, le frecce indicano le zone di riscaldamento del pezzo e il passaggio delle linee di ripresa.

Divenne possibile l'indurimento superficiale del metallo. La parte viene portata al calore bianco non per immersione nel focolare della fiamma, come avveniva nel medioevo, ma per riscaldamento resistivo da correnti indotte da una bobina che non hail suo contatto diretto. Questa tecnologia fornisce proprietà uniche, a prima vista, contraddittorie: l'esterno del prodotto può essere solido, ma all'interno di plastica. La tempra a induzione superficiale viene utilizzata quando è richiesta resistenza e la fragilità è inaccettabile.

L'autore della fondatezza teorica e dei metodi di applicazione pratica di questa tecnologia fu nel 1936 il nostro connazionale - il professor V. P. Vologdin. Oltre ai vantaggi fisici, questo sviluppo è anche economicamente vantaggioso, poiché quasi tutta l'energia emessa dall'induttore viene utilizzata per riscaldare il pezzo.