Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Советы по закалке стали в домашних условиях

Советы по закалке стали в домашних условиях

Как закалить металл

Как закалить нож в домашних условиях? Такой вопрос возникает у многих домашних умельцев. Закалка металла — это один из видов термообработки, которая позволяет деформировать и изменять состояние вещества.

Таким способом улучшения свойств оружия пользовались еще с давних времен. К примеру, в Средневековье закалку использовали для повышения прочности и твердости различных предметов: начиная от обычных ножей и заканчивая топорами и серпами.

Благодаря развитию технологий, сейчас данная термообработка доступна не только на промышленных предприятиях, где есть специальное оборудование, но и в домашних условиях. Об этом мы подробно поговорим в данной статье.

Особенности закалки стали

Как закалить сталь в домашних условиях

Как уже говорилось ранее, закалка является одним из видов термообработки металлов. Она подразумевает нагрев температуры тела до такой степени, что становится доступным изменение его кристаллической решетки. После такой обработки нож или другой объект из металла становится несколько тверже и прочнее, плюс к этому полностью теряется его пластичность до следующей закалки.

Также существует понятие отпуска. Это другой вид термообработки, с помощью которого понижается напряжение металла, которое он приобретает в процессе закалки.

Стоит знать, что закалка производится исключительно над нержавеющими стальными телами, а также сплавами, из которых они изготавливаются. Благодаря своей структуре изделие обладает высоким показателем твердости, который влияет на его хрупкость. При правильной термообработке, а также последующем быстром отпуске можно снизить хрупкость объекта и позволить его использование во множестве сфер.

Правильное охлаждение (отпуск)

Для того чтобы добиться необходимых свойств металла, нужно с ответственностью подойти к выбору охлаждающей среды, в которой данный процесс будет протекать.

Перечень охлаждающих сред, которые подойдут для нашего дела, выглядит следующим образом:

Как закалить сталь

  • Одна среда с жидкостью. Лучше всего подойдет холодная вода. Тело помещается внутрь и находится там до своего полного охлаждения.
  • Две среды с разными жидкостями. Как и в первом случае, в первую среду помещается вода, и изделие первым делом отправляется туда. После первостепенного охлаждения оно помещается в масло или солевой раствор.
  • Далее идет стандартное струевое охлаждение. Здесь ничего сложного и особенного: изделие просто размещается под струю холодной воды до охлаждения. Отлично подойдет для случаев, когда необходимо нагреть какой-то отдельный элемент всего изделия.
  • Метод специального ступенчатого охлаждения, в котором используется несколько различных температурных режимов.

Правильный температурный режим

Перед началом процесса закалки стали в домашних условиях необходимо разобраться в температурном режиме, который обязательно нужно соблюдать для достижения качественного результата. Изделие необходимо равномерно нагреть до температуры порядка 700−850 градусов Цельсия, после чего быстро отпустить до 400−500 одним из вышеописанных способов.

Как закалить металл в домашних условиях

Существует большое количество способов, подразумевающих различную технику и другие приспособления. Однако в данной статье мы рассмотрим два наиболее популярных, которые лучше всего подойдут для домашних условий: в печи или духовке и на костре.

Принципиального различия между данными способами не существует. Главное — поместить нож или другое изделие в печь или костер и следить за его температурой.

Первым делом происходит отжиг, то есть главный шаг термообработки. Важно следить за температурой стали и не допустить перегрева. Если нет специального прибора, которым можно измерить ее текущий показатель, можно оценивать его по цвету каления:

Степень закалки металла

  • Оранжевый — от 950 до 1000 градусов;
  • Красно-оранжевый — от 900 до 950;
  • Красный — от 800 до 900;
  • Темновато-красный — от 750 до 800 градусов;
  • Красно-бордовый — от 700 до 750;
  • Бордовый — от 650 до 700;
  • Коричнево-красный — от 550 до 650;
  • Красновато-коричневый — от 500 до 550 градусов.
Читайте так же:
Размещение точечных светильников в спальне

Также проверить готовность закалки можно с помощью обычного магнита. Если он перестал «липнуть» к металлу, то его температура составляет порядка 760 градусов, и необходимо как можно быстрее переходить к охлаждению.

Для более удобного отпуска также можно сверяться по цвету изделия, таким образом:

Как правильно закалить сталь

  • Серый — 350 градусов;
  • Голубой — 300−350 градусов;
  • Синий — 300 градусов;
  • Фиолетовый — 280 градусов;
  • Красно-коричневый — 260 градусов;
  • Желто-коричневый — 250 градусов;
  • Соломенно-желтый — 240 градусов;
  • Светло-желтый — 200−240 градусов.

Итак, как видите, довольно просто произвести закалку изделия из стали в домашних условиях. Однако всегда нужно помнить о мерах безопасности, а также иметь в виду инструкцию, описанную в данной статье.

Термообработка ножей и кинжалов ООО ПП "Кизляр"

Термообработка ножей и кинжалов ООО ПП "Кизляр"

Здравствуйте дорогие читатели, любители и коллекционеры острых ножей.
Сегодня речь пойдет о самом важном этапе в производстве ножей – термообработке.

n8X5A0yeusY.jpg

Почему этот этап так важен? Вот представьте, вы захотели изготовить собственный нож, потратили кучу сил и стараний на разработку дизайна, сталь выбрали, конечно же, дорогую и современная (ну пусть это будет М390). потратили время на сборку ножа и окончательную подгонку. И поставили Ваше величайшее творение на самую видную полочку укрывали бархатной тканью. Возможно все Ваши старания были напрасны, если закалка клинка осуществлялась с нарушением технологии. Вместо положенной твердости в 57-62 ед. HRC имеем пластилиноподобный клинок, максимум дотягивающий до 50 ед. HRC. Печально, обидно. Нож, в первую очередь, должен резать (а не рубить гвозди, господа диванные эксперты). Вот поэтому правильная закалка важна, поскольку от нее напрямую зависит эксплуатационные характеристики конечного изделия.

Хочу совсем немного отвлечься и рассказать про сталь. Как вы все знаете, сталь – это сплав железа с углеродом. Углерод, наиболее часто встречающийся элемент на земле. Самый простой вид углерода – графит, используется в стержнях карандашей. Самый чистый и высоко ценящийся вид углерода – алмаз, он же, самый твердый на земле (твердость 100 ед. HRC) .

HEsy3wOiznc.jpg

Стали делятся на углеродистые и легированные. Углеродистые стали, как понятно из названия, это стали содержащие в себе до 2,14 % углерода (С). Наиболее часто используемые в ножевом деле виды «углеродки» — 65Г , У8, ШХ15. Хорошо держат режущую кромку, легко точатся, но вот незадача – ржавеют. Поэтому требуют бережного обращения.

Легированные стали это стали, в которые добавили легирующие элементы для того, чтобы добиться определенных характеристик или свойств. В большинстве случаев, основными легирующими элементами ножевых сталей являются хром, молибден, марганец, ванадий. Если в составе стали хрома содержится 13% и более, то сталь становится нержавеющей. 440С, 95Х18, 110Х18, AUS-8 и множество других. При содержании хрома от 12% сталь приобретает стойкость к коррозии, но при этом не является полностью нержавеющей (относится к коррозионностойким) Х12МФ, D2. Из-за чего, при воздействии определенной среды поверхность клинка может потемнеть или появятся пятна серого цвета.

Вернемся к процессу закалки. Что же он из себя представляет? Все очень просто, клинок нагревают до определенной температуры (для каждой стали своя температура) и охлаждают в воде, масле, насыщенном солевом растворе. Современные ножевые стали вообще не нужно никуда макать для охлаждения, они прекрасно набирают твердость остывая до комнатной температуры. В процессе нагрева, кристаллическая структура металла меняется.

mS1qwka7H-s.jpg

После закалки, твердость может достигать 63-65 единиц, однако это не есть хорошо и сейчас объясню почему. В процессе механической обработки (сверление, фрезеровка, выведение спусков) внутри клинка образуются напряжения, которые действуют разнонаправленно и многократно усиливаются после процесса закалки. Чем это грозит? Повышенной хрупкостью. Нож может лежать на полке и в один момент лопнуть, без какой бы то ни было причины. Всему виной напряжения внутри клинка. Для того чтоб убрать эти напряжения, существует процедура под названием «отпуск» (да-да, даже клинкам нужен отдых). Что из себя представляет эта процедура? Клинка закладывают в печь на несколько часов, но при этом температура внутри печи относительно не высокая, как правило, не превышает 400 градусов. В результате выдержки в печи клинки перестают быть хрупкими и ломкими, приобретают пластичность, напряжение внутри металла уходит.

Читайте так же:
Соединитель для алюминиевых проводов

Я рассказал вам общие сведения о процессе закалки, сейчас же я хочу показать как происходит процесс термообработки на нашем предприятии.

У нас имеются закалочные печи, в которых мы, как правило, закаливаем инструмент и оснастку (да, некоторые виды режущего инструмента мы производим для собственных нужд) Инструментальные стали, как правило требуют охлаждения в масле и воде.

3A4T0amc-wA.jpg

Ножи проходят процесс термообработки на специальной автоматизированной линии.Закалочная линия включает в себя две камеры – Камера предварительного нагрева (800 С) и камера основного нагрева (чуть более 1000 градусов С) Для чего использовать две камеры спросите вы? Для более равномерного прогрева и получения стабильного результата термообработки.

_X4LGIOczQA.jpg

Ножи движутся между двумя камерами по специальной жаропрочной ленте. В обе камеры подают инертный газ, который создает защитную среду и вытесняет кислород из камер. Благодаря чему, углерод с поверхности металла не выгорает, соответственно удается сохранить высокий показатель твердости и добиться стабильных результатов и качества термообработки.

Закалка и отпуск стали 65Г

Конструкционная высокоуглеродистая сталь марки 65Г, поставляемая соответственно техническим требованиям ГОСТ 14959, представляет собой сталь рессорно-пружинной группы. Она должна сочетать в себе высокую поверхностную твёрдость (для чего в её состав вводится до 1% марганца) и повышенную упругость. Все эти характеристики обеспечиваются в результате выполнения надлежащей термической обработки изделий, изготовленных из рассматриваемой стали.

Закалка ТВЧ

Исходный химсостав стали и требования к деталям, изготавливаемым из неё

Относясь к разряду экономнолегированных, сталь 65Г относительно дешёвая, что обуславливает её широкое и эффективное применение. В числе главных её компонентов находятся:

  1. углерод (в пределах 0,62…0,70 %);
  2. марганец (в пределах 0,9…1,2 %);
  3. хром и никель (до 0,25…0,30 %).

Все остальные составляющие – медь, фосфор, сера и т.д. – относятся к примесям, и допускаются в химическом составе данного материала в количествах, ограничиваемых госстандартом.

Рессорно-пружинные стали

При достаточной твёрдости (например, после поверхностной нормализации она должна составлять не менее 285 НВ), и прочности на растяжение (не ниже 750 МПа), сталь 65Г обладает достаточно высокой для своего класса ударной вязкостью – 3,0…3,5 кг∙м/см 2 . Это даёт возможность использовать материал для производства ответственных деталей подъёмно-транспортного оборудования (в частности, ходовых колёс мостовых кранов, катков), а также пружинных шайб и пружин неответственного назначения.

Стоит отметить, что детали пружин, изготовленные из стали 65Г, плохо свариваются, а также не могут противостоять периодически возникающим растягивающим напряжениям (относительное удлинение не превышает 9%), а потому не подлежат применению в неразъёмных конструкциях машин и механизмов. При проведении процессов холодного пластического деформирования сталь становится весьма малопластичной уже при малых (до 10%) деформациях, поэтому, при необходимости изготовления из неё пружин больших размеров, приходится применять нагрев исходных заготовок, даже под листовую штамповку. Впрочем, и в горячем состоянии предельные степени деформации стали 65Г не превышают 50…60%.

Читайте так же:
Распиновка розетки на прицеп грузовика

Химический состав стали 65Г

Химический состав стали 65Г

Несмотря на то, что в ходе деформационного упрочнения предел временного сопротивления материала увеличивается до 1200…1300 МПа, этих показателей недостаточно для того, чтобы придавать конечной продукции (например, пружинам) необходимую эксплуатационную прочность. Поэтому закалка и отпуск стали 65Г обязательны.

Оптимальные технологические процессы термической обработки материала

Выбор режима термообработки диктуется производственными требованиями. В большинстве случаев для придания надлежащих физико-механических характеристик используют:

  • нормализацию;
  • закалку с последующим отпуском.

Температурно-временные параметры термической обработки и выбор её вида зависят от исходной структуры стали. Данный материал принадлежит к сталям доэвтектоидного типа, поэтому в его составе при температурах выше нижней точки аустенитного превращения — 723 °С — на 30…50 °С содержится аустенит в виде твердой механической смеси с незначительным количеством феррита. Поскольку аустенит – более твёрдая структурная составляющая, чем феррит, то интервал закалочных температур для стали 65Г будет существенно ниже, чем для конструкционных сталей с более низким процентным содержанием углерода. Таким образом, температурный интервал закалки стали данной марки должен находиться в пределах не более 800…830 °С.

Технология закалки

Примерно такой же температурный диапазон применяют и для проведения нормализации – технологической операции термообработки, которую используют с целью исправления структуры материала изделия, для снятия внутренних напряжений, а при последующей механической обработке полуфабриката – и для улучшения его обрабатываемости.

Поскольку ударная вязкость у закалённой стали 65Г – пониженная, то после закалки изделия из неё, в частности, пружины, обязательно должны пройти высокий отпуск. Происходящие в ходе отпуска мартенситно-аустенитные превращения снижают уровень возникающих во время закалки внутренних напряжений, снижают хрупкость и несколько поднимают показатели ударной вязкости.

Переход высокого отпуска исключается из режима только в том случае, когда заготовка проходит изотермическую закалку. В результате высокого отпуска сталь 65Г приобретает структуру сорбита, характерными особенностями которой являются мелкодисперсность структуры при сохранении изначально высоких показателей твёрдости, что полностью соответствует эксплуатационным требованиям.

Режимы закалки стали 65Г

Для соблюдения тех характеристик, которые заданы техническими условиями на эксплуатацию деталей, при выборе режима закалки учитывают следующие составляющие:

  1. способ и оборудование для нагрева изделий до требуемых температур;
  2. установление нужного температурного диапазона закалки;
  3. выбор оптимального времени выдержки при данной температуре;
  4. выбор вида закалочной среды;
  5. технологию охлаждения детали после закалки.

Интенсивность нагревания предопределяет качество получаемой структуры. Для малолегированных сталей процесс ведут достаточно быстро, поскольку при этом минимизируется риск обезуглероживания материала, и, как следствие, потеря деталью своих прочностных параметров. Однако чересчур быстрый нагрев вызывает к жизни иные неприятности. В частности, для крупных деталей, с большими перепадами поперечных сечений это может вызвать неравномерное прогревание металла, с перспективой дальнейшего появления закалочных трещин, выкрашивания углов и кромок.

Температура заготовки в зависимости от цвета при нагреве

Температура заготовки в зависимости от цвета при нагреве

Для достижения максимальной степени равномерности нагрева сталь сначала подогревают в предварительных камерах термических печей до температур, несколько ниже закалочных – от 550 до 700 °С, и только потом деталь направляется непосредственно в закалочную печь. Быстрее всего нагрев осуществляется в расплавах солей, медленнее – в газовых печах, и ещё медленнее – в электрических печах. Именно поэтому поверхностная закалка изделий из стали 65Г в индукционных печах выполняется достаточно редко. Индуктор, как закалочный агрегат, используется лишь для изделий с малым поперечным сечением. При выборе вида нагревательного устройства важен также состав атмосферы, которая в нём создаётся. В частности, для термических печей, работающих на газе, стараются всемерно снижать длительность пребывания детали в печи, поскольку в противном случае происходит выгорание части углерода поверхностного слоя.

Читайте так же:
Точилка для керамических ножей отзывы

Исходя из нормируемой для стали 65Г температуры закалки в 800…820 °С, предельная величина обезуглероженного слоя не должна быть более 50…60 мкм.

Температурный диапазон закалочных температур может корректироваться в зависимости от конфигурации изделия. Например, если деталь имеет сложные очертания, малые габариты и изготовлена из листового металла, то оптимальной температурой будет нижняя граница указанного выше диапазона. Управляя температурой закалки (например, с помощью автоматических датчиков температуры), можно менять толщину закалённого слоя и величину зоны, которая прокалилась менее остальных. К подобным техническим решениям прибегают, когда различные части детали работают в разных эксплуатационных условиях.

Сталь 65Г не боится перегрева, однако при закалке по верхнему значению температурного диапазона ударная вязкость материала начинает уменьшаться, что сопровождается ростом зерён в микроструктуре.

Для снижения коробления деталей, которые имеют тонкие рёбра и перемычки, пользуются нагревом в соляных закалочных ваннах. Чаще применяют расплав хлористого натрия, а для раскисления в рабочий объём ванны добавляют буру или ферросилиций.

Выдержка при закалке изделий из стали 65Г при заданном температурном интервале происходит до тех пор, пока полностью не произойдёт перлитное превращение. Этот процесс зависит от размера поперечного сечения детали и способа нагрева. Для наиболее употребительных случаев можно воспользоваться данными таблицы:

Временя нагрева и выдержки в зависимости от закалочной среды и габаритов заготовки

Наибольший габаритный размер детали, ммЗакалка в пламенной печиЗакалка в электропечи
Время нагрева, минВремя выдержки, минВремя нагрева, минВремя выдержки, мин
До 5040105010
До 10080208820
До 1501203013030
До 2001604017540

Охлаждение изделий после закалки производят не в воду, а в масло, это позволяет избежать возможной опасности растрескивания.

Технология последующего отпуска

Как уже указывалось, для получения структуры сорбита изделия из стали 65Г подвергают только высокому отпуску при температурах 550…600 °С, с охлаждением на спокойном воздухе. Для особо ответственных деталей иногда проводят дополнительный низкий отпуск. Диапазон его температур — 160…200 °С, с последующим медленным охлаждением на воздухе. Такая технология позволяет избежать накапливания термических напряжений в изделии, и повышает его долговечность. Для отпуска можно применять не только пламенные, но и электрические печи, оснащённые устройствами для принудительной циркуляции воздуха. Время выдержки изделий в таких печах — от 110 до 160 мин (увеличенные нормативы времени соответствуют деталям сложной конфигурации и значительных поперечных сечений).

В качестве рабочих сред при закалке стали 65Г не рекомендуется использовать воду и водные растворы солей. Ускорение процесса охлаждения, которое вызывает вода, часто сопровождается неравномерностью прокаливания.

Итоговый контроль качества закалки состоит в оценке макро- и микроструктуры металла, а также в определении финишной твёрдости изделия. Поверхностная твёрдость продукции, изготовленной из стали 65Г, должна находиться в пределах 35…40 НRC после нормализации, и 40…45 НRC – после закалки с высоким отпуском.

Сталь 65г для ножей: плюсы, минусы и особенности

Сталь 65г для ножей

Сталь для ножей представляет собой сочетание углерода и железа. В зависимости от предназначения и требуемых качеств, пропорции могут значительно отличаться. Кроме этого, для достижения высоких показателей прочности, долговечности и твердости, могут применяться различные добавки и компоненты, улучшающие свойства исходного материала.

Главная задача большинства оружейников – разработать или воспроизвести такую сталь для ножа, которая будет иметь высокую прочность и при этом не менее высокую твердость.

На сегодняшний день, одной из самых популярных сталей для ножей принято считать сплав 65г. Именно о ней и пойдет речь далее.

Читайте так же:
Ограждение для лестницы из металла

Общие сведения о стали 65г

Такая сталь пользуется огромной популярностью из-за своей относительно низкой стоимости. Относится к пружинно-рессорному виду и отлично проходит процедуры воронения и чернения. Из-за своих особенностей применяется для изготовления метательных ножей, крайне редко используется для создания разделочных ножей. Связано это с тем, что такая сталь крайне быстро окисляется и покрывается ржавчиной.

Если говорить о закалке, то этот материал не боится перегрева. Однако, если температуры достаточно высокие, то ударная вязкость довольно быстро снижается, что в свою очередь неизбежно приводит к большому росту зерен в мелкой текстуре волокон.

За счет добавления Марганца, такой сплав еще называют раскисленной сталью, это касается абсолютно всех материалов, содержащих такой компонент. Свои свойства ножи приобретают в тех случаях, когда в процессе закаливания было достигнуто перлитное превращение.

Нож из стали 65г

Плюсы стали 65г

Несомненно, большой популярностью эта сталь пользуется не только благодаря низкой стоимости производства, но и по другим, немаловажным пунктам:

  • Очень высокая твердость. Это означает, что при существенных нагрузках материал не будет деформироваться, ломаться или разрушаться.
  • Большая устойчивость к ударам, деформациям. Именно за это качество, такую сталь принято использовать для метательных ножей, клинков, реже – для медицинских инструментов.
  • Простота в заточке.
  • Высокая сопротивляемость разрыву.

Стоит отметить, что цифра «65» в названии означает процентное содержание углерода в составе сплава в сотых долях. Буква «Г» говорит о том, что основной легирующий элемент это Марганец. Именно благодаря ему, сплав приобретает большинство вышеописанных свойств.

Новый нож 65г

Минусы стали 65г

Как и у любого сплава, у этой есть ряд минусов, которые не дают использовать этот материал в определенных целях:

  • Из-за того, что данный материал относится к группе углеродсодержащих соединений, он крайне сильно подвержен коррозии.
  • Хоть данная сталь и легко затачивается, она достаточно быстро теряет заточку. Именно поэтому нужно постоять следить за режущей кромкой и за ее сведением, постоянно подтачивать нож.
  • Довольно весомые ограничения по применению.

Преимущества и недостатки являются больше относительными, их не всегда можно применить ко всем ножам, сделанным из данного сплава. Это обусловлено тем, что у каждого производителя технология производства либо немного, либо серьезно отличаются друг от друга.

Нож для охоты

Особенности

Из-за своих свойств, сталь 65г не подходит для сварки. Но стоит отметить, что спектр использования довольно широк, даже если не брать во внимание холодное оружие. Из нее делают различные пружины, рессоры, корпуса подшипников, узлы и металлоконструкции. Она нашла применение даже в грузовых машинах – при создании рессоры заднего моста применяют именно этот материал.

Чтобы материал сохранял свои свойства и не покрывался ржавчиной его необходимо держать в сухом помещении, а изделия периодически покрывать маслом.

Благодаря своей дешевизне и довольно приличным свойствам, сталь 65г используют в качестве аналогов таких материалов, как: 55С2, 60С2, 70, 70Г, У8А, 9Хс.

Нож в руках

Итоги

Подводя итоги, стоит отметить, что такая сталь часто используется для спортивного вида холодного оружия, а также орудий для турниров. Ведь именно при таком сценарии использования необходима стойкость к ударам и низкая стоимость изделия.

Делать ножи из этой стали будут еще долгое время, но все же в более специализированных отраслях. Хоть и ножи из такой стали почти не используют на кухне, особенно в последнее время, любителей мастерить клинки из остатков такого сплава предостаточно.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector