При индукционном нагреве металлов, действующее на электроны поле, имеет другое происхождение. Для объяснения его, рассмотрим систему из катушки, подключенной к источнику переменного напряжения, и помещенного внутри ее металлического тела.
По закону Эрстеда, ток в катушке создает внутри ее меняющееся во времени магнитное поле. В свою очередь, по закону индукции Фарадея, это магнитное поле возбуждает электрическое поле.
Известно, что силовые линии магнитного поля замкнуты, а электрического - начинаются у положительного заряда и заканчиваются у отрицательного. В рассматриваемой системе, зарядов нет. В соответствии с законом индукции, роль источника электрического поля выполняет меняющееся магнитное. Силовые линии электрического поля будут поэтому замкнутыми, охватывая силовые линии магнитного. Электроны в металлическом теле, под действием создавшегося электрического поля, будут двигаться по замкнутым траекториям, образуя вихревые токи (называемые, обычно, токами Фуко). Переменное магнитное поле, необходимое для создания вихревых токов, создается переменным электрическим током (изменяющим во всех практических случаях свою величину по закону синусоиды).
Распределение вихревых токов в теле, окруженном индукционной катушкой, как и в обычных электрических цепях, зависит от частоты тока источника питания. Если по проводнику идет постоянный ток, он охватывает все сечение и равномерно распределяется по всей его площади. Плотность тока в такой цепи находится простым делением его полной величины на площадь сечения проводника.
Термическая обработка в металлургии
Устройства, используемые для различных видов термообработки полуфабрикатов изменяются, соответственно требованиям современной техники. Повысились запросы к однородности показателей физико-механических и химических свойств в партиях полуфабрикатов (листов, лент, прутков, проволоки, труб и трубок штампованных и фасонных литых изделий). Повысились требования к чистоте поверхности этих видов продукции, к масштабам их выпуска, к снижению их стоимости.
В связи с этим в производстве появляются новые технологические процессы термообработки, новые виды печей, которые работают с защитной атмосферой.
В качестве защитной атмосферы для латуни и бронзы при нагревах в интервале температур 430-760 С°. В зарубежной практике применяют экзотермический бедный неочищенный газ (11,5% С02; 0,7% СО; 0,7% Н2; 87,1%) и экзотермический очищенный газ (3,0% СО; 3,0% Н2; 94,0%).
В результате особенных свойств латунных сплавов они при нагревании в защитных атмосферах не дают «светлой» блестящей поверхности, а приобретают при этом только «чистую» поверхность. Благодаря низкой температуре кипения (905,4 С°) при нагревании цинк частично испаряется, поверхность отжигаемых полуфабрикатов становится шероховатой, а при просачивании в печь воздуха даже имеет тонкий налет.
