2018.01.22 05:31

Термічна обробка стали, необхідність термічної обробки сталі, технології застосовуються при виготовленні ножів



Термічна обробка стали, необхідність термічної обробки сталі, технології застосовуються при виготовленні ножів

Необхідність термічної обробки
Термічну обробку сталевих деталей проводять у тих випадках, коли необхідно або підвищити міцність, твердість, зносостійкість або пружність деталі або інструменту, або навпаки, зробити метал більш м'яким, легше піддається механічній обробці.
Залежно від температур нагрівання і способу наступного охолодження розрізняють такі види термічної обробки: загартування, відпустка і отжиг. В аматорській практиці для визначення температури розпеченій деталі за кольором можна використовувати наведену таблицю.

Колір гартування стали Температура нагріву Колір гартування стали Температура нагріву
Темно-коричневий (видний в темряві) 530-580 Коричнево-червоний 580-650
Темно-червоний 650-730 Темно-вишнево-червоний 730-770
Вишнево-червоний 770-800 Світло-вишнево-червоний 800-830
Світло-червоний 830-900 Помаранчевий 900-1050
Темно-жовтий 1050-1150 Світло-жовтий 1150-1250
Яскраво-білий 1250-1350

Загартування сталевих деталей
Загартування надає сталевої деталі велику твердість і зносостійкість. Для цього деталь нагрівають до певної температури, витримують якийсь час, щоб весь обсяг матеріалу прогрілося, а потім швидко охолоджують в олії (конструкційні та інструментальні сталі) або воді (вуглецеві сталі).
Зазвичай деталі з конструкційних сталей нагрівають до 880-900 С (колір гартування світло-червоний), з інструментальних - до 750-760 С (колір темно-вишнево-червоний), а з нержавіючої сталі - до 1050-1100С (колір темно-жовтий ). Нагрівають деталі спочатку повільно (приблизно до 500 С), а потім швидко. Це необхідно для того, щоб в деталі не виникли внутрішні напруги, що може призвести до появи тріщин і деформації матеріалу.
У ремонтній практиці застосовують в основному охолодження в одному середовищі (маслі або воді), залишаючи в ній деталь до повного охолодження. Однак цей спосіб охолодження непридатний для деталей складної форми, в яких при такому охолодженні виникають великі внутрішні напруги.
Деталі складної форми спочатку охолоджують у воді до 300-400 С, а потім швидко переносять в масло, де і залишають до повного охолодження. Час перебування деталі в воді визначають з розрахунку: 1 сек на кожні 5-6 м перерізу деталі. У кожному окремому випадку це час підбирають дослідним шляхом в залежності від форми і маси деталі.
Якість гарту в значній мірі залежить від кількості охолоджувальної рідини. Важливо, щоб у процесі охолодження деталі температура охолоджуючої рідини залишалася майже незмінною, а для цього маса її повинна бути в 30-50 разів більше маси гартує деталі. Крім того, перед зануренням розпеченій деталі рідину необхідно ретельно перемішати, щоб вирівняти її температуру по всьому об'єму.
У процесі охолодження навколо деталі утворюється шар газів, який ускладнює теплообмін між деталлю і охолоджувальною рідиною. Для більш інтенсивного охолодження деталь необхідно постійно переміщати в рідині у всіх напрямках.
Невеликі деталі з маловуглецевих сталей (марки "3О", "35", "40") злегка розігрівають, посипають залізосиньородистим калієм (жовта кров'яна сіль) і знову розміщують у вогонь. Як тільки обсипання розплавиться, деталь опускають в охолоджуючу середу. Залізосиньородистим калій розплавляється при температурі близько 850 С, що відповідає температурі гарту цих марок сталі.
Відпустка загартованих деталей
Відпустка загартованих деталей зменшує їх крихкість, підвищує в'язкість і знімає внутрішні напруження. Залежно від температури нагріву розрізняють низький, середній і високий відпустку.
Низький відпустку застосовують головним чином при обробці вимірювального і ріжучого інструменту. Загартовану деталь нагрівають до температури 150-250 С (колір мінливості - світло-жовтий), витримують при цій температурі, а потім охолоджують на повітрі. У результаті такої обробки матеріал, втрачаючи крихкість, зберігає високу твердість і крім того, в ньому значно знижуються внутрішні напруги виникають при загартуванню.
Середній відпустку застосовують у тих випадках, коли хочуть надати деталі пружні властивості і досить високу міцність при середній твердості. Для цього деталь нагрівають до 300-500 С і потім повільно охолоджують.
І нарешті, високому відпуску піддають деталі, у яких необхідно повністю зняти всі внутрішні напруги. У цьому випадку температура нагріву ще вище - 500-600 С.
Термообробку (загартування і відпустку) деталей простої форми (валики, осі, зубила, кернери) часто роблять за один раз. Нагріту до високої температури деталь опускають на деякий час в охолоджуючу рідину, потім виймають. Відпустка відбувається за рахунок тепла, збереженого всередині деталі.
Невелика ділянка деталі швидко зачищають абразивним брусочком і стежать за зміною кольорів мінливості на ньому. Коли з'явиться колір, відповідний необхідній температурі відпустки (220 С - світло-жовтий, 240 С - темно-жовтий, 314 С - світло-синій, 330 С - сірий), деталь знову занурюють у рідину, тепер уже до повного охолодження. При відпустці невеликих деталей (як і при загартуванню) нагрівають якусь болванку і на неї кладуть відпускається деталь. При цьому колір мінливості спостерігають на самій деталі.
Отжиг сталевих деталей
Щоб полегшити механічну або пластичну обробку сталевої деталі, зменшують її твердість шляхом відпалу. Так званий повний отжиг полягає в тому, що деталь або заготовку нагрівають до температури 900 С, витримують при цій температурі деякий час, необхідний для прогріву її по всьому об'єму, а потім повільно (зазвичай разом з піччю) охолоджують до кімнатної температури.
Внутрішні напруження, що виникли в деталі при механічній обробці, знімають низькотемпературним відпалом, при якому деталь нагрівають до температури 500-600 С, а потім охолоджують разом з піччю. Для зняття внутрішніх напружень і деякого зменшення твердості стали застосовують неповний отжиг - нагрівання до 750-760 С і подальше повільне (також разом з піччю) охолодження.
Отжиг використовується також при невдалій загартуванню або при необхідності перегартовування інструменту для обробки іншого металу (наприклад, якщо свердло для міді потрібно перегартувати для свердління чавуну). При відпалі деталь нагрівають до температури трохи нижче температури, необхідної для загартування, і потім поступово охолоджують на повітрі. В результаті загартована деталь знову стає м'якою, піддається механічній обробці.

Читайте також: Виготовлення знарядь праці, сокир, ножів, наконечників, з дерева, кістки і різних предметів в екстремальних умовах

 


Цікавий факт

Багато цепкохвостиє мавпи, включаючи павукоподібних представників, мають такі ж пальці на ногах, так і на руках. З них тільки капуцини і білячі мавпи мають невеликі відмінності в пальцях нижніх і верхніх кінцівок.