Закалка стали в домашних условиях: Как закалить металл в домашних условиях: видео, способы
Как закалить металл в домашних условиях: видео, способы
Если знать, как закалить металл правильно, то даже в домашних условиях можно повысить твердость изделий из него в два-три раза. Причины, по которым возникает необходимость в этом, могут быть самыми разными. Такая технологическая операция, в частности, требуется в том случае, если металлу надо придать твердость, достаточную для того, чтобы он мог резать стекло.
Закалка металла в домашних условиях
Чаще всего закалить надо режущий инструмент, причем выполняется термическая обработка не только в том случае, если надо увеличить его твердость, но также и тогда, когда данную характеристику требуется уменьшить. Когда твердость инструмента слишком мала, его режущая часть будет заминаться в процессе эксплуатации, если же она высока, то металл будет крошиться под воздействием механических нагрузок.
Немногие знают, что существует простой способ, позволяющий проверить, насколько хорошо закален инструмент из стали, не только в производственных или домашних условиях, но и в магазине, при покупке. Для того чтобы выполнить такую проверку, вам потребуется обычный напильник. Им проводят по режущей части приобретаемого инструмента. Если тот закалили плохо, то напильник будет как будто прилипать к его рабочей части, а в противоположном случае – легко отходить от тестируемого инструмента, при этом рука, в которой находится напильник, не будет чувствовать на поверхности изделия никаких неровностей.
Зависимость твердости стали от режима термобоработки
Если все же так вышло, что в вашем распоряжении оказался инструмент, качество закалки которого вас не устраивает, переживать по этому поводу не стоит. Решается такая проблема достаточно легко: закалить металл можно даже в домашних условиях, не используя для этого сложного оборудования и специальных приспособлений. Однако следует знать, что закалке не поддаются малоуглеродистые стали. В то же время твердость углеродистых и инструментальных стальных сплавов достаточно просто повысить даже в домашних условиях.
Технологические нюансы закалки
Закалка, которая является одним из типов термической обработки металлов, выполняется в два этапа. Сначала металл нагревают до высокой температуры, а затем охлаждают. Различные металлы и даже стали, относящиеся к разным категориям, отличаются друг от друга своей структурой, поэтому режимы выполнения термической обработки у них не совпадают.
Термическая обработка металла (закалка, отпуск и др.) может потребоваться для:
- его упрочнения и повышения твердости;
- улучшения его пластичности, что необходимо при обработке методом пластической деформации.
Закаливают сталь многие специализированные компании, но стоимость этих услуг достаточно высока и зависит от веса детали, которую требуется подвергнуть термической обработке. Именно поэтому целесообразно заняться этим самостоятельно, тем более что сделать это можно даже в домашних условиях.
Если вы решили закалить металл своими силами, очень важно правильно осуществлять такую процедуру, как нагрев. Этот процесс не должен сопровождаться появлением на поверхности изделия черных или синих пятен. О том, что нагрев происходит правильно, свидетельствует ярко-красный цвет металла. Хорошо демонстрирует данный процесс видео, которое поможет вам получить представление о том, до какой степени нагревать металл, подвергаемый термической обработке.
В качестве источника тепла для нагрева до требуемой температуры металлического изделия, которое требуется закалить, можно использовать:
- специальную печь, работающую на электричестве;
- паяльную лампу;
- открытый костер, который можно развести во дворе своего дома или на даче.
Закалка ножа на открытых углях
Выбор источника тепла зависит от того, до какой температуры надо нагреть металл, подвергаемый термической обработке.
Выбор метода охлаждения зависит не только от материала, но также от того, каких результатов нужно добиться. Если, например, закалить надо не все изделие, а только его отдельный участок, то охлаждение также осуществляется точечно, для чего может использоваться струя холодной воды.
Технологическая схема, по которой закаливают металл, может предусматривать мгновенное, постепенное или многоступенчатое охлаждение.
Быстрое охлаждение, для которого используется охладитель одного типа, оптимально подходит для того, чтобы закаливать стали, относящиеся к категории углеродистых или легированных. Для выполнения такого охлаждения нужна одна емкость, в качестве которой может использоваться ведро, бочка или даже обычная ванна (все зависит от габаритов обрабатываемого предмета).
Охлаждение заготовки ножа в масле
В том случае, если закалить надо стали других категорий или если кроме закалки требуется выполнить отпуск, применяется двухступенчатая схема охлаждения. При такой схеме нагретое до требуемой температуры изделие сначала охлаждают водой, а затем помещают в минеральное или синтетическое масло, в котором и происходит дальнейшее охлаждение. Ни в коем случае нельзя использовать сразу масляную охлаждающую среду, так как масло может воспламениться.
Для того чтобы правильно подобрать режимы закалки различных марок сталей, следует ориентироваться на специальные таблицы.
Режимы термообработки быстрорежущих сталей
Режимы термической обработки легированных инструментальных сталей
Режимы термической обработки углеродистых инструментальных сталей
Закалка стали в домашних условиях: как закалить нержавейку самому
Термообработка металлов – это один из основных способов улучшения их механических и физико-химических характеристик: твердости, прочности и других.
Одним из видов термообработки является закалка. Она успешно применялась человеком кустарным способом еще с давних времен. В Средневековье этот способ термической обработки использовали, чтобы улучшить прочность и твердость металлических предметов быта: топоров, серпов, пил, ножей, а также боевого оружия в виде копий, сабель и других.
И сейчас используют такой способ улучшения характеристик металла, не только в промышленных масштабах, но и в домашних условиях, в основном для закалки металлических предметов быта.
Что такое закалка металлов и ее виды
Под закалкой понимают вид термообработки металла, состоящий из его нагрева до температуры, при достижении которой наступает изменение структуры кристаллической решетки (полиморфное превращение) и дальнейшего ускоренного охлаждения в воде или масляной среде. Целью такой термообработки является повышение твердости металла.
Применяется также закалка, при которой температура нагрева металла не дает состояться полиморфному превращению. В этом случае фиксируется его состояние, которое свойственно металлу при температуре нагрева. Это состояние называют пересыщенным твердым раствором.
Технологию закалки с полиморфным превращением используют в основном для изделий из стальных сплавов. Цветные металлы подвергают закалке без достижения полиморфного изменения.
После такой обработки стальные сплавы становятся тверже, но при этом они приобретают повышенную хрупкость, теряя пластичность.
Чтобы снизить нежелательную хрупкость после нагрева с полиморфным изменением, применяется термообработка, называемая отпуском. Она проводится при более низкой температуре с постепенным дальнейшим охлаждением металла. Таким способом снимается напряжение металла после процесса закаливания, и уменьшается его хрупкость.
При закалке без полиморфного превращения нет проблемы с излишней хрупкостью, но твердость сплава не достигает требуемого значения, поэтому при повторной термической обработке, называемой старением, ее наоборот повышают за счет распада пересыщенного твердого раствора.
Особенности закалки стали
Закаливаются в основном нержавеющие стальные изделия и сплавы, предназначенные для их изготовления. Они имеют мартенситную структуру и характеризуются повышенной твердостью, приводящей к хрупкости изделий.
Если провести термообработку таких изделий с нагревом до определенной температуры с последующим быстрым отпуском, то можно добиться повышения вязкости. Это позволит использовать такие изделия в различных сферах.
Виды закаливания сталей
В зависимости от предназначения нержавеющих изделий, можно провести закалу всего предмета или только той его части, которая должна быть рабочей и иметь повышенные прочностные характеристики.
Поэтому закалку нержавеющих изделий подразделяют на два способа: глобальный и локальный.
Видео:
Охлаждающая среда
Достижение необходимых свойств нержавеющих материалов во многом зависит от выбора способа их охлаждения.
Разные марки нержавеющих сталей подвергаются охлаждению по-разному. Если низколегированные стали охлаждают в воде или ее растворах, то для нержавеющих сплавов для этих целей применяют масляные растворы.
Важно: При выборе среды, в которой проводят охлаждение металла после нагрева, следует учитывать, что в воде охлаждение проходит быстрее, чем в масле! Например, вода температурой 18°C способна охладить сплав на 600°C за секунду, а масло всего на 150°C.
Для того, чтобы получить высокую твердость металла, охлаждение проводят в проточной холодной воде. Также для повышения эффекта закалки для охлаждения готовят соляной раствор, добавляя в воду около 10% поваренной соли, ил
Как правильно закалить металл в домашних условиях?
При изготовлении различных изделий из стали или сплавов иногда возникает вопрос о том, как правильно закалить металла в домашних условиях. Мастер перед собой ставит цель – получить деталь, которая обладает определенной прочностью. Не всегда удается осуществить закалку, даже имея нужное оборудование. Причин бывает несколько. Во многих случаях можно преодолеть препятствия и добиться требуемого результата.
Желая производить подобные заготовки, изготавливают малогабаритное технологическое оборудование. С его помощью можно выполнять термообработку стальных изделий.
Введение в металловедение
В технологии термической обработки сталей предусматривается ряд способов теплового воздействия. В результате меняется размер зерна. От этого меняется твердость.
В составе стали имеются:
- Феррит – это основная составляющая. Зерна металла под микроскопом легко увидеть. Они обычно на шлифах представлены в виде белого или светло-серого цвета.
- Перлит – это эвтектоидное механическое соединение железа и углерода. Для этой составляющей отмечают высокую твердость и прочность.
- Цементит – предельное соединение железа с углеродом Fe₃C. Одна чистый цементит довольно хрупкое вещество.
- Графит – одна из форм углерода. В металлах он может быть представлен в виде шарообразных включений. Его присутствие отмечают в дамасских сталях, которые получают методом ковки.
- Аустенит – одна из форм сплава. Она возникает при температуре 727 ⁰С и выше. Данная составляющая представляет псевдоожиженный металл. Для него характерна высокая пластичность, податливость. Появление аустенита при нагревании определяется по отсутствию магнитных свойств.
Принята классификация соединения – железо-цементит в следующих значениях:
- 0,0…2,18 % углерода – это стали;
- 2,14…6,67 % углерода – чугуны.
У сталей есть и еще различия:
- 0,0…0,8 – низкоуглеродистые стали;
- 0,8…2,14 – углеродистые стали.
Диаграмма Fe – Fe₃C. В зависимости от температуры и концентрации железа и углерода образуются разные виды соединений. Они определяют механические свойства металла:
Термообработка
Тепловая обработка металла выполняется ради изменения характеристик сплава железа с углеродом.
Отжиг – термообработка, целью которой является снижение прочностных свойств стали. Производится путем нагревания до температуры выше аустенитного состояния с последующим медленным охлаждением (до 6…8 часов) в камере, где производился разогрев.
Нормализация – вариант отжига, производимого для снижения напряжений внутри металла. Обычно нормализацию выполняют, нагревая до 727 ⁰С и выше с медленным охлаждением (до 1…2 часов) при открытых дверках нагревательной печи.
Закалка – метод изменения размеров зерна при резком охлаждении металла из состояния аустенита до значений окружающей среды.
Отпуск – термическая обработка, в результате которой снимаются внутренние напряжения в металле. Различают: низкий, средний и высокий отпуск. Для каждого характерны свои значения температур.
Проверка твердости
Твердость металлов определяют двумя методами:
- По Бринеллю, в металл вдавливается металлический шарик.
- По Роквеллу, заключается во вдавливании конуса из прочной пирамиды (алмаз) небольшого размера.
При определении твердости по Бринеллю измеряют размер следа, оставленного шариком при надавливании с усилием, величина которого зависит от предполагаемой твердости и использованного шарика. В испытаниях используют шарики разного диаметра (1,…10 мм). Перерасчет показаний выполняют по формуле:
Где F – сила, прилагаемая на приборе, Н; D – диаметр шарика, используемого при проверке твердости, мм; d – диаметр отпечатка. Измеряется под микроскопом, у которого имеет специальная линейка. Точность измерений до 0,01 мм.
Данный метод рекомендован для определения твердости не более 300…320 единиц. Если требуется определить более твердые предметы, то используют прибор Роквелла. По этой шкале информацию обозначают HRC и числовое значение.
На основании многочисленных исследований установлено, что для ножевой стали показатель HRC 55…63 будет довольно высоким. При проектировании зубчатых передач и изготовлении шестерен также выполняют закалку поверхности зубьев. Конструкторы задают твердость до HRC 52…58. Металлорежущий инструмент (резцы, сверла, долбяки, фрезы) имеют твердость HRC 60…65.
Закалка и отпуск
Закалку производят путем нагревания до температуры выше получения аустенита. Для некоторых сталей рекомендуют некоторый перегрев, который необходим для получения псевдоожиженного состояния по всей массе металла.
Закалить можно углеродистые стали, в которых содержание углерода превышает 0,8 %. При меньшем значении закалка не получается. Быстрое охлаждение не формирует мелкое зерно металла.
Кристаллическая решетка стали до (а) и после (б) закалки. Получено путем исследования шлифов образцов стали
Закалку выполняют в воздухе, воде и масле. В основном проще выполнить закалку в масле, причины в следующем:
- При погружении в масло на поверхности металла не образуются пузырьки кипящей жидкости, которые снижают скорость охлаждения.
- Вокруг металлического предмета образуется циркулирующий поток жидкости, который активизирует процесс конвективной теплоотдачи.
- Масло перед закалкой можно нагреть до температуры 250…350 ⁰С. Тогда осуществляется двухступенчатый процесс закаливания (в масле и воде, один за другим).
Внимание! В некоторых источниках можно прочитать, что закалку выполняют на газовой плите. Подобное могут написать только дилетанты, которые никогда не добивались реального результата.
Температуру определяют с помощью пирометра излучения. Точность измерений до 1…3 ⁰С. Но стоимость подобного прибора довольно высока. Поэтому нагрев до того или иного значения определяют визуально. Для этого пользуются специальными таблицами. Ориентируясь на цвета можно попытаться самостоятельно закалить металл.
Цветовая диаграмма нагрева стали:
Отпуск проводят с целью снятия внутренних напряжений в металле. Деталь нагревают до нужной температуры, а потом дают возможность медленно остывать на воздухе.
Различают несколько видов отпуска:
- Низкий, применяют для металлорежущего инструмента.
- Средний, используют для инструментов для обработки древесины.
- Высокий, находит использование в машиностроении для зубчатых передач или шкивов клиноременных трансмиссий.
Для визуального определения температуры нагрева пользуются пирометром. Можно приблизительно установить температуру нагрева, сопоставляя вид заготовки при нагревании с базовой таблицей. Нагревая сталь, на поверхности наблюдают цвета побежалости, они имеют различный окрас.
Цвета побежалости при нагревании сталей:
Кроме углеродистых сталей термообработку выполняют для легированных сплавов. Наличие в составе металла дополнительных элементов улучшает прочностные характеристики.
В таблице показаны рекомендуемые режимы закалки и отпуска для разных видов сталей. Для ножа используют все виды представленных материалов.
| Режим термообработки и твердость стали | |||||||
| Марки стали по ГОСТ | Температура нагревания металла, ⁰С | Среда для охлаждения | Твердость после закалки, HRC | Режим отпуска (⁰С) и получаемая твердость HRC | |||
| 170…210 | 220…350 | 360…420 | 420…550 | ||||
| У7…У7Б | 780…830 | масло | 58…62 | 59…63 | 57…60 | 52…54 | 48…53 |
| У8…У8В | 790…835 | масло | 60…64 | 60…65 | 58…60 | 51…55 | 47…50 |
| У9…У9А | 780…840 | масло | 56…63 | 58…62 | 54…59 | 49…53 | 48…53 |
| У10…У10А | 730…800 | масло | 58…62 | 57…64 | 57…64 | 48…53 | 49…52 |
| У12…У12А | 760…810 | масло | 59…64 | 60…65 | 58…60 | 49…52 | 49…52 |
| 40 | 740…820 | масло | 48…53 | 49…55 | 39…45 | 32…40 | 28…31 |
| 40Х | 720…830 | масло | 50…54 | 52…57 | 48…50 | 44…49 | 29…32 |
| 35ХГСН | 780…810 | масло | 45..52 | 45..52 | 35..42 | 45..52 | 38…40 |
| 5ХНМ | 790…835 | масло | 45…50 | 46…52 | 40…48 | 46…52 | 36…40 |
| 5ХНВ | 780…840 | масло | 48…52 | 48…52 | 44…47 | 40…48 | 38…40 |
| 65Г | 730…810 | вода/масло | 59…64 | 59…64 | 55…57 | 51…54 | 46…48 |
| ХВГ | 760…820 | вода/масло | 54…59 | 56…60 | 48…50 | 42…47 | 33…36 |
| ХВС | 740…820 | вода/масло | 54…58 | 52…56 | 44…47 | 40…44 | 39…42 |
| Х12М | 720…830 | вода/масло | 50…57 | 48…53 | 55…57 | 53…55 | 36…38 |
| 9ХС | 760…810 | вода/масло | 5 | ||||
Как закалить сталь в домашних условиях?
Многие инструменты, с которыми приходится работать в мастерской, должны иметь определенную прочность. Домашние мастера задаются вопросом: «Как закалить сталь в домашних условиях?» От твердости режущей кромки часто зависит качество изделия. Конечно, многим известно, что для закалки требуется нагреть предмет, а потом резко охладить. При этом можно услышать, как кто-то добился подобным способом необыкновенной твердости и прочности какой-либо детали.
Закалка в воде:
Попытка самостоятельно закалить изделие на огне газовой плиты или ином источнике тепла оказываются безрезультатными. Разогретая до красного свечения заготовка при резком охлаждении повышает прочность незначительно, а иногда происходит и обратное явление – твердость снижается.
Введение в технологию металлов
Сталь, с которой приходится сталкиваться чаще всего, представляет сплав железа с углеродом.
Наибольшее распространение получили конструкционные стали обыкновенного качества. В них содержится незначительное количество углерода (менее 0,8 %), поэтому любые попытки закалить изделия из подобного материала обречены на неудачу. Небольшое количество углерода не образует зерна цементита (карбида железа, Fe₃C). Именно этот ингредиент отвечает за получение твердости закаленной стали.
Кроме конструкционных, на металлургических предприятиях производят стали заданных свойств, в том числе и углеродистые сплавы. У них содержание углерода находится в пределах 0,8…2,14 %. При большем содержании второго компонента приходится иметь дело с чугунами. Это тоже черный металл, но свойства отличаются кардинально.
Проверка получения аустенита при нагревании с помощью магнита:
При выпуске изделий из металла пользуются пластичными материалами. Из них методом прессования добиваются получения специальных оригинальных форм. Например, детали корпуса автомобилей штампуются в холодном состоянии на специальных штампах. Этот инструмент состоит из матрицы и пуансона. Листовая заготовка проходит обжатие между составляющими (матрицей и пуансоном), получают конечную форму.
Для инструмента нужна твердость, поэтому при изготовлении выбирают материал, который можно закалить, чтобы в дальнейшем не происходило его деформации в процессе использования для штампования деталей.
Закаленные изделия из качественных легированных сталей:
Кроме углеродистых сталей, на практике используют сплавы с марганцем, хромом, молибденом, титаном и другими элементами. Наличие их в составе в определенном количестве характеризуется определенной маркой. Компоненты, улучшающие свойства сплава называют легирующими. Они заметно изменяют свойства:
- Повышают поверхностную прочность.
- Увеличивают твердость деталей на стадии заготовок.
- Могут закаляться при закаливании.
- Не ржавеют при нахождении в агрессивной среде.
Для маркировки легированных сталей используется свой метод, в нем определенные металлы сплава обозначены своими буквами. Цифры после букв указывают на содержание определенного компонента в десятых долях процента. Если имеет только буква, а за ней не следуют никакие цифры, значит, ингредиент может достигать до 1 % в составе сплава. Например, ХВГ характеризуется наличием в ней:
- около 1 % углерода;
- 0,8…1,2 % хрома (Х), этот компонент придает нержавеющие свойства;
- 0,9…1,1 % вольфрама (В), этот ингредиент увеличивает твердость и позволяет закалять изделия;
- 0,8…1,4 % марганца (Г, так договорились металлурги). Mn в составе стали придает пружинные свойства.
Внимание! ХВГ – это одна из лучших сталей для изготовления ножей. Отличается нержавеющими свойствами. При закалке можно добиться высокого значения твердости. На инструментальных заводах из этого материала изготавливают фрезы, прошивки и протяжки.
Металлы и сплавы для закалки
Из всей совокупности материалов, выпускаемых на металлургических предприятиях закалить можно только определенные сплавы. Они показаны в таблице.
Таблица «Металлы, подлежащие закалке»:
Технология закаливания
Муфельная печь для разогрева деталей:
Чтобы понять, как правильно закалить сталь, нужно рассмотреть процесс. Он заключается в следующем:
- Заготовку разогревают до температуры 750…770 ⁰С. В этом состоянии она перестает магнититься. Металлурги называют этот режим аустенитным. Возникает высокая пластичность. Зерна металла становятся крупными, между ними разрушается связь.
- Чтобы произошел прогрев всей детали, требуется время. У сталей есть особенность, нагретым может быть только поверхностный слой, всего несколько долей миллиметра. Ниже этого слоя температура может быть на 30…50 ⁰С ниже. Если не прогревать металл по толщине, то произойдет только поверхностное закаливание. При проверке на приборе Роквелла происходит прокол закаленного слоя, твердость не гарантируется.
- Разогретый металл закаливается в воде или в масле. Выбор среды для закаливания объясняется тем, что при закалке в воде вокруг металла образуется водяной пар. Он снижает скорость охлаждения в несколько раз. Пар может иметь температуру до 200…250 ⁰С, поэтому настоящего закаливания нет. При закаливании в масляной среде (у него температура кипения составляет 350…380 ⁰С) скорость охлаждения в несколько раз выше. Опытные мастера производят не разовое опускание предмета в масло, а выполняют несколько последовательных подъемов и опусканий вверх-вниз. Эти достигается взаимодействие металла с новыми порциями масла, скорость охлаждения возрастает.
- При закаливании крупное зерно, полученное при разогреве до аустенита, превращается мелкое (уменьшается размер в тысячи раз). Именно резкое уменьшение зерновой структуры способствует повышению поверхностной твердости.
- При закаливании внутри металла возникают внутренние напряжения. Иногда можно наблюдать, как тонкие детали при небольшом нагружении лопаются. Необходимо устранить их кратковременным нагревом до температуры отпуска.
- На практике подразделяют отпуск в нескольких режимах. Самым распространенным является низкий отпуск, который протекает при температуре 200…220 ⁰С. В быту его можно выполнить в духовке обычной газовой плиты. Ее разогревают до заданной температуры, кладут детали, которые нужно частично отпустить. Потом дают остыть металлу вместе со всей плитой (примерно 1…2 часа).
- Детали с низким отпуском служат в несколько раз дольше, чем закаленные, но без последующего отпуска.
Закалка в масле:
Закалка с помощью бытовых приборов
Для закаливания некоторые мастера пытаются использовать обычную газовую плиту. Диаметр горелки мощностью 2,5 кВт составляет 130 мм. При горении прогревается круг с внутренним диаметром 85…90 и с внешним 130…170 мм. Греется только кольцо. Нагреть металл можно до температуры 800 ⁰С.
Разогрев на газовой горелке:
Чтобы равномерно прогревать деталь, нужно устанавливать ограничения. Изготавливают металлический квадратный контур, внутри которого можно выровнять температуру. Контур желательно теплоизолировать, чтобы ограничить теплообмен с окружающей средой.
Для закаливания используют емкости, в которых используют отработанное минеральное масло.
С помощью паяльной лампы можно получить температуру 850…1000 ⁰С. При такой температуре проще прогреть подходящую деталь до нужной температуры. Чтобы ограничить тепловые потери, помещают в толстостенную трубу. Туда же направляют и поток продуктов сгорания горючего.
Разогрев паяльной лампой:
Внимание! Качественная закалка производится при нагревании в муфельной печи ли в горне, где все изделие находится в зоне разогрева.
Разогрев заготовки в горне на углях:
Видео: закалка стали в домашних условиях.
Заключение
- Закалка – это способ термической обработки металла, способствующий повышению твердости и прочности деталей.
- Оптимальная температура нагрева перед закаливанием составляет 750…770 ⁰С. Необходимо прогреть всё тело детали, поэтому необходима выдержка в течение 20…30 минут.
- Закалка в масле позволяет получать высокую скорость охлаждения. На поверхности изделия не образуется водяной пар.
- Для оптимального прогрева используют муфельные печи или горны. При использовании бытовых приборов трудно соблюсти равномерность нагревания деталей.
Как закалить нож или другую сталь в домашних условиях: виды закалки, их особенности и инструкция
Поверхностная закалка ножа обеспечивает дополнительную прочность режущему основанию. Термическая обработка стальной заготовки значительно улучшает механические и физические свойства этого предмета.
Если пренебрегать данным требованием, то увеличивается риск быстрого стирания металлической пластины. Простым языком, нож будет постоянно тупиться, что скажется на эксплуатационных качествах.
В нашем материале мы поговорим как сделать закалку ножа в домашних условиях. Здесь представлены рекомендации от профессионалов, которые знают все тонкости работы с металлом.
Из какого материала делают ножи?
Для производства ножей используют сплав углерода и железа. При нагревании этих компонентов образуется высокоуглеродистая сталь.
Данный материал способен справиться с резким перепадом температурного режима. Помимо этого, он отличается высокой плотностью и устойчивостью к различным механическим воздействиям.
Изделия из чистой углеродистой стали имеют довольно высокую стоимость. Чтобы сократить расходы материалов и компонентов, многие мастера предпочитают добавлять специальные добавки.
Для этого они используют следующие вещества:
- Молибден;
- Ванадий;
- Цинк;
- Вольфрам;
- Кальций.
Если в составе заготовки отмечают минимальное количество углеродистой стали, то какие изделия получаются эластичными. Они требуют правильной закалки, которая обеспечит им дополнительную прочность.
Изготавливаем камеру для закаливания металла
Перед тем как приступить к обработке металлического основания необходимо подготовить соответствующее оборудование. Особое внимание рекомендуется уделить печи, в которой будет производиться обработка высокой температурой.
Печная камера должна иметь габариты 30см х 20см х10 см. Ее изготавливают из огнеупорной глины и кирпича. Глиняный состав не должен содержать в себе каких-либо примесей.
Конструкция печи представляет собой прямоугольник. Стены и задняя панель выполняется на одном уровне. Впереди устанавливают металлическую дверь на петлях. Это позволит сохранять температуру внутри печной конструкции.
Для закалки стали понадобится от 300 до 900 градусов. Данный параметр напрямую зависит от материала, из которого выполнено металлическое изделие. Например, для закалки ножа из напильника понадобится температура равная 500 градусам.
В составе данного материала отмечают высокое содержание стали и минимальное количество вольфрама. Готовый предмет получается довольно прочным и долговечным.
Процесс закалки стали в домашних условиях
Самым простым способом закалки заготовки считается открытый огонь. Подобным методом пользовались ещё наши предки более 100 лет назад. Процесс обработки производится «на глаз».
Для рабочего процесса понадобятся следующие материалы и инструменты. К ним относятся:
- Огонь;
- Большая емкость с маслом;
- Ведро холодной воды;
- Металлические клещи с длинными рукоятками. Они помогут аккуратно доставать и опускать железо для дальнейшего накаливания.
Первым делом необходимо добиться нужной температуры. В печь отправляем горючий материал в виде дров и угля. Пламя начинает менять свой оттенок от ярко-оранжевого до малинового.
В это время в огонь добавляют дров и горючего материала. Когда языки пламени изменятся свою окраску на белый цвет, можно, переходить к закалке металлического изделия.
Основание ножа помещаем на горящие угли и оставляем до покраснения металла. В среднем для этого понадобится от 5 до 15 минут. Когда изделие приобретет ярко-красный оттенок его погружают масло.
Закалка ножа маслом помогает добавить пластичности и прочности. После первого погружения подобные манипуляции проводят течение ещё 5 раз. Далее отправляет металлический клинок обратно в нагревательную печь
.
Следующим шагом будет закалка холодной водой. Данная процедура является окончательной. Она добавляет прочности металлическому изделию. Раскаленную заготовку отправляют на 20 минут в ледяную воду. Фото закалки ножа представлена данная манипуляция.
Представляем вашему вниманию подробное видео закалки ножа. Здесь представлена вся очередной действий и манипуляции с углеродистой сталью.
Фото закалки ножа
- Также рекомендуем просмотреть:
Источник: https://mirrukodelija.ru/zakalka-nozha/
Как правильно закаливать ножи в домашних условиях, полезные советы
Даже если лезвие ножа изготовлено из высококачественной стали, оно все равно будет непрочным без предварительной закалки. Такой клинок может сломаться уже при небольшом нажиме, да и заточить его будет проблематично.
Многих пользователей не зря интересует вопрос, как закалить нож в домашних условиях, ведь именно после термообработки физико-механические свойства металла существенно улучшаются.
В процедуре нет ничего сложного, однако, если выполнить ее неверно, режущая часть инструмента будет быстро тупиться, что сделает эксплуатацию малоэффективной.
Особенности работы со сталью
Основной целью закалки металла является изменение его структуры и перестроение атомной решетки. При повышении температуры выше пиковой отметки, называемой точкой Кюри, сталь обретает особую прочность и износостойкость.
Последующее быстрое охлаждение позволяет снизить хрупкость металла, возникающую вследствие внутреннего напряжения, и повысить его пластичность. Сломать хорошо закаленную сталь будет уже непросто – трещины на ней появятся лишь при сгибании под углом свыше 45°.
Однако нарушение технологии закалки может привести к переходу атомной решетки в промежуточное состояние. При этом прочность материала, напротив, снизится.
Правильная закалка ножа в домашних условиях не так уж сложна. Главное – точно соблюдать время, температуру нагрева и охлаждения. При отсутствии специального оборудования не каждый вид стали получится закалить. Для этой цели подходят лишь металлы с высоким содержанием углерода. Узнать, какой вид стали использовался для изготовления лезвия, можно по маркировке – клейму на клинке.
Проще всего работать с изделиями из конструкционной разновидности марок 45, 50, жаропрочной 40´13 или инструментальной. Причем, чем выше содержание углерода, тем прочнее будет лезвие, однако обрабатывать (затачивать) его будет сложнее.
Клинки из стали высокоуглеродистых марок и легирующих сплавов закаливают при довольно высоких температурах в специальных камерах. Малоуглеродистые стали, содержащие в маркировке цифры 10, 20 и 25, и чугун данной процедуре не подвергают.
В качестве охладителя используются жидкая среда, машинное масло (отработка) или вода. Слишком быстрое снижение температуры нежелательно – оно может привести к появлению трещин. Поэтому важно соблюдать точное время не только закалки, но и дальнейшего охлаждения.
Чтобы определить, насколько качественно закалена сталь, следует провести напильником по режущему краю клинка. Инструмент должен идти ровно, без усилий, легко отходить от поверхности, не прилипая к металлу.
Способы закаливания
Для прокаливания простейших клинков из конструкционной стали можно использовать обычный костер. Поднять температуру выше требуемых 900 °С при обработке высокоуглеродистых сплавов на открытом огне невозможно. Для этой цели потребуется специальная муфельная печь (камера), изготовить ее можно своими руками.
В камере
При желании заняться самостоятельным изготовлением ножей, лучше использовать для этих целей печь из огнеупорной глины с обмоткой из нихрома. Термообработка будет проходить в идеальных условиях, при достаточно высокой температуре по заданному графику. Размер такой конструкции – 200х100х77 мм.
Вначале делается заготовка из картона, который покрывается парафином. Далее используется глина – ее наносят на бумагу слоем достаточной толщины таким образом, чтобы не осталось щелей. Особенно тщательно промазывают стыки. Дверку изготавливают отдельно.
Глина наберет необходимую прочность после тщательной просушки и дальнейшего прокаливания в духовом шкафу при 90-110 °С. Окончательный обжиг производится в печи на открытом огне при 900 °С. Остужать конструкцию следует медленно, поэтому раньше времени ее открывать не следует. После полного остывания глиняной камеры к ней крепят дверцы: делают это так, чтобы они распахивались горизонтально.
Хорошо просохшую заготовку обматывают проволокой из нихрома, которая будет служить нагревательным элементом. Ее понадобится около 18 метров. Витки должны идти плотно.
Во избежание межвиткового замыкания проволоку следует предварительно обмазать влажной глиной. Нельзя забывать о проделывании в печи 2 отверстий.
Одно необходимо для вставки термопары, измерительного прибора, с помощью которого можно будет контролировать процесс нагрева. Второе отверстие понадобится для контроля за процессом.
Схема: 1 — нихромовая проволока; 2 — внутренняя часть камеры; 3 — наружная часть камеры; 4 — задняя стенка с выводами спирали
На открытом огне
Закалить лезвие клинка, изготовленного из металла марок 45 и 50, можно на обычном костре или с помощью газовой горелки. Для проведения работ понадобятся топливо для костра (угли), а также пара больших емкостей. В одной будет находиться машинное масло, во второй – вода. Для удержания горячего лезвия используют кузнечные клещи.
Так как длительное наблюдение за открытым огнем может повлиять на зрение, глаза следует защитить специальными очками. Не помешает также надеть спецодежду из хлопка – синтетика при попадании искры способна быстро воспламениться.
Как провести процедуру самостоятельно
Для этого не обязательно иметь какой-либо опыт – достаточно точно следовать инструкции, которая подскажет, как закалить ножи в домашних условиях своими силами. Процедура может применяться для любого типа лезвий – топора, ножниц, прочего режущего инструмента.
Источник нагрева
На открытом воздухе часть тепла, исходящая от костра, улетучивается – полученной температуры, особенно при термообработке высокоуглеродистой стали, может оказаться недостаточно.
В этих случаях лучше использовать муфельную печь, резак, паяльную лампу, кузнечный горн, даже обычную электро или газовую плиту. При изготовлении партии ножей время закалки лучше определить экспериментально с помощью теста.
Для этого несколько пластин из металла нагревают: одну по максимуму, другую – чуть меньше.
Топливом выступают угли, которые разогревают максимально до белого цвета. Оттенок пламени при этом – желто-оранжевый или малиновый. Огонь должен распределяться равномерно по всей площади костра. После термообработки раскаленный предмет трижды опускается на несколько секунд в масло. Последний этап – погружение в емкость с водой. Жидкость следует предварительно хорошо перемешать (взболтать).
Температурный режим
Существует несколько способов закалки стали с разной температурой нагрева, временем выдержки и скоростью охлаждения. Для каждой марки металла нужен определенный температурный режим:
- для ножей из низкоуглеродистой стали диапазон температур должен составлять 757-950 °С;
- клинки из высокоуглеродистых марок закаливают при 680-850 °С;
- легирующим сплавам потребуется разогрев до 850-1150 °С.
В производственных условиях для определения степени нагрева используют прибор для бесконтактного измерения – пирометр, в быту применяют обычный магнит. При значительном повышении температуры магнитные свойства металла снижаются: если стальная заготовка к нему не притягивается – температура оптимальна.
Опытные мастера способны определить качество закалки по цвету стали: чем он светлее, тем сильнее нагрев. Перекаливать металл не следует, иначе он почернеет и отчистить его будет невозможно.
Затачиваемая часть клинка нагревается 3 раза до почти фиолетового цвета, то есть до температуры 285 °С.
Режущую же часть обрабатывают на огне только раз, но нагревают сильнее, до появления желто-оранжевого оттенка, то есть до 950-1000 °С.
Красный цвет свидетельствует о нагреве до 720-950 °С. Малиновый или светло-вишневый оттенки стали означают, что температура разогрева соответствует 800-850 °С. Появление в пламени бордового цвета свидетельствует о том, что лезвие накалилось недостаточно, лишь до 650-720 °С, коричневого – те
Как закалить ручной инструмент в домашних условиях
Иногда после покупки ручного инструмента выясняется, что он низкого качества из-за огрехов в закалке еще на заводе. Рассмотрим способ термической обработки отверток, долот, сверл, ножей и т. д. в домашних условиях.Но следует учесть, что закалка приводит наряду с упрочнением металла, к повышению его хрупкости.
Вот отвертка с отломанным кончиком. Это произошло либо от большого крутящего усилия, приложенного к ней, либо от неправильной закалки, что вызвало повышенную хрупкость металла.
Посмотрим, как правильно закаливать сталь, чтобы она стала прочной и не слишком хрупкой, и быть уверенным в этом. При этом такие инструменты, как долота, стамески и т. д. должны еще иметь острую рабочую кромку.
Понадобится
Для работы нам понадобятся следующие материалы и инструменты:
- емкость с водой;
- газовая горелка;
- механический наждачный круг;
- напильник;
- наждачная бумага с зернистостью 220;
- магнит.
Воду для охлаждения стали после нагрева часто заменяют различными маслами и солевыми составами. А магнитом будем проверять, наряду с изменяющимся при нагревании стали цветом, достаточную температуру закалки, т. к. при ее достижении раскаленный металл теряет магнитные свойства.
То есть конкретный цвет и отсутствие намагниченности являются верными признаками окончания нагрева стали и ее охлаждения в воде.
Закалка отвертки своими руками
Для закалки отвертки вначале напильником и точильным камнем формируем новый конец, т. к. после закалки сталь упрочниться настолько, что напильник просто будет скользить по ней, не срезая металл.
Если же повреждение жала отвертки небольшое, то можно обойтись без закалки. Достаточно ее обработать на точильном круге не более двух секунд и тут же охладить в холодной воде.
Газовой горелкой нагреваем конец отвертки с заново сформированным жалом. Видно, как при нагревании изменяется его цвет, что важно для закалки. Также проверим готовность инструмента к закалке магнитом. Он перестает притягиваться к металлу, когда температура достигает 760 градусов Цельсия, и его нужно быстро охлаждать.
После охлаждения в воде видно, что отвертка покрыта нагаром, который удаляем наждачной бумагой.
Это нужно для процесса отпуска, чтобы наблюдать за температурой по цветам побежалости, которые принимают окислы, и вовремя охладить отвертку.
Для нагрева инструмента без пластиковой ручки до 260 градусов Цельсия можем воспользоваться электропечью, поместив его туда на 20 минут. Затем, ухватив пассатижами, опустить в воду.
Под действием пламени газовой горелки цвет отвертки меняется от светло-желтого через другие и становится фиолетовым, затем темно-синим, достигая кончика отвертки. Этот цвет становится сигналом прекращения нагрева и охлаждения отвертки в воде.
Тот же синий цвет будет сигналом для окончания нагрева пружинистой стали, т. к. ее температура при этом достигнет 288-316 градусов Цельсия, тогда как фиолетовый цвет сигнализирует о температуре около 260 градусов Цельсия, применяемый для отпуска металла, если он стал слишком хрупким.
Для отпуска ножей нагреваем лезвия до цвета побежалости от светло-оранжевого до темно-желтого, т. е. до температуры 148-177 градусов Цельсия. Допустим еще светло-желтый цвет, после чего нож охлаждаем в воде.
Закаливаем кончик отвертки. При нагреве сначала появляется светло-желтый цвет, потом желтый, фиолетовый, при приближении к кончику – светло-синий и, наконец, темно-синий, после чего инструмент опускаем в воду.
Проделаем то же самое с тупой стамеской, начав с заточки напильником, а потом закаляем, когда конец станет фиолетовым. Прогреваем осторожно, чтобы не перекалить острие.
Прогревание ведем сверху вниз. Сперва появляется желтый цвет, затем последовательно оранжевый, фиолетовый и синий. После этого стамеску охлаждаем и зачищаем наждачной бумагой и шлифовальным кругом.
Смотрите видео
Как закалить металл в домашних условиях: видео, способы
Термообработка металлов – это один из основных способов улучшения их механических и физико-химических характеристик: твердости, прочности и других.
Одним из видов термообработки является закалка. Она успешно применялась человеком кустарным способом еще с давних времен. В Средневековье этот способ термической обработки использовали, чтобы улучшить прочность и твердость металлических предметов быта: топоров, серпов, пил, ножей, а также боевого оружия в виде копий, сабель и других.
И сейчас используют такой способ улучшения характеристик металла, не только в промышленных масштабах, но и в домашних условиях, в основном для закалки металлических предметов быта.
Что такое закалка металлов и ее виды
Под закалкой понимают вид термообработки металла, состоящий из его нагрева до температуры, при достижении которой наступает изменение структуры кристаллической решетки (полиморфное превращение) и дальнейшего ускоренного охлаждения в воде или масляной среде. Целью такой термообработки является повышение твердости металла.
Применяется также закалка, при которой температура нагрева металла не дает состояться полиморфному превращению. В этом случае фиксируется его состояние, которое свойственно металлу при температуре нагрева. Это состояние называют пересыщенным твердым раствором.
Технологию закалки с полиморфным превращением используют в основном для изделий из стальных сплавов. Цветные металлы подвергают закалке без достижения полиморфного изменения.
После такой обработки стальные сплавы становятся тверже, но при этом они приобретают повышенную хрупкость, теряя пластичность.
Чтобы снизить нежелательную хрупкость после нагрева с полиморфным изменением, применяется термообработка, называемая отпуском. Она проводится при более низкой температуре с постепенным дальнейшим охлаждением металла. Таким способом снимается напряжение металла после процесса закаливания, и уменьшается его хрупкость.
При закалке без полиморфного превращения нет проблемы с излишней хрупкостью, но твердость сплава не достигает требуемого значения, поэтому при повторной термической обработке, называемой старением, ее наоборот повышают за счет распада пересыщенного твердого раствора.
Особенности закалки стали
Закаливаются в основном нержавеющие стальные изделия и сплавы, предназначенные для их изготовления. Они имеют мартенситную структуру и характеризуются повышенной твердостью, приводящей к хрупкости изделий.
Если провести термообработку таких изделий с нагревом до определенной температуры с последующим быстрым отпуском, то можно добиться повышения вязкости. Это позволит использовать такие изделия в различных сферах.
Виды закаливания сталей
- В зависимости от предназначения нержавеющих изделий, можно провести закалу всего предмета или только той его части, которая должна быть рабочей и иметь повышенные прочностные характеристики.
- Поэтому закалку нержавеющих изделий подразделяют на два способа: глобальный и локальный.
- Видео:
Охлаждающая среда
Достижение необходимых свойств нержавеющих материалов во многом зависит от выбора способа их охлаждения.
Разные марки нержавеющих сталей подвергаются охлаждению по-разному. Если низколегированные стали охлаждают в воде или ее растворах, то для нержавеющих сплавов для этих целей применяют масляные растворы.
Важно: При выборе среды, в которой проводят охлаждение металла после нагрева, следует учитывать, что в воде охлаждение проходит быстрее, чем в масле! Например, вода температурой 18°C способна охладить сплав на 600°C за секунду, а масло всего на 150°C.
Для того, чтобы получить высокую твердость металла, охлаждение проводят в проточной холодной воде. Также для повышения эффекта закалки для охлаждения готовят соляной раствор, добавляя в воду около 10% поваренной соли, или используют кислотную среду, в которой не менее 10% кислоты (чаще серной).
Кроме выбора охлаждающей среды немаловажным является режим и скорость охлаждения. Скорость снижения температуры должна быть не меньше 150°C за секунду.
Таким образом, за 3 секунды температура сплава должна снизиться до 300°C. Дальнейшее снижение температуры может проводиться с любой скоростью, т. к.
зафиксированная в результате быстрого охлаждения структура при низких температурах уже не разрушится.
Важно: Слишком быстрое охлаждение металла приводит к его излишней хрупкости! Это следует учитывать при самостоятельной закалке.
Различают следующие способы охлаждения:
- С использованием одной среды, когда изделие помещают в жидкость и держат там до полного охлаждения.
- Охлаждение в двух жидких средах: масле и воде (или солевом растворе) для нержавеющих сталей. Изделия из углеродистых сталей сначала охлаждают в воде, т. к. она является быстро охлаждающей средой, а потом в масле.
- Струйным методом, когда деталь охлаждается струей воды. Это очень удобно, когда требуется закалить определенную область изделия.
- Методом ступенчатого охлаждения с соблюдением температурных режимов.
Температурный режим
Правильный температурный режим проведения закалки нержавеющих изделий является важным условием их качества. Для достижения хороших характеристик их равномерно прогревают до 750-850°C, а потом быстро проводят охлаждение до температуры 400-450°C.
Важно: Нагрев металла выше точки рекристаллизации приводит к крупнозернистому строению, ухудшающему его свойства: излишней хрупкости, приводящей к растрескиванию!
Для снятия напряжения после нагрева до нужной температуры упрочнения металла, иногда используют поэтапное охлаждение изделий, постепенно снижая температуру на каждом из этапов нагрева. Такая технология позволяет полностью снять внутренние напряжения и получить прочное изделие с нужной твердостью.
Как закалить металл в домашних условиях
Пользуясь элементарными знаниями, можно провести закалку стали в домашних условиях. Нагревание металла обычно проводят с помощью костра, муфельных электропечей или горелок с использованием газа.
Закалка топора на костре и в печи
Если требуется придать дополнительную прочность бытовым инструментам, например, сделать топор более прочным, то самый простой способ его закалки можно провести в домашних условиях.
На топорах при изготовлении ставится клеймо, по которому можно узнать марку стали. Мы рассмотрим процесс закалки на примере инструментальной стали У7.
Выполнять технологию нужно с соблюдением следующих правил:
1. Отжиг. Перед обработкой затупить острую кромку лезвия и поместить топор в горящую кирпичную печь для нагрева. За процедурой термообраб
| Нагрейте до 1150 o C и выдерживайте, пока температура не станет однородной по всей секции. Время выдержки при температуре ковки должно быть как можно короче, чтобы избежать сильного окалины и чрезмерного роста зерна. Это будет зависеть от условий печи, но 15 минут на 25 мм сечения можно использовать в качестве ориентира. Не ковка ниже 850 o C. После завершения операции ковки заготовку следует как можно медленнее охладить в песке, сухой извести и т. Д. Примечание. Цементировочные стали из-за низкого содержания углерода менее подвержены растрескиванию, чем средне- или высокоуглеродистые стали, и поэтому их можно быстрее нагревать и охлаждать. | ||||
| Нагреть до 820 o C — 850 o C, выдержать, пока температура не станет равномерной по всей секции, и охладить в печи. | ||||
| Набивка, науглероживание солью или газом при 900 o C — 925 o C, выдержка в течение времени, достаточного для достижения требуемой глубины корпуса и содержания углерода, с последующим подходящим циклом закалки и отпуска для оптимизации свойств корпуса и сердечника . | ||||
| См. «Рафинирование и закалка». | ||||
| Азотирование | ||||
| 8620 закаленные и отпущенные соответствующим образом (без цементации) будут реагировать на азотирование, придавая поверхности твердость до Rc 60 Азотирование проводят при 490 o C — 530 o C с последующим медленным охлаждением (без закалки), уменьшающим проблема искажения. Во время начальной термообработки применяемая температура отпуска должна быть выше температуры азотирования. | ||||
| Нормализация | ||||
| Нагреть до 900 o C — 925 o C, выдерживать до тех пор, пока температура не станет однородной по всей секции. Выдержите 10-15 минут и остудите на неподвижном воздухе. | ||||
| Core Refine | ||||
| Медленное охлаждение от температуры науглероживания и повторный нагрев до 840 o C — 870 o C, выдержка до тех пор, пока температура не станет равномерной по всей секции, при необходимости закалить в воде, масле или на воздухе. | ||||
| После очистки керна повторно нагреть до 780 o C — 820 o C, выдержать до тех пор, пока температура не станет равномерной по всей секции, и закалить в масле. Немедленно темперировать, пока рука остается теплой. | ||||
| Прямая закалка: Охлаждение от температуры цементации до 820 o C — 840 o C, выдержка до тех пор, пока температура не станет равномерной по всей секции. Закалить в масле. Немедленно закалять, пока рука еще теплая. Или: Охладить от температуры науглероживания до комнатной температуры, повторно нагреть до 820 o C — 840 o C и выдержать до тех пор, пока температура не станет равномерной по всей секции, и охладить в масле. Закалить немедленно. * Подходит только для мелкозернистой стали. | ||||
| Нагрейте до 630 o C — 650 o C, выдержите до тех пор, пока температура не станет равномерной по всей секции, выдержите 1 час для каждой секции 25 мм и охладите на неподвижном воздухе. | ||||
| Нагрейте до 150 o C — 200 o C по мере необходимости, выдержите до тех пор, пока температура не станет равномерной по всей секции, выдержите 1-2 часа на каждые 25 мм секции и охладите на неподвижном воздухе.N.B. Закалка улучшит ударную вязкость как корпуса, так и сердечника, лишь с небольшим снижением прочности сердечника и твердости корпуса. Это также снизит подверженность корпуса образованию трещин при шлифовании. | ||||
| Указания по термообработке | ||||
| Температуры нагрева, скорость нагрева, охлаждения и время выдержки будут варьироваться в зависимости от таких факторов, как размер / форма заготовки, а также тип используемой печи, закалочная среда, приспособления для передачи заготовки и т. Д. Для получения наилучших результатов проконсультируйтесь с вашим специалистом по термообработке. | ||||
| Механическая обработка | ||||
| 8620 в состоянии после прокатки при поставке, имеет очень хорошую обрабатываемость, и все операции, такие как токарная обработка, сверление, фрезерование, нарезание резьбы и т. Д., Могут выполняться удовлетворительно в соответствии с рекомендациями производителей станков для подходящего типа инструмента — подачи и скорости. | ||||
| Сварка | ||||
| 8620 легко сваривается в состоянии после прокатки при поставке. После сварки с обрабатываемой детали сразу после охлаждения до ручного нагрева необходимо снять напряжение при 630 o C — 650 o C, если это возможно. N.B. Сварка в науглероженном и термообработанном состоянии не рекомендуется. | ||||
| Методика сварки | ||||
| Сварку 8620 всегда следует проводить с использованием электродов с низким содержанием водорода — проконсультируйтесь с поставщиком сварочных материалов. | ||||
| Рекомендуемая температура предварительного нагрева | ||||
| Раздел | 40 мм | 50 мм | 75 мм | 150 мм |
| o C | 25 | 40 | 100 | 150 |
| После сварки | ||||
| Дать остыть на неподвижном воздухе.В качестве альтернативы покрыть песком или сухой известью и т. Д. | ||||
Что такое закаленная сталь? (с изображением)
Закаленная сталь — это разновидность углеродистой стали, используемая для изготовления инструментов и деталей тяжелых машин. Этот материал состоит из стали, специально обработанной для повышения ее твердости и прочности. По сравнению со стандартной сталью, закаленная сталь обладает большей износостойкостью и долговечностью, что делает его хорошо подходящим для тяжелых условий эксплуатации.
Диск из закаленной стали.Для изготовления закаленной стали производители нагревают углеродистую сталь до высоких температур, а затем подвергают ее процессу, называемому закалкой. Во время закалки сталь быстро охлаждают в растворе рассола или воды. После закалки сталь становится очень твердой, но при этом чрезвычайно хрупкой. Чтобы уменьшить хрупкость при сохранении добавленной твердости стали, производители затем закаляют металл, повторно нагревая его и давая ему остыть естественным образом. Комбинируя закалку и отпуск, производители стали могут создавать изделия, которые тверже, чем стандартная углеродистая сталь, но при этом достаточно прочные, чтобы выдерживать растрескивание или повреждения, вызванные резкими ударами.
Термин «закаленная сталь» может также относиться к металлу, подвергнутому закалке. Этот тип металла проходит несколько иной процесс закалки и отпуска, что придает ему прочный и износостойкий внешний вид, устраняя при этом всю хрупкость внутри сердечника стали.Стальной корпус из стали используется для изготовления таких предметов, как пистолеты, где износостойкость должна сочетаться с максимальной прочностью материала.
Закаленная сталь используется для изготовления металлических предметов, которые могут подвергаться высоким уровням применения силы или злоупотреблений.Например, из этого материала изготавливают большинство автомобильных запчастей, особенно те, которые используются для грузовых автомобилей. Ручные инструменты и сверла часто состоят из этого типа стали, как и многие ножи. Этот тип стали не используется для изделий, изготовленных на токарном станке по металлу, так как для этих станков требуется более мягкая сталь, с которой легче работать.
Одним из основных преимуществ закаленной стали является повышенная стойкость к износу и истиранию.Этот материал может выдерживать частые злоупотребления и большие нагрузки без повреждений или поломок. Кроме того, он лучше противостоит ржавчине и коррозии, чем стандартные стальные изделия.
Несмотря на множество преимуществ, закаленная сталь может не подходить для всех типов применений.По сравнению со стандартной углеродистой сталью этот материал довольно хрупкий, даже после того, как он прошел отпуск. Это означает, что он не выдерживает повреждений от резких ударов. Закалка и отпуск также понижают температуру плавления стали, что может создать проблемы с точки зрения пожарной безопасности. Это также может помешать использованию закаленной стали в некоторых проектах, где она будет подвергаться воздействию высоких температур, например, вблизи двигателей или других крупных машин.
.Цементационная сталь
Прочный сердечник и жесткий корпус — необходимые атрибуты компонентов из цементированной стали. Такое сочетание свойств обеспечивает износостойкость и усталостную прочность на поверхности, а также ударную вязкость в сердечнике. Это достигается за счет науглероживания поверхности детали, затем закалки и отпуска детали. К науглероженным компонентам относятся шестерни всех типов, распределительные валы, универсальные шарниры, ведущие шестерни, компоненты рычагов, оси и оправки. Все эти компоненты должны противостоять износу и усталости, иметь присущую прочность и все же поддаются механической обработке.
Типичные приложения включают
- Транспортировка: Упрочненные компоненты необходимы в любом транспортном средстве с приводом от двигателя, будь то небольшой автомобиль, гоночный автомобиль, грузовик или морское судно.
- Производство энергии: Зубчатые колеса и крупногабаритные детали должны выдерживать циклические нагрузки и износ на гидроэлектростанциях, ветрогенераторах, гребных приводах буровых установок и паротурбинных передачах электростанций.
- Общее машиностроение: Общее машиностроение: В этой области применяются кузнечные прессы, металлопрокатное оборудование, станки; трансмиссии горно-шахтного оборудования и большегрузные трансмиссии; землеройная техника и тяжелые строительные краны.Износостойкость и хорошая усталостная прочность всегда являются ключевыми характеристиками цементируемых сталей, используемых для этих целей.
Для всего, что движется, требуются закаленные шестерни.
Во время науглероживания компонент нагревается в среде, выделяющей углерод, до температуры, при которой сталь полностью аустенитная. Растворимость углерода в аустените намного выше, чем в феррите, что позволяет углероду проходить через поверхность стали и диффундировать в компонент.Науглероживание может увеличить содержание углерода на поверхности до 0,7%. Контроль времени при температуре позволяет контролировать глубину диффузии углерода и, следовательно, толщину «гильзы». Это также позволяет сохранить содержание углерода в сердечнике на уровне около 0,25%. Важной целью микроструктуры при науглероживании является стабильный, однородно мелкозернистый аустенит. Равномерный размер зерна аустенита обеспечивает низкую деформацию после термообработки, а мелкий размер зерна аустенита улучшает сопротивление усталости и ударную вязкость.
Закалка от температуры науглероживания и последующий отпуск детали дает высокоуглеродистый мартенсит, имеющий большую твердость и износостойкость вблизи поверхности. Нецементированный сердечник сохраняет свои первоначальные хорошие характеристики прочности и ударной вязкости.
Выбор подходящих легирующих элементов позволяет точно контролировать прокаливаемость от поверхности до сердцевины. (См. Рисунок 1, где показан пример кривой Джомини, используемой для оценки прокаливаемости.) Подходящая сталь зависит от размера обрабатываемой детали, поскольку ее целью является создание прочной, жесткой, отпущенной мартенситной структуры в сердечнике.
.Закалка мягкой стали
Закалка мягкой сталиНАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ УКАЗАНИЯ СТРАНИЦЫ
КОРПУС ИЗ МЯГКОЙ СТАЛИ
В. Райан 2005 — 2009
| ФАЙЛ PDF — НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ ПЕЧАТИ РАБОЧЕГО ЛИСТА | |
Цементационная закалка — простой метод закалки стали.Это менее сложно, чем закалка и отпуск. Эта техника используется для сталей с низким содержанием углерода. Углерод добавлен во внешний поверхность стали на глубину примерно 0,03 мм. Одно преимущество этого метода закалки стали заключается в том, что внутренний стержень оставляют нетронутым и поэтому по-прежнему обрабатывает такие свойства, как гибкость, и все еще относительно мягкий. | |
ПЕРВЫЙ ЭТАП: Сталь нагревают до красного каления.Может потребоваться отвердить только одну часть сталь и поэтому тепло может быть сосредоточено в этой области. | |
ВТОРОЙ ЭТАП: Сталь снимается с пода пайки кузнечными клещами и погрузили в цементирующий компаунд и дали немного остыть.В цементирующая паста с высоким содержанием углерода. | |
ЭТАП ТРЕТИЙ: Сталь снова нагревают до красного цвета, снимают с пода пайки и погрузился в холодную чистую воду. | |
Стальной стержень теперь должен иметь закаленную внешнюю поверхность и гибкий, мягкий интерьер. Процесс можно повторить до увеличить глубину закаленной поверхности. | |
ВОПРОСЫ: 1. Нарисуйте последовательность диаграмм, представляющих упрочнение мягкого стали. | |
НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ ОБОРУДОВАНИЯ И ИНДЕКС ПРОЦЕССОВ | |