Advice

Как да втвърдя метала у дома

Топлинната обработка на металите е един от основните начини за подобряване на техните механични и физикохимични характеристики: твърдост, здравина и други.

Един от видовете топлинна обработка е охлаждане. Той е бил успешно използван от човека по занаятчийски начин от древни времена. През Средновековието, този метод на топлинна обработка се използва за подобряване на силата и твърдостта на метални предмети за бита: брадви, сърпове, триони, ножове и бойно оръжие под формата на копия, мечове и други.

И сега те използват този метод за подобряване на характеристиките на метала, не само в промишлен мащаб, но и у дома, главно за втвърдяване на метални предмети от ежедневието.

съдържание

  • Какво е втвърдяването на металите и техните видове
  • Характеристики на стоманеното охлаждане
  • Видове втвърдяване на стомани
  • Охлаждаща среда
  • Температурни условия
  • Как да втвърдя метал у дома
  • Втвърдяване на брадва в огън и в пещта
  • Втвърдяването на ножа

Какво е втвърдяването на металите и техните видове

При охлаждане разбира тип метал топлинна обработка, състояща се от нагряване до температура, която се появява, когато промяната в структурата на кристалната решетка (полиморфна трансформация) и допълнително ускорено охлаждане на вода или маслена среда. Целта на тази термична обработка е да се увеличи твърдостта на метала.

Също така се прилага охлаждане, при което температурата на нагряване на метала не позволява полиморфната трансформация да се осъществи. В този случай състоянието му е фиксирано, което е характерно за метала при температурата на нагряване. Това състояние се нарича свръхнаситен твърд разтвор.

Технологията за охлаждане с полиморфна трансформация се използва главно за продукти от стоманена сплав. Цветните метали се охлаждат без да се постига полиморфна промяна.

След тази обработка, стоманените сплави стават по-трудни, но придобиват повишена крехкост, като губят своята пластичност.

За да се намали нежеланата чупливост след нагряване с полиморфна промяна, се използва термична обработка, наречена темпериране. Извършва се при по-ниска температура с постепенно допълнително охлаждане на метала. По този начин напрежението на метала се отстранява след втвърдяване и неговата крехкост намалява.

При охлаждане без полиморфни превръщания имат проблеми с прекомерно трошливостта, твърдостта на сплавта но не достигне желаната стойност, така че при повторно топлинна обработка, наречена стареене, напротив се увеличава с разлагане на свръхнаситен твърд разтвор.

Характеристики на стоманеното охлаждане

Закалени са предимно продукти от неръждаема стомана и сплави, предназначени за тяхното производство. Те имат мартензитна структура и се характеризират с повишена твърдост, което води до чупливост на продуктите.

Ако топлинната обработка на такива продукти се извършва при нагряване до определена температура с последващо бързо темпериране, възможно е да се постигне повишаване на вискозитета. Това ще позволи използването на такива продукти в различни области.

Видове втвърдяване на стомани

В зависимост от предназначението на продуктите от неръждаема стомана е възможно да се втвърди целият обект или само частта, която трябва да работи и да има повишени якостни характеристики.

Ето защо, втвърдяването на неръждаемите продукти е разделено на два метода: глобално и локално.

видео:

Охлаждаща среда

Постигането на необходимите свойства на неръждаемите материали до голяма степен зависи от избора на метода на тяхното охлаждане.

Различните марки от неръждаеми стомани се охлаждат по различен начин. Ако нисколегираните стомани се охлаждат във вода или в нейните разтвори, за тази цел се използват маслени разтвори за неръждаеми сплави.

Важно: При избора на средата, в която охлаждането на метала се извършва след нагряване, трябва да се има предвид, че при водно охлаждане се извършва по-бързо, отколкото в маслото! Например, водата при температура 18 ° С е способна да охлажда сплавта при 600 ° C в секунда и маслото само 150 ° С.

За да се получи висока твърдост на метала, охлаждането се извършва в течаща студена вода. Също така, за да се подобри охлаждащия ефект, се приготвя солев разтвор за охлаждане чрез добавяне на около 10% натриев хлорид към водата или кисела среда, в която се използва най-малко 10% от киселината (по-често сярна).

В допълнение към избора на охлаждащата среда, режимът и скоростта на охлаждане са незначителни. Скоростта на намаляване на температурата трябва да бъде най-малко 150 ° C в секунда. Следователно, за 3 секунди температурата на сплавта трябва да се понижи до 300 ° С. По-нататъшно намаляване на температурата може да се извърши във всеки случай, тъй като структурата, фиксирана при ниски температури, не се разрушава в резултат на бързо охлаждане.

Важно: Прекалено бързото охлаждане на метала води до неговата прекомерна крехкост! Това трябва да се вземе предвид при самозасмукване.

Има следните начини за охлаждане:

  • Използвайки единична среда, когато изделието се поставя в течност и се държи там, докато не се охлади напълно.
  • Охлаждане в две течни среди: масло и вода (или солен разтвор) за неръждаеми стомани. Продуктите от въглеродна стомана първо се охлаждат във вода, защото тя е бързо охлаждаща среда, а след това в масло.
  • Методът на струята, когато частта се охлажда от поток от вода. Това е много удобно, когато трябва да втвърдите определена част от продукта.
  • Метод за стъпално охлаждане при спазване на температурни режими.

Температурни условия

Правилният температурен режим за втвърдяване на неръждаеми продукти е важно условие за тяхното качество. За да постигнат добри резултати, те се нагряват равномерно до 750-850 ° C, след което бързо се охлаждат до температура 400-450 ° С.

Важно: Загряването на метала над точката на прекристализация води до груба структура, която влошава свойствата си: прекомерна чупливост, водеща до напукване!

За да се намали напрежението след загряване до желаната температура на втвърдяване на метала, понякога се използва поетапно охлаждане на продуктите, като постепенно се намалява температурата във всеки от етапите на нагряване. Тази технология ви позволява напълно да премахнете вътрешните напрежения и да получите здрав продукт с необходимата твърдост.

Как да втвърдя метал у дома

Като използвате елементарни знания, можете да провеждате втвърдяване на стоманата у дома. Отоплението на метала обикновено се извършва с помощта на пожар, електрически печки или горелки, използващи газ.

Втвърдяване на брадва в огън и в пещта

Ако искате да дадете повече сила на битовите инструменти, например, за да направите брадвата по-трайна, тогава най-лесният начин да я втвърдите може да се направи у дома.

На брадви в производството поставя марка, на която е възможно да се научи печат на стомана. Ние разглеждаме процеса на охлаждане, използвайки примера на инструментална стомана U7.

Трябва да изпълните технологията в съответствие със следните правила:

1. Закаляване. Преди да преработите, заострете острия ръб на острието и поставете брадвата в отоплителна печка за готвене. Процедурата за термична обработка трябва да се следи внимателно, за да се избегне прегряване (допустимо нагряване 720-780 ° C). По-напредналите майстори на температурата ще се научат от цвета на топлината.

И начинаещи, температурата може да се научи с магнит. Ако магнитът престане да увисва метала, то брадвата се загрява над 768 ° C (червен цвят на круще) и е време да се охлади.

Потопете изгарящата бръснарска брадва към вратата на пещта, отстранете топлината навътре, затворете вратата и капачето, оставете нагрятия метал във фурната за 10 часа. Нека брадвата постепенно се охлажда с печката.

2. Втвърдяване на стоманата. За да загреете брадва на огън, burzhujke или пещ до тъмночервен цвят – температура 800-830 ° C (магнитът е престанал да се магнитизира, да изчакате още 2-3 минути).

Втвърдяването се извършва в топла вода (30 ° C) и масло. Спуснете лопатката за брадва във водата за 3-4 см, като я движете интензивно.

След това поставете брадвата в контейнер с масло, в случай на пожар покрийте контейнера с гъста кърпа. За да издържате на маслото, е необходимо да се охлади напълно.

3. Оставете острието. Освобождаването намалява крехкостта на стоманата и облекчава вътрешното напрежение. Свалете метала с шмиргел, за да разграничите по-добре цветовете на памучността.

Задръжте бравата за 1 час във фурната при температура 270-320 ° C. След стареене, достигнете и охладете във въздуха.

Видео: термична обработка на брадва в дома, три етапа: отгряване, втвърдяване, темпериране.

Втвърдяването на ножа

Препоръчително е да се използват пещи за втвърдяване на метали. За битови предмети под формата на ножове, оси, бормашини и други, най-подходящи са муфелните пещи с малък размер. В тях температурата на охлаждане може да бъде достигната много по-високо, отколкото при колоната, и е по-лесно да се постигне равномерно нагряване на метала.

Такава печка може да бъде направена самостоятелно. В интернет можете да намерите много прости опции за дизайна. В такива пещи е възможно металният продукт да се подгрява отново до 700-900 ° С.

Помислете как да втвърдите ножа от неръждаема стомана у дома с помощта на електрическа фурна за муфел. За охлаждане се използва стопен восък вместо вода или масло (можете да го получите във военната част).

Последователността на процеса на охлаждане е, както следва:

  • нож (без дръжка, ако е дървен) поставен в студена фурна;
  • затворете затворената фурна, загрейте я с ножа, докато се получи яркочервен цвят на острието (800-900 ° C);
  • червеният нож нож намалява уплътняващия восък до 10 пъти и се потапя в него с 1,5 см;
  • Процедурата се повтаря до 5 пъти, нагрявайки ножа на ножа и охлаждането му в уплътняващ восък;
  • Останките от уплътнителния восък се отстраняват с терпентин, като се използва навлажнена кърпа.

Процедурата е по-добре да се прави на открито, уплътняващият восък мирише ужасно при топене. Също така, ножът може да се загрее на открит огън.

Видео: други начини за втвърдяване на ножа у дома.

PS Знаейки поведението на метала при нагряване и неговите свойства след топлинна обработка, както и технологията на втвърдяване, той може успешно да се извърши у дома, за да се подобрят характеристиките на дребните метални изделия.

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *