Техника - молодёжи 1938-07, страница 17

■п

Инж. Г. БАБ AT а анж. М. ЛОЗИНСКИЙ

XX век справедливо называют «веком стали и электричества». Сталь — основной конструкционный материал современной техники. Из стали делают как мельчайшие детали машин, так и величайшие строительные сооружения. Мировая вы плавка стали достигла гигантских размеров. Из стали, выплавленной за 1936 г. можно было бы сделать колонну диаме тром 10 м и высотой 220 км. Значительная часть этого громадного количества металла расходуется на кого рада машин.

Во всем мире в настоящее время на считывается около 30 млн. автомобилей, 10 млн. станков и огромное количество различных механизмов. Только для того, чтобы их количество не уменьшалось в результате износа, надо ежегодно выпускать не менее 3 млн. ' автомобилей 1 млн. станков. Износ, а следовательно и выпуск всякого рода деталей механиз нов достигают астрономической цифры.

Причиной износа подавляющего большинства деталей механизмов является истирание. Если рабочая поверхность зубчатого колеса или цилиндра двигателя сотрется всего на несколько десятых долей миллиметра, деталь уже не пригодна к работе. Она потеряла лишь сотую процента своего начального веса, но ее даль нейшее применение грозит аварией и ги белью всего механизма. Изношенная де таль должна быть заменена новой.

Повысить стойкость материала, повы сить его сопротивляемость истиранию — вот одна из основных задач, над кото рой работают металлурги и машино строители всего мира.

Еще 4 тыс. лет назад было открыто что даже незначительная примесь углеро ■ да совершенно меняет свойства железа Подобно тому как листок желатина, рас творенный в воде, превращает ее в упругий студень, так \% углерода придает мягкому, пластичному железу высокую твердость и крепость.

Во второй половине прошлого столетия Бессемером и братьями Мартен были найдены новые, дешевые и массовые, .способы получения стали из чугуна. На-; этого времени сталь планомерно -- чугун во всех конструкциях и механизмах.

Развитие высоких скоростей в технике вызвало к жизни совершенно новые конструкционные материалы и прежде всего особо прочные сорта стали. Было найдено, что введение в состав стали таких элементов, как хром, кобальт, вольфрам, ванадий, молибден, значительно повышает ее прочность и способность противостоять истиранию по сравнению с простой углеродистой сталью. Это дало могучий толчок развитию авто-авиастрое-ния, началось производство сложных высокопроизводительных станков и автоматов. являющихся основным оборудованием современных заводов. Но легированные, высококачественные стали дороги. Некоторые из них даже дороже серебра.

Между тем высокая прочность и твердость необходимы только в поверхностных слоях деталей, соприкасающихся друг с другом. Внутренние же слои материала этих деталей испытывают при работе во много раз меньшие напряжения, нежели ^наружные слои. Высокая твердость для них даже вредна, так как повышение жесткости и твердости всегда сопровождается потерей пластических свойств, металл становится хрупким и не выдерживает ударов и резких изменений нагрузки.

Поэтому самым выгодным является материал, имеющий вязкую, пластичную сердцевину и твердую, противостоящую истиранию поверхностную корку.

Но как получить такой материал? Известно, что механические качества вещества (зависят не только от его химического состава, но и от температурного воздействия, которому его подвергают. Так, например, свежий белок — это тягучая, вязкая жидкость, но стоит его нагреть до 70°, как он превращается в упругую массу, обладающую всеми свойствами твердого тела. Химический состав его при этом не меняется, но происходит какая-то перегруппировка атомов, дающая белку новые свой-

Если нагретую до температуры красного каления (800— 850°) сталь медленно охлаждать, то получится вязкий и

Процесс закаливания стальной зубчаткиi

ковкий материал. Он легко прокатывается в листы и полосы, режется, сверлится. Но если сталь быстро охладить в воде, она станет настолько твердой, что сможет .царапать стекло. Такая стать тверда, но напряженна и хрупка. Этот процесс называется закалкой.

Немало творческих сил потрачено на поиски новых, лучших методов поверхностного упрочения стали.

Можно осадить электролитическим путем на стальной детали слой твердого хрома, но этот слой хрупок и не выдерживает усилий, возникающих при тре-

Длительно прогревая детали из малоуглеродистой стали в смеси угольного порошка с соДой, можно создать на поверхности твердую высокоуглеродистую корку. Но этот процесс требует большого времени на обработку и не на всех изделиях может быть применен.

Другой метод, метод «поверхностной, или зональной, закалки», заключается в том, что нагревают на требуемую глубину только тот участок детали, который нуждается в упрочении, и затем его быстро охлаждают. Однако даже для самых совершенных закалочных печей такая задача не под силу.

Были сделаны попытки закаливать только поверхность деталей, нагревая их мощной автогенной горелкой. Но при этом способе почти невозможно избежать Поверхностного пережога материала.

Около восьми лет назад над проблемой поверхностного упрочения стали начал работать у нас в Союзе проф. Гевелинг. Он предложил катать по поверхности детали медные ролики, через которые проходит ток большой силы. Под роликами поручается местный высокий разогрев; если применить затем интенсивное охлаждение, за роликом остается закаленная полоса. Но накатать роликом можно только плоскость или цилиндрическое тело. А как закалить детали сложной формы?

Совершенно неожиданно на помощь металлургам .пришли радиотехники.

В пространстве, окружающем проводник, по которому протекает переменный ток, создается переменное же магнитное поле. Если в это поле поместить металлический предмет, то в нем возникнут электрические токи, образующие замкну-