Побежалость металла: как возникает, способы устранения

Причины появления
Применение эффекта побежалости
Цвет побежалости как индикатор температуры нагрева
Как искусственно получить цвет побежалости
Как устранить эффект побежалости

Побежалость металла — это оптическое изменение поверхности материала в результате окисления при высоких температурах. Может проявляться в виде разноцветных пленок или окраски от желтого до синего или фиолетового цвета.

Эффект возникает при сварке, термической обработке или при длительном нагревании металла на открытом воздухе. Она может быть нежелательным дефектом, портящим вид изделия, влияющим на его коррозионную стойкость. В некоторых случаях реакцию используют в декоративных целях.

Причины появления

Цвет материала меняется, если разные световые волны накладываются друг на друга. Явление называется интерференцией. Его можно наблюдать при преломлениях света в линзе.

На поверхности металла собираются частицы, вступившие в реакцию с кислородом. Они образуют оксидную пленку. Высокая температура разрушает ее и одновременно ускоряет окисление вещества. Верхние слои разрушаются и теряют способность отражать определенные оттенки. Из-за интенсивность процесса световые волны смешиваются и материала видоизменяется.

Первым исчезает фиолетовый цвет, затем элементы теряют способность отражать желтый, зеленый и красный. При сильном нагреве остается только белый. Отсюда и выражение «раскалить добела».

Применение эффекта побежалости

Интерференцию света можно наблюдать при обработке заготовок. Почти все операции с ним связаны с повышением температуры. Например, в процессе сварки видоизменяется окраска поверхности стали вокруг сварного шва. Эффект наблюдается при закалке деталей, иногда при рубке или резке.

Окислившиеся частицы создают особый слой необычного вида, который некоторые находят привлекательным. Обработанные таким образом детали используют в качестве украшений, либо оформляют ими предметы интерьера, например, мебель.

Эффект также применяется при производстве и лазерной маркировке металлических изделий, потому как создает уникальные стойкие метки.

Цвет побежалости как индикатор температуры нагрева

В металлообработке интерференция иногда становится показателем, позволяющим оценить температуру заготовки. До появления современных приборов мастера использовали побежалость как визуальный индикатор степени нагрева металлических изделий.

В настоящем опытный кузнец, токарь или сварщик тоже могут определить состояние тела по его оттенку. Так специалисты определяют, можно ли производить операции с заготовкой или нет.

Факторы, влияющие на побежалость:

Температура нагрева;
Скорость нагрева, остывания: чем быстрее нагревается и остывает металл, тем менее интенсивным будет цвет побежалости;
Продолжительность воздействия: чем дольше объект находится под термическим воздействием, тем насыщеннее получится цвет;
Химический состав: на стали появятся одни оттенки, на меди или алюминии другие.

Метод не позволяет точно определить температуру. Он может быть использован как дополнительный индикатор, но не заменит измерение специальными приборами.

Как искусственно получить цвет побежалости

В некоторых случаях заготовки подвергают обработке для намеренного изменения их вида. Самый распространенный способ — воронение. Метод позволяет получить особый цвет без использования красящих веществ.

При воронении поверхность объекта покрывают маслом с минералами, а затем нагревают его. Состав вступает в реакцию с кислородом и частицами основы. Итоговая окраска зависит от состав нанесенного масла, скорости нагрева, охлаждения.

В результате получается прочный слой оксидов, который защищает изделие от повреждений, придает ему особый внешний вид. Метод применяется в производстве огнестрельного оружия, крепежа, украшений.

Как устранить эффект побежалости

Для удаления оксидной пленки можно воспользоваться одним из трех способов.

Механический. Включает применение углошлифовальной машины, войлочного круга и специальных полировочных паст. Этот способ позволяет быстро удалить окислившиеся элементы, добиться нужной степени шероховатости;
Химический. Предполагает использование растворов уксусной или азотной кислот. Соединения уничтожают оксиды, пассивируют обрабатываемую поверхность;
Электрохимический. На рабочее тело воздействуют понижающим трансформатором вместе с раствором лимонной кислоты.

Контакты от трансформатора устанавливают на объекте и электроде, затем обрабатывают поверхность войлоком, смоченным в лимонной кислоте. Этот метод позволяет достичь блестящей зеркальной поверхности.

Возврат к списку