Под воздействием высокой температуры стальная поверхность покрывается оксидной пленкой и меняет свой цвет
Цвета побежалости – распространенное явление, которое многие могли наблюдать на поверхности металлического изделия после его нагрева до определенной температуры. Оно представляет собой изменение окраски металла – однотонное или с чередованием различных оттенков. К примеру, такое проявление воздействия высокой температуры можно наблюдать на поверхности горячекатаного листового проката, в местах сварки, на рабочих элементах различного технологического оборудования.
Такой эффект выглядит довольно интересно, а также может улучшить качество металлического изделия, поэтому его нередко вызывают искусственно.
Рассмотрим, как появляются цвета побежалости, как получить их специально, какое может быть практическое применение у такого эффекта и как устранить его в случае необходимости.
Появление этого эффекта связано с образованием на поверхности материала оксидной пленки в результате нагрева. Несмотря на крайне малую толщину – не более нескольких молекул – она влияет на интенсивность и длину волны света, отражаемого поверхностью. Такой эффект называется интерференцией. Подобное можно наблюдать на мыльном пузыре или на воде с пленкой из нефтепродуктов.
Толщина, состав и плотность слоя окислов могут быть непостоянными, что влияет на характеристики отражаемых поверхностью световых волн. В результате разные участки металла окрашиваются в различные цвета – от бледно-желтого до темно-фиолетового. К примеру, темные синие и фиолетовые оттенки побежалости появляются при отражении поверхностью преимущественно волн большой длины, а при коротковолновом диапазоне отражаемого света поверхность приобретает желтый оттенок.
Такое явление можно встретить в природе, где тончайшая прозрачная пленка, способная создавать эффект интерференции, образуется на стекле, минералах или металлах при длительном контакте предмета, например, с почвой.
Искусственное появление эффекта побежалости обычно связано с термической обработкой, сваркой или иными видами температурных воздействий на металл. Так, при сварке конструкций из уголка, профиля, круглой или прямоугольной трубы вокруг сварного шва видно изменение окраса стальной поверхности. Также данный эффект можно наблюдать в процессе закалки металлических заготовок или изделий.
Образующаяся при термической обработке оксидная пленка придает изделию привлекательный вид, поэтому ее нередко применяют для декоративной отделки. Также эффект побежалости применяется при производстве и лазерной маркировке продукции металлообработки или различного металлического инструмента.
Один из видов обработки называется воронением. Вороненые металлические поверхности и изделия демонстрируют повышенную устойчивость к коррозии, получают благородный и долговечный цвет без применения красящих составов. К примеру, такая технология широко используется при производстве огнестрельного оружия, крепежных элементов (например, саморезов).
В процессе воронения заготовку покрывают минеральным маслом, после чего нагревают до определенной температуры. Цвет получаемого окраса может зависеть от состава масла и металла, скорости нагревания и охлаждения заготовки. В результате металлическая поверхность покрывается долговечным слоем окислов, устойчивым к механическому воздействию, влиянию влаги и воздуха.
В среде специалистов интенсивность и характер цветов побежалости нередко рассматривают в качестве индикатора температурного режима. До появления точных контролирующих приборов и измерительного оборудования мастера нередко использовали данный эффект для того, чтобы определить степень нагрева металлического изделия.
И в наши дни опытный кузнец, токарь или сварщик по интенсивности и сочетанию цветов побежалости может сделать определенные выводы о температуре нагрева заготовки или ее физических свойствах.
Однако следует учитывать, что этот метод довольно приблизительный и не может дать точных сведений о градусе разогрева металла. Дело в том, что помимо рабочей температуры на характер окрашивания влияет целый набор факторов:
Даже особенности освещения в помещении могут существенно исказить цветовую картину.
Вместо визуальной оценки цветов побежалости в современной промышленности для температурного контроля используют точные и удобные лазерные приборы – пирометры.
Повсеместно используемые саморезы подвергаются воронению для лучшей защиты от влаги
Появление эффекта побежалости часто является побочным проявлением при термическом воздействии на металл. Однако нередко при обработке металла такой эффект вызывается намеренно – например, при воронении отдельных деталей или изделия целиком.
В общих чертах процесс воронения протекает в следующем порядке:
При этом важно исключить воздействие воды и других технических жидкостей на обрабатываемую поверхность. Также необходимо обеспечить равномерность нагревания и соблюдение температурного режима для подвергаемого воронению материала.
Не всегда появление цветов побежалости – желаемый эффект. Чтобы избавиться от образовавшейся оксидной пленки, можно использовать один из трех методов:
Использование любого из перечисленных методов требует соблюдения мер предосторожности: исключить контакт с оголенными проводами или химическими растворами.
