В чем лучше закаливать 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.

Металлы и сплавы - температуры плавления

Точка плавления - это температура, при которой вещество переходит из твердого состояния в жидкое.

Точки плавления для некоторых металлов и сплавов:

660 Медь 9199 217 24
Металл Точка плавления
( o C)
Адмиралтейство Латунь 900 - 940
Алюминий
Алюминиевый сплав 463-671
Алюминий бронза 1027-1038
Сурьма 630
Баббит 249
Бериллий

0

Бериллий Медь 865-955
Висмут 271.4
Латунь, красный 1000
Латунь, желтый 930
Кадмий 321
Хром 1860
Кобальт 9959
1084
Купроникель 1170-1240
Золото, 24K чистое 1063
Hastelloy C 1320-1350
Инконель 1390-1425
1390–1425
Иридий 2450
Кованое железо 1482–1593
Железо, серое литье 1127–1204
Ковкое железо 1149
Свинец 327.5
Магний 650
Магниевый сплав 349-649
Марганец 1244
Марганцевая бронза 865-890
Ртуть -890
Молибден 2620
Монель 1300-1350
Никель 1453
Ниобий (колумбий) 2470
Осмий 3025824

0 Палладий 1555

Фосфор 44
Платина 1770
Плутоний 640
Калий 63.3
Красная латунь 990-1025
Рений 3186
Родий 1965
Рутений 2482
Селен 924
Селен
1411
Серебро, монета 879
Серебро, чистое 961
Серебро, стерлинговое 893
Натрий 97.83
Припой 50-50 215
Сталь углеродистая 1425-1540
Сталь нержавеющая 1510
Тантал 2980
Торий 1750
олово 232
Титан 1670
Вольфрам 3400
Уран 1132
Ванадий 1900
932
Цинк 419.5
Цирконий 1854

Золото, серебро и медь - давление и температура плавления

.

Что такое закалка? (с иллюстрациями)

Закалка - это процесс термической обработки, используемый как при производстве готовых металлов, сплавов и стекла, так и при производстве шоколада. Хотя темперирование шоколада сильно отличается от темперирования стали или стекла, большинство проектов темперирования включает в себя повторное нагревание вещества для создания готового продукта, который является менее хрупким и более пластичным, чем его предыдущая форма.

Ковш из закаленной стали.

Что касается стали, то первый процесс обжига, приводящий к упрочнению, часто делает сплав слишком хрупким для большинства применений. Чтобы превратить сталь в более пригодную для использования форму, например, для лезвий ножей, необходимо провести отпуск для снятия некоторых внутренних напряжений и хрупкости, вызванных начальным нагревом. Для отпуска требуется повторный нагрев сплава, но в меньшей степени, чем при первоначальной термообработке. Правильная температура отпуска стального объекта зависит от его предполагаемого использования; есть много разных степеней темперамента, которые могут потребоваться для разных объектов.Однако, снижая хрупкость, этот процесс также несколько ослабляет сталь.

Кусочки битого закаленного стекла.

Закаленное стекло используется в большинстве автомобилей, где требуется более прочное стекло, чтобы выдерживать ежедневные нагрузки от вождения.Закаленное стекло производится путем нагревания стекла с последующим быстрым охлаждением. По мнению некоторых экспертов, это значительно увеличивает прочность стекла, что делает его более безопасным в условиях высоких нагрузок. Процесс быстрого охлаждения действительно создает чрезвычайно слабые края по сравнению с сильным центром стекла, а это означает, что закаленное стекло необходимо подпилить или отшлифовать для создания однородной прочности.

Любой кондитер подтвердит, что темперирование необходимо для создания лучших шоколадных конфет.Шоколад в своем естественном состоянии не является ни глянцевым, ни особенно гладким; по мере того как растопленный шоколад охлаждается и восстанавливается, он создает кристаллическую структуру, которой можно управлять, управляя охлаждающим теплом. Незаконченный шоколад остынет и превратится в блок с зернистой текстурой, который может стать серым, полосатым и ломким на ощупь. Хранение шоколада на высокой температуре до тех пор, пока он не будет разлит или использован, поможет ему остыть до гладкой, блестящей, податливой формы с более высокой температурой плавления. В зависимости от того, какой шоколад используется: темный, молочный или белый, температура, необходимая для создания темперированного шоколада, будет варьироваться.

В любой форме закаленный материал меняет свой внешний вид и характеристики, поскольку изменяется тонкая структура материала. Несмотря на эту относительно сложную концепцию, процесс закалки существовал веками дольше, чем наука, которая его описывает.Происхождение закаленных продуктов почти в каждой отрасли трудно отследить, но эффективность и полезность этого уникального процесса продолжает влиять на производство самых разных продуктов.

.

Как лучше всего рассеять истерики?

Как остановить истерику - часто спорят. Во-первых, родитель или опекун должны помнить, что приступы гнева являются частью развития, особенно для детей в возрасте от одного до трех лет. Они могут произойти и позже. Частые истерики у детей старшего возраста следует исследовать на предмет возможных психологических или физических причин.

Вспышки гнева часто проявляются из-за того, что ребенок эмоционально подавлен.

Ребенок, испытывающий приступы гнева, обычно эмоционально подавлен. Поскольку языковые навыки все еще приобретаются, формулировать желания и потребности может быть сложно. Даже дети с развитыми языковыми навыками все еще не понимают, как называть эмоции и что делать с сильными эмоциями. То же самое и с некоторыми взрослыми, поэтому дети здесь не совсем одни.

Дети более подвержены истерикам, если они чувствуют, что родители или опекуны ими пренебрегают.

Дети могут устроить истерику, когда их желания противоречат друг другу, если у них есть перерыв на плохое поведение или если они не могут привлечь внимание воспитателя каким-либо другим способом. Они более уязвимы для истерик, когда устают, голодны или чувствуют, что родители пренебрегают ими. Некоторых истерик можно полностью избежать, если позаботиться о физических и эмоциональных потребностях ребенка до того, как он перейдет в истерику.

Последствия должны быть своевременными, актуальными и последовательными.

Если ребенок обращается с просьбой, родители должны рассмотреть ее, прежде чем сразу же сказать «нет».Многие истерики начинаются, когда детские просьбы никогда не выполняются. Следует удовлетворять разумные просьбы, так как это дает ребенку чувство контроля. Когда просьба необоснованна или не может быть исполнена, результатом, конечно же, могут быть истерики.

Признаки синдрома дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ) у маленьких детей могут включать чрезмерный плач и раздражительность.

Дети, закатывающие истерики, не реагируют на аргументированные объяснения своего поведения. Истерики, как правило, обостряются, когда опекун расстраивается. Поэтому сохранять спокойствие очень важно. В то же время родитель может делать комментарии, которые дают детям эмоциональный язык, который помогает им выражать свои чувства менее негативным образом. «Я вижу, вы очень зол и разочарованы тем, что у нас сегодня не может быть свидания», - может быть уместным ответом.

Дети часто впадают в истерику, когда их желания или желания отвергаются.

Большинство экспертов по развитию детей сходятся во мнении, что удары или шлепки - плохая реакция на приступы гнева. Хотя это может остановить истерику, оно утверждает позицию, согласно которой ребенок может получить то, что он хочет, ударив. В будущих истериках может быть нанесен удар по воспитателю или другому ребенку. Крик на ребенка может привести к тому, что он будет кричать в ответ. Цель состоит в том, чтобы успокоить и успокоить ребенка, прежде чем разбираться с нарушениями поведения или проблемами, связанными с причиной истерики.

Во время истерики ребенок может вести себя агрессивно по отношению к братьям и сестрам.

После того, как вы спокойно сформулировали чувства ребенка, вы можете создать безопасное место, чтобы ребенок мог устраивать истерики. Обычно можно игнорировать кратковременные приступы гнева, когда ребенка помещают в среду, в которой он не может разрушить имущество или получить травму.Максимальное игнорирование истерики учит ребенка тому, что он или она не получат много внимания из-за этого типа выражения.

Как вариант, можно попытаться отвлечь ребенка. Если вы заметили первые признаки надвигающейся истерики, введение новой темы, игры или идеи может помешать истерике начаться.Во время истерики это тоже иногда срабатывает. Однако по мере развития истерики отвлекаться становится все труднее.

Когда приступы гнева длятся более нескольких минут, вы можете снова подойти к ребенку и сказать ему, что вы здесь, чтобы помочь ему успокоиться. Некоторые дети теперь будут реагировать на то, что их держат в руках, и плачут у вас на руках.Если дети особенно деструктивны, и вы опасаетесь за их безопасность, вам, возможно, придется как можно раньше их безопасно держать. Удержание должно ограничивать движения, но не должно быть настолько сильным, чтобы повредить их.

Когда истерика закончилась, не поддавайтесь на вопрос, вызвавший истерику. У детей, которые осознают, что истерики достигают желаемого результата, в будущем будет больше истерик.Вместо этого отвлеките внимание на другую деятельность, не связанную с истерикой. Постарайтесь не злиться и не злиться на ребенка, у которого истерики. Иногда злиться или расстраиваться очень естественно, но истерики по большей части являются нормальным явлением. Ваше спокойное отношение к истерикам в большинстве случаев поможет ребенку выйти за пределы этого состояния.

Наконец, если истерика вашего ребенка заставила вас шлепать или кричать, вы должны извиниться перед ним.Если вы часто шлепаете или кричите во время истерики, вы можете подумать о том, чтобы обратиться за советом к родительской группе, врачу или терапевту, которые могут помочь вам найти способы контролировать свой гнев. Скорее всего, если вы не научитесь этому управлению, ваш ребенок тоже не научится этому.

Во время истерики важно говорить с детьми твердо и прямо..

МЕТОДОВ ТЕПЛООБРАБОТКИ СТАЛИ -

Закалка - это термообработка, при которой металл при высокой температуре быстро охлаждается путем погружения в воду или масло. Закалка делает сталь более твердой и хрупкой, с мелкозернистой структурой.

Закалка - это термическая обработка стали и некоторых сплавов. Закаленная сталь после закалки от высокой температуры слишком твердая и хрупкая для многих применений, а также является хрупкой. Отпуск, то есть повторный нагрев до промежуточной температуры и медленное охлаждение, снижает эту твердость и хрупкость.Температуры отпуска зависят от состава стали, но часто составляют от 100 до 650 C. Более высокие температуры обычно дают более мягкий и прочный продукт. Цвет оксидной пленки, образующейся на поверхности нагретого металла, часто служит индикатором его температуры.

Отжиг - это термообработка, при которой материал при высокой температуре медленно охлаждается. После охлаждения металл снова становится ковким и пластичным (может многократно сгибаться без образования трещин).

Все эти методы термической обработки стали используются для получения сталей с определенными механическими свойствами для определенных нужд.

Словарь:

для погружения

применить

средний

оксидная пленка

отжиг,

растрескивание

Общее понимание:

1. Что можно сделать, чтобы получить более твердую сталь?

2.Что делает сталь более мягкой и прочной?

3. Что делает сталь более ковкой и пластичной?

4. Что может служить индикатором температуры металла при его нагреве?

5. В каком температурном диапазоне используется отпуск?

6. Для чего используются методы термической обработки стали?

Упражнение 1.6. Перевести на английский следующие слова и словосочетания:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

ИЗВЕСТНЫЕ ЛЮДИ НАУКИ

Менделеев Дмитрий Иванович

Дмитрий Иванович Менделеев - известный русский химик. Он наиболее известен своими разработками периодической таблицы свойств химических элементов. В этой таблице показано, что свойства элементов периодически меняются, если они расположены в соответствии с атомным весом.

Менделеев родился в 1834 году в Тобольске, Сибирь. Он изучал химию в Петербургском университете, а в 1859 году был направлен учиться в Гейдельбергский университет. Менделеев вернулся в Санкт-Петербург и стал профессором химии в Техническом институте в 1863 году. Он стал профессором общей химии в Санкт-Петербургском университете в 1866 году. Менделеев был известным учителем, и, поскольку не было хорошего учебника по химии в то время он написал двухтомные «Основы химии», которые стали классическим учебником по химии.

В этой книге Менделеев попытался классифицировать элементы по их химическим свойствам. В 1869 году он опубликовал свою первую версию своей периодической таблицы элементов. В 1871 году он опубликовал улучшенную версию таблицы Менделеева, в которой он оставил пробелы для элементов, которые в то время не были известны. Его таблица и теории были подтверждены позже, когда были открыты три предсказанных элемента: галлий, германий и скандий.



Менделеев исследовал химическую теорию раствора.Он обнаружил, что наилучшее соотношение спирта и воды в водке составляет 40%. Он также исследовал тепловое расширение жидкостей и природу нефти.

В 1893 году он стал директором Бюро мер и весов в Санкт-Петербурге и занимал эту должность до своей смерти в 1907 году.

БЛОК 2

.

Смотрите также