Как закалить металл: Как закалить металл – все о закалке стали в домашних условиях

alexxlab | 29.03.2023 | 0 | Разное

Содержание

Как закалить металл – все о закалке стали в домашних условиях

Как закалить металл в домашних условиях? Закалка — это вид термической обработки железоуглеродистых сплавов. Эти сплавы формально называют сталью. Как правило, процесс термической обработки стали осуществляется путем нагревания, быстрого охлаждения и повторного нагрева выбранного материала.

Когда сталь быстро охлаждается, атомы «замораживаются» в нестабильном положении. Сталь очень твердая, но очень хрупкая. При отпуске стали атомам разрешается перестраиваться в более устойчивое положение. Твердость стали приносится в жертву пластичности (способность материалов к растяжению или деформации). Конечным результатом является материал с повышенной прочностью и ударной вязкостью.

Эти свойства позволяют материалу изгибаться перед разрушением и не ломаться, что может быть полезным во многих структурных применениях. Выполненные этапы представляют собой общую схему, демонстрирующую, как некоторые механические свойства стали повышаются при отпуске.

Различные составы и другие сплавы стали могут требовать различного времени нагрева и температуры, а также разных закалочных сред в зависимости от использования материала. В нашем общем случае потребуется 10-15 минут.

Безопасность:

Если ваши шаги отличаются от того, что приведено в общей процедуре, то, возможно, потребуется предпринять дополнительные меры для обеспечения надлежащей безопасности. Огонь будет исходить от паяльной лампы, поэтому будьте предельно осторожны при нагревании стали. Наконец, рекомендуется всегда надевать защитные перчатки, особенно для более сложных процедур.

Вещи, которые вам понадобятся:

Паяльная лампа
Два стальных стержня марки 1040 по 15 см
Огнетушитель
Защитные очки и перчатки
Холодная водопроводная вода в большом ведре

Шаг 1: Согните стержни

Убедитесь, что окружающая среда безопасна. Возьмите два стальных стержня и согните их в форме буквы «U». Будьте осторожны, чтобы не перегнуть их слишком сильно и не сломать сталь.

Шаг 2: Зажгите паяльную лампу

Включите газ и зажгите горелку. Обязательно направляйте горелку в сторону от своего тела, как показано на фотографии. Убедитесь, что пока лампа горит, никто не находится ближе чем 1 метр от неё. На случай чрезвычайной ситуации поблизости должен находиться огнетушитель.

Шаг 3: Нагрев

Поместите изогнутую часть («U») в самую горячую часть пламени, удерживая стержень за два конца. Самая горячая часть пламени — маленький конус посередине пламени. Вращайте, пока он нагревается пламенем, чтобы нагрев был равномерным. Тепло от паяльной лампы «возбуждает» атомы и они становятся более подвижными, начиная перестраиваться.

Шаг 4: Гашение

Когда стержень станет темно-оранжевого цвета, выньте его из пламени и быстро окуните в воду в ведре, как показано на фотографии (это называется гашением). Тушение резко уменьшает движение атомов и может быть расценено как «замораживание» атомов на месте. В этот момент атомы находятся в нестабильном положении.

Шаг 5: Повторите

Повторите шаги 3 и 4 со вторым стержнем.

Шаг 6:

Возьмите второй стальной стержень и закалите его, нагревая факелом в течение примерно 10 секунд. Не трогайте первый! Снова погасите его в воде. Это позволит атомам «расслабиться» и расположиться в более устойчивом положении.

Шаг 7: Выпрямление стержней

Попытайтесь правильно выпрямить оба стержня, чтобы понять разницу в их механических свойствах. Первый стержень (который не был отпущен), будет очень хрупким и сломается, поскольку атомы не находятся в устойчивом положении. Второй (стержень, который был разогрет или отпущен), согнется, но форма «U» останется. Поскольку этот стержень был отпущен, и атомам было позволено «расслабиться» в устойчивом положении, материал становится прочнее и жестче.

Оглавление

Шаг 1: Согните стержни
Шаг 2: Зажгите паяльную лампу
Шаг 3: Нагрев
Шаг 4: Гашение
Шаг 5: Повторите
Шаг 6:
Шаг 7: Выпрямление стержней

Как сделать металл прочнее

Предыдущая новость

28. 07.2021

Cледующая новость

Покупая изделия из металла мы рассчитываем на то, что они прослужат нам долго. Но к сожалению, качество металла нашим ожиданиям соответствует далеко не всегда. Недозакаленная сталь будет гнуться, перезакаленная – крошиться. Плохая новость: в магазине этого узнать не получится. Хорошая новость в том, что все можно поправить в домашних условиях.

Проверка металла на качество

Но сначала нужно понять, стоит ли закаливать сталь вообще. Например, вы купили набор ножей. Они могут быть недостаточно закалены или наоборот, при закалке произошли нарушения и сталь перезакалили. Значит нож будет либо гнуться, либо крошиться

Для проверки нам понадобится самый обычный напильник или любой железный предмет, схожий по форме и функциям (рашпиль, пилка, небольшая пила). Просто проведите напильником по металлическому изделию.

Если они как бы липнут друг к другу – купленное изделие недостаточно закалено и будет гнуться.
Если наоборот, как бы отскакивают друг от друга – значит купленая вещь хрупкая, перезакалена и в процессе пользования будет крошиться (и гнуть ее не рекомендуется, сломается).

Закалка металла в домашних условиях

При этом вещь совсем необязательно возвращать в магазин, все можно поправить самостоятельно.

Закалка металла состоит из двух этапов:

нагрев;
охлаждение.

Чтобы сделать металл прочнее в домашних условиях, необходимо не только соблюдать меры по технике безопасности. Самое главное – не перегреть металл, потому что сине-черный цвет невозможно будет сточить наждачкой. Чтобы разогреть сталь для закалки достаточно довести ее до красного цвета.

Нагрев металла

В зависимости от размера изделия для закалки можно использовать :

паяльник;
резак по металлу;
газовую или электрическую плиту;
костер.

Но у костра есть свои нюансы – энергии тепла может не хватить для закалки некоторых видов стали.

Охлаждение

Чаще всего металл после закалки охлаждается водой. Если закалялось изделие целиком, его нужно поместить в воду полностью. Если, к примеру, у ножа нагревалось только лезвие, его достаточно промыть некоторое время под проточной водой.

Для закалки легированных и углеродистых сталей ипользуются не только вода, но и масло. Процесс происходит следующим образом:

нагрейте изделие до необходимой температуры;
горячий металл опустите в воду для быстрого охлаждения;
перенесите в масло и оставьте до полного охлаждения.

Сразу после нагрева металл нельзя опускать в масло – оно может воспламениться. Масло позволяет свести образование трещин на металле при охлаждении к минимуму, что обеспечивает сохранность сложных по форме деталей.

Вернуться к списку новостей

Как упрочнить сталь моторным маслом

••• Nature/iStock/GettyImages

Ларри Парр

Закалка стали моторным маслом — это способ выполнения так называемого поверхностного упрочнения стали. Чистая сталь на самом деле слишком мягкая для многих применений. Чтобы нанести на сталь твердый слой, углерод должен быть сплавлен на молекулярном уровне в верхний сантиметр или около того стали. Один из способов сделать это — раскалить сталь докрасна, а затем погрузить ее в моторное масло. Углерод в моторном масле связывается с верхним слоем молекул раскаленной стали и образует прочное внешнее покрытие на стали. Однако необходим последний шаг, прежде чем ваша закаленная сталь будет готова к работе.

Нагрейте сталь с помощью горелки или печи с сильфоном. Продолжайте, пока сталь не раскалится докрасна. Работайте в хорошо проветриваемом помещении и надевайте защитную одежду, плотные перчатки и защитные очки.

Возьмите клещами раскаленную сталь и немедленно погрузите ее в моторное масло. Оставьте сталь в масле примерно на 30–60 секунд.

Выньте сталь из масла и вымойте изделие водой с мылом для мытья посуды. Будьте осторожны, чтобы не уронить и не ударить сталь, так как на этом этапе она будет хрупкой (как стекло) и может разбиться.

Разогрейте уже чистую сталь, пока она не станет раскаленной до синего цвета. Синий — это цвет, в который сталь превращается непосредственно перед тем, как раскалить докрасна.

Возьмите раскаленную сталь щипцами и немедленно погрузите ее в чан с водой комнатной температуры. Дайте стали остыть в воде. Теперь ваша сталь закалена. Внешний слой стали будет как минимум на 40 процентов тверже, чем в начале, и ваша сталь будет податливой, а не хрупкой, как стекло.

Вещи, которые вам понадобятся

Сталь
НДС
Моторное масло
Факел
Тяжелая защитная одежда
Тонг
Защита глаз
Тяжелые протекающие глоки

, если вы, не вылетете, вы можете получить. докрасна после первой масляной ванны и дайте ему вторую масляную ванну. После второй масляной ванны продолжите с шага 3.

Предупреждения

Подготовьте огнетушитель на случай возгорания масла при попадании раскаленной стали. Если масло загорится, просто бросьте стальной предмет в чан и используйте огнетушитель или накройте чан крышкой, чтобы потушить огонь.

Статьи по теме

Советы

Если вы хотите закалить сталь до более глубокого уровня, вы можете повторно нагреть ее до красна после первой масляной ванны и подвергнуть ее второй масляной ванне. После второй масляной ванны продолжите с шага 3.

Предупреждения

Подготовьте огнетушитель на случай возгорания масла при попадании раскаленной стали. Если масло загорится, просто бросьте стальной предмет в чан и используйте огнетушитель или накройте чан крышкой, чтобы потушить огонь.

Об авторе

Ларри Парр уже более 30 лет работает профессиональным писателем-фрилансером. В течение 25 лет он писал мультфильмы для телевидения, от «Смурфиков» до «Человека-паука». Сегодня Парр дрессирует собак и пишет статьи на самые разные темы для веб-сайтов по всему миру.

Как закалить сталь? | Austeel, Мельбурн, производитель металлоконструкций и металлоконструкций.

Что такое лечение?

Закалка и отпуск конструкционных сталей выполняется для придания компонентам механических свойств, подходящих для их предполагаемого использования. Производство мельбурнской стали нагревается до соответствующей температуры закалки (обычно между 800-900°C), выдерживают при температуре, затем «закаливают» (быстро охлаждают), часто в масле или воде. Затем следует закалка (выдержка при более низкой температуре), которая улучшает окончательные механические свойства и снимает напряжения. Фактические условия, используемые для всех трех этапов, определяются составом стали, размером компонентов и требуемыми свойствами.

Закалка и отпуск могут проводиться в «открытых» печах (в воздухе или продуктах сгорания), либо в защитной среде (газовая атмосфера, солевой расплав или вакуум) при условии, что поверхность свободна от окалины и обезуглероживания (потеря углерода) требуется («нейтральная закалка», также называемая «чистой закалкой»).

В особых случаях могут применяться два специальных варианта закалки:

Закалка (также известная как «маркерная закалка») использует закалку при повышенной температуре (в расплавленной соли или горячем масле), которая может существенно снизить деформацию компонента. Этот процесс ограничен выбранными сталями, содержащими сплав, и подходящими размерами сечения.

Аустильный отпуск может быть применен к тонким участкам некоторых средне- или высокоуглеродистых сталей или к сплавосодержащим сталям более толстого сечения. Он требует высокотемпературной закалки и выдержки, обычно в расплавленной соли, что приводит к малому искажению в сочетании с прочной структурой, не требующей отпуска. Он широко используется для небольших пружин и прессовок.

Каковы преимущества?

Закалка и отпуск обеспечивают оптимальное сочетание твердости, прочности и ударной вязкости конструкционной стали и предлагают разработчикам компонентов путь к экономии веса и материалов. Компоненты могут быть подвергнуты механической обработке или формованию в мягком состоянии, а затем закалены и отпущены до высокого уровня механических свойств.

Закалка в открытых печах часто используется для таких изделий, как прутки и поковки, которые впоследствии должны быть полностью обработаны в компоненты. Нейтрально чистая закалка применяется к компонентам, которые требуют сохранения целостности поверхности; примеры включают гайки, болты, пружины, подшипники и многие автомобильные детали. Нейтральная чистая закалка выполняется в строго контролируемых условиях для получения прецизионного компонента, требующего минимальной окончательной обработки.

Какие стали можно обрабатывать?

Почти все конструкционные стали, содержащие более 0,3% углерода, поддаются закалке и отпуску. 8S970 и 8S EN 10083-1 и -2 (которые заменили части BS 970) перечисляют большинство закаливаемых сталей, используемых для инженерных компонентов. (Ряд других стандартов включает закаливаемые стали для специального применения, например, авиационные стандарты «S», BS3111 для крепежа и BS5770 для пружин)

Инструментальная сталь

Токарные инструменты в настоящее время редко изготавливаются из углеродистой стали, но она по-прежнему используется для многих других целей. Даже для токарных инструментов он по-прежнему работает так же хорошо, как и тогда, когда старые токари зарабатывали им на жизнь. Вы можете купить высокоуглеродистую сталь различных марок у производителей стали, некоторые из которых подходят для закалки в воде, а другие – в масле.

Низкоуглеродистая низкоуглеродистая сталь

Обычная низкоуглеродистая низкоуглеродистая сталь не подходит для большинства режущих инструментов. Вы не можете закалить сталь такого типа, и она не будет держать острую кромку. Для закалки стали металл должен иметь достаточно высокое содержание углерода. Этот металл тверже дерева, а режущая кромка мягкой стали может прослужить достаточно долго для разовой работы. Но если кромка тонкая, она просто прогибается под давлением. Вы можете цементировать мягкую сталь.

Горячая ковка

Если вы хотите заняться горячей ковкой, вам понадобится что-то вроде наковальни, молоток, тиски и тяжелые плоскогубцы. Также вам может понадобиться ножовка, угловая шлифовальная машина, напильник, настольная шлифовальная машина и сверлильный станок. Для работы с толстой сталью вам понадобятся более тяжелые инструменты и горн. Если она достаточно горячая, сталь на удивление легко согнуть с помощью тисков или гаечных ключей или придать ей форму на наковальне. Точно так же можно выковать обычную мягкую сталь.

Отжиг

Некоторые виды лома углеродистой стали слишком тверды для распиливания или придания формы напильником. Вам придется отжечь его, чтобы сделать его более мягким и пригодным для обработки. Для этого сначала нужно раскалить металл докрасна. Пока оно горячее, его можно выковать. Не пытайтесь работать с металлом, когда он потерял свой красный жар, иначе он может треснуть. Нужно ковать железо, пока горячо. После любой ковки снова нагрейте сталь докрасна, а затем отожгите ее, медленно охлаждая.

Упрочнение стали

Чтобы закалить сталь, снова нагрейте закаливаемую деталь до ярко-красного цвета, по возможности немного «замочите» ее в тепле, затем закалите. Именно быстрый переход от раскаленного к холодному закаляет сталь. Вы можете использовать различные охлаждающие жидкости, но обычно достаточно ведра воды. Погрузите раскаленный докрасна металл прямо внутрь и вращайте его, чтобы охладить как можно быстрее. Если сталь деформируется или трескается 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 имейте под рукой металлическую крышку, чтобы потушить пламя.

Закалка

Свежезакаленный инструмент будет хрупким. Если бы вы использовали его в таком состоянии, край мог бы отколоться или он мог бы разбиться. В большинстве случаев вы должны нагреть его еще раз, чтобы закалить перед использованием. Закалка снимает хрупкость. Он делает металл жестче, но мягче. Чем выше температура, достигнутая при отпуске, тем мягче и менее хрупкой станет сталь. Каждый инструмент имеет свой оптимальный компромисс между твердостью и вязкостью.

Как закалить сталь пламенем

Пламенная закалка стали включает в себя нагрев стали и ее последующее охлаждение. Эта первая часть процесса изменяет молекулярную структуру стали и делает ее твердой, но хрупкой. Если его уронить или сильно ударить, он может разбиться. Вторая часть процесса, известная как отжиг, включает в себя повторный нагрев стали и ее повторное охлаждение. Как только эта вторая часть процесса завершена, сталь становится закаленной и при этом достаточно податливой, чтобы ее можно было обрабатывать.

С помощью паяльной лампы или печи с мехами нагрейте сталь, пока она не раскалится докрасна. Вам нужно будет внимательно следить за своей сталью, поскольку она претерпевает несколько различных изменений цвета, пока не станет раскаленной до синего и, наконец, раскаленной докрасна.

Возьмите щипцами раскаленную сталь и сразу же окуните ее в чан с водой комнатной температуры. Это называется закалкой. Как только вы удалите сталь из закалочной воды, не пытайтесь ее обрабатывать.

TOP HEADLINES