كان أحد التطورات البارزة الأخيرة في مجال المعالجة الحرارية هو تطبيق الحث التدفئة لتصلب السطح المترجمة. إن التقدم الذي تم إحرازه مع تطبيق تيار عالي التردد لم يكن أقل من الهائل. بدأت منذ وقت قصير نسبيًا كطريقة مرغوبة منذ فترة طويلة لتقوية أسطح المحمل على أعمدة الكرنك (عدة ملايين منها قيد الاستخدام لإعداد سجلات الخدمة طوال الوقت) ، تجد اليوم طريقة تصلب الأسطح الانتقائية للغاية هذه تنتج مناطق صلبة على عدد من القطع. ومع ذلك ، على الرغم من اتساع نطاق التطبيق في الوقت الحاضر ، لا يزال التصلب التعريفي في مرحلته الأولى. لا يمكن التنبؤ باستخدامه المحتمل في المعالجة الحرارية وتصلب المعادن ، أو التسخين للتزوير أو اللحام بالنحاس ، أو لحام المعادن المتشابهة وغير المتشابهة.
تصلب التعريفي ينتج عنه إنتاج أجسام فولاذية صلبة محليًا بالدرجة المطلوبة من العمق والصلابة ، والهيكل المعدني الأساسي للقلب ، ومنطقة الترسيم ، والحالة الصلبة ، مع الافتقار العملي للتشويه وعدم تشكيل المقياس. يسمح بتصميم المعدات الذي يضمن ميكنة العملية بأكملها لتلبية متطلبات خط الإنتاج. يتم الحفاظ على الدورات الزمنية التي لا تتجاوز بضع ثوانٍ من خلال التنظيم الأوتوماتيكي للطاقة وتسخين أجزاء الثانية من الثانية وفترات التبريد التي لا غنى عنها لإنشاء نتائج الفاكس الخاصة بالتثبيتات الخاصة. تسمح معدات التصلب بالحث للمستخدم بالتصلب السطحي فقط للجزء المطلوب من معظم أي جسم فولاذي وبالتالي الحفاظ على الليونة والقوة الأصلية ؛ لتقوية المواد ذات التصميم المعقد والتي لا يمكن معالجتها بأي طريقة أخرى ؛ للتخلص من المعالجة المسبقة الباهظة الثمن المعتادة مثل طلاء النحاس والكربنة وعمليات الاستقامة والتنظيف المكلفة اللاحقة ؛ لخفض تكلفة المواد من خلال وجود مجموعة واسعة من الفولاذ للاختيار من بينها ؛ ولتقوية عنصر مُشغل آليًا بالكامل دون الحاجة إلى أي عمليات تشطيب.
بالنسبة للمراقب العرضي ، يبدو أن تصلب الحث ممكن نتيجة لبعض تحول الطاقة الذي يحدث داخل منطقة حثي من النحاس. يحمل النحاس تيارًا كهربائيًا عالي التردد ، وخلال فترة زمنية لا تقل عن بضع ثوان ، يتم تسخين سطح قطعة فولاذية موضوعة داخل هذه المنطقة النشطة إلى نطاقها الحرج وإخمادها إلى أقصى صلابة. بالنسبة إلى الشركة المصنعة للمعدات الخاصة بهذه الطريقة في التصلب ، فهذا يعني تطبيق ظاهرة التباطؤ ، والتيارات الدوامة ، وتأثير الجلد على الإنتاج الفعال لتصلب السطح الموضعي.
يتم تحقيق التسخين باستخدام التيارات عالية التردد. يتم استخدام الترددات المختارة على وجه التحديد من 2,000 إلى 10,000 دورة وما يزيد عن 100 دورة على نطاق واسع في الوقت الحاضر. ينتج تيار من هذا النوع في التدفق عبر محث مجالًا مغناطيسيًا عالي التردد داخل منطقة المحرِّض. عندما يتم وضع مادة مغناطيسية مثل الفولاذ داخل هذا المجال ، يحدث تبديد للطاقة في الفولاذ مما ينتج عنه حرارة. تحاول الجزيئات الموجودة داخل الفولاذ أن تتماشى مع قطبية هذا المجال ، ومع هذا التغيير آلاف المرات في الثانية ، يتم تطوير قدر هائل من الاحتكاك الجزيئي الداخلي كنتيجة للميل الطبيعي للفولاذ لمقاومة التغييرات. بهذه الطريقة يتم تحويل الطاقة الكهربائية ، من خلال وسط الاحتكاك ، إلى حرارة.
ومع ذلك ، نظرًا لأن هناك خاصية أخرى متأصلة للتيار العالي التردد وهي التركيز على سطح الموصل ، فإن الطبقات السطحية فقط هي التي تسخن. هذا الاتجاه ، المسمى "تأثير الجلد" ، هو دالة على التردد ، وعندما تكون الأشياء الأخرى متساوية ، فإن الترددات الأعلى تكون فعالة في الأعماق الضحلة. يسمى عمل الاحتكاك الذي ينتج الحرارة بالتباطؤ ويعتمد بشكل واضح على الصفات المغناطيسية للفولاذ. وهكذا ، عندما تتجاوز درجة الحرارة النقطة الحرجة التي يصبح عندها الفولاذ غير مغناطيسي ، تتوقف كل التسخين الهستيري.
هناك مصدر إضافي للحرارة بسبب التيارات الدوامة التي تتدفق في الفولاذ نتيجة التدفق المتغير بسرعة في الحقل. مع زيادة مقاومة الفولاذ مع زيادة درجة الحرارة ، تنخفض شدة هذا الإجراء مع تسخين الفولاذ ، وهي ليست سوى جزء بسيط من قيمته الأصلية "الباردة" عند الوصول إلى درجة حرارة التبريد المناسبة.
عندما تصل درجة حرارة قضيب فولاذي مسخن بالحث إلى النقطة الحرجة ، يستمر التسخين بسبب التيارات الدوامية بمعدل منخفض بشكل كبير. نظرًا لأن الإجراء بأكمله يستمر في طبقات السطح ، فإن هذا الجزء فقط هو الذي يتأثر. يتم الحفاظ على الخصائص الأساسية الأصلية ، ويتم تحقيق تصلب السطح عن طريق التبريد عندما يتم الوصول إلى محلول الكربيد الكامل في مناطق السطح. يؤدي التطبيق المستمر للطاقة إلى زيادة عمق الصلابة ، لأنه كلما تم إحضار كل طبقة من الفولاذ إلى درجة الحرارة ، تتحول كثافة التيار إلى الطبقة الموجودة تحتها مما يوفر مقاومة أقل. من الواضح أن اختيار التردد المناسب ، والتحكم في الطاقة ووقت التسخين سيجعل الوفاء بأي مواصفات مطلوبة لتصلب السطح ممكنًا.
تعدين التدفئة التعريفي
السلوك غير العادي للصلب عند تسخينه بالحث والنتائج التي تم الحصول عليها تستحق مناقشة علم المعادن المتضمن. معدلات محلول الكربيد أقل من ثانية ، صلابة أعلى من تلك الناتجة عن معالجة الفرن ، والنوع العقدي من مارتينسيت هي نقاط الاعتبار
التي تصنف تعدين تصلب الحث على أنها "مختلفة". علاوة على ذلك ، لا يحدث نزع الكربنة السطحية ونمو الحبوب بسبب دورة التسخين القصيرة.
التدفئة التعريفي ينتج صلابة يتم الحفاظ عليها من خلال 80 في المائة من عمقها ، ومن هناك ، انخفاض تدريجي عبر منطقة انتقالية إلى الصلابة الأصلية للفولاذ كما هو موجود في اللب الذي لم يتأثر. وبالتالي ، فإن الرابطة مثالية ، مما يقضي على أي فرصة للتشظي أو الفحص.
يمكن تحقيق محلول الكربيد الكامل والتجانس كما يتضح من الصلابة القصوى مع وقت تسخين إجمالي قدره 0.6 ثانية. في هذا الوقت ، يكون 0.2 إلى 0.3 ثانية فقط أعلى من الحرجة الأدنى. من المثير للاهتمام أن نلاحظ أن معدات التصلب التعريفي تعمل يوميًا على أساس الإنتاج بمحلول كربيد كامل ، ناتج عن دورة التسخين والتبريد ، والتي يكون وقتها الإجمالي أقل من 0.2 ثانية.
يكون المارتينسيت العقدي الدقيق والأكثر تجانسًا والذي ينتج عن تصلب الحث أكثر وضوحًا مع الفولاذ الكربوني مقارنةً بسبائك الفولاذ بسبب المظهر العقدي لمعظم سبائك مارتينسيت. يجب أن يكون لهذا الهيكل الدقيق في أصله الأوستينيت الذي ينتج عن انتشار كربيد أكثر شمولاً مما يتم الحصول عليه بالتسخين الحراري. إن التطور الفوري العملي لدرجات الحرارة الحرجة في جميع أنحاء البنية المجهرية الكاملة لحديد ألفا وكربيد الحديد يفضي بشكل خاص إلى محلول كربيد سريع وتوزيع المكونات التي يكون منتجها الحتمي عبارة عن أوستنتيت متجانس تمامًا. علاوة على ذلك ، فإن تحويل هذا الهيكل إلى مارتينسيت سينتج عنه مارتينسيت يمتلك خصائص مماثلة ومقاومة مقابلة للتآكل أو الاختراق للأدوات. 