Преимущества
поверхностной закалки ТВЧ

Поверхностная закалка — это термическая обработка металлов и сплавов, которая позволяет достичь необходимых свойств, таких как повышенная твердость и прочность. В зависимости от используемого источника энергии, закалка может проводиться с помощью токов высокой частоты (ТВЧ) или токов промышленной частоты (ТПЧ). Эти методы имеют различные механизмы нагрева и, следовательно, приводят к различным микроструктурным изменениям в материале. 

Процессы закалки

Процесс закалки ТВЧ основан на явлении токов Фуко, которые возникают в результате взаимодействия переменного магнитного поля с проводниками. При этом происходит быстрое и локализованное нагревание поверхности образца. Позволяя достичь очень высоких температур (обычно до 1000–1200 °C) за короткое время (несколько секунд), закалка токами высокой частоты обеспечивает не только высокую скорость нагрева, но и быстрое охлаждение, что минимизирует образование крупных зерен и дефектов в материалах.
В отличие от ТВЧ, закалка токами промышленной частоты (ТПЧ ) происходит при более низких частотах (50 Гц – 3кГц), что приводит к медленному процессу нагрева (более 1 минуты) и, как следствие, к более продолжительному времени нахождения материала на высоких температурах. Это, с одной стороны, может способствовать лучшему прогреву всей массы детали, но, с другой стороны, увеличивает риск образования гомогенных структур и, в некоторых случаях, может привести к нежелательной аустенитизации.

Микроструктура после закалки

После закалки ТВЧ наблюдается значительное изменение микроструктуры материала. В результате быстрого нагрева и охлаждения образуются структуры с мелким зерном, такие как мартенсит, что обеспечивает высокую твердость и прочность. Мелкое зерно также способствует лучшему распределению напряжений, что важно для повышения усталостной прочности и коррозионной стойкости. Это делает ТВЧ закалку популярной при обработке высоколегированных сталей и сплавов, где крайне важна высокая износостойкость.

В свою очередь, закалка ТПЧ может привести к образованию более крупного зерна по сравнению с закалкой ТВЧ, что негативно скажется на механических свойствах детали. При длительном нахождении в аустенитном состоянии микроструктура обычно термически изменяется, что приводит к образованию менее прочных фаз. Таким образом, даже с использованием адекватного охлаждения, качество и характеристики микроструктуры после ТПЧ закалки могут быть менее удовлетворительными по сравнению с ТВЧ.

Заключение

В итоге, выбор между закалкой ТВЧ и ТПЧ зависит от требуемых свойств обрабатываемого материала и его применения. Закалка ТВЧ обеспечивает более быстрое и контролируемое нагревание с формированием мелкозернистой структуры, в то время как закалка ТПЧ обеспечивает более равномерное распределение тепла, но не всегда приводит к необходимым микроструктурным изменениям. Для достижения оптимальных механических свойств, знание этих различий и их применение в зависимости от конкретных требований играет критическую роль в современных технологиях обработки металлов.