Закалка стали в домашних условиях: на огне, в масле или печи

Содержание

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.

ПОСМОТРЕТЬ Плавильная печь на AliExpress →

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: видео, способы

Если знать, как закалить металл правильно, то даже в домашних условиях можно повысить твердость изделий из него в два-три раза. Причины, по которым возникает необходимость в этом, могут быть самыми разными. Такая технологическая операция, в частности, требуется в том случае, если металлу надо придать твердость, достаточную для того, чтобы он мог резать стекло.

Закалка металла в домашних условиях

Чаще всего закалить надо режущий инструмент, причем выполняется термическая обработка не только в том случае, если надо увеличить его твердость, но также и тогда, когда данную характеристику требуется уменьшить. Когда твердость инструмента слишком мала, его режущая часть будет заминаться в процессе эксплуатации, если же она высока, то металл будет крошиться под воздействием механических нагрузок.

Немногие знают, что существует простой способ, позволяющий проверить, насколько хорошо закален инструмент из стали, не только в производственных или домашних условиях, но и в магазине, при покупке. Для того чтобы выполнить такую проверку, вам потребуется обычный напильник. Им проводят по режущей части приобретаемого инструмента. Если тот закалили плохо, то напильник будет как будто прилипать к его рабочей части, а в противоположном случае – легко отходить от тестируемого инструмента, при этом рука, в которой находится напильник, не будет чувствовать на поверхности изделия никаких неровностей.

Зависимость твердости стали от режима термобоработки

Если все же так вышло, что в вашем распоряжении оказался инструмент, качество закалки которого вас не устраивает, переживать по этому поводу не стоит. Решается такая проблема достаточно легко: закалить металл можно даже в домашних условиях, не используя для этого сложного оборудования и специальных приспособлений. Однако следует знать, что закалке не поддаются малоуглеродистые стали. В то же время твердость углеродистых и инструментальных стальных сплавов достаточно просто повысить даже в домашних условиях.

Технологические нюансы закалки

Закалка, которая является одним из типов термической обработки металлов, выполняется в два этапа. Сначала металл нагревают до высокой температуры, а затем охлаждают. Различные металлы и даже стали, относящиеся к разным категориям, отличаются друг от друга своей структурой, поэтому режимы выполнения термической обработки у них не совпадают.

Режимы термообработки некоторых цветных сплавов

Термическая обработка металла (закалка, отпуск и др.) может потребоваться для:

  • его упрочнения и повышения твердости;
  • улучшения его пластичности, что необходимо при обработке методом пластической деформации.
Закаливают сталь многие специализированные компании, но стоимость этих услуг достаточно высока и зависит от веса детали, которую требуется подвергнуть термической обработке. Именно поэтому целесообразно заняться этим самостоятельно, тем более что сделать это можно даже в домашних условиях.

Если вы решили закалить металл своими силами, очень важно правильно осуществлять такую процедуру, как нагрев. Этот процесс не должен сопровождаться появлением на поверхности изделия черных или синих пятен. О том, что нагрев происходит правильно, свидетельствует ярко-красный цвет металла. Хорошо демонстрирует данный процесс видео, которое поможет вам получить представление о том, до какой степени нагревать металл, подвергаемый термической обработке.

В качестве источника тепла для нагрева до требуемой температуры металлического изделия, которое требуется закалить, можно использовать:

  • специальную печь, работающую на электричестве;
  • паяльную лампу;
  • открытый костер, который можно развести во дворе своего дома или на даче.

Закалка ножа на открытых углях

Выбор источника тепла зависит от того, до какой температуры надо нагреть металл, подвергаемый термической обработке.

Выбор метода охлаждения зависит не только от материала, но также от того, каких результатов нужно добиться. Если, например, закалить надо не все изделие, а только его отдельный участок, то охлаждение также осуществляется точечно, для чего может использоваться струя холодной воды.

Технологическая схема, по которой закаливают металл, может предусматривать мгновенное, постепенное или многоступенчатое охлаждение.

Быстрое охлаждение, для которого используется охладитель одного типа, оптимально подходит для того, чтобы закаливать стали, относящиеся к категории углеродистых или легированных. Для выполнения такого охлаждения нужна одна емкость, в качестве которой может использоваться ведро, бочка или даже обычная ванна (все зависит от габаритов обрабатываемого предмета).

Охлаждение заготовки ножа в масле

В том случае, если закалить надо стали других категорий или если кроме закалки требуется выполнить отпуск, применяется двухступенчатая схема охлаждения. При такой схеме нагретое до требуемой температуры изделие сначала охлаждают водой, а затем помещают в минеральное или синтетическое масло, в котором и происходит дальнейшее охлаждение. Ни в коем случае нельзя использовать сразу масляную охлаждающую среду, так как масло может воспламениться.

Для того чтобы правильно подобрать режимы закалки различных марок сталей, следует ориентироваться на специальные таблицы.

Режимы термообработки быстрорежущих сталей

Режимы термической обработки легированных инструментальных сталей

Режимы термической обработки углеродистых инструментальных сталей

Как закалить сталь на открытом огне

Как уже говорилось выше, закалить сталь можно и в домашних условиях, используя для нагрева открытый костер. Начинать такой процесс, естественно, следует с разведения костра, в котором должно образоваться много раскаленных углей. Вам также потребуются две емкости. В одну из них надо налить минеральное или синтетическое масло, а в другую – обычную холодную воду.

Для того чтобы извлекать раскаленное железо из костра, вам понадобятся кузнечные клещи, которые можно заменить любым другим инструментом подобного назначения. После того как все подготовительные работы выполнены, а в костре образовалось достаточное количество раскаленных углей, на них можно уложить предметы, которые требуется закалить.

По цвету образовавшихся углей можно судить о температуре их нагрева. Так, более раскаленными являются угли, поверхность которых имеет ярко-белый цвет. Важно следить и за цветом пламени костра, который свидетельствует о температурном режиме в его внутренней части. Лучше всего, если пламя костра будет окрашено в малиновый, а не белый цвет. В последнем случае, свидетельствующем о слишком высокой температуре пламени, есть риск не только перегреть, но даже сжечь металл, который надо закалить.

Цвета каления стали

За цветом нагреваемого металла также необходимо внимательно следить. В частности, нельзя допустить, чтобы на режущих кромках обрабатываемого инструмента появлялись черные пятна. Посинение металла свидетельствует о том, что он сильно размягчился и стал слишком пластичным. Доводить до такого состояния его нельзя.

После того как изделие прокалится до требуемой степени, можно приступать к следующему этапу – охлаждению. В первую очередь, его опускают в емкость с маслом, причем делают это часто (с периодичностью в 3 секунды) и как можно более резко. Постепенно промежутки между этими погружениями увеличивают. Как только раскаленная сталь утратит яркость своего цвета, можно приступать к ее охлаждению в воде.

Цвета побежалости стали

При охлаждении водой металла, на поверхности которого остались капельки раскаленного масла, следует соблюдать осторожность, так как они могут вспыхнуть. После каждого погружения воду необходимо взбалтывать, чтобы она постоянно оставалась прохладной. Получить более наглядное представление о правилах выполнения такой операции поможет обучающее видео.

Есть определенные тонкости при охлаждении закаливаемых сверл. Так, их нельзя опускать в емкость с охлаждающей жидкостью плашмя. Если поступить таким образом, то нижняя часть сверла или любого другого металлического предмета, имеющего вытянутую форму, резко охладится первой, что приведет к ее сжатию. Именно поэтому погружать такие изделия в охлаждающую жидкость необходимо со стороны более широкого конца.

Для термической обработки особых сортов стали и плавки цветных металлов возможностей открытого костра не хватит, так как он не сможет обеспечить нагрев металла до температуры 700–9000. Для таких целей необходимо использовать специальные печи, которые могут быть муфельными или электрическими. Если изготовить в домашних условиях электрическую печь достаточно сложно и затратно, то с нагревательным оборудованием муфельного типа это вполне осуществимо.

Самостоятельное изготовление камеры для закаливания металла

Муфельная печь, которую вполне возможно сделать самостоятельно в домашних условиях, позволяет закалить различные марки стали. Основным компонентом, который потребуется для изготовления этого нагревательного устройства, является огнеупорная глина. Слой такой глины, которой будет покрыта внутренняя часть печи, должен составлять не более 1 см.

Схема камеры для закалки металла: 1 — нихромовая проволока; 2 — внутренняя часть камеры; 3 — наружная часть камеры; 4 — задняя стенка с выводами спирали

Для того чтобы придать будущей печи требуемую конфигурацию и желаемые габариты, лучше всего изготовить форму из картона, пропитанного парафином, на которую и будет наноситься огнеупорная глина. Глина, замешанная с водой до густой однородной массы, наносится на изнаночную сторону картонной формы, от которой она сама отстанет после полного высыхания. Металлические изделия, нагреваемые в таком устройстве, помещаются в него через специальную дверцу, которая тоже изготавливается из огнеупорной глины.

Камеру и дверцу устройства после просушки на открытом воздухе дополнительно просушивают при температуре 100°. После этого их подвергают обжигу в печи, температуру в камере которой постепенно доводят до 900°. Когда они остынут после обжига, их необходимо аккуратно соединить друг с другом, используя слесарные инструменты и наждачную шкурку.

Глиняный нагреватель с замурованной нихромовой спиралью

На поверхность полностью сформированной камеры наматывают нихромовую проволоку, диаметр которой должен составлять 0,75 мм. Первый и последний слой такой намотки необходимо скрутить между собой. Наматывая проволоку на камеру, следует оставлять между ее витками определенное расстояние, которое тоже надо заполнить огнеупорной глиной, чтобы исключить возможность короткого замыкания. После того как слой глины, нанесенный для обеспечения изоляции между витками нихромовой проволоки, засохнет, на поверхность камеры наносится еще один слой глины, толщина которого должна составлять примерно 12 см.

Готовая камера после полного высыхания помещается в корпус из металла, а зазоры между ними засыпаются асбестовой крошкой. Для того чтобы обеспечить доступ к внутренней камере, на металлический корпус печи навешиваются дверцы, отделанные изнутри керамической плиткой. Все имеющиеся зазоры между конструктивными элементами заделываются при помощи огнеупорной глины и асбестовой крошки.

Готовая самодельная камера

Концы нихромовой обмотки камеры, к которым необходимо подвести электрическое питание, выводятся с задней стороны ее металлического каркаса. Чтобы контролировать процессы, происходящие во внутренней части муфельной печи, а также замерять температуру в ней при помощи термопары, в ее передней части необходимо выполнить два отверстия, диаметры которых должны составлять 1 и 2 см соответственно. С лицевой части каркаса такие отверстия будут закрываться специальными стальными шторками. Самодельная конструкция, изготовление которой описано выше, позволяет в домашних условиях закаливать слесарные и режущие инструменты, рабочие элементы штампового оборудования и др.

Самостоятельное изготовление такой печи (как и закалочного оборудования другого типа) позволяет не только получить в свое распоряжение устройство, полностью соответствующее вашим потребностям, но и хорошо сэкономить, так как серийные модели стоит достаточно дорого.

Как правильно закалить металл в домашних условиях своими руками: накалить сверло и другое железо в масле

05Дек

Содержание статьи

  1. Введение
  2. Технологические нюансы: как правильно закаливать металл
  3. Термообработка: как лучше закалить железо в домашних условиях
  4. Проверка твердости после закаливания металла в домашних условиях
  5. Закалка и отпуск металла в домашних условиях своими руками в масле
  6. Как закалять сталь в домашних условиях: особенности процесса
  7. Изготовление горна
  8. Как самому накалить металл?
  9. Оборудование и особенности закалки

Процесс термической металлообработки кажется сложным. Но его можно провести даже дома, правда – с дополнительной подготовкой. Перед началом лучше почитать нашу статью о том, как правильно самому закалить деталь или сверло или вал в домашних условиях в масле.


Введение

Есть характеристика стали – наследственная и приобретенная зернистость. Размер зерна может быть меньше и больше, а также он меняется под воздействием высоких температур. Насколько быстро – зависит от количества примесей. Нельзя однозначно сказать, какая кристаллическая решетка, какие соединения лучше. В одних случаях от этого зависит прочность, в других пластичность. Этот показатель необходимо менять в зависимости от того, какая обработка предстоит. Если листовую сталь или профиль планируют подвергнуть резке, то следует провести процедуру, приводящую к укрупнению зерна. А если работа предстоит с высокоуглеродистой сталью, то лучше обрабатываются заготовки с мелкозернистой структурой.

Изменить зернистость достаточно трудно. При этом нужно учитывать наследственную склонность. Это не значит, что сплав в любом случае будет иметь крупные зерна, но при одинаковом нагреве двух брусков с различной наследственностью один быстрее другого произведет рост соединений. Поэтому фактор очень важен при подборе нагрева. Так не каждый как правильно закалять металл в домашних условиях можно только выборочно, следует знать химический состав.

Сплав имеет множество примесей. Среди них:

  • Феррит. Это основополагающий элемент, которого больше всего. Он несет основные свойства, остальные вещества только увеличивают или уменьшают их.
  • Перлит. Увеличивает твердость и прочность на растяжение и сжатие.
  • Цементит. Химическая формулы – железо с углеродом. И хоть элемент «С» увеличивает прочностные характеристики, если применять FeC чистым, то можно удивиться его хрупкости.
  • Графит. Высокоуглеродистые дамасские стали получаются при насыщении этой примесью в момент обработки методом ковки.
  • Аустенит. Формируется в момент очень высокого нагрева. При этом увеличивается пластичность, а также исчезают магнитные свойства.

Если углерода в составе от 0% до 2,18%, то мы имеет дело со сталью – низкоуглеродистой (до 0,8%) или углеродистой. А если его больше, чем 2,18%, то перед нами прочный чугун. Делаем вывод: характеристики зависят от двух причин:

  • количество примесей;
  • степень термальной обработки.

И если первое вы не сможете изменить самостоятельно, то второе – наверняка.


Технологические нюансы: как правильно закаливать металл

Сама процедура включает в себя три шага – нагрев, выдержку и остывание. Оттого, какой результат вы хотите получить и на каком материале работаете, выбирают различные параметры: предел, продолжительность, а также способы охлаждения. Приведем таблицу с несколькими марками стали:

МаркаТемпература в градусахСреда охлаждения
у9, у9а, у10, у10аот 770 до 800вода
85хф, х12от 800 до 840масло
хвтот 830 до 830
9хсот 860 до 870
хв5от 900 до 1000
9х5вфот 1000 до 1050
р9, р18от 1230 до 1300селитра

Есть две основные цели термообработки:

  • повышение прочности – это необходимо для ножей, топоров, сверл и других инструментов, которыми обрабатывают твердые поверхности;
  • увеличение пластичности изделия. Например перед тем, как ковать или гнуть – применяется скорее не в быту, а при небольшом частном деле.

При проведении технологии нагрева следует следить за цветом заготовки. Он должен быть насыщенно-красным с оранжевым или желтоватым отливом в зависимости от типа. На поверхности не должно образовываться черных или иного цвета пятен.


При проведении технологии нагрева следует следить за цветом заготовки. Он должен быть насыщенно-красным с оранжевым или желтоватым отливом в зависимости от типа. На поверхности не должно образовываться черных или иного цвета пятен.

Как правильно закаливать металл и железо, если нет специальной печи для обжига? Применять паяльную лампу или развести обычный костер – его температура и продолжительность горения достаточно велики для того, чтобы выполнить работу, не превышающую бытовых нужд.

Охлаждение можно проводить различными способами. Если срочно нужно сбить нагрев на одном участке изделия, то можно воспользоваться направленной струей холодной воды. Водное, а значит быстрое, остывание необходимо для легированных и углеродистых сталей. После нагрева следует взять элемент щипцами (если это небольшой нож, топор) и поместить в заранее подготовленную емкость с жидкостью. При отпуске следует охлаждать постепенно – сперва водой, а затем маслом.

И третий вариант – постепенное остывание на свежем воздухе. Тоже эффективный способ, когда нужно оставить небольшой эффект пластичности. Посмотрим видео по этой теме:



Термообработка: как лучше закалить железо в домашних условиях

Это процесс нагрева с дальнейшим охлаждением для изменения свойств. Помещаем в печь обычный сплав, а достаем – закаленный, который менее восприимчив к внешним деформациям. Для чего это нужно? При первичной обработке, например при штамповке, резке или литье, внутри сплава появляются внутренние напряжения, которые очень негативно воздействуют на прочностные характеристики и увеличивают хрупкость. Есть четыре типа термообработки:

  • Отжиг. Необходим для образования феррита и перлита. Заключается в нагреве в печи до 680-740 градусов, когда уже пройдет порог рекристаллизации. В результате распадаются старые молекулярные связи и образуются новые. Затем следует некоторая выдержка при температурном режиме 400-500, в конце – остывание, медленное, вместе с нагревательным элементом и просто открытыми дверьми.
  • Нормализация – аналогичная процедуре для снятия внутреннего напряжения, но нагрев – выше, а охлаждение гораздо быстрее.
  • Закалка. Основной происходящий процесс – изменение зернистости, что приводит к нужным результатам. Остывание очень быстрое, часто в воде или масле.
  • Отпуск. Бывает в нескольких режимах. О нем поговорим отдельно.


Проверка твердости после закаливания металла в домашних условиях

Привычное для всех в обиходе слово является точным термином и применяется преимущественно к цельным изделиям. Для проверки в поверхность вдавливается шарик или конус из инструментальной стали, а дальше по формулам производится расчет в зависимости от того, насколько глубокий след остался и какая сила была приложена. Есть еще один вариант – прибор Роквелла, но его использование дома или в квартире практически невозможно.

Единица измерения твердости – HRC. Для сравнения значений:

  • нож кухонный, крепкий, дорогой — от 55 до 63;
  • мелкие шестеренки в машинух — от 52 до 58;
  • наконечники, инструменты для дрели, сверла — от 60 и выше.


Закалка и отпуск металла в домашних условиях своими руками в масле

Для закалки углеродистых и легированных сталей, лучше всего использовать масляную жидкость. Причины следующие:

  • на поверхности заготовки не находится пузырьки;
  • поток стимулирует более активную теплоотдачу;
  • чтобы не менять тару, чтобы получить две ступени остывания.

Есть специальный аппарат – пирометр – он напоминает градусник, но измерения проводят без непосредственного контакта. Он дорогостоящий, поэтому для домашней работы покупать его не стоит. Посмотрим таблицу цветов, как по ней определять температуру:

Наименование цветаТемпература в градусах Цельсия
Ослепительно белый1250-1300
Светло-желтый1150-1250
Темно-желтый1050-1150
Оранжевый900-1050
Светло-красный830-900
Светло-вишнево-красный800-830
Вишнево-красный770-800
Темно-вишнево-красный730-770
Темно-красный650-730
Коричнево-красный580-650
Темно-коричневый530-580

Отпуск

Обработка требуется для того, чтобы убрать напряжения, образованные при первичной обработке. Различают три степени:

  • низкая — для ножей, медицинских инструментов, ножниц, лезвий;
  • средняя — для топоров, пил, дисков для распиловки дерева;
  • высокая — для деталей, необходимых в машиностроении.

Для определения побежалости также есть таблица цветов:

Наименование цветаТемпература в градусах Цельсия
Серый325
Светло-синий310
Ярко-синий295
Фиолетовый285
Пурпурно-красный275
Красно-коричневый265
Коричнево-желтый255
Соломенно-желтый240
Светло-желтый225
Светло-соломенный200

Выбор режима следует осуществлять согласно данным:

Вид отпускаТемпература в градусах ЦельсияФазовый составПрименение
Низкий120-250Мартенсит отпускаИзмерительные инструменты, штампы холодного деформирования
Средний350-500Троостит отпускаПружины, рессоры, штамповый инструмент горячего деформирования
Высокий500-650Сорбит отпускаВалы, кулачки, червячные механизмы, шестерни

Как закалять сталь в домашних условиях: особенности процесса

Рекомендации для правильной закалки:

  • нагрев — медленный и постепенный;
  • образование темных пятен на поверхности говорит о быстром перегреве;
  • дождитесь насыщенного алого цвета;
  • режим отпуска должен соответствовать степени закала.

Последний совет можно выполнить, если ознакомиться с таблицей:

закалка в градусах цельсияотпуск
1200390
380
1100370
360
1050350
340
980330
320
930310
300
870290
810280
270
760260
250
700240
230
650220
210
600200
<200

Изготовление горна

Это оборудование можно купить или сделать самостоятельно. Это специальная печь, позволяющая достигать высоких температур. Посмотрим, можно ли ее сделать дома.

Инструкция по изготовлению простого горна

  • Купите шамотный кирпич, он устойчив к нагреву до 2500 градусов.
  • Внутри трубы – цилиндр диаметром около 10 см.
  • Снаружи кирпичная облицовка.
  • Для укрепления используйте стальные уголки.
  • Сверху цилиндра, посередине горна установите чугунный колосник.
  • К трубе снизу прикрепите вентилятор и заглушку, чтобы очищать золу.
  • Оборудуйте систему вентилями, чтобы можно было при необходимости прочистить ее.
  • Поставьте новое оборудование на ножки по росту мастера.


Как самому накалить металл

Инструкция по использованию печи:

  • Разведите огонь.
  • Подготовьте 2 емкости — с маслом и с водой.
  • Добавьте угли и включите поддув.
  • Положите деталь клещами, подождите 15-20 минут.
  • Положите заготовку в первую емкость, а затем в воду.

Возможность процедуры дома

Посмотрим на видео, как закалка произведена дома самостоятельно без дополнительного оборудования:

Изготовление камеры для закаливания

Название такой конструкции – муфельная печь. Она делается из огнеупорной глины, которую нужно заливать в любую форму, например, подготовленную из картона. Слой должен быть – 0,8-1 см. Нагревательный элемент – нихромовая спираль из проволоки. Посмотрим видео с подробной инструкцией:


Оборудование и особенности закалки

Дома могут быть использованы:

  • электрическая или муфельная печь;
  • паяльник;
  • большой костер на улице.

Выбор нужно осуществлять согласно размерам детали и типу сплава, максимальной температуре нагрева.

Повышение твердости на открытом огне

Если вы не хотите делать горн с поддувом, можно использовать обычный мангал или камин, посмотрим, как это делают на видео:


В статье мы рассказали, как сделать закаленную сталь. Так как процедура сопряжена с риском, просим соблюдать технику безопасности.

Инструкция по закалке металла в домашних условиях

В упрощенном виде процесс закаливания металла заключается в повышении температуры образца до больших значений, а потом его охлаждении. Но не все так просто. И это объясняется тем, что различные виды металлов отличаются своей структурой, и соответственно, специфическими свойствами. Поэтому для их закалки и применяются определенные методики (и температуры). О них, а также специфики проведения соответствующих операций мы и поговорим. 

Прежде всего, стоит отметить, что термическая обработка (закалка) металлических изделий (или заготовок) производится в двух случаях.

Во-первых, при необходимости повысить прочность материала (в несколько раз). С этим в быту сталкиваются практически все. Например, для «усиления» режущих кромок кухонной утвари (ножи, топорики для рубки мяса) или инструмента (стамески, зубила и тому подобное).

Во-вторых, для придания металлу некоторой пластичности, что значительно облегчает дальнейшую работу с материалом («горячая» ковка). Об этом хорошо известно тем, кто занимается кузнечным делом. Рассмотрим все этапы технологии закаливания металлических изделий в домашних условиях.

Нагрев

Главное условие качественной закалки – его равномерность, без темных пятен на образце (синих или черных). Металл не должен нагреваться до «белого каления». Признак оптимального разогрева – приобретение им ярко-малинового (красного) цвета. Источником тепла может быть что угодно – кузнечный горн, лампа паяльная, эл/плитка, газовая горелка, открытый огонь. Его выбор зависит от той температуры, которой необходимо достичь для данного сорта стали.

Охлаждение

Существует несколько методик проведения данной технологической операции. Оно может быть как резким, так и постепенным, ступенчатым. Специфика определяется видом металла.

Струйная закалка

Используется, если необходимо подвергнуть обработке не весь образец, а отдельный участок поверхности. На него и направляется струя холодной воды.

С одним «охладителем»

Понятно, что предварительно устанавливается подходящая емкость (ведро, бочка, ванна). Как правило, применяется для заготовок из легированной или углеродистой стали.

С двумя

В качестве «охладителя» используются среды с разной способностью понижать температуру материала. Поэтому процесс является двухступенчатым, так при этом обеспечивается и «отпуск» металла. Например, сначала охлаждение производится в воде, а потом – в масле (например, машинном или минеральном), так как от высокой температуры оно может воспламениться.

Есть и другие способы, но они, как правило, используются мастерами, которые работают на профессиональном уровне и хорошо разбираются в металлах. Например, закалка изотермическая. Нет смысла на них останавливаться подробно, так как сначала придется объяснять, что такое стали мартенситные и аустенитные.

Режимы закалки и отпуска стали

В чем охлаждать?

Мы уже упомянули, что чаще всего это делается при помощи холодной воды и масла. Но это не единственно возможные «охладители». Дело в том, что при такой закалке некоторые сорта стали становятся хрупкими. Поэтому на практике используются и другие среды, способные интенсивно понижать температуру металла.

Например, жидкий сургуч. Он более подходит для работы с плоскими заготовками, которые после доведения их температуры до требуемого значения в него полностью погружаются, причем последовательно, несколько раз подряд, пока масса сургуча полностью не отвердеет.

Мастера в качестве «охладителей» используют и такие вещества, как щелочи, растворы с сильной концентрацией соли и ряд других, даже расплавленный свинец.

Как проверить качество закалки? Есть довольно простой способ – при помощи обыкновенного напильника.

  • Если он при обработке заготовки буквально «отскакивает» от нее, то получилось «стекло». Такой металл является перекаленным и будет легко крошиться.
  • А вот «прилипание» инструмента свидетельствует о том, что металл получился мягким («пластилин»), недостаточно закаленным, и прочность изготовленной из него детали вызывает большие сомнения.

Практические рекомендации

  • Все металлические изделия, с которыми мы сталкиваемся на практике, по своему составу неоднородны. Существует несколько разновидностей стали, и не все их можно подвергать термическому воздействию. К примеру, малоуглеродистая не закаляется.
  • Если в быту необходимо придать прочности столовому ножу или топору, то не обязательны особые познания в области металлургии. Но начинающему кузнецу стоит напомнить, что перед тем, как приступить к термической обработке заготовки, необходимо разобраться, какой это материал (сорт стали). В этом вам поможет соответствующая справочная таблица, в которой для каждого из них указаны и продолжительность термического воздействия, и температура, и оптимальная методика охлаждения.

Закалка металла в домашних условиях

Просмотров 170 Опубликовано Обновлено

Термическая обработка металла является одним из основных методов повышения его параметров: твердость, прочность. Наиболее распространенная и применяемая процедура — закалка металла. Она уже на протяжении многих веков стоит на вооружении человечества. Сейчас эта процедура с успехом осуществляется не только на промышленных предприятиях, но и умельцами в быту для улучшения изделий из металла. Если обладать знаниями о том, как закалить металл в домашних условиях, то твердость предмета можно увеличить до нескольких раз. Причин для проведения этой операции может быть много. К примеру, к подобной технологической операции прибегают, когда необходимо придавать такую прочность, например, ножу, чтобы им можно было разрезать стекло.

Чаще всего закалке подвергают режущие инструменты. Стоит отметить, что термообработка им проводится не только, когда требуется повышение твердости, но и когда необходимо уменьшить эту характеристику. При слишком маленькой твердости режущей частью станет сложно пользоваться, она станет заминаться. При очень высокой – станет крошиться под нагрузкой.

Когда возникла потребность увеличения прочности изделия, то не нужно расстраиваться — закалка стали в домашних условиях сможет помочь. Вам не потребуется особое оборудование и специальный инструмент. Но стоит понимать, что этой процедуре не поддадутся стали с малым процентным содержанием углерода (малоуглеродистые). Инструментальная и углеродистая стали обрабатываются с легкостью.

Что такое закалка?

Технология подразумевает осуществление термической обработки железа. Он включает в себя нагрев до определенных температурных значений, при которых происходят изменения в структуре кристаллической решетки, а затем скорое охлаждение в жидкой среде (воде, масле). Цель – увеличение твердости.

Существует процедура, при которой температура нагрева не доводится до момента трансформации кристаллической решетки. В такой ситуации происходит фиксация состояния, характерное нагретому металлу. Такой эффект называется перенасыщенным твердым раствором.

Закалка с изменением решетки применяется для стали и ее сплавов. Для цветных металлов предусмотрена процедура без полиморфных изменений.

По завершении подобной процедуры стальной сплав будет иметь большую твердость, но появляется увеличенная хрупкость. Теряются свойства пластичности.

Для снижения излишней хрупкости после нагревания с изменениями кристаллической структуры используется другой процесс – отпуск. Он осуществляется меньшей температурой с последующим постепенным охлаждением заготовки. За счет этого в металле происходит снижение напряжений и понижается хрупкость.

Особенности технологического процесса

Закалка производится в 2 стадии. В первой заготовка нагревается до необходимой температуры, а во 2 – охлаждают. Различные типы металлов и сталей различаются друг от друга структурой. Из-за этого процесс термообработки отличается.

Провести закалку предлагают многие организации, но цена услуг будет не маленькой. Она станет зависеть от массы обрабатываемой заготовки. По этой причине стоит проводить соответствующую термообработку металла в домашних условиях.

Когда вы будете выполнять операцию своими силами, то чрезвычайно важно правильно проводить нагревание. При нагреве на поверхности детали не должны выявляться черные или голубые пятна. Правильный процесс нагрева сопровождается ярко-красной расцветкой металла. Разобраться с процедурой поможет видео, показывающее как проводить нагрев.

Для нагрева материала до необходимой температуры может использоваться:

  • Специальную электрическую печь;
  • Паяльную лампу;
  • Открытый огонь от костра.

Выбирать источник нагрева следует исходя из того, до какого температурного значения следует нагревать заготовку.

Способ охлаждения следует подбирать также из особенностей металла, а также от желаемого конечного результата. К примеру, при необходимости закалки не всей заготовки, а лишь отдельной части, то охлаждать тоже необходимо точечно. Для этого подойдет струя воды.

Технология закалки может включать в себя охлаждение мгновенного, постепенного или многоступенчатого типа.

Процесс быстрого охлаждения предусматривает применение охлаждающей жидкости одного типа. Он подходит для закалки углеродистой или легированной стали. Чтобы охладить подобным образом потребуется одна подходящая емкость.

Когда требуется закалка другого типа стали или потребуется проводить отпуск, то используются двухступенчатые методы охлаждения. В таком случае нагретая заготовка на первом этапе помещается в резервуар с водой, а затем переносится в масло — минеральное или синтетическое, в котором осуществляется последующий процесс охлаждения. Но категорически запрещается сразу помещать нагретую деталь в масло, т. к. оно способно воспламеняться.

Для верного подбора режимов закалки разных типов сталей необходимо использовать соответствующие таблицы.

Для быстрорежущих сталей

Для легированных инструментальных сталей

Для углеродистых инструментальных сталей

Среда охлаждения

Достигнутый результат закалки во многом будет зависеть от схемы охлаждения. Различные стали, как было сказано выше, охлаждаются различными типами. Так, для низколегированных сталей используется вода или растворы, а для нержавеющих – масло и соответствующие растворы.

Важным моментом является то, что выбор среды для охлаждения должен учитывать то, что вода охлаждает деталь быстрее, чем масло. К примеру, вода 18°С может провести охлаждение сплава с температурой 600°С за 1 секунду. Масло же способно снизить температуру лишь на 150°С.

Для получения высокой твердости металла, процесс охлаждения осуществляется под потоком холодной воды. Еще чтобы увеличить эффект закалки можно приготовить соляные растворы. В воду добавляется примерно 10% соли. Также используется кислотные жидкости, содержащие минимум 10% кислоты, в основном серной.

Помимо охлаждающих жидкостей, важным моментом будет режим и скорость охлаждения. Температура обязана понижаться не менее 150°С/сек. Так, за три секунды температурное значение должно понизиться до 300°С. В последующем охлаждать можно при любой скорости, т.к. полученная структура в процессе скорого охлаждения в дальнейшем разрушаться не будет.

Обращаем внимание, что чрезмерно быстрый процесс охлаждения приведет к повышенной хрупкости. Этот момент необходимо учитывать во время самостоятельной закалки.

Можно выделить следующие методы для охлаждения:

  • Использование единственной среды. Заготовка помещается в жидкость и полностью там охлаждается;
  • В 2 средах. Используется масло и вода (солевые растворы). Углеродистые стали для начала охлаждаются с помощью воды, а после — в масле;
  • Струйный метод. Заготовки охлаждаются под струей воды. Удобный способ для закалки отдельных участков;
  • Ступенчатый способ с выдержкой температурных режимов.

Закалка стали на открытом огне

Как было сказано выше, закалить металл возможно дома, применяя для этого открытое пламя костра. Начинается все, конечно, с создания костра и подготовки большого объема раскаленных углей. Еще вам понадобятся 2 емкости. В первую наливается холодная вода, а в другую – масло (синтетика/минеральное).

Для извлечения раскаленного металла потребуются клещи или аналогичный инструмент. После того как инструмент подготовлен и образовано достаточное количество угля, можно укладывать заготовки.

Расцветка находящихся в костре углей способна сигнализировать об их температуре. Наиболее горячими являются обладающие ярко-белым оттенком. Необходимо наблюдать и за цветом огня в костре. Он также сигнализирует о степени нагрева внутренней части. Оптимальной ситуацией является окрас пламени малиновых тонов, а не белых. Последний случай говорит о чрезмерно высокой температуре костра. Имеется риск перегрева.

Каким становится цвет прогреваемого железа тоже следует наблюдать с внимательностью. Не стоит допускать, чтобы на режущей кромке образовывались темные пятна. Если металл посинел, то это значит, что он чрезмерно стал мягким и пластичным. Достигать этого состояния не стоит.

После завершения прокалки до необходимого уровня, можно начинать последующую стадию охлаждения. Для начала заготовка помещается в резервуар с маслом. Делается это в несколько заходов с интервалом в три секунды, с максимальной резкостью. Промежуток между опусканием потихоньку необходимо увеличивать. После утраты сталью яркости возможно начинать процесс охлаждения в воде.

Когда деталь охлаждается в воде требуется осторожность. На ее поверхности могут оставаться масляные капли, которые могут воспламениться. Также после погружения детали вода должна перемешиваться – для сохранения прохлады. Наглядно изучить процесс возможно на видео.

Для термообработки отдельных сортов стали и цветных металлов температуры открытого пламени костра не будет хватать, т.к. не сможет прогревать железо до 9000 градусов. Для этого необходимо использование особых печей – муфельных или электрических. Изготовление дома электрического вариант – непростое мероприятие, а муфельное оборудование создать можно.

Камера для закалки своими руками

Если изготовить муфельную печь в домашних условиях, то она позволит закалять особые сорта стали. Главным элементом, который понадобится для сборки – огнеупорная глина. Ею нужно будет покрыть внутреннюю часть печки. Толщина покрытия должна быть до 1 см.

Для создания необходимой формы и габаритов рекомендуется заранее подготовить картонную форму, которая пропитана парафином. На ней станет размещаться глина. Она разводится с водой. Далее густой однородной массой обмазывается изнаночная сторона картонной заготовки. Картон самостоятельно будет отставать по высыханию. Металлическая заготовка будет помещаться внутрь в отверстие, закрываемое дверцей (также из глины).

Камера и дверца должны сначала просушиться на открытом воздухе, а затем дополнительно – с температурой в 100°С. Затем обжигаются в печке с постепенным подъемом температуры до 900°С. По завершении обжига и остывания элементы соединяются.

Готовая камера обматывается нихромовой проволокой. Ее диаметр – 0,75 мм. Первый и последние слои скручиваются между собой. При наматывании необходимо оставлять зазоры между витками. Они также должны заполняться глиной для исключения замыканий. После высыхания глины с изоляцией и проволокой поверхность вновь покрывается глиной. Толщина составляет около 12 см.

Когда поверхностный слой высохнет, камера должна поместиться в металлический корпус. Зазор между металлом и глиняной камерой заполняет асбестовая крошка. Для обеспечения доступа к внутреннему пространству корпус из металла также должен обладать дверью, отделанной внутри плиткой из керамики. Любые остающиеся зазоры необходимо заделывать глиной и крошкой.

Нихромовая проволока выводится с тыльной стороны каркаса. К ней будет подводиться электрическое напряжение. Для контроля за температурой и процессами внутри на лицевой части можно сделать пару отверстий по 1-2 см.

Подобное самодельное изделие позволит вам своими силами закалять любые инструменты из стали, требующей повышенной температуры (до 950°С). Вес его будет составлять примерно 10 кг. К тому же оно позволит существенно сэкономить на серийных моделях, которые довольно дорогостоящие.

Как закалить металл в домашних условиях? | Дом и семья

И действительно, убедившись на собственном опыте, могу подтвердить: часто лезвие топора современного производства то недокалено (заминается), то, наоборот, перекалено (выкрашивается). Досадно! Причем проверить качество закалки при покупке практически невозможно. Да, с определенной степенью точности можно узнать, как закален ваш ручной инструмент, проведя по режущей кромке напильником.

  • Если напильник очень сильно «липнет» к металлу, почти сто процентов вероятности — недокал, кромка будет слишком мягкой (и не будет держать заточку).
  • Если напильник будет «отскакивать» от поверхности, «гладить» ее, ваша рука не будет при нажатии встречать никакого сопротивления, — это, скорее всего, перекал. Кромка лезвия будет выкрашиваться, более того, инструмент при усилии на изгиб может сломаться.

Согласитесь, пользоваться в работе было бы крайне неудобно как изделием из пластилина, так и из стекла — один мнётся, второе ломается. Проблема в том, что продавец не позволит вам «строгать» напильником еще не купленный инструмент. И не примет обратно «построганный».

Для закалки металла потребуется костер, емкость с машинным маслом и емкость с водой
Фото: pixabay.com

Как же быть, если вы купили инструмент некачественной закалки? Выбрасывать? Продолжать пользоваться, сетуя на брак? Ни первое, ни второе!

Вы можете закалить металл в дачных условиях.

  • Для этого потребуется костер с солидным количеством углей и две емкости. Одна — с машинным маслом (автол, дизельное, моторное, отработка), вторая — с колодезной водой. И подумайте, чем вы будете держать раскаленное железо. Идеальный вариант — кузнечные клещи. Их у вас нет? Придумайте же что-нибудь!

Итак, будем считать, что вы готовы. Кладите инструмент в костер, на угли! Чем они белее, тем выше их температура. И контролируйте процесс. Цвет поверхности инструмента в месте закаливания должен быть ярко-малиновым, но ни в коем случае не белым! Если вы перегреете металл, он может просто «сгореть». Следите за тем, чтобы цвет распределялся равномерно, на закаливаемой кромке не должно быть темных участков.

Если цвет будет недостаточно ярким — «синюшным», то вы «отпустите» сталь, она будет мягкой. Ни разу не замечали, что какие-нибудь «железяки» после костра становятся очень мягкими (слишком пластичными)? Кстати, так можно «размягчить» сталистую проволоку: сильно нагреть и дать ей медленно остыть. И не старайтесь добела накалить весь инструмент: вам же нужно закалить только режущую кромку!

Сначала в огонь, потом в масло и в воду
Фото: pixabay.com

Что ж, представим себе, что закаливаемый инструмент «созрел». Ну, так хватаем его и окунаем в емкость с маслом, чуть «побулькивая» им! Секунды три-четыре, затем резко вынули, секунды две подождали и снова резко отпустили в масло и «побулькали» уже чуть дольше — секунд пять-шесть (до «синюшного» цвета). И тут же — в емкость с водой до полного остывания. Желательно «помешать» воду закаливаемым инструментом для более резкого охлаждения.

  • Будьте осторожны: масло на «железяке», когда вы ее вытащите в первый раз из масляной емкости, может вспыхнуть!

Вот такой процесс. Если вы все сделаете правильно — качественная закалка металла вам гарантирована. Разумеется, таким способом нельзя превратить «сырец» из вторчермета в первосортную сталь. Но хотя бы закалка будет нормальной.

Этому способу меня научил старый кузнец дядя Коля, и до сих пор я на качество своей закалки не жаловался. Слышал, кто-то использует вместо масла обыкновенный кипяток. Не знаю, попробуйте! Только учтите, что много раз повторять процедуру закалки одного и того же «объекта» вредно: металл «устает», теряет свойства, и потом — только переплавка…

Улучшайте ваш инструмент, уважаемые читатели! И не забудьте присказку: острый топор — половина работы. Хорошей вам закалки!

Закалка стали в домашних условиях: описание процесса, закалка металла

Довольно часто возникает необходимость на порядок повысить прочность инструмента или изделия, сделанного из металла. Бывает и наоборот, нужно сделать металл мягким, для упрощения его дальнейшей обработки. И в первом, и во втором случае желаемое достигается, благодаря термической обработке, которая подразумевает под собой сначала нагрев материала до нужной температуры, а после охлаждения определенным образом. Другими словами закалка стали делится на несколько этапов: закаливание, отпуск, отжиг. Закаливание используется как раз для повышения твердости металла. Нужно помнить, что малоуглеродистые стали закалить нельзя. Что же касается углеродистых и инструментальных, то здесь есть отличный шанс увеличить твердость при закаливании в три — четыре раза. Данный процесс проделывают, когда хотят, чтобы металлический элемент с легкостью мог резать стекло, как это делает алмаз.

Часто чувствуешь необходимость в дополнительной закалке металлического инструмента, очутившись на природе. Почему? К сожалению, современные производители топоров выполняют свою работу недобросовестно, от чего лезвие стального изделия закалено не до конца (легко заминается) или же перекалено (попросту выпрашивается). И каково оно, когда хочется скорее приготовить шашлык с картошкой, а топор ни к чёрту.

Досада! Как бы ни было обидно, но проверить степень закалки металлического изделия в магазине не удастся. Хотя существует один способ. Нужно провести напильником по режущей кромке. Если он начнёт сильно приставать и липнуть к материалу, то скорей всего, проблема в недокале изделия. Это можно заметить по кромке, которая будет чересчур мягкой и не удержит заточку. В том случае, когда напильник отскакивает от стали, будто гладит её, а ваша рука при нажатии не будет чувствовать никаких неровностей – проблема в перекале изделия. Кромка инструмента выкрашивается, а при малейшем усилии может запросто сломаться. Думаю, вы согласитесь, что первый и второй случай заметно осложняют работу и приносят неудобство. Жаль, что вышеприведенную проверку в магазине провести нельзя. Продавец не разрешит вам портить напильником не купленный инструмент. Ситуация в тупике. Не выбрасывать же изделие плохой закалки, когда оно уже куплено! Оно стоит немалых денег. Да и ежедневные жалобы на производственный брак делу не помогут. Выход есть – закалка стали. Сделать это можно и в домашних условиях.

Очень простой и полезный процесс, для которого понадобятся: костер с большим количеством раскаленного угля и две глубокие емкости. В первую необходимо залить машинное масло (дизельное, моторное, авто или отработочное), а во вторую поместить очищенную воду (желательно, колодезную). Заранее побеспокойтесь о том, чем вы будете держать раскаленную деталь. В идеале подойдут кузнечные клещи, но на каждой даче их не найдешь, плюс стоят они не дешево. Если таковых у вас нет, то найдите им достойную замену. Итак, готовность стопроцентная, поехали! Кладём  инструмент в глубину костра, прямиком на угли. Учтите, что чем угольки белее, тем их температура сильнее. Положили – контролируйте процесс. Место закаливания металла  должно быть только ярко малинового цвета, ни в коем случаем не белого! Это грозит перегревом и сгоранием металлического изделия. Обратите внимание на то, что распределение цвета проходило равномерно по всей поверхности. Никаких темных участков на закаливаемой кромке быть не должно. Нельзя также допускать «синюшности» металла. Это приведёт к чрезмерному размягчению, излишней пластичности, которая абсолютно нежелательна. Важно не переусердствовать, накалив топор добела. Вы должны улучшить состояние кромки. Когда инструмент созрел в высоком температурном режиме, его можно вытаскивать из костра. Раскаленную сталь необходимо окунуть в емкость с маслом.

Чередуйте опускания и высовывания каждые три секунды, постепенно увеличивая время. Учтите, что закалка стали не потерпит медлительности. Все должно быть сделано резко и быстро. Погружайте деталь в масло до тех пор, пока цвет не потеряет свою яркость. После этого инструмент нужно поместить в воду, которую придется помешивать. Соблюдайте осторожность, так как остатки масла на топоре, оказавшись в водной среде, могут вспыхнуть.

Вот такая несложная и эффективная закалка стали своими руками. Если делать все правильно и поэтапно, то хороший результат гарантирован.

Уважаемые читатели, комментируйте статью, задавайте вопросы, подписывайтесь на новые публикации - нам интересно ваше мнение 🙂

Статьи, которые Вам будут интересны:

Закалка стали этими простыми методами

Иногда полезно знать, как закалить сталь. Хотя токарно по дереву можно сделать с помощью очень небольшого количества инструментов, я никогда не устаю пробовать что-то новое. Иногда я покупаю инструменты, но часто делаю их сам. Еще до того, как стали доступны коммерческие инструменты, токари знали, как закаливать сталь и отпускать ее. Они сами делали инструменты из высокоуглеродистой стали или покупали их у местного кузнеца. Лучший способ закалить и отпустить сталь - это сделать это правильно современными методами.Для этого требуется подходящая сталь для работы с тщательным контролем температуры и времени, а также скорости нагрева и охлаждения. Но приемлемые результаты обычно можно получить, используя более грубые методы, описанные здесь.

Инструментальная сталь

Токарный инструмент сейчас редко изготавливают из углеродистой стали, но он все еще используется для многих других целей. Даже для токарных инструментов он по-прежнему работает так же хорошо, как когда старые токари зарабатывали им на жизнь. У владельцев стали можно купить высокоуглеродистую сталь различных марок, некоторые из которых подходят для закалки в воде, а другие - в масле.

Лом углеродистой стали найти легко. Если вы хотите закалить сталь для изготовления инструментов, пружины, напильники, пильные полотна, гвозди, ломы, стамески, стамески для деревообработки, старые отвертки, рубанки и многое другое - это сталь, подходящая для переделки. Я использовал зубцы старой садовой вилки и кольца из старых гонок мячей. Имейте в виду, что если вы подвергнете инструмент значительным нагрузкам, сталь, которая имеет или может образовывать трещины, не подходит. Например, углубления между зубьями пилки - это слабые места, где могут начаться трещины.

Если вы используете лом, старая сталь часто является лучшим выбором, поскольку некоторые современные стальные сплавы могут плохо подойти к этим основным процедурам термообработки. Один из способов узнать, что у вас есть, - это коснуться стали шлифовальной машиной. Множество ярких вспыхивающих искр, похожих на детский фейерверк, означают, что это, вероятно, высокоуглеродистая сталь. Для сравнения попробуйте использовать немного мягкой стали, например, обычный гвоздь. Также будет много искр, но будет меньше разрывов. Использование металла до того, как он стал ломом, является ключом к разгадке: если он подвергался большим нагрузкам, металл, вероятно, является высокоуглеродистой сталью.Но есть континуум содержания углерода - конечно, закалите деталь перед изготовлением инструмента.

Низкоуглеродистая низкоуглеродистая сталь

Обычная низкоуглеродистая низкоуглеродистая сталь не подходит для большинства режущих инструментов. Такую сталь нельзя закалить, и она не держит острый край. Для закалки стали металл должен иметь достаточно высокое содержание углерода. Металл тверже дерева, а лезвие из низкоуглеродистой стали может прослужить достаточно долго для одноразовой работы. Но если край тонкий, он просто поддается давлению.Вы можете закаливать низкоуглеродистую сталь. Это дает очень тонкий слой с более высоким содержанием углерода на его поверхности. Затем вы можете использовать его для некоторых легких режущих инструментов, если вы не стачиваете затвердевшую кожу при заточке. Для цементирования перед нагревом покрыть металл специальным составом. Вы можете использовать низкоуглеродистую сталь в качестве держателя для вставных или напаянных фрез.

Необходимое оборудование

Чтобы сталь закалилась, ее сначала нужно нагреть. Вы можете использовать магнит, чтобы убедиться, что он достаточно горячий для закалки - когда магнит перестанет притягивать его, сталь готова.Проще говоря, просто нагрейте его докрасна, что также является температурой, необходимой для горячей ковки. Чем крупнее кусок, тем больше тепла вам понадобится. Если изделие имеет небольшие размеры, закалить сталь можно с помощью горелки на газовой плите. Вы можете использовать древесный уголь с вентилятором для подачи воздуха. Вы можете многое сделать с достаточно мощной паяльной лампой. Более крупные куски стали могут рассеивать тепло так же быстро, как и прикладываются, но никогда не нагреваются достаточно сильно. Если вы используете паяльную лампу, вы можете сложить несколько сухих кирпичей, чтобы сделать ограждение для сохранения тепла.

Простую кузницу, сжигающую твердое топливо или пропан, несложно импровизировать. На YouTube есть видео о том, как сделать простую, но очень эффективную кузницу на пропане. Я сделал кузницу, которая жгла антрацит и без особых проблем обработала стержень диаметром 7/8 дюйма. Совсем недавно я сделал пропановую кузницу, используя всего два изоляционных огнеупорных кирпича и паяльную лампу, и смог согнуть стальную полосу шириной около 2 дюймов и толщиной 3/8 дюйма.

Горячая штамповка

Если два куска стали раскалить добела, их можно сварить молотком.Еще более горячий металл будет гореть и портиться. Но таких температур труднее достичь с помощью описанного оборудования.

Если вы хотите произвести горячую ковку, вам понадобится что-нибудь, например, наковальня, молоток, тиски и тяжелые плоскогубцы. Также вам могут понадобиться ножовка, угловая шлифовальная машина, напильник, верстак и сверлильный станок. Для работы с толстой сталью вам потребуются более тяжелые инструменты и кузница. Если она достаточно горячая, ее на удивление легко согнуть с помощью тисков или гаечных ключей или придать ей форму на наковальне.Таким же образом можно выковать обычную низкоуглеродистую сталь.

Отжиг

Некоторый лом углеродистой стали слишком твердый для распиловки или опиливания. Вам придется отжечь его, чтобы он стал более мягким и работоспособным. Для этого в первую очередь нужно нагреть металл до докрасна. Пока он горячий, его можно подделать. Не пытайтесь обрабатывать металл, если он потерял красный цвет, иначе он может треснуть. Ударять нужно, пока горячее железо. После любой ковки снова нагрейте сталь докрасна, а затем отожгите ее, медленно охладив.Чем медленнее он остывает, тем лучше - традиционно металл оставляли охлаждаться в раскаленном золе. Если вы используете пропановую кузницу, вы можете просто оставить металл остывать в кузнице, чтобы остаточное тепло замедлило охлаждение. Вы хотите, чтобы весь кусок равномерно размягчился, поэтому постарайтесь равномерно нагреть и остудить его.

После охлаждения отожженная сталь должна быть достаточно мягкой, чтобы ее можно было напилить. Убедитесь, что все детали мягкие, а затем выполните необходимые дальнейшие операции. Придайте инструменту форму, включая грубую шлифовку кромки.

Закалка стали

Для закалки стали снова нагрейте закалываемую деталь до ярко-красного цвета, если возможно, «вымочите» ее на некоторое время, а затем закалите. Сталь твердеет благодаря быстрому переходу от горячего к холодному. Вы можете использовать различные закалочные жидкости, но обычно достаточно ведра с водой. Погрузите раскаленный металл прямо внутрь и покрутите его, чтобы охладить как можно быстрее. Если сталь деформируется или треснет при закалке, попробуйте использовать масло вместо воды или другую сталь.При использовании масла необходимо соблюдать меры пожарной безопасности. Используйте металлический контейнер, а не пластиковое ведро. Горячая сталь нагреет и воспламенит масло, поэтому приготовьте металлический кожух, чтобы погасить пламя.

Не всегда нужно закалять все части инструмента в одинаковой степени. Если он должен выдерживать нагрузку во время использования, вы можете оставить его мягким для повышения прочности и прочности, закаленным только режущий наконечник.

После закалки сталь должна быть твердой как стекло, и напильник просто соскользнет с нее, не разрезая.Не пытайтесь слишком сильно с напильником, твердый металл скоро сделает его тупым.

Закалка

Только что закаленный инструмент будет хрупким. Если бы вы использовали его в этом состоянии, лезвие могло бы сломаться или расколоться. В большинстве случаев вам необходимо нагреть его еще раз, чтобы закалить перед использованием. Закалка убирает ломкость. Это делает металл прочнее, но мягче. Чем выше температура, достигаемая во время отпуска, тем мягче и менее хрупко становится сталь. У каждого инструмента есть свой оптимальный компромисс между твердостью и вязкостью.

Перед отпуском очистить металл с помощью абразивных материалов. Для этого этапа вам нужна яркая и блестящая сталь. Нагрейте инструмент очень осторожно над чистым пламенем, а не в нем. Внимательно наблюдайте за яркой металлической поверхностью, пока она нагревается. Пусть тепло начнется от края и потечет к нему, стремясь к равномерной температуре по всей поверхности. Край и любые другие тонкие детали будут нагреваться слишком быстро, если подвергнуть их прямому воздействию тепла.

Наблюдайте за изменением цвета

По мере того, как становится жарче, вы увидите, как яркая сталь меняет цвет.Он изменится от серебристого к бледно-желтому, через коричневый к синему, а затем к серому. Вы должны поймать момент, когда желаемый цвет достигнет края. Обычно бледно-желто-коричневый цвет на краю режущего инструмента подходит для резки дерева, но для разных инструментов могут потребоваться другие цвета. Синий цвет сделает сталь жесткой и прочной, но недостаточно твердой, чтобы оставаться режущей кромкой. (Пружины закалены до синего цвета, а некоторые стальные детали, такие как винты, вороненые для декоративных целей.)

Не допускайте перегрева

Если вы позволите металлу слишком сильно нагреться, вам придется повторить стадию закалки. Вы можете повторить отжиг, закалку и отпуск без вреда для металла. Но слишком долгое нахождение при высокой температуре может привести к выгоранию углерода из поверхностных слоев. Когда цвет станет подходящим, снова погасите инструмент. После этого он готов к окончательной очистке и заточке перед использованием.

Иногда требуется более точный отпуск, например, если требуется более крупный кусок с равномерным отпуском.Сделать это можно, нагрея изделие в духовке до заданной температуры или в масле. Для этих методов вам понадобится термометр. Они позволяют замачивать при правильной температуре, что может дать лучшие результаты.

Связанные

Некоторые мысли о термообработке своими руками

Во-первых, узнайте свою сталь. Если вы купили имеющуюся в продаже инструментальную сталь, вы должны точно знать, что это такое. Но если вы используете что-то найденное, извлеченное из мусора или иначе неизвестное происхождение, у вас могут возникнуть проблемы с его укреплением.Сталь, используемая в каждом конкретном клинке, определить непросто. Металлургическая лаборатория взимает приличную сумму за проверку сплава, и я не знаю о домашнем испытательном комплекте («Смотри, дорогая, он посинел!»). И есть некоторый риск при закалке, скажем, закаленной в масле стали в воде. . В худшем случае он может сломаться или, по крайней мере, покоробиться, как сумасшедший. Старожилы «зажгли» стали, чтобы рассказать, что в них было. Искры, генерируемые шлифовальной машиной, будут гореть с различными визуальными характеристиками в зависимости от легирующих элементов.(Как различные красители в фейерверках.) Таким образом, вы можете шлифовать угол, наблюдать за искрами, затем шлифовать известную сталь и пытаться сравнить маленькие искры по форме, яркости, сложности и т. Д. И попытаться сопоставить.

В основном мы говорим о стали, упрочняющейся в масле или в воде. К воздушно-упрочняющим относятся Cr-V и тому подобное, которые мы, Галуты, не используем слишком часто и которые вообще не использовались в старых инструментах. Более безопасную закалку неизвестной, возможно, водоотверждаемой стали в масле, чем наоборот.Водоотверждаемая сталь может не затвердеть в масле, и в этом случае вы можете попробовать еще раз в воде. Я не хочу мутить воду всем этим, но, эй, если бы это было легко, все бы этим занимались.

Первый шаг - довести металл до его критической температуры, которая со старым добрым O-1 (масло для закалки) составляет 1450 ° - 1500 ° F. Есть хороший пирометр? Без проблем. Во время преобразования кристалла из феррита в аустенит сталь перестает быть магнитной при этой температуре. Это явление получило название «Точка Кюри» в честь первооткрывателя Пьера.Таким образом, можно просто нагреть металл до тех пор, пока магнит не перестанет притягиваться к нему, а затем закалить в масле. Мне нравится использовать арахисовое масло, потому что температура воспламенения очень высока, что сводит к минимуму риск возгорания ( риск все еще существует; будьте готовы: для работы используйте длинные щипцы, чтобы руки не мешали, наденьте перчатки. и держите под рукой огнетушитель ), и когда дымится, он приятно пахнет. Как довести лезвие до точки Кюри, вероятно, самая большая проблема для мастера. Когда металл светится красным, углерод ведет себя так, как будто он находится в жидкости, и поэтому может перемещаться по нему, как ему заблагорассудится.Это необходимо для того, чтобы произошло затвердевание, но около поверхности металла эти неверные маленькие атомы углерода сразу же сбегут с любыми доступными кислородными шлюхами, с которыми они сталкиваются (кислород так соблазнительны), и тогда они потеряны навсегда. Мы это ненавидим. Мы пытаемся предотвратить это, нагревая металл в инертной атмосфере (бескислородной атмосфере) и / или ограничивая время нагревания красным (на воздухе) до минимально возможного. Факел делает и то, и другое очень трудным. Очень сложно равномерно нагреть что-то такое большое, как лезвие типа Норриса, с помощью небольшого пятна тепла, генерируемого факелом.Кузнечный огонь лучше из-за его однородности, и ему можно немного не хватать воздуха, чтобы уменьшить кислород в непосредственной близости. Небольшая испытательная печь лабораторного типа работает неплохо. (Также используется для испытаний керамической глазури.) Добавьте брикет древесного угля, чтобы удалить часть кислорода.

Обновление: на сайте www.rosemill.com есть покрытия, предотвращающие окисление и потерю углерода, которые обещают сделать домашнюю термообработку более успешной.

Когда он достигнет критической температуры, снимите его с огня и быстро окуните в достаточное количество масла комнатной температуры.Слегка взболтайте, пока он не остынет до температуры ниже 150 ° F. Теперь он должен быть очень твердым и слишком хрупким для использования. (Если вы попытаетесь подпилить его, напильник должен соскользнуть по лезвию.)

Два способа доведения до приемлемой твердости / прочности: по цвету или по температуре. Если у вас на кухне очень аккуратная духовка, просто нагрейте ее до 325 ° F, и все готово. Точная фритюрница сделает то же самое, но используйте хороший термометр, чтобы дважды проверить духовку или термостат фритюрницы. Без точного контроля температуры вам придется использовать цвета оксидов на поверхности, чтобы знать, когда будет достаточно.Во-первых, очистите какую-то часть лезвия (возможно, плоскую поверхность позади фаски), пока она снова не станет блестящим металлом. При нагревании это пятно меняет цвет (вы видели радугу цветов на любой перегретой стали), начиная с очень слабого желтого (называемого светлой соломой). Поскольку нам нравятся наши лезвия Good-n-Hard (tm), остановитесь на этом (снимите с огня, закалите, если необходимо, чтобы остановить дальнейшее увеличение). Любой цвет за пределами самой слабой соломки - это слишком. (Лезвие по-прежнему будет работать, оно просто не будет удерживать нужную кромку.) Будьте осторожны с закаливанием. Вы всегда можете повторно закалить слишком твердое лезвие, но если вы зайдете слишком далеко и слишком сильно смягчите его, вам придется заново закалить его. Так что, если лезвие кажется слишком твердым, просто бросьте его обратно в духовку и поднимите немного выше. Однако метод духовки / фритюрницы является предпочтительным, поскольку вы можете оставить деталь при температуре отпуска на время, достаточное для того, чтобы произошло истинное темперирование. Метод факела, использующий цвета поверхности, может оставить некоторую трансформацию невыполненной.

Готово.Если лезвие выглядит ужасно, вы можете обработать его пескоструйным аппаратом или хорошо отшлифовать, но все равно оно должно работать хорошо. Перед хонингованием обязательно немного отшлифуйте фаску. На этот тонкий срез, вероятно, ушло больше, чем его справедливая доля злоупотреблений выгоранием углерода, и вам нужно добраться до хороших вещей. (может потребоваться до 0,025 дюйма, чтобы пройти через очищенный от карбона слой.) То же самое для спины. Хорошая работа на спине, по крайней мере, если не более важна, чем работа над фаской. Небольшой лишний локоть смазка удалит обезуглероженный слой и доберется до хорошего металла.Не забывайте: спинка - это передний край. Думаю об этом. Если задняя часть не была заточена достаточно глубоко, лезвие никогда не будет работать хорошо.

Удачи!

- Ron

Как упрочнять низкоуглеродистую сталь? Ознакомьтесь с различными решениями!

Если вы когда-нибудь сталкивались с низкоуглеродистой сталью, то наверняка задумывались, как закалить этот кусок металла. Очень интересно видеть низкоуглеродистую сталь, которой можно придать любую форму. Все становится интереснее, когда речь идет о его укреплении.

Существуют различные способы закалки низкоуглеродистой стали, не требующие промышленных технологий. В этой статье я собираюсь обсудить различные способы закалки мягкой стали.

Меры предосторожности

Вы будете иметь дело с огнем, металлом и маслом. Поэтому необходимо соблюдать меры безопасности. Убедитесь, что ваше рабочее место хорошо вентилируется. Работайте в защитной одежде, такой как прочные перчатки, очки и т. Д.

Кроме того, имейте резервный огнетушитель на случай чрезвычайной ситуации.Масло легко загорается, поэтому будьте очень осторожны, когда собираетесь погрузить раскаленную сталь в масло. Таким образом, наличие огнетушителя минимизирует ущерб в случае аварии.

Если масло загорелось, обязательно бросьте сталь в усиленное ведро, а затем воспользуйтесь огнетушителем.

Метод 1. Закалка низкоуглеродистой стали в соленой воде

Это один из старейших методов закалки низкоуглеродистой стали. Для работы вам больше не требуются какие-либо изящные инструменты, а все необходимое легко доступно.Интересно то, что вам не нужно иметь дело с токсичными химическими веществами с помощью этого метода.

Вещи, которые вам понадобятся

1. Приготовьте пасту для отверждения

Сначала вам нужно приготовить пасту для отверждения. Для этого возьмите стеклянную миску и добавьте ложку цельнозерновой муки и две ложки соли. Медленно добавляйте воду в смесь, пока она не превратится в пасту.

Количество необходимой закалочной пасты будет зависеть от того, какую поверхность стали вы хотите закалить.Если вы заметили нехватку пасты, выполните ту же процедуру, чтобы получить достаточное количество пасты.

2. Нагрейте область перед нанесением пасты

Перед нанесением пасты на участок, который вы хотите затвердеть, сначала нагрейте эту область. Медленно нагрейте поверхность; это поможет пасте надежно приклеиться к этой поверхности.

Опять же, температура, которую необходимо достичь для нагрева металла, будет зависеть от его размера и температуры в вашем помещении. Но эмпирическое правило - нагревать медленно и часто проверять, насколько хорошо паста прилипает к металлической поверхности.

3. Нанесите пасту

Когда температура достигнет уровня, при котором паста прилипнет, вам нужно будет покрыть участки, которые вы хотите затвердеть.

Способ укладки пасты на поверхность; это придаст объекту твердость этой формы. Поэтому убедитесь, что вы аккуратно наносите пасту.

4. Снова нагрейте участок, чтобы паста затвердела.

Теперь пора нагреть участок, покрытый пастой. Нагрейте его при температуре 1500 градусов по Цельсию, пока он не станет ярко-красным.Процесс нагрева займет около нескольких часов.

5. Закалка стали

Сразу после того, как поверхность достигнет соответствующей температуры, закалите сталь в холодной и чистой воде. Это мгновенно закалит сталь.

Оставьте сталь в этой воде на несколько минут. Это еще больше завершит процесс застывания.

После закалки сталь необходимо отпустить. Когда вы нагреете и закалите сталь, резкое и быстрое изменение температуры заставит сталь даже затвердеть.Но это сделает сталь хрупкой.

Следовательно, сталь необходимо отпустить, чтобы она не стала хрупкой.

Для дальнейшего отпуска нагрейте закаленную сталь до тех пор, пока вокруг нее не появится голубой жар. Видимое голубое тепло указывает на то, что сталь имеет подходящую температуру. Теперь дайте стали постоять и медленно остыть при комнатной температуре.

Метод 2: Закалка стали с помощью моторного масла

Использование моторного масла - еще один способ закаливания низкоуглеродистой стали.Обычно чистая сталь мягкая для многих применений. Следовательно, если вы хотите нанести твердый слой на сталь, вам необходимо убедиться, что углерод сплавлен на молекулярном уровне на верхнем сантиметре стали.

Теперь давайте посмотрим, как можно закалить сталь с помощью моторного масла.

1. Нагрейте сталь и окуните ее в моторное масло.

Сначала нагрейте сталь с помощью горелки. Также можно использовать печь с сильфоном. Продолжайте нагревать сталь, пока она не станет докрасна.

Когда вы закончите нагрев, возьмите сталь клещами и сразу погрузите в моторное масло.

Дайте стали оставаться в этом положении в масле примерно 60 секунд. Углерод, содержащийся в моторном масле, будет связывать верхний слой горячих молекул стали, образуя прочную внешнюю поверхность на стали.

2. Вымойте и разогрейте сталь

Теперь возьмите сталь с масла и тщательно промойте ее мылом для посуды, следя за тем, чтобы на поверхности не было маслянистости. Будьте осторожны, поднимая сталь, потому что, если вы уроните ее или по ней ударится, она разлетится, как стекло, поскольку на данном этапе она хрупкая.

Затем нагрейте очищенную сталь, пока она не станет раскаленной. Этот цвет появляется непосредственно перед тем, как стать докрасна.

Поэтому не нагревайте его слишком долго. Это гарантирует, что сталь не расколется, как стекло, и предотвратит хрупкость.

3. Охладите водой

Возьмите раскаленную сталь щипцами и немедленно погрузите в усиленное ведро, наполненное чистой водой. Дайте стали остыть в воде комнатной температуры.

Ваша закаленная сталь готова.Внешний слой стали теперь как минимум на 40 процентов тверже, чем в предыдущем состоянии.

Заключительные слова

Было весело играть с раскаленным металлом и маслом. Теперь, если вам нужно закалить какой-либо металлический предмет, можно знать, что делать.

Размер металла влияет на количество материалов, необходимых для его закалки. Вы можете сэкономить время на закалку стали, если уже удалили ее покрытие или покрытие.

Убедитесь, что дети не играют рядом с вашей рабочей зоной. И не стоит недооценивать использование перчаток и очков во время работы.

Примечание. Если вы считаете, что эта статья для вас очень полезна, поделитесь ею со своим другом и коллегами.

Закалка и отпуск ножевой стали - Sandvik Materials Technology

Закалка - это способ сделать сталь ножа более твердой. Если сначала нагреть ножевую сталь до 1050–1090 ° C (1922–1994 ° F), а затем быстро охладить (закалить)), ножевая сталь станет намного тверже, но при этом станет более хрупкой.

Для уменьшения хрупкости материал закаливают, обычно нагревая его до 175–350 ° C (347–662 ° F) в течение 2 часов, что приводит к твердости 53–63 HRC и хорошему балансу между сохранением резкости, шлифуемость и вязкость.

Закалка должна проводиться в течение разумного периода времени после затвердевания, предпочтительно в течение часа или около того. Жизненно важно, чтобы лезвие остыло до комнатной температуры перед началом отпуска. В противном случае превращение в мартенсит будет прервано, и результаты упрочнения могут ухудшиться.

Более высокая температура отпуска дает несколько более мягкий материал с более высокой вязкостью, тогда как более низкая температура отпуска дает более твердый и несколько более хрупкий материал, как показано на рисунке ниже.

Походный нож или нож для выживания, например, можно закалить при температуре 350 ° C (662 ° F), чтобы он мог выдерживать грубое обращение, не ломаясь. С другой стороны, если ожидается, что нож будет иметь острую кромку, его можно вместо этого закалить при 175 ° C (347 ° F) для максимальной твердости.

Температуры отпуска ниже 175 ° C (347 ° F) следует использовать только в исключительных случаях, когда предъявляются экстремальные требования к высокой твердости, поскольку очень низкие температуры отпуска приводят к очень хрупкому материалу. Точно так же следует избегать отпуска при температурах выше 350 ° C (662 ° F), поскольку это может привести к хрупкости и снижению коррозионной стойкости. Обратите внимание, что если закаленное лезвие подвергается воздействию температур, превышающих температуру отпуска (например, во время шлифования), свойства ножа будут ухудшены.

Правильно выполненная закалка приведет к хорошему балансу между твердостью, ударной вязкостью и коррозионной стойкостью готового лезвия ножа.
Дополнительные сведения о том, как проводится закалка

Закалка, закалка, отпуск в Metlab of Wyndmoor PA.

(нажмите на миниатюру, чтобы увеличить)

Закалка металла / Закалка металла / Закалка металла

Три больших комплекта подшипников извлекаются из печи Metlab диаметром 180 дюймов с высокой науглероживанием 156 дюймов после температуры закалки (1550 ° F) для последующей закалки в горячее масло с мешалкой.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 изделие станет более жестким и долговечным. Сплавы нагреваются выше критической температуры превращения материала, затем охлаждают достаточно быстро, чтобы мягкий исходный материал превратился в гораздо более твердую и прочную структуру.Сплавы могут охлаждаться на воздухе или охлаждаться закалкой в ​​масле, воде или другой жидкости, в зависимости от количества легирующих элементов в материале. Затвердевшие материалы обычно подвергаются отпуску или снятию напряжений для улучшения их размерной стабильности и ударной вязкости.

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 преобразоваться в гораздо более твердую и прочную структуру, а затем отпуск. .Сталь - это, по сути, сплав железа и углерода; другие стальные сплавы содержат в растворе другие металлические элементы. 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 преобразования 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, чтобы преобразовать материал 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 улучшения 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. Отпуск также эффективен для снятия напряжений, вызванных закалкой.


Помещения

Открытая или герметичная 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, высота 84 дюйма
  • Интегральные закалочные печи в масле - 24 x 36 x 24 дюйма в высоту, 18 x 24 x 18 дюймов 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

Стали для самостоятельного отжига и повторной закалки для изготовления ножей

Помогите нам продвигать наши проекты DIY. Нажмите выше, чтобы поделиться страницами или изображениями в социальных сетях.

Закалка выполняется после повторной закалки лезвия. Этот процесс делает лезвие менее хрупким. Это делается путем запекания лезвия при температуре около 375 градусов в течение 2-3 часов, а затем дайте ему остыть в духовке.

Re Закалите сталь, нагревая в кузнице, пока она не станет вишнево-красной и немагнитной.Затем быстро охладите его в масле.

Пожалуйста, посетите страницу «Изготовление листовых пружинных ножей» для получения подробной информации о том, как резать и формировать отожженную пружинную сталь.

После того, как нож отрезан и отформован, и большая часть полировки выполнена, материал можно подвергнуть термообработке для повторного затвердевания. В этом процессе снова используется кузница или горелки для нагрева материала до немагнитного состояния. На этот раз материал быстро охладится в масле. Учтите, что термообработка сделает материал твердым, но также сделает его хрупким.Для ножа нам нужен достаточно твердый материал, чтобы удерживать лезвие, но чтобы лезвие не сломалось.

Последний процесс называется темперированием. Закалка сделает лезвие менее хрупким. Используйте и нагрейте лезвие примерно до 350 градусов в течение трех часов. Затем дайте ему медленно остыть в духовке. Если все сделано правильно, лезвие должно быть достаточно твердым, чтобы удерживать острый край, и достаточно прочным, чтобы выдерживать длительное использование на открытом воздухе.

Вверху: слева кусок стержня с резьбой из мягкой стали. Эту мягкую сталь легко резать, шлифовать или даже гнуть, но она никогда не будет достаточно твердой, чтобы удерживать лезвие.В середине - кусок высокоуглеродистой пружинной стали. Этот материал достаточно твердый, чтобы удерживать край, и достаточно прочный, чтобы прослужить всю жизнь. Единственная проблема в том, что он настолько сложен, что с ним очень трудно работать. Справа - файл. Эта инструментальная сталь даже тверже, чем пружинная, но при этом хрупкая. У него было бы отличное лезвие, но он легко сломался бы при любой боковой нагрузке.

Для изготовления ножей мы хотим отжечь или размягчить пружинную сталь, чтобы с ней было легко работать. Затем мы можем повторно закалить ее, что приведет к тому, что сталь станет твердой, но хрупкой, как инструментальная сталь.Последний шаг - закалить сталь, чтобы она снова стала пружинной и стала достаточно твердой, чтобы удерживать кромку, но не хрупкой.

Процесс изготовления ножа довольно прост. Первый шаг - отжиг пружины или высокоуглеродистой стали. С помощью кузницы доведите металл до вишнево-красного и немагнитного состояния, а затем дайте ему постепенно остыть. Этот процесс смягчает материал и значительно упрощает резку, придание формы и шлифовку до желаемого дизайна.

Высокоуглеродистая сталь для легкого отжига и закалки своими руками для изготовления ножей

Термообработка Сталь O1 | Популярный журнал Woodworking

Мы можем получать комиссию, когда вы используете наши партнерские ссылки.Однако это не влияет на наши рекомендации.

На обложке апрельского выпуска 2016 года (№ 224) стала статья Калеба Джеймса о создании согласованных наборов формовочных плоскостей в стиле Roubo (трех размеров, для которых он больше всего подходит: №№ 4, 6 и 8). Чтобы подогреть ваш аппетит (и поэтому я могу продемонстрировать великолепное начальное изображение, снятое Даниэлем Дюбуа, за которым вы действительно должны следить в Instagram), ниже приведен предварительный просмотр: «боковая панель» Калеб написал о том, как термически обрабатывать сталь O1 с помощью простая настройка и одна умная приманка (это не клик-приманка - обещаю).

Выпуск будет разослан подписчикам в середине февраля, а в газетных киосках появится в начале марта.

- Меган Фицпатрик

Термообработка Сталь O1

Корпус из огнеупорного кирпича помогает равномерно распределять тепло по инструментальной стали.

Термообработка инструментальной стали О1 проста. Короче говоря, доведите его до критической температуры, охладите в растительном масле, а затем в тостере или обычной кухонной духовке в течение часа при температуре 400˚С.

Закалочная сталь - легкая часть; минимизация коробления - другое. Путь к успеху - равномерно нагреть металл. В этом вам поможет ограждение из огнеупорного кирпича.
Медленно нагрейте сталь с помощью простой газовой горелки MAPP. Нагревайте медленнее, чем вы думаете. Если одна сторона горячее, чем другая, при закалке в масле она покоробится. Так что нагрейте медленно.

Есть несколько методов, чтобы определить, когда вы достигли критической температуры. Не полагайтесь на цвет, потому что окружающий свет влияет на цвет, который вы видите.Точно так же, как фонарик ночью кажется ярче, чем днем, слишком один только цвет в меняющихся условиях освещения может быть обманчивым. Самый простой способ проверить, что вы достигли критической температуры - использовать магнит, потому что инструментальная сталь O1 теряет свой магнетизм примерно при этой температуре. К концу показанной выше кленовой палки приклеен редкоземельный магнит; это простой инструмент для безопасной проверки стали при достижении критической температуры. Просто периодически снимайте сталь ненадолго с пламени и проверяйте с помощью магнита.

Другой вариант - следить за качеством поверхности стали. Он изменится при достижении критической температуры, потому что углерод начинает течь внутри стали, и на поверхности происходит некоторое обезуглероживание, что меняет ее внешний вид. Его можно охарактеризовать как «потливость» стали или «покраснение». Это изменение будет сопровождаться заметным повышением «блеска» стали. Другими словами, вместо того, чтобы видеть изменение определенного цвета, вы просто увидите, как цвет становится более сияющим.

По достижении критической температуры закалите сталь в масле, опустив лезвие прямо вертикально, не наклоняясь ни в одну, ни в другую сторону. Теперь немедленно переместите в духовку, чтобы темперировать в течение одного часа при 400˚.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *