- Если напильник очень сильно «липнет» к металлу, почти сто процентов вероятности — недокал, кромка будет слишком мягкой (и не будет держать заточку).
- Если напильник будет «отскакивать» от поверхности, «гладить» ее, ваша рука не будет при нажатии встречать никакого сопротивления, — это, скорее всего, перекал. Кромка лезвия будет выкрашиваться, более того, инструмент при усилии на изгиб может сломаться.
- Для этого потребуется костер с солидным количеством углей и две емкости. Одна — с машинным маслом (автол, дизельное, моторное, отработка), вторая — с колодезной водой. И подумайте, чем вы будете держать раскаленное железо. Идеальный вариант — кузнечные клещи. Их у вас нет? Придумайте же что-нибудь!
- Будьте осторожны: масло на «железяке», когда вы ее вытащите в первый раз из масляной емкости, может вспыхнуть!
- Низкотемпературный – придает обрабатываемому изделию высокую износостойкость, однако такая сталь хуже воспринимает динамические нагрузки. Процесс протекает под температурой 260 градусов. Низкотемпературному отпуску подвергаются изделия из низколегированных и углеродистых сталей (режущие и измерительные инструменты).
- Среднетемпературный – протекает при температуре от 350 до 500 градусов. Чаще всего используется отпуск пружин, рессор, штампов и т. п. Такое изделие будет обладать хорошей упругостью и выносливостью.
- Высокотемпературный отпуск протекает при температуре 500-680 градусов. После окончания процесса изделие будет обладать высокой прочностью и пластичностью. Высокотемпературный отпуск подходит для дальнейшего изготовления деталей, воспринимающих большие нагрузки (зубчатое колесо, вал и т.п.).
- нагрев стали;
- выдержка – необходима для завершения всех структурных превращений и сквозного прогрева;
- охлаждение (скорость регулируется).
- в соляных печах с 3-хкратным погружением на 3-4 секунды;
- в отдельных печах при температуре 400-500 градусов по Цельсию.
- Закалка в одном охладителе. Суть ее заключается в том, что изделие помещается в закалочную жидкость, где оно и находится до полного своего охлаждения. Такую закалку можно реализовать в домашних условиях.
- Закалка в двух средах – метод подходит для обработки углеродистых сталей. Суть метода заключается в том, что деталь сначала погружается в воду (быстро охлаждающая среда), а затем в масло.
- Струйчатая – суть метода в том, что обрабатываемая деталь обрызгивается струей воды. Такой способ закалки используют тогда, когда необходимо закалить только часть детали. Кроме того, не образуется паровая рубашка, что увеличивает эффективность.
- Ступенчатая – охлаждение стали осуществляется в закалочной среде при температуре выше мартенситной. После этого идет выдержка. На этом этапе деталь должна иметь одинаковую температуру во всех сечениях, которая должна соответствовать температуре закалочной ванны.
- После достижения критической температуры металл подвергается резкому охлаждению.
- После закаливания сталь приобретает структуру мартенсита (по имени Адольфа Мартенса) и поэтому обретает твердость.
- Благодаря закаливанию прочность стали повышается. Металл становится еще тверже и более износостойким.
- Следует различать обычную закалку материала и закалку для получения избытка вакансий.
- полная;
- неполная.
- вода;
- раствор едкого натрия (5–10 %) или поваренной соли;
- минеральное масло.
- сталь почти не поддается короблению;
- не появляются трещины;
- вязкость.
- изделия, имеющие толстую и тонкую часть, лучше погружать в закалочную жидкость сначала объемистой частью;
- если изделие имеет вытянутую форму (сверла, метчики), нужно погружать строго вертикально, в противном случае они могут покоробиться.
- Недостаточная твердость. Возникает если была низкая температура нагрева, малая выдержка при рабочей температуре или имело место недостаточная скорость охлаждения. Можно исправить: применить более энергичную среду; сделать отжиг, а затем закалить.
- Перегрев. Происходит если стальная деталь нагревается до температуры, превышающей допустимую. При перегреве образуется крупнозернистая структура, что приводит к хрупкости детали. Можно исправить: с помощью отжига и закалки при нужной температуре.
- Пережог. При нагреве стальной детали до высокой температуры, близкой к температуре плавления (1200–1300 градусов) в окислительной атмосфере. Внутрь стальных изделий проникает кислород, по границам зерен формируются окислы. Такая сталь не исправляется.
- Окисление и обезуглероживание. В этом случае на поверхности стальных деталей образуются окалины (окислы), а в поверхностных слоях стали выгорает углерод. Этот брак исправить невозможно. Для предупреждения брака следует пользоваться печами с защитной атмосферой.
- Коробление и трещины. Возникают из-за внутренних напряжений. Трещины — это неисправимый брак. Коробление можно удалить при помощи рихтовки или правки.
- В начале деталь хорошенько разогревается. Воспользоваться можно как обычным костром, так и печью либо газовой горелкой. Как бы там ни было, а температура должна быть, как минимум 250 градусов. Разогревать деталь следует около четверти часа. После этого сталь должна приобрести ярко-малиновый цвет. Возьмите клещи и аккуратно выньте сталь из огня.
- Затем два раза подряд (с интервалом в несколько секунд) окуните деталь в емкость с машинным маслом. Первое погружение - 4 секунды, второе погружение - 6 секунд.
- Опустите деталь в воду для полного охлаждения.
- Низкотемпературный отпуск стали (или просто "низкий"). Такой отпуск проводят при температурах примерно не выше 250-300 градусов по Цельсию. Низкий отпуск характерен для режущего, а также мерительного инструмента, которые изготовлены из низколегированной и углеродистой стали
- Среднетемпературный отпуск стали ("средний"). Этот отпуск проводится при температурах примерно 350-500 градусов. Как правило, такой отпуск актуален для пружин, рес
- Пресная вода. Этот способ наиболее распространен, но часто вызывает коррозию. Также если в процессе появляются пузырьки воздуха, то охлаждение замедляется, а также образуются мягкие участки на металле.
- Солевой раствор. В нем сталь охлаждается быстрее, однако разу после закалки нужно промыть металл для защиты от коррозии.
- Масло. Сталь, закаленная таким образом, будет обладать меньшей твердостью, так как процесс охлаждения будет происходить медленнее.
- Водный раствор полимеров. Он повышает скорость закалки, а металл впоследствии менее подвержен коррозии. Для достижения необходимой вам скорости придется постоянно поддерживать концентрацию.
- Закалка до криогенных температур. Она используется, чтобы не допустить появления мягких участков металла. Этот способ актуален для высокоуглеродистой стали.
Закалка стали: температура, виды и способы. Как закалить сталь
Закалка стали в домашних условиях: описание процесса, закалка металла
Довольно часто возникает необходимость на порядок повысить прочность инструмента или изделия, сделанного из металла. Бывает и наоборот, нужно сделать металл мягким, для упрощения его дальнейшей обработки. И в первом, и во втором случае желаемое достигается, благодаря термической обработке, которая подразумевает под собой сначала нагрев материала до нужной температуры, а после охлаждения определенным образом. Другими словами закалка стали делится на несколько этапов: закаливание, отпуск, отжиг. Закаливание используется как раз для повышения твердости металла. Нужно помнить, что малоуглеродистые стали закалить нельзя. Что же касается углеродистых и инструментальных, то здесь есть отличный шанс увеличить твердость при закаливании в три — четыре раза. Данный процесс проделывают, когда хотят, чтобы металлический элемент с легкостью мог резать стекло, как это делает алмаз.
Часто чувствуешь необходимость в дополнительной закалке металлического инструмента, очутившись на природе. Почему? К сожалению, современные производители топоров выполняют свою работу недобросовестно, от чего лезвие стального изделия закалено не до конца (легко заминается) или же перекалено (попросту выпрашивается). И каково оно, когда хочется скорее приготовить шашлык с картошкой, а топор ни к чёрту.
Досада! Как бы ни было обидно, но проверить степень закалки металлического изделия в магазине не удастся. Хотя существует один способ. Нужно провести напильником по режущей кромке. Если он начнёт сильно приставать и липнуть к материалу, то скорей всего, проблема в недокале изделия. Это можно заметить по кромке, которая будет чересчур мягкой и не удержит заточку. В том случае, когда напильник отскакивает от стали, будто гладит её, а ваша рука при нажатии не будет чувствовать никаких неровностей – проблема в перекале изделия. Кромка инструмента выкрашивается, а при малейшем усилии может запросто сломаться. Думаю, вы согласитесь, что первый и второй случай заметно осложняют работу и приносят неудобство. Жаль, что вышеприведенную проверку в магазине провести нельзя. Продавец не разрешит вам портить напильником не купленный инструмент. Ситуация в тупике. Не выбрасывать же изделие плохой закалки, когда оно уже куплено! Оно стоит немалых денег. Да и ежедневные жалобы на производственный брак делу не помогут. Выход есть – закалка стали. Сделать это можно и в домашних условиях.
Очень простой и полезный процесс, для которого понадобятся: костер с большим количеством раскаленного угля и две глубокие емкости. В первую необходимо залить машинное масло (дизельное, моторное, авто или отработочное), а во вторую поместить очищенную воду (желательно, колодезную). Заранее побеспокойтесь о том, чем вы будете держать раскаленную деталь. В идеале подойдут кузнечные клещи, но на каждой даче их не найдешь, плюс стоят они не дешево. Если таковых у вас нет, то найдите им достойную замену. Итак, готовность стопроцентная, поехали! Кладём инструмент в глубину костра, прямиком на угли. Учтите, что чем угольки белее, тем их температура сильнее. Положили – контролируйте процесс. Место закаливания металла должно быть только ярко малинового цвета, ни в коем случаем не белого! Это грозит перегревом и сгоранием металлического изделия. Обратите внимание на то, что распределение цвета проходило равномерно по всей поверхности. Никаких темных участков на закаливаемой кромке быть не должно. Нельзя также допускать «синюшности» металла. Это приведёт к чрезмерному размягчению, излишней пластичности, которая абсолютно нежелательна. Важно не переусердствовать, накалив топор добела. Вы должны улучшить состояние кромки. Когда инструмент созрел в высоком температурном режиме, его можно вытаскивать из костра. Раскаленную сталь необходимо окунуть в емкость с маслом.
Чередуйте опускания и высовывания каждые три секунды, постепенно увеличивая время. Учтите, что закалка стали не потерпит медлительности. Все должно быть сделано резко и быстро. Погружайте деталь в масло до тех пор, пока цвет не потеряет свою яркость. После этого инструмент нужно поместить в воду, которую придется помешивать. Соблюдайте осторожность, так как остатки масла на топоре, оказавшись в водной среде, могут вспыхнуть.
Вот такая несложная и эффективная закалка стали своими руками. Если делать все правильно и поэтапно, то хороший результат гарантирован.
Уважаемые читатели, комментируйте статью, задавайте вопросы, подписывайтесь на новые публикации - нам интересно ваше мнение :)
Статьи, которые Вам будут интересны:
nashakrepost.ru
Как закалить металл в домашних условиях? | Дом и семья
И действительно, убедившись на собственном опыте, могу подтвердить: часто лезвие топора современного производства то недокалено (заминается), то, наоборот, перекалено (выкрашивается). Досадно! Причем проверить качество закалки при покупке практически невозможно. Да, с определенной степенью точности можно узнать, как закален ваш инструмент, проведя по режущей кромке напильником.
Согласитесь, пользоваться в работе было бы крайне неудобно как изделием из пластилина, так и из стекла — один мнётся, второе ломается. Проблема в том, что продавец не позволит вам «строгать» напильником еще не купленный инструмент. И не примет обратно «построганный».
Как же быть, если вы купили инструмент некачественной закалки? Выбрасывать? Продолжать пользоваться, сетуя на брак? Ни первое, ни второе!
Вы можете закалить металл в дачных условиях.
Итак, будем считать, что вы готовы. Кладите инструмент в костер, на угли! Чем они белее, тем выше их температура. И контролируйте процесс. Цвет поверхности инструмента в месте закаливания должен быть ярко-малиновым, но ни в коем случае не белым! Если вы перегреете металл, он может просто «сгореть». Следите за тем, чтобы цвет распределялся равномерно, на закаливаемой кромке не должно быть темных участков.
Если цвет будет недостаточно ярким — «синюшным», то вы «отпустите» сталь, она будет мягкой. Ни разу не замечали, что какие-нибудь «железяки» после костра становятся очень мягкими (слишком пластичными)? Кстати, так можно «размягчить» сталистую проволоку: сильно нагреть и дать ей медленно остыть. И не старайтесь добела накалить весь инструмент: вам же нужно закалить только режущую кромку!
Что ж, представим себе, что закаливаемый инструмент «созрел». Ну, так хватаем его и окунаем в емкость с маслом, чуть «побулькивая» им! Секунды три-четыре, затем резко вынули, секунды две подождали и снова резко отпустили в масло и «побулькали» уже чуть дольше — секунд пять-шесть (до «синюшного» цвета). И тут же — в емкость с водой до полного остывания. Желательно «помешать» воду закаливаемым инструментом для более резкого охлаждения.
Вот такой процесс. Если вы все сделаете правильно — качественная закалка металла вам гарантирована. Разумеется, таким способом нельзя превратить «сырец» из вторчермета в первосортную сталь. Но хотя бы закалка будет нормальной.
Этому способу меня научил старый кузнец дядя Коля, и до сих пор я на качество своей закалки не жаловался. Слышал, кто-то использует вместо масла обыкновенный кипяток. Не знаю, попробуйте! Только учтите, что много раз повторять процедуру закалки одного и того же «объекта» вредно: металл «устает», теряет свойства, и потом — только переплавка…
Улучшайте ваш инструмент, уважаемые читатели! И не забудьте присказку: острый топор — половина работы. Хорошей вам закалки!
shkolazhizni.ru
температура, виды и способы :: SYL.ru
Термообработка металла – это обязательный процесс в металлургии. Благодаря правильно проведенной термической обработке стали можно добиться улучшения тех или иных механических характеристик изделия. На эту тему можно говорить довольно долго. Давайте разберемся с вами, что же представляет собой закалка стали, для чего она нужна и какова технология. На первый взгляд все это может показаться крайне сложным, однако если разобраться более подробно, это не так.
Немного общих сведений
Закалка представляет собой процесс изменения кристаллической решетки стали и ее сплавов путем достижения критической температуры, которая для каждого материала своя. Как правило, при достижении необходимого температурного порога следует резкое охлаждение. В качестве охлаждающей жидкости может выступать вода или масло, но об этом более подробно мы поговорим немного позже.
Стоит заметить, что для инструментальных сталей чаще применяется неполная закалка. Суть ее заключается в том, что достигается температура, при которой образуются избыточные фазы. Для других марок стали используется полная закалка. В этом случае температура нагрева увеличивается на 50 градусов. Цветные металлы подвергаются термообработке без полиморфного превращения, а сталь – с полиморфным превращением.
Снятие закалки
Отпуск – технологический процесс охлаждения изделия, суть которого заключается в получении более пластичного и менее хрупкого материала. При этом прочность стараются сохранить на прежнем уровне. Для этого изделие помещают в печь с температурой от 150 до 650 градусов, где она постепенно остывает. Существует три вида отпуска:
Закалка стали в домашних условиях
Если у вас появилась необходимость повысить прочность домашнего инструмента, то вовсе не обязательно бежать к кузнецу, ведь можно обойтись собственными силами. Для этого вам понадобится минимум оборудования и знаний. В качестве примера давайте возьмем топор. Если изделие было изготовлено еще в СССР, то можете быть уверены в том, что оно сделано на совесть. Однако современные топоры качеством не блещут. Заминание или выкрашивание свидетельствует о том, что технология закалки не была соблюдена. Но ничто нам не мешает все сделать самостоятельно.
Для этого разжигаем костер с углями. Последние должны быть как можно белей. Это говорит об их высокой температуре. Предварительно подготовьте две емкости. Одну наполните маслом, можно обычной отработкой машинного, вторую чистой холодной водой. Когда кромка станет малинового цвета, топор нужно доставать. Для удержания можно использовать кузнечные клещи или что-то в этом роде. Быстро окунаете топор в масло и держите три секунды, затем на столько же достаете и опять окунаете. Так нужно делать до потери яркого цвета. После окунаете топор в воду, не забывайте ее помешивать. На этом закалка стали в домашних условиях закончена. А сейчас пойдем дальше.
Подробно о нагреве металла
Весь процесс закалки условно можно разделить на три этапа:
Если говорить об изделиях, изготовленных из углеродистых сталей, то их закалка осуществляется в камерных печах. При этом не требуется предварительный подогрев, что обусловлено устойчивостью материала к короблению и растрескиванию. Сложные изделия, к примеру резкие переходы и тонкие грани, требуют предварительного подогрева. Это делают:
Нужно понимать, что технология подразумевает равномерный нагрев. Если за один подход это обеспечить нельзя, то необходима выдержка для сквозного прогрева. Чем больше изделий находится в печи, тем дольше необходимо их греть. К примеру, одна дисковая фреза диаметром 2,4 см требует выдержки 13 минут, а десяток таких же изделий, необходимо нагревать уже 18 минут.
Способы закалки стали
В настоящее время активно используется:
Защита изделия от внешних воздействий
Довольно часто возникает необходимость защиты деталей от таких вредных воздействий, как окалина и потеря углерода. Для этого чаще всего используют специальные газы, которые подают в печь, где находится обрабатываемая деталь. Конечно, это возможно только при полной герметизации печи. В большинстве случаев источником газа является специальный генератор, который работает на углеводородных газах (метан, аммиак и др.).
В любом случае полная закалка стали должна проходить под защитой. Если газ подвести не получается, то имеет смысл использовать герметичную тару. В качестве герметика используется глина, которая не дает проходить воздуху внутрь. Перед этим желательно осыпать деталь чугунной стружкой.
Соляные ванны
Полная или поверхностная закалка стали должна проходить в соляных ваннах. Они защищают обрабатываемое изделие от окисления, однако не от обезуглероживания. По этой простой причине они подвергаются раскислению бурой или кровяной солью несколько раз за 8-12 часов. Соляные ванны, функционирующие при температуре 760-1000 градусов, эффективно раскисляются древесным углем. Для этого необходимо стакан, имеющий много отверстий, заполнить просушенным древесным углем. Затем стакан закрывают крышкой во избежание всплытия угля и опускают на дно соляной ванной. С течением времени количество языков пламени постепенно уменьшается. По сути, чем больше таких раскислений приходится на одно изделие, тем лучше будет защита от обезуглероживания.
Необходимо периодически проверять степень раскисления. Для этого берут обычное стальное лезвие и кладут его на 5-7 минут в ванну. Если оно будет ломаться, а не гнуться, то ванна считается достаточно раскисленной. Стоит заметить, что некоторые виды закалки стали не нуждаются в выполнении подобных мероприятий.
Охлаждающие жидкости
Несложно догадаться, что в качестве основной жидкости для охлаждения стальных изделий используют воду. При этом, добавляя соль или мыло, можно изменять скорость охлаждения детали. Были зарегистрированы случаи, когда закалочный бак использовался не по назначению, скажем для мытья рук. Количество попавшего мыла было достаточно для того, чтобы процесс охлаждения прошел не так, и изделие не получило требуемых свойств.
Чтобы деталь охлаждалась равномерно по всей поверхности, температура в баке не должна быть меньше 20 и выше 30 градусов. Кроме того, нельзя использовать проточную воду. Есть существенные недостатки такого охлаждения, которые заключаются в растрескивании и короблении изделия. Поэтому водяное охлаждение чаще всего используют для несложных неответственных деталей и инструментов, или имеющих цементированное покрытие. Под водяным охлаждением проходит закалка углеродистой стали.
Охлаждение конструкционной и легированной стали
Конструкционная сталь более качественная, а большая часть изделий имеет сложную конфигурацию. Для охлаждения используют 50% раствор каустической соды, которую предварительно разогревают до температуры 50-60 градусов. После закалки в таком растворе детали будут иметь светлый цвет, что говорит о том, что технология была соблюдена. Важно не перегреть раствор каустической соды выше 60 градусов.
Легированная сталь закаляется в минеральном масле. Это же касается и очень тонких изделий из углеродистой стали, например кромок режущих инструментов. Ключевой особенностью данного метода является то, что скорость охлаждения не зависит от температуры масла. Так, процесс будет протекать одинаково как при 20, так и при 120 градусах.
О температуре отпуска
Структура стали после закалки может несколько отличаться, в зависимости от выбранной температуры отпуска. Но нужно понимать, что температура должна выбираться в зависимости от марки стали. К примеру, если нужно получить изделие твердостью 60 HRC, то отпуск проводят при температуре не выше 200 градусов. В этом случае замечается небольшое снижение твердости и уменьшение внутренних напряжений. А вот быстрорежущая сталь должна отпускаться при температуре не ниже 540 градусов. При этом можно говорить о существенном увеличении твердости изделия.
Заключение
Температура закалки стали никогда не должна превышать 1 300 градусов, что считается критическим порогом. Цвет изделия при достижении этой точки будет белый, а нормальный – обычно красный или малиновый. Минимальная температура закалки стальных деталей 550 градусов. При этом изделие будет ярко-красного цвета.
Кстати, стоит заметить, что закалка нержавеющей стали проходит под температурой в 1050-1080 градусов в воде. Механические свойства изделия по окончании процесса характеризуются тем, что несколько понижается прочность и твердость, но значительно увеличивается пластичность и вязкость. На этом можно заканчивать разговор на данную тему. Как вы видите, для получения необходимых механических свойств, важно соблюдать технологию, ведь малейшие отклонения приводят к нежелательным результатам. В случае если все будет сделано правильно, пусть даже в домашних условиях, вы заметите существенные изменения в положительную сторону.
www.syl.ru
описание процесса термообработки, температуры и виды закалки, способы охлаждения и дефекты
Без термообработки в работе с металлами не обойтись. Оттого насколько правильно была проведена термическая обработка зависят качественные характеристики металлического изделия. Его прочность и долговечность в службе. В этой статье вы сможете узнать как правильно проводить термообработку (закалку) стальных изделий
Закалка стали
Закаливание является операцией по термической обработке металла. Она состоит из нагревания металла до критической температуры, при которой изменяется кристаллическая решетка материала, либо до температуры, при которой происходит растворение фазы в матрице, существующей при низкой температуре.
Важно понимать:
Режимы закалки различаются по скорости протекания процесса и температуре нагревания. А также имеются различия по длительности выдержки при данном температурном режиме и скорости охлаждения.
Выбор температуры для закалки
Решение, при какой температуре производить закалку металла обусловлено химическим составом стали.
Закалка бывает двух видов:
Руководствуясь диаграммой критических точек можно видеть, что доэвтектоидную сталь при процессе полного закаливания следует нагревать выше точки Ас3 на 30–50 градусов. В результате у стали будет структура однородного аустенита. Впоследствии под действием процесса охлаждения он превратится мартенсит.
Рисунок №1. Критические точки.
Неполное закаливание чаще применяется для инструментальной стали. Цель неполного закаливания — достигнуть температуры, при которой проходит процесс образования избыточных фаз. Нагревание стали происходит в температурном промежутке от Ас1 — Ас2. При этом в структуре мартенсита сохранится какое-то количество феррита, оставшегося после закаливания стали.
Для закаливания заэвтектоидной стали лучше придерживаться температуры на 20–30 градусов больше Ас1 — неполная закалка. Из-за этого при нагревании и охлаждении будет сохраняться цементит, что повышает твердость мартенсита. При закалке не следует нагревать заэвтектоидную сталь свыше положенной температуры. Это может сказаться на твердости.
Скорость охлаждения
Структура мартенсита получается при быстром охлаждении аустенита в тот момент, когда температура стали способствует наименьшей устойчивости аустенита (около 650-550 градусов).
При переходе в зону температур, в которой происходит мартенситное превращение (ниже 240 градусов) применяется замедленное охлаждение. В результате успевают выравнится образующиеся структурные напряжения в то время, как твердость образовавшегося мартенсита не снижается.
Для проведения успешной термической обработки очень важно правильно выбрать среду закаливания. Часто в качестве закалочной среды могут применяться:
Для закаливания углеродистой стали лучше использовать воду, температура которой 18 градусов. Для закалки легированной стали подойдет масло.
Характеристики стали: закаливаемость и прокаливаемость
Не следует смешивать важные характеристики стали — закаливаемость и прокаливавемость.
Закаливаемость
Эта характеристика говорит о способности стали к обретению твердости после закаливания. Существуют виды стали, которые плохо поддаются закалке и после процесса термообработки сталь становится недостаточно твердой. Про такой материал говорят — «не принял закалку».
Способность к твердости у мартенсита связана со степенью искаженности его кристаллической решетки. Меньшее содержание углерода в мартенсите способствует меньшим искажениям в кристаллической решетки, а, значит, твердость стали будет ниже. Если в стали содержится углерода менее 0.3%, то у такого сплава закаливаемость низкая, и обычно такие сплавы не подвергаются закалке.
Прокаливаемость
Эта характеристика может сказать о том, насколько глубоко сталь закалилась. При закаливании поверхность стальной детали остывает быстрее нежели сердцевина. Это происходит потому что поверхность находится в непосредственном контакте с жидкостью для охлаждения, которая отнимает тепло. А центральная часть стальной детали отдает свое тепло через толщу металла и поверхность, где ее и поглощает охлаждающая жидкость.
На прокаливаемость влияет критическая скорость закаливания — чем она (скорость) ниже, тем глубже прокаливается сталь. К примеру, крупнозернистая сталь, у которой небольшая критическая скорость закалки, прокаливается глубже, чем мелкозернистая сталь, у которой высокая критическая скорость закалки.
Глубина прокаливаемости зависит от исходной структуры закаливаемого сплава, температуры нагрева и закалочной среды. Прокаливаемость стали определяется по излому, микроструктуре и твердости.
Виды закалки стали
Способов закаливания металла существует множество. Их выбор обусловлен составом стали, характером изделия, необходимой твердостью и условиями охлаждения. Часто используется ступенчатая, изотермическая и светлая закалка.
Закаливание в одной среде
Обратившись к графику кривых охлаждения для различных способов закалки, можно видеть, что закалке в одной среде соответствует кривая 1. Выполнять такое закаливание просто. Однако, подойдет она не для каждой стальной детали. Из-за быстрого понижения температуры у стали переменного сечения в температурном интервале возникает температурная неравномерность и большое внутреннее напряжение. От этого стальная деталь может покоробиться и растрескаться.
Рисунок №2. Кривые охлаждения.
Большое содержание углерода в стальных деталях может вызвать объемные изменения структурных напряжений, а это, в свою очередь, грозит появлением трещин.
Заэвтектоидные стали, имеющие простую форму, лучше закаливать в одной среде. Для закалки более сложных форм применяется закалка в двух средах или ступенчатая закалка.
Закаливание в двух средах (на рисунке №2 это кривая 2) применяется для инструментов, изготовленных из высокоуглеродистой стали. Сам метод состоит в том, что сталь вначале охлаждается в воде до 300-400 градусов, после чего ее переносят в масляную среду, где она прибывает пока полностью не охладится.
Ступенчатая закалка
При ступенчатом закаливании (кривая 3) стальная деталь помещается вначале в соляную ванну. Температура самой ванны должна быть выше температуры, при которой происходит мартенситное превращение (240–250 градусов). После соляной ванны сталь перемешают в масло, либо на воздух. Используя ступенчатою закалку можно не бояться, что деталь покоробится или в ней образуются трещины.
Недостаток такой закалки заключает в том, что ее можно применять лишь для заготовок из углеродистой стали с небольшим сечением (8–10 мм). Ступенчатая закалка может применяться для деталей из легированной стали с большим сечением (до 30 мм).
Изотермическая закалка
Изотермическому закаливанию на графике соответствует кривая 4. Закаливание проводится аналогично ступенчатой закалке. Однако, в горячей ванне сталь выдерживается дольше. Это делается так, чтобы вызвать полный распад аустенита. На схеме выдержка показывается на S-образной линии точками a и b. Сталь, прошедшая изотермическую закалку, может охлаждаться с любой скоростью. Средой охлаждения могут служить расплавленные соли.
Преимущества изотермического закаливания:
Светлая закалка
Для проведения такого закаливания требуется специально оборудованная печь, снабженная защитной средой. На производстве, чтобы получить чистую и светлую поверхность у закаленной стали следует использовать ступенчатую закалку. После нее сплав охлаждается в расплавленной едкой щелочи. Перед процессом закалки стальная деталь нагревается в соляной ванне из хлористого натрия с температурой на 30–50 градусов выше точки Ас1 (см «Схему критических точек»). Охлаждение детали проходит в ванне при 180–200 градусов. Охлаждающей средой служит смесь состоящая из 75% смесь едкого калия, 25% едкого натрия, в которую добавляется 6–8% воды (от веса соли).
Закалка с самоотпуском
Применяется при производстве инструментальной стали. Основная идея закалки заключается в изъятии стальной детали из охлаждающей среды до момента ее полного охлаждения. Изъятие происходит в определенный момент. В сердцевине стальной детали сохраняется определенное количество тепла. За его счет и производится последующий отпуск. После того как за счет внутреннего тепла стальное изделие достигнет нужной температуры для отпуска, сталь помещают в закалочную жидкость, для окончательного охлаждения.
Р исунок №3 — Т аблица побежалости.
Отпуск контролируется по цветам побежалости (см рисунок №3), которая формируется на гладкой поверхности металла при 220–330 градусах.
При помощи закалки самоотпуском изготавливаются кувалды, зубила, слесарные молотки и другие инструменты, от которых требуется высокая твердость на поверхности с сохранением внутренней вязкости.
Способы охлаждения при закаливании
При быстром охлаждении стальных изделий при закалке существует угроза возникновений больших внутренних напряжений, что приводит к короблению материала, а иногда и трещинам. Для того чтобы этого избежать там, где возможно, стальные детали лучше охлаждать в масле. Углеродистую сталь, для которой такое охлаждение невозможно, лучше охлаждать в воде.
Кроме среды охлаждения на внутренне напряжение изделий из стали влияет, каким образом они погружаются в охлаждающую среду. А именно:
Иногда требуется закалить не всю деталь, а только ее часть. Тогда применяется местная закалка. Изделие нагревается не полностью, зато в закалочную жидкость погружают всю деталь.
Дефекты при закаливании стали
Заключение
Самое важно при закалке металла это четкое соблюдение технологии. Любой отклонение в сторону приводит к нежелательным последствиям. Если делать все правильно, то даже в домашних условиях можно провести процесс закаливания стали.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!stanok.guru
Как закалить сталь?
Закалка стали - это довольно сложный процесс, который способен вызвать внутренние, не видные обычным зрением изменения самой структуры металла. Из-за такого изменения сталь становится более прочной, меньше повреждается в процессе эксплуатации и, если надо, становится острее. О том, как закалить сталь, мы и поговорим в этой статье.
Обработка закаленной стали
Если коротко, то процесс закаливания в домашних условиях именно такой.
Отпуск закаленной стали
Отпуском называют термическую операцию при обрабатывании стали, при которой сталь нагревается, а затем охлаждается. В результате отпуска сталь получает все требующиеся механические качества, которые мы описали выше. Помимо этого, отпуск стали способен устранить все "внутренние напряжения", которые возникают во время непосредственного закаливания. Отпуск стали можно разделить на три типа, в зависимости от температуры нагрева металла.
elhow.ru
Как закалить сталь - PontCost
Сталь — это сплав на основе железа, используемый в конструкциях при изготовлении металлических инструментов и для других целей. Если при эксплуатации необходимы высокие прочность и износостойкость, сталь нужно закалить и затем отжечь (отпустить) для реализации ее прочностного потенциала. Пользуясь правильными инструментами и имея небольшой опыт, вы сможете без проблем сделать это.
Шаги
Начните со стали, содержащей достаточное количество углерода. В процессе закалки стали содержащийся в ней углерод остается в твердом растворе и образуется мартенсит. Если сталь не содержит других легирующих элементов, для ее легкой закалки достаточно около 1,0 процента углерода. Стали с таким содержанием углерода называются высокоуглеродистыми или инструментальными сталями.
Среднеуглеродистые стали, содержащие 0,7-0,8 процента углерода, также поддаются закалке, но для того, чтобы закалить детали из них на полную глубину, такие стали должны быть легированы еще чем-то кроме углерода.Низкоуглеродистые стали с содержанием углерода 0,4 процента и ниже не могут быть закалены напрямую. Тем не менее, для повышения твердости их можно покрыть другим материалом, — такой процесс называется поверхностным упрочнением.
Нагрейте сталь. Сперва довольно медленно разогрейте всю деталь. Затем разогревайте преимущественно тот участок, который вы собираетесь закалить (например, наконечник долота или отвертки) до тех пор, пока он не раскалится до ярко-красного оттенка.
Закалите сталь в жидкости. Погружение раскаленной стали в холодную жидкость или газ быстро остужает металл, упрочняя его. Для закалки можно использовать различные жидкости.
Пресная вода наиболее часто используется для закалки, но она вызывает коррозию стали. Если при закалке образуются пузырьки воздуха, это может замедлить охлаждение и привести к образованию мягких участков на поверхности металла, поэтому воду обычно перемешивают для предотвращения этого.
В соленой воде сталь закаляется быстрее, чем в пресной, поскольку в первой пузырьки воздуха быстрее отрываются от поверхности металла и всплывают. Однако сразу же после закалки металл необходимо помыть, поскольку в соленой воде сталь корродирует быстрее, чем в пресной.
Масло, например, минеральное, хлопковое или китовый жир, охлаждает сталь медленнее воды. Сталь, закаленная в масло, будет менее твердой, нежели закаленная в воду, но при этом она будет и менее хрупкой. При закалке масло может дымить, искрить и брызгать, что создает опасность пожара при несоблюдении мер безопасности.
Водный раствор полимеров типа гликоль дает скорости закалки, промежуточные между водой и маслом, при этом скорость зависит от концентрации раствора. Такие растворы вызывают менее интенсивную коррозию, чем вода, и менее пожароопасны по сравнению с маслом, но для получения нужной скорости закалки необходимо постоянно контролировать концентрацию полимера в растворе.
Закалка до криогенных температур применяется, чтобы избежать образования мягких и хрупких участков на поверхности материала и чтобы добиться большего упрочнения стали по всему объему. Такая закалка чаще применяется для высокоуглеродистых, нежели для среднеуглеродистых, сталей.
Очистите сталь. Это удалит остатки закалочной жидкости и подготовит сталь к отжигу. Если при закалке использовалась не вода, а другая жидкость, можете промыть деталь в воде. Если использовалась вода, можете протереть деталь мелкой наждачной шкуркой.
Нагрейте сталь снова. Этот второй нагрев называется отжигом (отпуском) стали и предназначен для того, чтобы устранить хрупкость, возникшую при закалке. Сталь можно разогреть в печи или в ванне с маслом, смесью нитратов натрия и калия, либо с расплавленным свинцом. Температура отжига определяет твердость стали после отжига: чем выше температура, тем менее твердым, но одновременно и менее хрупким, будет материал.
Во время отжига поверхность разогретой стали окрашивается в цвета оксидов, в зависимости от температуры: от светло-соломенного примерно при 200 градусах Цельсия до пурпурного при 300 градусах. Этими цветами пользуются, чтобы контролировать температуру отжига. Однако легированные стали приобретают тот же цвет, что углеродистые, при более высоких температурах.
Дайте стали остыть. На этот раз, в отличие от закалки, сталь можно остужать как быстро, так и медленно, в зависимости от свойств, которые вы хотите получить. Но следует иметь в виду, что те стали, для которых существует опасность повторного охрупчивания уже после отпуска, следует охлаждать медленно.
pontcost.com
Как закаляется сталь?
Автор: Мира Соколова 24.02.2016 18:49
Сталь – это сплав железа с углеродом и различными примесями. Существует два основных вида стали: углеродистая и легированная. Если для эксплуатации необходимы её повышенная прочность и износостойкость, то сталь закаляют, а затем отжигают для усиления этих свойств.
Закалка стали – это сложный процесс, в результате которого происходит изменение структуры металла. Закаленный металл приобретает определенные свойства: высокую прочность, остроту, долговечность. Считается, что при правильной закалке лезвие ножа вполне может использоваться как стеклорез. Суть всех методов каления стали состоит в том, чтобы нагреть ее до высокой температуры, а затем быстро охладить.
Углеродистая сталь может содержать не более 2,14% углерода. Чем меньше его содержание, тем больше пластичность металла, а чем больше – тем прочнее. При закалке этого вида стали необходимо соблюдать определенную температуру, чтобы металл не покоробился и не потрескался.
Легированная сталь кроме углерода в своем составе имеет еще и другие элементы, такие как хром, никель, молибден, ванадий. От количества этих веществ в сплавах зависят и характеристики стали. Поэтому закалка легированной стали имеет некоторые особенности, которые зависят в первую очередь от состава сплава и, соответственно, от его свойств.
После достижения определенной температуры раскаленную сталь быстро остужают. Для этого есть несколько способов.
Применение закаленной стали
В результате закаливания сталь приобретает повышенную прочность, поэтому, благодаря приобретенным превосходным механическим характеристикам, она используется во многих отраслях производства: машиностроение, химическая промышленность, авиация, пищевая промышленность, медицина. Также сталь находит свое применение в прикладном искусстве: изготовление различного холодного оружия – кинжал купить можно как боевой, так и сувенирный.
Поэтому при покупке обязательно обращайте внимание на то, чтобы оно было изготовлено из качественной стали. Его износостойкость и прочность зависит в первую очередь от твердости стали, из которой он сделан. Следует выбирать кинжалы из легированной стали высокой твердости. Изделия из нее не деформируются при закалке и отлично затачиваются.
Поэтому при покупке обязательно обращайте внимание на то, чтобы оно было изготовлено из качественной стали. Его износостойкость и прочность зависит в первую очередь от твердости стали, из которой он сделан. Следует выбирать кинжалы из легированной стали высокой твердости. Изделия из нее не деформируются при закалке и отлично затачиваются.
Сувенирный кинжал от боевого отличает не только конструкция рукояти, но жёсткость клинка. Чтобы приобрести боевой кинжал, необходимо получить разрешение на ношение и хранение холодного оружия - таким документом выступает охотничий билет. Сувенирный кинжал купить можно без предъявления каких-либо документов.
Если купить кинжал нужно более высокого уровня, то поиск следует вести среди авторских работ - у кавказских мастеров есть очень интересные экземпляры - например, на этом сайте представлены филигранные работы дагестанского мастера. Изделия на фото - также его.
Поэтому при покупке обязательно обращайте внимание на то, чтобы оно было изготовлено из качественной стали. Его износостойкость и прочность зависит в первую очередь от твердости стали, из которой он сделан. Следует выбирать кинжалы из легированной стали высокой твердости. Изделия из нее не деформируются при закалке и отлично затачиваются.
Опубликовано в Инвентарь
Добавить комментарий
www.vigivanie.com
