Втвърдяване на стоманата: температура, видове и методи

Термичната обработка на метал е задължителен процес в металургията. Благодарение на правилното топлинно обработена стомана Възможно е да се постигне подобрение на една или друга механична характеристика на продукта. По тази тема можете да говорите от доста време. Да видим с вас какво е закаляването на стомана, за какво е тя и каква е технологията. На пръв поглед всичко това може да изглежда изключително трудно, но ако погледнем по-подробно, това не е така.

Някои общи сведения

Охлаждането е процес на промяна на кристалната решетка от стомана и неговите сплави чрез постигане на критична температура, която е различна за всеки материал. Като правило, при достигане на необходимия температурен праг, последвано от рязко охлаждане. Водата или маслото могат да действат като охладител, но ще говорим за това по-подробно по-късно.

Струва си да се отбележи, че за стомани за инструменти по-често се използва непълно втвърдяване. Неговата същност е в това, че се достига температура, при която се образуват излишните фази. За други видове стомана се използва пълно втвърдяване. В този случай температурата на нагряване се увеличава с 50 градуса. Цветните метали се подлагат на топлинна обработка без полиморфна трансформация, а стоманата - с полиморфна трансформация.

Отстраняване на втвърдяване

Ваканцията е технологичен процес на охлаждане на продукт, чиято същност е да се получи по-пластичен и по-малко крехък материал. В същото време се опитва да запази силата на същото ниво. За да направите това, продуктът се поставя в пещ с температура от 150 до 650 градуса, където постепенно се охлажда. Има три вида ваканция:

• Ниска температура - дава на детайла висока износоустойчивост, но тази стомана е по-лошо възприемана динамични натоварвания. Процесът протича при температура от 260 градуса. Продуктите от нисколегирани и въглеродни стомани са изложени на нискотемпературно закаляване (рязане и. T инструменти за измерване).
• Средна температура - възниква при температура от 350 до 500 градуса. Най-често използваните ваканционни пружини, пружини, матрици и др. Този продукт ще има добра еластичност и издръжливост.
• Високотемпературното темпериране се осъществява при температура от 500-680 градуса. След края на процеса, продуктът ще има висока якост и еластичност. Високотемпературното закаляване е подходящо за по-нататъшно производство на тежкотоварни части. (зъбно колело, вал и др.).

Втвърдяване на стомана в домашни условия

Ако имате нужда да увеличите силата на домашния инструмент, то тогава изобщо не е необходимо да бягате при ковач, защото можете да го направите сами. За да направите това, имате нужда от минимум оборудване и знания. Например, нека вземем брадва. Ако продуктът е произведен в СССР, можете да бъдете сигурни, че е направен да продължи. Въпреки това, съвременните оси не блестят с качество. Пречупването или отчупването показва, че технологията на втвърдяване не е спазена. Но нищо не ни пречи да вършим всичко сами.

За да направите това, запалете огън с въглища. Последното трябва да бъде по-бяло. Това показва тяхната висока температура. Подгответе предварително два контейнера. Напълнете с масло, възможно е с обичайната работа на машината, втората с чиста студена вода. Когато ръбът стане пурпурен, трябва да вземете брадва. За задържане можете да използвате ковашки клещи или нещо подобно. Бързо натопете брадвата в маслото и задръжте за три секунди, след това вземете същата сума и я потопете отново. Така че трябва да направите, преди да загубите ярък цвят. След като потопите брадвата във водата, не забравяйте да я разбъркате. Това втвърдяване на стоманата вкъщи е приключило. А сега да отидем по-далеч.

Подробности за нагряването на метала

Целият процес на охлаждане може да бъде разделен на три етапа:

• отопление на стомана;
• издръжливостта е необходима за завършване на всички структурни трансформации и чрез загряване;
• охлаждане (регулируема скорост).

Ако говорим за продукти, изработени от въглеродна стомана, те се втвърдяват в камерни пещи. Не се изисква предварително загряване, поради устойчивостта на материала да се деформира и напуква. Сложните продукти, например остри преходи и фини линии, изискват предварително загряване. Те го правят:

• в солни пещи с трикратно потапяне за 3-4 секунди;
• в отделни пещи при температура от 400-500 градуса по Целзий.

Трябва да разберете, че технологията предполага равномерно отопление. Ако е невъзможно да се гарантира това с един единствен подход, тогава се изисква скорост на затвора за отопление. Колкото повече продукти са във фурната, толкова по-дълго е необходимо да ги затопляте. Например, един диск с фрезова фреза с диаметър 2,4 cm изисква задържане за 13 минути, а дузина от същите продукти трябва да се загреят в продължение на 18 минути.

Методи за закаляване на стомана

В момента се използва активно:

• Охлаждане в един охладител. Неговата същност е в това, че продуктът се поставя в охлаждаща течност, където е преди пълното й охлаждане. Такова охлаждане може да се приложи у дома.
• Втвърдяване в две среди - методът е подходящ за обработка на въглеродна стомана. Същността на метода се състои в това, че частта първо се потапя във вода (бързо охлаждаща среда), а след това в масло.
• Поток - същността на метода е, че детайлът се напръсква с поток от вода. Този метод на втвърдяване се използва, когато е необходимо да се втвърди само част от детайла. В допълнение, не се оформя парен кожух, което увеличава ефективността.
• Стъпка - охлаждане на стоманата се извършва в охлаждаща среда при по-висока температура мартензитна. След това идва скоростта на затвора. На този етап частта трябва да има еднаква температура във всички секции, която трябва да съответства на температурата на ваната за охлаждане.

Защита на продукта от външни влияния

Много често е необходимо да се предпазят частите от вредните ефекти като мащаба и загубата на въглерод. За тази цел най-често се използват специални газове, които се подават в пещта, където се намира детайла. Разбира се, това е възможно само при пълно запечатване на пещта. В повечето случаи източникът на газ е специален генератор, който работи на въглеводородни газове (метан, амоняк и др.).

Във всеки случай пълното втвърдяване на стоманата трябва да бъде защитено. Ако газът се провали, има смисъл да се използва запечатан контейнер. Като уплътнител се използва глина, която не позволява на въздуха да проникне вътре. Преди това е желателно да се изкъпете с желязна стружка.

Солни бани

Пълно или повърхностно закаляване на стоманата трябва да се извършва в солни бани. Те предпазват детайла от окисление, но не и от декарбонизация. По тази проста причина, те се деоксидират от боракс или сол на кръвта няколко пъти за 8-12 часа. Солните бани, работещи при температура от 760-1000 градуса, се дезоксидират ефективно с въглен. За да направите това, ви е необходима чаша, която има много дупки, пълни с изсушен въглен. След това стъклото се затваря с капак, за да се избегне изкачването на въглища и се спусне до дъното на солната баня. С течение на времето броят на пламъците постепенно намалява. Всъщност, колкото повече такива дезактивации се случват в един продукт, толкова по-добра ще бъде защитата срещу декарбонизация.

Необходимо е периодично да се проверява степента на деоксидация. За да направите това, вземете обичайното стоманено острие и го поставете за 5-7 минути в банята. Ако се счупи и не се огъне, банята се счита за доста деоксидирана. Заслужава да се отбележи, че някои видове закаляване на стомана не е необходимо да извършват такива дейности.

охлаждащи течности

Лесно се предполага, че водата се използва като основна течност за охлаждане на стоманени продукти. В същото време, добавяйки сол или сапун, можете да промените скоростта на охлаждане на частта. Има случаи, когато охлаждащият резервоар е бил използван за други цели, например за измиване на ръцете. Количеството на влизане на сапун е достатъчно, за да се получи грешка в процеса на охлаждане и продуктът не получава необходимите свойства.

За да се охлади частично равномерно по цялата повърхност, температурата в резервоара не трябва да бъде по-малка от 20 и над 30 градуса. Освен това не използвайте течаща вода. Съществуват значителни недостатъци на такова охлаждане, които се състоят в напукване и изкривяване на продукта. Следователно, водното охлаждане най-често се използва за неусложнени некритични части и инструменти, или за циментирано покритие. Под водно охлаждане се втвърдява въглеродна стомана.

Охлаждане на конструкционна и легирана стомана

Структурната стомана е с по-високо качество и повечето продукти имат сложна конфигурация. За охлаждане, използвайте 50% разтвор на сода каустик, който е предварително загрят до температура от 50-60 градуса. След охлаждане в такова решение частите ще имат светъл цвят, което показва, че технологията е била следвана. Важно е да не прегряваме разтвора на сода каустик над 60 градуса.

Легката стомана се втвърдява в минерално масло. Същото се отнася и за много тънки продукти от въглеродна стомана, като например ръбовете на режещите инструменти. Ключова характеристика на този метод е, че скоростта на охлаждане не зависи от температурата на маслото. Така че процесът ще бъде същият при 20 и при 120 градуса.

За температурата на темпериране

Структурата на стоманата след закаляването може леко да се различава в зависимост от избраната температура на закаляване. Но трябва да разберете, че температурата трябва да се избира в зависимост от марката стомана. Например, ако трябва да получите продукт с твърдост от 60 HRC, тогава темперирането се извършва при температура не по-висока от 200 градуса. В този случай има леко понижение на твърдостта и намаляване на вътрешните напрежения. Но високоскоростната стомана трябва да се пуска при температура не по-ниска от 540 градуса. В този случай можем да говорим за значително повишаване на твърдостта на продукта.

заключение

Температурата на закаляване на стоманата никога не трябва да надвишава 1300 градуса, което се счита за критичен праг. Цветът на продукта, когато достигне тази точка, ще бъде бял, а нормален - обикновено червен или пурпурен. Минималната температура на закаляване на стоманените части е 550 градуса. В този случай продуктът ще бъде яркочервен.

Между другото, струва си да се отбележи, че закаляването на неръждаема стомана се провежда при температура 1050-1080 градуса във вода. Механичните свойства на продукта в края на процеса се характеризират с факта, че якостта и твърдостта намаляват до известна степен, но пластичността и якостта значително се повишават. Това може да сложи край на разговора по тази тема. Както виждате, за да се получат необходимите механични свойства, е важно да се спазва технологията, защото и най-малките отклонения водят до нежелани резултати. Ако всичко е направено правилно, дори у дома, ще забележите значителни промени по позитивен начин.