Как закалить металл в масле


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.

Закалка, закалка, отпуск в Metlab of Wyndmoor PA.

(щелкните миниатюру, чтобы увеличить)

Закалка металла / Закалка металла / Закалка металла

Три больших комплекта подшипников извлекаются из печи Metlab диаметром 180 дюймов и высокой науглероживанием 156 дюймов после температуры закалки (1550 ° F) для последующей закалки в горячее масло с перемешиванием. Детали были науглерожены до глубины корпуса более 0,200 дюймов ECD. Вес приспособления и компонентов составляет около 40 000 фунтов.

Закалка металлов | Закалка металлов | Закалка металлов | Удобства

Закалка металла

Использование этой обработки приведет к улучшению механических свойств, а также к повышению уровня твердости, в результате чего будет получено более прочное и долговечное изделие. Сплавы нагреваются выше критической температуры превращения материала, а затем охлаждаются достаточно быстро, чтобы мягкий исходный материал превратился в гораздо более твердую и прочную структуру.Сплавы могут охлаждаться на воздухе или охлаждаться путем закалки в масле, воде или другой жидкости, в зависимости от количества легирующих элементов в материале. Закаленные материалы обычно подвергаются отпуску или снятию напряжений для улучшения их размерной стабильности и прочности.

Стальные детали часто требуют термической обработки для получения улучшенных механических свойств, таких как увеличение твердости или прочности. Процесс закалки состоит из нагрева компонентов выше критической (нормализационной) температуры, выдержки при этой температуре в течение одного часа на дюйм толщины, охлаждения со скоростью, достаточно быстрой, чтобы позволить материалу трансформироваться в гораздо более твердую и прочную структуру, а затем отпуск .Сталь по сути представляет собой сплав железа и углерода; другие стальные сплавы содержат другие металлические элементы в растворе. Нагревание материала выше критической температуры приводит к переходу углерода и других элементов в твердый раствор. Закалка «замораживает» микроструктуру, вызывая напряжения. Затем детали подвергаются отпуску для изменения микроструктуры, достижения соответствующей твердости и устранения напряжений.


Закалка металла

Материал нагревается до подходящей температуры, а затем закаливается в воде или масле для затвердевания до полной твердости в зависимости от типа стали.

Материал нагревают до температуры, подходящей для затвердевания, затем быстро охлаждают, погружая горячую часть в воду, масло или другую подходящую жидкость для преобразования материала в полностью затвердевшую структуру. Закаленные детали обычно должны быть выдержаны, отпущены или сняты напряжения для достижения надлежащей ударной вязкости, окончательной твердости и стабильности размеров.

Сплавы могут охлаждаться на воздухе или охлаждаться закалкой в ​​масле, воде или другой жидкости, в зависимости от количества легирующих элементов в материале и конечных механических свойств, которые должны быть достигнуты.Закаленные материалы подвергаются отпуску для повышения их размерной стабильности и прочности.


Закалка металла

Отпуск проводится для достижения требуемого сочетания твердости, прочности и вязкости или для уменьшения хрупкости полностью закаленных сталей. Стали никогда не используются в закаленном состоянии. Комбинация закалки и отпуска важна для изготовления прочных деталей.

Эта обработка следует за закалкой или охлаждением на воздухе.Отпуск обычно считается эффективным для снятия напряжений, вызванных закалкой, в дополнение к снижению твердости до определенного диапазона или соблюдению определенных требований к механическим свойствам.

Отпуск - это процесс повторного нагрева стали при относительно низкой температуре, приводящий к выделению и сфероидизации карбидов, присутствующих в микроструктуре. Температура и время отпуска обычно контролируются для получения конечных свойств, требуемых от стали.В результате получается компонент с соответствующим сочетанием твердости, прочности и вязкости для предполагаемого применения. Закалка также эффективна для снятия напряжений, вызванных закалкой.


Удобства

Открытая или закрытая печь - закалка, отжиг, нормализация, обработка раствором и т. Д. До 2200 ° F

  • Шахтная печь - диаметр 144 дюйма, высота 96 дюймов
  • Шахтная печь - диаметр 180 дюймов, высота 156 дюймов
  • Шахтная печь (2) - диаметр 54 дюйма, высота 180 дюймов
  • Колокольные печи (4) - диаметр 72 дюйма на высоту 84 дюйма
  • Интегральные закалочные печи в масле - 24 "x 36" x 24 "в высоту, 18" x 24 "x 18" в высоту
  • Печь с вращающимся подом и закалка под прессом - Детали диаметром до 16 дюймов
  • Вакуумная печь - 24 "О.D. x глубина 24 дюйма

наверх

.

Термическая обработка металлов - свидетельство об отпуске Технические заметки

Auto Navigation
  • Конструкторский сертификат - Coláiste Pobail Bheanntraí
    • Макет экзаменационной работы
    • Домашнее задание на пятый год
    • Завершение домашнего задания Cert.
    • Модель автомобиля с дистанционным управлением (пятница, 6 марта 2020 г.)
    • Техническая графика
  • Диаграмма равновесия (тепловая).
    • Диаграмма теплового равновесия
  • Термическая обработка металлов

    • Определение общих терминов термической обработки
    • Процессы закалки
    • Температурные зоны термообработки
    • Типы пирометров
  • Диаграмма углерода железа
  • Обработка
    • Образование стружки
    • Сверление
    • Шлифовка
    • Фрезерование
    • Токарная обработка
  • Испытание материалов
    • Испытание на твердость
    • Испытание на ударную вязкость
    • Неразрушающий контроль
    • Испытание на растяжение
  • Механизмы
    • Сцепление
    • Шаговый двигатель
    • Универсальный шарнир
  • Полимерная технология
    • Выдувное формование
    • Каландрирование
    • Компрессионное формование
    • Определение общепринятых терминов для полимеров
    • Экструзия
  • 900 20
.

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 способствует увеличению твердости 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 уместно 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 выполняется 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 - второй этап 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 такого же показателя твердости на металлической поверхности температуру жидкости следует поддерживать 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. Вначале подготавливается 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 был распределен 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. Раскаленный предмет опускают в емкость с маслом много раз с интервалом 3 секунды. Временной интервал постепенно увеличивается. На этом этапе нельзя откладывать дела на потом.Операция проводится быстро и резко. Изделие погружают в масло до тех пор, пока его цвет не перестанет быть ярким и насыщенным.

Затем объект погружают в ведро с водой, которое необходимо слегка встряхнуть. На этом этапе следует быть предельно внимательным, так как капли масла на ноже или топоре могут обезвоживаться при погружении в водную среду. Сверло следует опустить в жидкость толстым концом.

Как правильно закалить металл, вы уже знаете. Если соблюдать все рекомендации, то процесс принесет желаемый эффект.

В каких случаях вы используете электрическую духовку?

В домашних условиях необходимо закалить изделия из цветных металлов или стали. В этом случае требуется очень высокая температура - 900 ° C или выше.

Разогреть изделие из металла до такого показателя в состоянии только электрической или муфельной плиты. Последний можно сделать своими руками, а вот электрический сделать нельзя.

Как сделать муфель

.

Вопросы металлургии: повышение прочности стали

Когда мы приступим к изменению прочности и твердости стали, имейте в виду пару вещей. Во-первых, не путайте твердость с твердостью. Максимальная твердость стали зависит от содержания в ней углерода: больше углерода, больше твердость. С другой стороны, закаливаемость относится к количеству мартенсита, который образуется в микроструктуре во время охлаждения.

Во-вторых, стали с низкой закаливаемой способностью требуют быстрого охлаждения для преобразования мартенсита, в то время как стали с высокой закалкой образуют мартенсит при охлаждении на воздухе.Эти характеристики прокаливаемости важны, потому что они помогают определить, насколько сталь затвердеет во время сварки.

Мартенсит отпуска

Мартенсит в состоянии «после закалки» обычно чрезвычайно хрупок и поэтому никому не годится. Но отпускная термообработка может эффективно повысить пластичность и ударную вязкость при незначительном или умеренном снижении прочности.

Вообще говоря, отпуск включает повторный нагрев закаленной стали до определенной температуры и выдержку при такой температуре в течение короткого времени перед охлаждением.Это увеличивает ударную вязкость (устойчивость к ударам или ударным нагрузкам) и снижает хрупкость, позволяя углю осаждаться на мельчайшие частицы карбида. Полученная микроструктура называется отпущенным мартенситом.

Взаимосвязь между полученной твердостью и вязкостью на самом деле является компромиссом, который контролируется с помощью определенного времени отпуска и температуры. Чем выше температура, тем мягче и прочнее сталь. Я расскажу об этом более подробно позже в этой статье.Закалка и отпуск улучшают качество конструкционных сталей, сосудов под давлением и даже машин. Когда низколегированные стали подвергаются закалке и отпуску, результатом являются высокий предел прочности на растяжение и текучесть, а также улучшенная ударная вязкость, особенно по сравнению с горячекатаной, нормализованной или отожженной сталью.

Упрочнение металлов

Существует четыре способа увеличения прочности металла:

  1. Холодная обработка
  2. Закалка твердым раствором
  3. Трансформационное упрочнение
  4. Дисперсионное упрочнение

В то время как дисперсионное упрочнение является эффективным способом достижения высокой прочности и твердость некоторых сталей, это чаще всего применение алюминиевого сплава и немного сложнее, чем другие, поэтому я расскажу об этом в следующей статье.

Холодная обработка металла деформирует и напрягает его кристаллические структуры, вызывая деформационное упрочнение металла. Сталеплавильные заводы обрабатывают сталь холодным способом, пропуская ее вперед и назад через ролики со сталью при температуре ниже пластического состояния. Это искажает зернистую структуру стали, что увеличивает ее твердость и предел прочности при одновременном снижении пластичности. Этим занимаются и производители листового металла и молоткообразователи. После того, как кусок закаленного листового металла или алюминия какое-то время обрабатывается молотком, он начинает становиться твердым и хрупким, поэтому вам, возможно, придется снова закалить его, чтобы продолжить работу без трещин и расколов.

Закалка в твердом растворе воздействует на кристаллическую структуру металла за счет добавления легирующих металлов, которые не легко вписываются в кристаллическую решетку основного металла. Это дополнительное напряжение увеличивает предел прочности на разрыв и снижает пластичность.

Трансформационное упрочнение - это цикл термообработки с закалкой и отпуском, о котором говорилось ранее в этой статье. Он используется для регулировки прочности и пластичности в соответствии с требованиями конкретного применения. Существует три этапа трансформационного упрочнения:

  1. Заставить сталь стать полностью аустенитной, нагревая ее на 50–100 градусов по Фаренгейту выше температуры превращения A 3 -A см (из диаграммы железо-углерод для этой стали).Это называется аустенизацией.
  2. Закалка стали; то есть охладить его так быстро, чтобы равновесные материалы перлит и феррит (или перлит и цементит) не могли образоваться, и единственное, что осталось, - это мартенсит переходной структуры. Идея состоит в том, чтобы получить 100-процентный мартенсит.
  3. Уменьшите хрупкость за счет отпуска мартенситной стали, что требует ее нагрева, но при этом поддерживает температуру ниже A1. Обычно это означает, что температура составляет от 400 до 1300 градусов по Фаренгейту, что позволяет некоторой части мартенсита превращаться в перлит и цементит.Затем дайте изделию медленно остыть на воздухе.

При правильной термообработке и выборе стали с нужным количеством углерода вы можете получить практически любую комбинацию твердости и пластичности, отвечающую конкретным требованиям. Помните, что чем больше образуется перлита и цементита, тем более пластичной и менее хрупкой будет сталь. И наоборот, большее количество мартенсита означает меньшую пластичность, но большую твердость.

Одна тема, которую я игнорировал до этого момента, - это изменения структуры зерен во время дисперсионного твердения.Размер зерна стали зависит от температуры аустенизации. Когда сталь, которая будет трансформироваться, нагревается до температуры, немного превышающей ее A 3 , а затем охлаждается до комнатной температуры, происходит измельчение зерна. Мелкий размер зерна обеспечивает лучшую прочность и пластичность.

Температуры аустенизации выше 1800 градусов по Фаренгейту обычно вызывают крупнозернистую структуру аустенитного зерна, и эти крупнозернистые стали обычно уступают мелкозернистым сталям с точки зрения прочности, пластичности и ударной вязкости.Стальные поковки и отливки часто нормализуют специально для улучшения структуры их зерен.

Как сварка влияет на закалку

Должно быть очевидно, что иногда для правильного упрочнения металла требуется много. Итак, насколько сильно вы влияете на всю эту работу, когда свариваете вместе два куска закаленной стали? Это зависит.

Во-первых, осознайте, что не только сварное соединение, но и вся зона термического влияния (HAZ) подвержена влиянию тепла при сварке.Определяемая как часть основного металла, механические свойства или микроструктура которой были изменены под воздействием тепла сварки, пайки, пайки или термической резки, ЗТВ иногда может быть довольно большой.

Во-вторых, это зависит от того, какая форма усиления была использована. Например, механически упрочненные металлы рекристаллизуются и существенно размягчаются в ЗТВ. Металлы, закаленные на твердый раствор, будут иметь небольшой рост зерна рядом с линией плавления, но обычно это всего несколько зерен в ширину и мало влияет на свойства металла.

Трансформационно-упрочненные сплавы с достаточной способностью к упрочнению для образования мартенсита или с образованием мартенсита во время предыдущей термообработки реагируют так же, как твердый металл, упрочненный на твердый раствор: по сравнению с другими методами упрочнения наблюдается небольшое изменение ЗТВ, за исключением небольшого роста зерна при плавлении линия. Металлы, подвергнутые механической закалке, претерпевают некоторые сложные изменения, но результат аналогичен механически закаленным металлам: основной металл в ЗТВ проходит цикл отжига и размягчается.

В этом разделе рассматриваются основы методов упрочнения металла и их влияние на микроструктуру металла.В следующий раз мы подробнее рассмотрим, как сварка влияет на закаленные металлы и что вы можете сделать, чтобы уменьшить эти эффекты, а затем перейдем к сварке в металлургии.

.

Смотрите также