Jedním z nedávných mimořádných pokroků v oblasti tepelného zpracování byla aplikace indukční ohřev k lokalizovanému povrchovému zpevnění. Pokroky podmíněné aplikací vysokofrekvenčního proudu nebyly ničím menším než fenomenální. Tato velmi selektivní metoda kalení povrchů, která začala před poměrně krátkou dobou jako dlouho hledaný způsob kalení dosedacích ploch na klikových hřídelích (několik milionů z nich se používá, což vede k rekordům za celou dobu provozu), dnes zjišťuje, že tato velmi selektivní metoda kalení povrchů vytváří kalená místa na mnoha díly. Navzdory současné šíři použití je indukční kalení stále v počáteční fázi. Jeho pravděpodobné využití pro tepelné zpracování a kalení kovů, ohřev pro kování nebo pájení nebo pájení podobných a nepodobných kovů je nepředvídatelné.
Indukční kalení Výsledkem je výroba místně kalených ocelových předmětů s požadovaným stupněm hloubky a tvrdosti, základní metalurgickou strukturou jádra, demarkační zónou a kaleným pouzdrem, prakticky bez zkreslení a bez tvorby okují. Umožňuje konstrukci zařízení, která zaručuje mechanizaci celé operace pro splnění požadavků výrobní linky. Časové cykly v délce pouhých několika sekund jsou udržovány automatickou regulací výkonu a zlomkovými intervaly ohřevu a kalení, které jsou nezbytné pro vytvoření faxových výsledků náročných speciálních fixací. Zařízení pro indukční kalení umožňuje uživateli povrchově kalit pouze nezbytnou část většiny ocelových předmětů a zachovat tak původní tažnost a pevnost; vytvrzovat předměty složitého designu, které nelze schůdným způsobem upravovat jiným způsobem; eliminovat obvyklou nákladnou předúpravu, jako je poměďování a nauhličování, a nákladné následné rovnání a čištění; snížit náklady na materiál díky širokému výběru ocelí, ze kterých si lze vybrat; a kalit plně opracovaný předmět bez nutnosti jakýchkoli dokončovacích operací.
Náhodnému pozorovateli by se mohlo zdát, že indukční kalení je možné v důsledku určité transformace energie, ke které dochází v indukční oblasti mědi. Měď přenáší elektrický proud o vysoké frekvenci a v intervalu několika sekund se povrch kusu oceli umístěný v této oblasti pod napětím zahřeje na svůj kritický rozsah a kalí se na optimální tvrdost. Pro výrobce zařízení pro tento způsob kalení to znamená aplikaci jevů hystereze, vířivých proudů a skinefektu k efektivní produkci lokalizovaného povrchového kalení.
Zahřívání se provádí pomocí vysokofrekvenčních proudů. V současné době se široce používají specificky zvolené frekvence od 2,000 10,000 do 100 000 cyklů a více než XNUMX XNUMX cyklů. Proud této povahy protékající induktorem vytváří vysokofrekvenční magnetické pole v oblasti induktoru. Když je magnetický materiál, jako je ocel, umístěn do tohoto pole, dochází k rozptýlení energie v oceli, která produkuje teplo. Molekuly v oceli se pokoušejí vyrovnat se s polaritou tohoto pole a při této změně tisíckrát za sekundu vzniká obrovské množství vnitřního molekulárního tření jako výsledek přirozené tendence oceli odolávat změnám. Tímto způsobem se elektrická energie přeměňuje prostřednictvím tření na teplo.
Protože však další inherentní charakteristikou vysokofrekvenčního proudu je koncentrace na povrchu jeho vodiče, zahřívají se pouze povrchové vrstvy. Tato tendence, nazývaná „efekt kůže“, je funkcí frekvence a za jinak stejných okolností jsou vyšší frekvence účinné v menších hloubkách. Třecí akce produkující teplo se nazývá hystereze a je zjevně závislá na magnetických vlastnostech oceli. Když tedy teplota překročí kritický bod, ve kterém se ocel stane nemagnetickou, veškeré hysteretické zahřívání ustane.
Existuje další zdroj tepla díky vířivým proudům, které proudí v oceli v důsledku rychle se měnícího toku v poli. S rostoucím odporem oceli s teplotou se intenzita tohoto působení snižuje, jak se ocel zahřívá, a je pouze zlomkem její „studené“ původní hodnoty, když je dosaženo správné kalicí teploty.
Když teplota indukčně ohřívané ocelové tyče dosáhne kritického bodu, ohřev v důsledku vířivých proudů pokračuje značně sníženou rychlostí. Protože celá akce probíhá v povrchových vrstvách, je ovlivněna pouze tato část. Původní vlastnosti jádra jsou zachovány, povrchové zpevnění se provádí kalením, když je v povrchových oblastech dosaženo úplného roztoku karbidu. Pokračující aplikace energie způsobuje zvýšení hloubky tvrdosti, protože jak se každá vrstva oceli zahřeje, proudová hustota se posune k vrstvě pod ní, která nabízí nižší odpor. Je zřejmé, že výběr správné frekvence a řízení výkonu a doby ohřevu umožní splnění jakýchkoli požadovaných specifikací povrchového kalení.
Hutnictví z Indukční topení
Neobvyklé chování oceli při indukčním ohřevu a získané výsledky si zasluhují diskusi o příslušné metalurgii. Rychlosti rozpouštění karbidu menší než jedna sekunda, vyšší tvrdost než při zpracování v peci a nodulární typ martenzitu jsou body ke zvážení
které klasifikují metalurgii indukčního kalení jako „odlišnou“. Dále nedochází k oduhličování povrchu a růstu zrn kvůli krátkému cyklu ohřevu.
Indukční vytápění vytváří tvrdost, která je udržována v 80 procentech své hloubky, a odtud dále postupný pokles přes přechodovou zónu k původní tvrdosti oceli, která se nachází v jádru, které nebylo ovlivněno. Vazba je tak ideální a eliminuje jakoukoli možnost odlupování nebo zkreslení.
Úplného rozpouštění karbidu a homogenity, o čemž svědčí maximální tvrdost, lze dosáhnout s celkovou dobou ohřevu 0.6 sekundy. Z této doby je pouze 0.2 až 0.3 sekundy ve skutečnosti nad spodní kritickou hodnotou. Je zajímavé poznamenat, že zařízení pro indukční kalení je v každodenním provozu na výrobní bázi s kompletním karbidovým řešením, které je výsledkem cyklu ohřevu a kalení, jehož celková doba je kratší než 0.2 sekundy.
Jemný nodulární a homogennější martenzit, který je výsledkem indukčního kalení, je snadněji patrný u uhlíkových ocelí než u legované oceli, protože většina legovaného martenzitu má nodulární vzhled. Tato jemná struktura musí mít pro svůj původ austenit, který je výsledkem důkladnější difúze karbidu, než se získá tepelným ohřevem. Prakticky okamžitý vývoj kritických teplot v celé mikrostruktuře alfa železa a karbidu železa zvláště napomáhá rychlému rozpouštění karbidu a distribuci složek, jejichž nevyhnutelným produktem je dokonale homogenní autentit. Přeměna této struktury na martenzit dále vytvoří martenzit, který má podobné vlastnosti a odpovídající odolnost vůči opotřebení nebo pronikání do nástrojů. 
vysokorychlostní ohřev indukcí