Как в домашних условиях закалить металл


на огне, в масле или печи

Расскажем о трех способах закалки металла в домашних условиях, охлаждении и контроле качества. Как правильно провести закалку стали в масле и на открытом огне. Какое масло выбрать. Особенности закалки алюминия и меди.

Как можно закалить металл в домашних условиях, наверное, знает каждый мастер, работающий со слесарным или столярным инструментом. Считается, что для этого достаточно разогреть изделие докрасна, а затем охладить его в емкости с водой. Однако в домашней мастерской этим способом можно получить только твердый и хрупкий металл, который вполне подходит для стамесок и ножей, но непригоден для молотков, кернеров или зубил. Режимы термообработки зависят от марки стали и требуемых параметров изделия после закалки, а к ним относятся не только твердость, но и прочность, износостойкость, пластичность и вязкость. В домашних мастерских, как правило, отсутствуют измерительные приборы, с помощью которых можно узнать температуру детали. Поэтому для того, чтобы закалить деталь, границы нагрева и отпуска приходится распознавать по цвету металла или его побежалости. Кроме того, перед тем как закалить какое-либо изделие, мастер должен определить (хотя бы приблизительно) марку стали или сплава, из которого оно изготовлено. Со временем накапливаются и знания, и навыки, но начинающему термисту даже для того, чтобы в домашних условиях успешно закалить сверло, резец или какой-нибудь крепеж, сначала придется пополнить свой теоретический багаж, пообщаться с опытными специалистами и сделать несколько пробных закалок.

Способы бытовой закалки металла


Чтобы закалить изделие из металла в домашних условиях, в первую очередь следует определиться со способом его разогрева до необходимой температуры, а также подобрать емкости для охлаждающих жидкостей. Кроме того, необходимо выбрать домашнее помещение или место во дворе, где можно заниматься закалкой с соблюдением всех требований техники безопасности. Для нагревания можно использовать источники с открытым пламенем. Но таким способом удастся разогреть и закалить только небольшие по объему детали. К тому же открытое пламя вызывает окисление и обезуглероживание, которые негативно влияют на поверхностный слой металла. Температуру нагрева домашние мастера, как правило, определяют по цвету нагретой заготовки. На рисунке ниже приведена цветовая таблица, без которой невозможно правильно закалить изделие из углеродистой стали. Для легированных сталей температурный диапазон обычно сдвинут в сторону увеличения на 20÷50 °C.



Для того чтобы закалить изделие из стали с полным и равномерным прогревом, лучше всего воспользоваться такими источниками тепла, как кузнечные горны и закрытые печи. Это оборудование несложно изготовить самому в домашней мастерской, а эксплуатировать его можно как в помещении, так и на открытом воздухе. Для наддува в кузнечном горне обычно используют промышленный фен, а в качестве топлива подойдет древесный уголь, который продается в любом супермаркете. Небольшую закрытую печь легко изготовить из пары десятков шамотных кирпичей. При этом в зависимости от метода закалки металла в ней можно не только закалить, но и провести отпуск с прогревом всего объема изделия. Проще всего с емкостями для охлаждения и зажимным инструментом. Для закалочной жидкости подойдет любой негорючий сосуд достаточного размера, а удерживать и перемещать деталь можно щипцами или крючьями с ручками подходящей длины. На видео ниже показано, как в домашних условиях можно закалить топор с использованием самодельного горна и двух емкостей с разными охлаждающими средами.

Закалка на открытом огне


Самый простой способ закалить небольшую деталь в домашних условиях — это нагреть ее на открытом пламени до нужной температуры, руководствуясь при этом цветовыми таблицами. В качестве источника нагрева в таких случаях можно использовать газовую горелку, паяльную лампу или даже конфорку домашней газовой плиты. Главный недостаток такой закалки — это сложность равномерного прогрева изделия по всему объему, т. к. пламя создает высокую температуру на узком, ограниченном участке. Этот способ подойдет, когда необходимо закалить торец удлиненного изделия, например режущую часть сверла или лезвие стамески, или же небольшую деталь размером в несколько сантиметров. Еще одна проблема, с которой может столкнуться домашний мастер, решивший закалить углеродистую сталь открытым пламенем, — это сильное окисление и выгорание углерода в поверхностном слое железа, которые приводят к деградации его структуры.

Распространенные среды для самостоятельного каления

Для закалки сталей в домашних условиях обычно используют следующие охлаждающие среды: воздух, воду и водные растворы, минеральное масло. В качестве водных растворов обычно используют 10-15%-й хлористого натрия (поваренной соли), а минеральное масло в домашних мастерских — это чаще всего обычная моторная отработка. Чтобы закалить отдельные части изделия с разной твердостью, используют закалку с последовательным охлаждением в двух средах. Каждая из этих закалочных сред характеризуется своей скоростью охлаждения, от которой напрямую зависит структура обрабатываемого металла. К примеру, воздух охлаждает сталь со скоростью 5÷10 °C в секунду, масло — 140÷150 °C, а вода (в зависимости от температуры) — 700÷1400 °C.

Чтобы правильно и без проблем закалить свое изделие, необходимо знать марку металла, из которого оно изготовлено, т. к. от этого зависит как температура нагрева, так и способ охлаждения. Народные умельцы для своих изделий в качестве исходных материалов чаще всего используют б/у изделия из быстрорежущих и инструментальных сталей, которые можно закалить в домашней мастерской. Ниже в таблице приведены рекомендуемые температурные режимы и среды охлаждения для различных сталей.

Закалка металла в масле


Масло довольно плохо проводит тепло, что способствует более медленному формированию структурных элементов стали. Поэтому, если ее закалить в масляной среде, она наравне с твердостью приобретет прочность и упругость. На производстве для закалки обычно используют индустриальное масло И-20 или современные закалочные масла типа «Термойл», «Термо» или «Волтекс». В домашних мастерских народные умельцы пользуются тем, что имеется в наличии. Чаще всего это новое или отработанное моторное масло. Чтобы безопасно закалить деталь в таком масле в домашних условиях, нужно помнить, что у него по сравнению с промышленными закалочными жидкостями гораздо более низкая температура вспышки, и при погружении в него раскаленного металла оно на короткий срок загорается с выделением едкого дыма. Поэтому закалочная емкость, применяемая в домашней мастерской, должна иметь минимальную открытую поверхность и использоваться только на открытом воздухе или в проветриваемом помещении. Помимо обычных ведер и жестяных банок, одна из самых распространенных конструкций такой емкости, которой пользуются домашние мастера — это удлиненный отрезок трубы подходящего диаметра с приваренным днищем.

Изготовление камеры для закаливания металла


Основным материалом для изготовления корпусов домашних печей для закалки стали являются твердые огнеупоры в виде блоков различных размеров и шамотная глина. В такой печи достигается температура свыше 1200 °C, поэтому в ней можно закалить изделия не только из углеродистой или инструментальной, но и из высоколегированной стали. При изготовлении домашних печей из шамотной глины сначала делают картонный каркас по форме и размеру рабочей камеры, который затем покрывают слоем шамота. Поверх его наматывают нагревательную спираль, а затем накладывают основной теплоизолирующий слой. При такой конструкции область нагрева изолирована от нагревательного элемента, что важно, когда необходимо закалить сталь, чувствительную к окислам и выгоранию углерода.

Самой же распространенной конструкцией домашних закалочных печей являются установки, тепловые корпуса которых выполнены из шамотного кирпича или аналогичных ему огнеупоров. Рабочая температура у таких материалов более 1400 °C, поэтому в подобных печах можно закалить практически любой вид стали и многие тугоплавкие сплавы. Конструктивно такая домашняя печь похожа на обычную печь на дровах, только имеет гораздо меньшие размеры. Нагрев металла в ней осуществляется с помощью электрической спирали, уложенной в пазы по периметру внутреннего пространства. Если необходимо качественно закалить сталь, ее необходимо нагреть до точно заданной температуры, поэтому большинство таких домашних самоделок оснащено терморегуляторами (их свободно можно приобрести на «Алиэкспресс»).

На видео ниже показано устройство такой домашней печи с торцевой загрузкой и терморегулятором, который позволяет закалить сталь с точным соблюдением температурных режимов. Ее тепловой корпус изготовлен из муллитокремнеземистых огнеупорных плит ШПТ-450.



Подробное описание конструкции и рекомендации по созданию печи с верхней загрузкой, в которой можно закалить изделия длиной до 54 см, можно посмотреть в следующем видео. Здесь тепловой корпус печи изготовлен из шамотного кирпича (типа ШБ) и также используется терморегулятор. Кроме верхней загрузки, особенностью этого устройства является спираль из кантала, который служит во много раз дольше традиционного нихрома и фехраля.

Как самостоятельно провести отпуск


Отпуск стали проводят для снижения ее хрупкости и повышения пластичности, что происходит во время ее нагрева до невысокой (по сравнению с закалкой) температуры с последующим медленным охлаждением. Для большинства сталей (углеродистых и низколегированных), которые можно закалить в домашней мастерской, отпуск проводится при температурах в интервале от 150 до 250 °C (см. таблицу выше). В отличие от закалки такой нагрев не требует специального оборудования, поэтому многие домашние мастера используют для этих целей духовки бытовых плит с терморегуляторами. Определить температуру нагрева при отпуске можно по цвету побежалости — разноцветной оксидной пленки, возникающей на поверхности стали при нагреве (см. рис. ниже). Если закалить сталь «на мартенсит», т. е. с быстрым охлаждением в воде, то получится очень твердая, но хрупкая структура. Поэтому отпуск является обязательной процедурой при термической обработке режущего инструмента.

Проверка качества закалки


Для того чтобы определить, удалось ли закалить изделие из стали до нужной твердости, у домашнего мастера не так уж и много способов. Традиционный — это попробовать поцарапать металл надфилем (не алмазным), который обычно имеет твердость 55÷60 HRC. Если на поверхности остаются бороздки, то это значит, что закалить сталь до нужного значения не получилось и ее твердость ниже этой величины. Если же надфиль скользит по поверхности закаленного металла, то его твердость в норме. Еще один способ проверки качества домашней закалки — это царапание закаленной сталью поверхности бутылочного стекла (см. фото ниже). Кроме твердости, в домашних условиях при наличии определенных навыков можно проверить и структуру металла. Для этого необходимо закалить несколько образцов одинаковой стали в разных режимах, а затем на глаз сравнить структуру и размер зерна.

Особенности закалки алюминия


Необходимость закалить какое-либо изделие из алюминия в домашних условиях возникает достаточно редко, т. к. вся готовая продукция из литейных и деформируемых сплавов обычно проходят требуемую термообработку и в процессе эксплуатации практически не теряет своей твердости и жесткости. Такая потребность у домашнего мастера может возникнуть после сварки между собой деталей из алюминиевых сплавов, т. к. в этом случае они очень часто теряют жесткость в области, прилегающей к сварному шву. Но в домашних условиях закалить алюминий очень сложно, т. к. для этого нужно точно знать тип сплава и выдерживать термические параметры с точностью как минимум ±5 °C. Охлаждение тоже требует определенных навыков, т. к. при неточном соблюдении технологии изделие может повести. Если же все-таки хочется освоить этот вид термообработки для использования в домашних условиях, то в первую очередь необходимо обзавестись печью с точным терморегулятором, а также быть готовым к тому, что каждый раз придется закаливать поочередно несколько образцов для подбора нужных параметров термического процесса.

Особенности закалки меди

Технологии термообработки стали и меди имеют принципиальные отличия. Нагрев меди до красного каления (свыше 600 °C) и быстрое охлаждение в воде приводит к ее отпусканию (т. е. она становится мягкой). Закалить медь в домашних условиях сложнее, чем отпустить, т. к. для этого ее нужно нагреть всего до 400 °C, при которых она не имеет свечения. После нагрева до указанной температуры медное изделие медленно остужается на воздухе, после чего оно приобретает твердость, как после нагартовки. Если все-таки есть насущная потребность закалить какое-то количество медных деталей в условиях домашней мастерской, придется обзавестись пирометром для контроля температуры нагрева.

Мы описали два способа проверки качества закалки в домашних условиях. А какие знаете вы? Поделитесь, пожалуйста, информацией в комментариях к этой статье.

Как закалить металл в домашних условиях?

Многих интересует, как правильно закалить металл в домашних условиях и в каких случаях этот процесс требуется? Закалка изделий из этого материала проводится при необходимости увеличения его прочности. Например, для закалки кромок для резки кухонной утвари (нож, секатор) или инструментов (стамеска, стамеска и т. Д.). Кроме того, металл приобретает определенную пластичность, что облегчает обработку материала. Кузнецы знакомы с этим правилом.В статье будет рассказано, как закалить металл в домашних условиях.

Зачем нужна закалка?

Закалка металла позволяет повысить твердость изделия примерно в 4 раза. В этом случае предметом из этого материала легко можно разрезать стеклянную поверхность. Закалка требуется из-за недостаточной прочности объекта или наоборот. В первом случае металлические изделия будут заклинивать, а во втором - рассыпаться.

Проверка твердости металлического изделия

Для проверки степени твердости металлических изделий необходимо взять напильник и провести инструментом по краю разрезаемого предмета, например, топора или ножа.Если вы чувствуете, что пилка начинает прилипать или прилипать к металлу, то это говорит о том, что продукт недостаточно затвердел. При этом его край будет мягким и податливым.

Если инструмент легко удаляется от предмета и создается ощущение, что он его поглаживает, а рука не ощущает неровностей, то это означает, что металл слишком закален.

Возможна закалка металла в домашних условиях. В этом случае не следует прибегать к сложным технологиям. Процесс осуществляется вручную.

Следует помнить, что технологическому процессу не подлежат низкоуглеродистые стали. А вот добиться увеличения прочности изделий из углерода или инструментальных материалов реально.

Как происходит закалка?

Технология закалки включает два процесса - нагрев металлического изделия до высокой температуры и затем охлаждение.

Термическая обработка поверхности целесообразна в том случае, если:

  • есть необходимость придать металлу дополнительную прочность;
  • Повышение пластичности требуется, например, для последующей горячей штамповки.

Стоимость закалки металлического изделия на профессиональном уровне 200 руб. за 1 кг. Более дешевая обработка мелких деталей огнем. Стоимость услуги 20 руб.

Как закалить металл в домашних условиях? Стоит познакомиться с некоторыми нюансами этого дела.

Нагрев должен быть равномерным. На металле не должно быть черных или синих пятен. Не нагревайте продукт до экстремальных температур. О том, что процесс протекает правильно, свидетельствует появление ярко-красного цвета.

Какое оборудование используется для закалки?

Например, для закалки металла в домашних условиях используется дрель, электрическая или термическая печь, паяльная лампа или костер. Что подходит в конкретном случае, зависит от того, какой температурный индекс требуется для обрабатываемого материала.

Охлаждение разных инструментов

Правила охлаждения инструментов могут быть разными. Процесс можно проводить в один или несколько приемов.Все зависит от типа металла.

Как можно закалить металл не по всей поверхности, а только в определенном месте? В этом случае используется струйный тип закалки. Подразумевает направление струи холодной воды на точку объекта.

Если действие производится с одной охлаждающей жидкостью, то требуются специализированные приспособления в виде бочки или ведра. Для этого используется даже баня. Этот метод охлаждения подходит для изделий на основе углеродистой или легированной стали.

Если для снижения температуры продукта требуется двухступенчатая схема охлаждения, то используются разные среды.Этот процесс обеспечивает выпуск металла. Сначала сверла или диски охлаждаются водой, затем машинным или минеральным маслом. Охлаждение с его помощью - это вторая стадия процесса, так как существует опасность возгорания под воздействием высокой температуры.

Использование воды для охлаждения

Основной жидкостью для охлаждения является вода. Если добавить в него немного соли или мыла, скорость охлаждения изменится. Поэтому емкость для закаливания нельзя использовать для мытья рук. Для поддержания того же показателя твердости на металлической поверхности температура жидкости должна поддерживаться на уровне 20-30 ° C.Часто в танке менять не получится. Не охлаждайте изделие в проточной воде.

Обратной стороной закалки с помощью воды является появление на поверхности металла множества трещин. Таким образом, обработке должны подвергаться объекты простой формы или склеенные предметы.

Что используется для упрочнения деталей сложной формы?

Как закалить сложный металл? Для легированной стали применяют пятидесятипроцентный раствор каустической соли в холодном виде или нагревают до 50-60 ° С. Детали, нагретые в солевой ванне и прошедшие через нее, закаливают, выходят блестящие.Не допускать, чтобы температура раствора была выше 60 ° С.

Пары, образующиеся при застывании, вредны для здоровья, поэтому баня обязательно должна быть оборудована вытяжкой.

Как закаляется легированная сталь?

Как закалить металл? В домашних условиях легированная сталь подвергается обработке в ванне с минеральным маслом. Таким же образом закаливают тонкие изделия из углеродистой стали. Преимущество масляных ванн в том, что скорость охлаждения не зависит от температуры масла.Он будет течь одинаково быстро с любым из его индикаторов.

Как правильно закалить металл в масле? В такую ​​ванну не должно попадать вода, так как это может спровоцировать появление на поверхности металлического предмета трещин. Отмечено, что если масло нагреть до температуры 100 ° C, попадание воды не вызовет растрескивания продукта.

Недостатки масляной ванны

  • При закалке выделяются токсичные газы.
  • На объекте образуется налет.
  • Масло может загореться.
  • Качество закалки в масляной ванне постепенно снижается.

Как выпускается металл?

Все закаленные детали закалены. Это снимает внутреннее напряжение. В результате этого процесса снижается твердость и повышается пластичность материала.

Как выпустить закаленный металл? В зависимости от заданной температуры процесс осуществляется:

  • в ваннах с маслом;
  • в ваннах с нитратом;
  • в духовках с циркуляцией воздуха;
  • в щелочных ваннах.

От чего зависит температура отпуска?

Как правильно ослабить закаленный металл, что нужно учитывать? Важным фактором является температура отпуска. Это зависит от марки стали и необходимого индекса твердости продукта. Например, изделие, требующее HRC 59-60, закаляется при температуре 150-200 ° C. В этом случае внутреннее напряжение уменьшается, а твердость практически не изменяется.

Быстрорежущая сталь опускается при температуре 540 - 580 ° С.Этот процесс называется вторичным отверждением. Его результат - повышение твердости продукта.

Металл закален под цвет потускнения. Нагревается на электроплите, в духовках или горячем песке. Оксидная пленка, появляющаяся при нагревании, окрашивается в разные цвета. При этом поверхность металлического изделия очищается от накипи, нагара и масла.

После отпуска металл обычно охлаждают на воздухе. Хромоникелевые изделия охлаждают в воде или масле, так как медленное охлаждение этих марок приводит к отпускной хрупкости.

Как закалить сталь на открытом огне?

Как закалить металл в огне? Для легкого проведения процесса упрочнения металла в домашних условиях необходимо развести костер и подготовить две емкости большой емкости. В костре должно быть много раскаленных углей.

Один бак должен быть заполнен дизельным или моторным маслом, а другой - чистой водой. Лучше, если будет хорошо. Изначально готовится инструмент, с помощью которого будет удерживаться нагретый до предела металл.Они пользуются кузнечными щипцами. Но если их нет, то можно использовать что-то подобное.

После выполнения подготовительных работ сверло или другие инструменты помещают в центр пламени на раскаленных углях. Белые угли намного горячее других. Необходимо внимательно наблюдать за процессом застывания. Пламя огня должно быть малиновым. Если огонь станет белым, это угроза перегрева и даже возгорания металла.

Необходимо следить за тем, чтобы малиновый цвет распределялся по всему костру равномерно.По краю изделия из металла не должно появляться черных пятен. Если на материале видны синие пятна, это говорит о чрезмерном размягчении материала и его чрезмерной пластичности. Этого нельзя допустить.

После прокаливания на огне металлический продукт необходимо удалить от источника тепла. Лампа накаливания i

.

Как закалить металл🐝 | Полезные советы пчеловоду-любителю

Знающий человек не поверит, что поверхностную закалку или науглероживание достаточно крупных деталей можно проводить «просто так» - в любой сельской мастерской без специального оборудования, токов высокой частоты, громоздких отопительных печей.

Московские изобретатели взяли два графитовых электрода, установили их в держателе и подключили к источнику питания. Между электродами зажигалась электрическая дуга. Он не только нагрел окружающее пространство до четырех с половиной тысяч градусов, но и - благодаря угольным электродам - ​​насыщает слой воздуха углеродом.Так что по сути насыщение поверхности нагретого металла углеродом - это цементация! .. Процедуре подвергалась обыкновенная лопата-лопата. Нагревали до 900 ° С, охлаждали на воздухе до комнатной температуры, вырезали образец и - под микроскопом.

Режущая кромка лопаты была зацементирована на глубину нескольких десятых миллиметра. Это было сделано за несколько секунд вместо нескольких часов по обычной технологии. Такую лопату после заточки долго перематывать не придется.Аналогичным образом можно обрабатывать рабочие поверхности плугов, зубьев борон, дисков культиватора. Установив угольные горелки над конвейером, вы адаптируете процесс для массового производства и будете обрабатывать самые разные инженерные компоненты.




Способ закалки металла
.

Как работать Закалка ювелирной проволоки

Зачем нужна закаленная проволока? Методы деформационного упрочнения позволяют нам сознательно изменять состояние проволоки, с которой мы хотим работать, и заставлять ее становиться более прочной. Другими словами, мы будем работать в напряженном состоянии, чтобы дать силу мягкого металла, чтобы помочь ему держать свою форму. Мы также можем использовать его для придания упругости, например, для серьги-кольца или застежки с защелкой.

В этой статье рассматриваются методы упрочнения ювелирной проволоки, не вдаваясь в подробности «что» и «почему» упрочнения.Если вам нужна дополнительная информация о том, что такое рабочее упрочнение и как оно работает, прочтите Что такое рабочее упрочнение ?.

Однако, как правило, ювелирная проволока бывает разных уровней твердости, и для разных конструкций и применений требуются проволоки разной твердости, чтобы готовая деталь могла выдержать износ. Дополнительные сведения о твердости проволоки см. В разделе «Объяснение твердости проволоки».

Допустим, вам нужна полутвердая проволока для конкретного проекта (например, для изготовления ушных шв), и у вас есть только мертвый мягкий провод.Хотя лучше начать с правильного типа проволоки и меньше работы для вас, в крайнем случае вы можете просто немного укрепить часть проволоки, которая у вас уже есть, прежде чем начать. Кроме того, если вы начали с полутвердой проволоки, но все еще не чувствуете, что готовая деталь достаточно прочная, в некоторых случаях (например, швензы или серьги-кольца) вы можете еще больше укрепить проволоку, чтобы добавить больше прочности. . Вот несколько способов сделать это:

1.) Используйте плоскогубцы с нейлоновыми губками, чтобы вытянуть провод прямо.Постарайтесь протянуть ее от одного конца до другого, чтобы проволока по всей длине проходила равномерно. Повторите несколько раз, проверяя жесткость проволоки по ходу движения. Этот метод хорошо работает с тонкой проволокой (28 г, 26 г, 24 г), но не особенно с толстой (20 г, 18 г и т. Д.).

Эти плоскогубцы ОТЛИЧНЫ для исправления перегибов!

Плоскогубцы с нейлоновыми губками от Eurotool

2.) Несколько раз протяните провод через полировальную ткань.Это работает так же, как плоскогубцы с нейлоновыми губками, но немного менее эффективно: вам придется больше работать с полировальной тканью, поскольку ваши пальцы не так сильны, как плоскогубцы. Повторите несколько раз, проверяя жесткость проволоки по ходу движения.

3.) Скрутите провод. * Этот метод рекомендуется для круглой проволоки - проволока других форм покажет скручивание.

Используйте плоскогубцы на каждом конце троса и скручивайте его в противоположных направлениях, сохраняя трос прямо и туго.Это лучше всего подходит для более коротких проводов.

Вы также можете вставить один конец провода в тиски и сделать на другом конце петлю для захвата плоскогубцами. Затем просто поверните тиски в одном направлении, удерживая плоскогубцы. Для более длинных кусков проволоки попросите друга помочь или используйте неподвижные тиски, чтобы удерживать один конец проволоки, когда вы скручиваете другой.

ВНИМАНИЕ : Обязательно регулярно проверяйте твердость проволоки. Если скрутить слишком сильно, проволока порвется! (По этой причине всегда следует носить защитные очки при скручивании проволоки )

Есть другие способы обработки закаленного металла после того, как вы выполнили работу , но не во всех случаях, поэтому постарайтесь спланировать заранее как можно больше.Эти методы отлично подходят для таких вещей, как швензы, серьги-кольца и другие предметы, например проволочные каркасы и застежки ручной работы. (Забивание молотком не рекомендуется для трехмерных работ, кроме кольцевых лент):

4.) Ударьте по форме проволоки молотком из сыромятной кожи (или резиновым молотком) по верхней части резиновой скамейки или металлическим ювелирным молотком по стальной скамейке. ( У этого блока скамейки одна сторона резина, а другая - сталь ). Для колец используйте молоток из сыромятной кожи / резины или ювелирный молоток, когда кольцо находится на стальной оправке.

Использование сыромятной кожи или резины не изменит форму металла и не повредит поверхность, но сожмет эти молекулы и хорошо укрепит металл. Использование металлического молотка ИЗМЕНИТ форму металла - он расплющит его, а также может добавить текстуру на поверхность, в зависимости от вашего молотка.

ПРИМЕЧАНИЕ : Вы также можете использовать эти методы для упрочнения отрезка проволоки ПЕРЕД тем, как придать ей форму.

Ювелирный молоток из необработанной кожи // Ювелирный молоток // Двусторонний каучук + стальной блок

5.) Переверните готовую деталь в роторном тумблере (каменном тумблере) стальной дробью. Этот метод отлично подходит для закаливания сразу нескольких деталей - например, двадцати пар шв или тонны застежек ручной работы. ПОЖАЛУЙСТА, прочтите информацию о переворачивании предметов с бусинами и камнями - многие камни будут повреждены в процессе переворачивания. Если сомневаетесь, не делайте этого!

Роторный стакан // Галтовочная смесь из стальной дроби

• Как видите, существует множество способов упрочнения металлической или ювелирной проволоки до и после проекта.

К сожалению, бывают случаи, когда довольно сложно обработать деталь после ее завершения. Например, если вам нужно было создать замысловато обмотанный проволокой или сплетенный из проволоки кулон с камнем, использование любого из вышеперечисленных методов действительно было бы очень сложной задачей.

Я предлагаю как можно больше работать с упорством ДО того, как вы начнете или в любой момент процесса, где вы можете. В данном случае это может означать создание каркаса арматуры из проволоки и ее упрочнение перед обмоткой ее более тонкой проволокой и добавлением камня.Арматуре нужна сила, чтобы удерживать форму подвески, но более тонкая проволока - ваша оборачивающая проволока - может оставаться мертвенно мягкой до тех пор, пока ей не нужно самостоятельно удерживать какое-либо напряжение или форму.

• Описанные выше методы и свойства металлов применимы к цветным металлам, таким как серебро, золото, латунь и медь. Другие металлы могут вести себя иначе, поэтому вы захотите изучить свой конкретный материал, прежде чем работать с ним. Например, мой опыт работы с алюминиевой проволокой показывает, что она становится хрупкой и ломается быстрее, вместо того, чтобы затвердевать и становиться прочнее, как другие металлы, которые я только что упомянул.Вместо того, чтобы пытаться работать с твердой алюминиевой проволокой, вероятно, лучше начать с более толстого калибра, обеспечивающего необходимую прочность.

Здесь вы можете прочитать о различных материалах ювелирной проволоки и их различных свойствах.

Если вы новичок в изготовлении украшений из проволоки, то остальная часть этой серии «Все о ювелирных изделиях из проволоки» будет очень полезна!

Часть 1: Калибр проволоки
Часть 2: Твердость проволоки
Часть 3: Формы ювелирной проволоки
Часть 4: Материалы ювелирной проволоки
Часть 5: Какой калибр проволоки для чего?
Часть 6: Что такое деформационное упрочнение?
Часть 7: (вы здесь)

Большое спасибо за чтение! У вас есть вопросы? Я что-то упустил? Пожалуйста, оставьте комментарий ниже!

Связанные

.

Работать твердо - тяжелая работа! Узнайте, как сделать металлы крепче

Убедитесь, что в вашем браузере включен JavaScript. Если вы оставите отключенным JavaScript, вы получите доступ только к части предоставляемого нами контента. Вот как.
Области науки Материаловедение
Сложность
Требуемое время Long (2-4 недели)
Предварительные требования Нет
Наличие материалов Требуются специальные предметы.Вам понадобятся листы алюминия и меди. См. Дополнительную информацию в разделе «Материалы и оборудование».
Стоимость Низкая (20–50 долларов)
Безопасность Возможны легкие травмы. Соблюдайте осторожность при использовании молотка и при работе с металлическими листами с острыми краями. Рекомендуется наблюдение взрослых.

Абстрактные

Легко забыть, что металлы есть везде и почти во всем.Они являются частью нашей жизни во многих отношениях, поэтому мы их почти не замечаем. Но просто остановись и подумай об этом. Мы используем металлические ложки, чтобы есть и готовить пищу. Автомобили, мотоциклы и самолеты состоят из металлов. Металлы есть в нашей мебели и являются частью ваших школьных принадлежностей. У некоторых людей даже во рту присутствует металл в зубных работах. Очевидно, что их сила и зависимость очень важны. Но что такое металлы? В этом проекте научной ярмарки вы не только узнаете, что такое металл, но и узнаете, как сделать металлы прочнее!

Объектив

Для демонстрации различий в механическом упрочнении двух разных металлов.

Поделитесь своей историей с друзьями по науке!

Да, Я сделал этот проект! Пожалуйста, войдите в систему (или создайте бесплатную учетную запись), чтобы сообщить нам, как все прошло.

Планируете ли вы сделать проект от Science Buddies?

Вернитесь и расскажите нам о своем проекте, используя ссылку «Я сделал этот проект» для выбранного вами проекта.

Вы найдете ссылку «Я сделал этот проект» на каждом проекте на сайте Science Buddies, так что не забудьте поделиться своей историей!

Кредиты

Мишель Марановски, доктор философии, приятели науки

Цитируйте эту страницу

Здесь представлена ​​общая информация о цитировании.Обязательно проверьте форматирование, включая использование заглавных букв, для метода, который вы используете, и обновите цитату по мере необходимости.

MLA Стиль

Сотрудники Science Buddies. «Тяжелая работа - работать твердо! Узнайте, как сделать металлы прочнее». Друзья науки , 23 июня 2020, https://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project-ideas/MatlSci_p038/materials-science/working-metals-stronger. Доступ 31 октября 2020 г.

APA Style

Сотрудники Science Buddies.(2020, 23 июня). Работать твердо - тяжелая работа! Узнайте, как сделать металлы сильнее. Извлекаются из https://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project-ideas/MatlSci_p038/materials-science/working-metals-stronger

Дата последнего редактирования: 2020-06-23

Введение

Металлы - часть нашей повседневной жизни. Некоторые металлы прочные и легкие, и их можно использовать для строительства зданий, а другие проводят тепло и электричество.Металлы можно даже сделать очень чистыми, чтобы они могли служить частью искусственного коленного сустава или кардиостимулятора.

Земная кора в основном состоит из кислорода и кремния (74,4%). Но алюминий и железо составляют 8,1% и 5% соответственно. Остальные 12,6 процента приходятся на другие элементов. Неизвестно, когда люди начали работать с металлами, но в какой-то момент Несколько тысячелетий назад человек выяснил, что нагревание определенных пород, называемых рудой , дает материал, которым легко манипулировать и форму во всевозможные полезные инструменты и орудия - металл.Золото, самый ковкий () и ковкий () металл, ценилось за его блеск и легкость формования. Из него делали украшения для украшения людей и домов. Ранние люди использовали несколько типов металлов для своих инструментов. и украшения, включая медь, железо, олово, свинец, серебро и золото.

Но что такое металл? Чистый металл - это элемент, состоящий из одного атома типа . Атомы выстраиваются в регулярную структуру, которая повторяется много раз, что называется структурой кристалла .Атомы в кристаллической структуре соединены металлической связью. Металлическое соединение - это то, что позволяет металлам быть отличными температурными и электрическими проводниками , а также иметь высокую пластичность и пластичность. Если провести диагональную линию между бором и полонием в периодической таблице элементов, в нижнем левом углу этой линии будут металлы.

Есть много способов описать свойства металлов. Например, твердость металла описывает способность металла сопротивляться постоянной деформации, а прочность металла описывает способность металла поглощать внезапный удар.Молотки - хороший пример того, как простой инструмент на самом деле не так уж прост. Молоты должны быть твердыми и , чтобы работать хорошо. Часть молотка, которая попадает в гвоздь, должна быть твердой, но за ударной поверхностью молоток должен быть твердым. Если он не жесткий, молоток может сломаться и травмировать пользователя. Металл в молотке необходимо обработать правильно, чтобы убедиться в его работоспособности. Древние японские мастера-самураи использовали твердую и прочную сталь, чтобы создать одно из самых смертоносных боевых орудий в мире.Внешняя оболочка меча - твердая сталь. Кромку из твердой стали можно сделать очень острой; однако он хрупкий, , поэтому вы не захотите делать целый меч из такого металла, потому что он может сломаться во время боя. Сердечник меча сделан из прочной стали, которая может поглощать удары, не ломаясь. Поэтому, когда самурай наносил удар своим мечом, внешняя сталь делала разрез, в то время как ядро ​​выдерживало удар от удара. Самурайские мечи были настолько острыми и сильными, что их оценивали по количеству человеческих тел, которые они могли разрезать за один раз!

Рисунок 1. Это пример катаны, самурайского меча. (Википедия, 2008 г.)

Металлы можно комбинировать для получения более прочных металлов. Это называется легированием . Бронза - это сплав меди и олова, латунь - это сплав меди и цинка, а нержавеющая сталь - это сплав углерода, железа и хрома. Сплав обычно каким-то образом улучшает свой исходный материал.

Помимо их комбинирования, есть еще один метод повышения прочности металлов - создание дислокаций внутри металла.Дислокация - это дефект или дефект кристаллической структуры металла. Эти дислокации могут быть вызваны деформацией или изгибом металлов. Определенное количество дислокаций в металле может облегчить перемещение атомов металла по кристаллической структуре, делая металл более прочным. Однако, когда количество дислокаций становится слишком большим, а дислокации расположены слишком близко друг к другу, сопротивление металла движению постепенно увеличивается. Это называется наклепом . За пределами определенной точки металл теряет пластичность и может сломаться.Работа кузнецов мечей или кузнецов заключается в том, чтобы знать, когда металл достигает своего пика и пригоден ли он для обработки.

В этом научном проекте вы будете исследовать наклеп для двух разных металлов: меди и алюминия. Есть ли разница во времени, необходимом для упрочнения этих металлов?

Термины и понятия

  • Элемент
  • Руда
  • Ковкость
  • Пластичность
  • Атом
  • Кристалл
  • Металлическая связка
  • Проводник
  • Твердость
  • Прочность
  • Хрупкий
  • Сплав
  • Вывих
  • Деформационное упрочнение
  • Отжиг

Вопросы

  • Какие примеры металлов и неметаллов? Каково их положение в периодической таблице?
  • Какие термины используются для описания свойств металлов?
  • Для чего нужно закалить металл?
  • Что такое вывих? Что делает дислокация в металле?

Библиография

На следующем веб-сайте обсуждаются металлы и их важность для изготовления самурайского меча.Там также есть быстрая демонстрация металлов.

Этот сайт является хорошим справочником о металлах:

Если вы хотите узнать, как кузнецы изготавливают молотки, посетите этот сайт:

Лента новостей по этой теме

Примечание: Компьютерный алгоритм сопоставления предлагает указанные выше статьи. Это не так умно, как вы, и иногда может давать юмористические, нелепые или даже раздражающие результаты! Узнать больше о ленте новостей

Материалы и оборудование

  • Медный лист, 4 дюйма на 4 дюйма.Вы можете приобрести пробную упаковку медных листов различной толщины в Amazon.com.
  • Алюминиевый лист, 4 дюйма на 4 дюйма. Вы можете приобрести образец упаковки алюминиевых листов различной толщины на Amazon.com.
  • Ножницы по металлу для резки образцов; в хозяйственных магазинах
  • Перманентный маркер
  • Молот
  • Чистая поверхность, выдерживающая удары молотком
  • Блокнот лабораторный

Заявление об отказе от ответственности: Science Buddies участвует в партнерских программах с Инструменты для дома, Amazon.com, Каролина Биологический и Jameco Electronics. Доходы от партнерских программ помогают поддерживать Science Buddies, общественной благотворительной организации 501 (c) (3), и делаем наши ресурсы бесплатными для всех. Наш главный приоритет - обучение студентов. Если у вас есть какие-либо комментарии (положительные или отрицательные), связанные с покупками, которые вы сделали для научных проектов из рекомендаций на нашем сайте, сообщите нам об этом. Напишите нам на [email protected]

Методика эксперимента

  1. С помощью ножниц по металлу разрежьте тончайшие медные и алюминиевые листы на четыре полосы равного размера каждая.Когда вы закончите резать, у вас должно быть четыре полоски меди и четыре полоски алюминия. Используя перманентный маркер, пометьте каждую полоску номером, чтобы вы могли отслеживать каждую полоску. На упаковочном листе, поставляемом с упаковками образцов, указана толщина каждого образца. Запишите номер, присвоенный каждой полоске, и ее толщину в лабораторной тетради. Осторожно: Соблюдайте осторожность при обращении с металлическими полосами. Они острые и могут вызвать болезненные порезы.
  2. Составьте таблицы данных в своем лабораторном блокноте, подобные тем, которые показаны ниже.Используйте таблицы для записи ваших данных.
  3. Возьмите две медные полоски. Вы будете экспериментировать с одной полосой и использовать другую полосу для сравнения (или контроля). Отметьте элемент управления буквой «C» в дополнение к номеру, который на нем уже есть.
  4. Положите одну полосу на стол. Ударьте молотком по середине полосы два раза. Поднимите полоску и осторожно надавите на ту сторону, которая не была забита. Полоска жесткая по сравнению с контрольной полоской? Положите ту же полосу и ударьте по ней еще два раза молотком в том же месте, что и раньше.Возьмите полоску и проверьте, не стала ли медная полоска еще более жесткой. Сравните это с контрольной полосой. Запишите свои данные в лабораторную записную книжку. Повторяйте этот шаг, пока медная полоска не начнет затвердевать. Сколько ударов молотком потребовалось? Как выглядит закаленная медь? Он блестящий или тусклый?
  5. Повторите шаги 3 и 4 с двумя другими медными полосками. Всегда держите контрольную полосу в стороне, чтобы вы могли сравнить обработанный металл и контрольную деталь.
  6. Повторите шаги 3-5 с алюминиевыми полосками. Запишите свои данные в лабораторный блокнот. Есть ли разница в том, когда алюминиевая полоса начала затвердевать по сравнению с медной полосой?
  7. Нанесите данные на диаграмму рассеяния. Обозначьте ось x Metals и ось y «Наименьшее количество ударов для придания жесткости». Чтобы узнать больше о диаграммах рассеяния или построить графики в Интернете, посетите следующий веб-сайт: Создайте график.
0004
Медная полоса 1 Алюминиевая полоса 1
Удары Она застыла? Наблюдения Удары Он застыл? Наблюдения
2 2
4 4 000 0004
8 8
10 10

.

Если вам нравится этот проект, возможно, вам понравятся следующие родственные профессии:

Ученый и инженер-материаловед

Что позволяет создавать высокотехнологичные объекты, такие как компьютеры и спортивное снаряжение? Это материалов, внутри этих продуктов.Материаловеды и инженеры разрабатывают материалы, такие как металлы, керамика, полимеры и композиты, которые нужны другим инженерам для их проектов. Материаловеды и инженеры мыслят атомарно (то есть они понимают вещи на наномасштабном уровне), но они проектируют микроскопически (на уровне микроскопа), а их материалы используются макроскопически (на уровне, который может видеть глаз) ). От теплозащитных экранов в космосе, протезов конечностей, полупроводников и солнцезащитных кремов до сноубордов, гоночных автомобилей, жестких дисков и форм для выпечки - материаловеды и инженеры создают материалы, которые делают жизнь лучше.Прочитайте больше

Химик

Все в окружающей среде, будь то естественное происхождение или созданное человеком, состоит из химикатов. Химики ищут и используют новые знания о химических веществах для разработки новых процессов или продуктов. Прочитайте больше

Сварщик

Что общего у гоночных автомобилей, мостов, лодок, компьютеров, велосипедов и сотовых телефонов? Все они требуют сварки или использования инструментов для прочного соединения металлических частей.Навыки сварщиков необходимы для сборки многих предметов, с которыми вы сталкиваетесь и используете каждый день. Карьера сварщика может привести вас в гараж на знаменитые автомобильные гонки, на вершины самых высоких зданий или даже на дно океана! Прочитайте больше

Варианты

  • Влияет ли толщина материала на процесс твердения? Попробуйте повторить эксперимент с разной толщиной медных и алюминиевых листов.
  • Попробуйте согнуть медную трубу. Когда сгибаться становится слишком сложно? Вы также можете использовать паяльную лампу, чтобы уменьшить количество вывихов в трубе. Это называется отжиг . Дайте трубе остыть и посмотрите, как отжиг влияет на изгиб трубы. Для этого варианта рекомендуется присмотр взрослых и соответствующее защитное снаряжение.

Поделитесь своей историей с друзьями по науке!

Да, Я сделал этот проект! Пожалуйста, войдите в систему (или создайте бесплатную учетную запись), чтобы сообщить нам, как все прошло.

Спросите эксперта

Форум «Задайте вопрос эксперту» предназначен для того, чтобы студенты могли найти ответы на научные вопросы, которые они не смогли найти с помощью других ресурсов. Если у вас есть конкретные вопросы о вашем проекте или научной ярмарке, наша команда ученых-добровольцев может вам помочь. Наши специалисты не будут выполнять эту работу за вас, но они сделают предложения, дадут рекомендации и помогут устранить неполадки.

Спросите эксперта

Ссылки по теме

Лента новостей по этой теме

Примечание: Компьютерный алгоритм сопоставления предлагает указанные выше статьи.Это не так умно, как вы, и иногда может давать юмористические, нелепые или даже раздражающие результаты! Узнать больше о ленте новостей

Ищете больше научных развлечений?

Попробуйте одно из наших научных занятий для быстрых научных исследований в любое время. Идеально, чтобы оживить дождливый день, школьные каникулы или момент скуки.

Найдите занятие

Видео о нашей науке

Яйцо сырое или приготовленное? STEM деятельность

Построить винтовку Гаусса

5 научных экспериментов, которые можно провести с помощью Peeps

Спасибо за ваш отзыв!

.

Смотрите также