Як загартувати сталь
Сталь - це сплав на основі заліза, використовуваний в конструкціях при виготовленні металевих інструментів і для інших цілей. Якщо при експлуатації необхідні високі міцність і зносостійкість, сталь потрібно загартувати і потім отжечь (відпустити) для реалізації її прочностного потенціалу. Користуючись правильними інструментами і маючи невеликий досвід, ви зможете без проблем зробити це.
Кроки
1
Почніть зі сталі, що містить достатню кількість вуглецю. У процесі загартування стали міститься в ній вуглець залишається в твердому розчині і утворюється мартенсит. Якщо сталь не містить інших легуючих елементів, для її легкої гарту досить близько 1,0 відсотка вуглецю. Стали з таким вмістом вуглецю називаються високовуглецевими або інструментальними сталями.- Середньовуглецеві сталі, що містять 0,7-0,8 відсотка вуглецю, також піддаються загартуванню, але для того, щоб загартувати деталі з них на повну глибину, такі сталі повинні бути леговані ще чимось окрім вуглецю.
- Низьковуглецевих сталі з вмістом вуглецю 0,4 відсотка і нижче не можуть бути загартовані безпосередньо. Тим не менш, для підвищення твердості їх можна покрити іншим матеріалом, - такий процес називається поверхневим зміцненням.
2
Нагрійте сталь. Спершу досить повільно розігрійте всю деталь. Потім розігрівайте переважно ту ділянку, який ви збираєтеся загартувати (наприклад, наконечник долота або викрутки) до тих пір, поки він не розжариться до яскраво-червоного відтінку.
3
Загартувати сталь в рідині. Занурення розпеченій стали в холодну рідину або газ швидко остуджує метал, зміцнюючи його. Для гарту можна використовувати різні рідини.- Прісна вода найбільш часто використовується для загартування, але вона викликає корозію сталі. Якщо при загартуванню утворюються бульбашки повітря, це може уповільнити охолодження і привести до утворення м`яких ділянок на поверхні металу, тому воду зазвичай перемішують для запобігання цьому.
- У солоній воді сталь загартовується швидше, ніж в прісній, оскільки в першій бульбашки повітря швидше відриваються від поверхні металу і спливають. Однак відразу ж після гарту метал необхідно помити, оскільки в солоній воді сталь кородує швидше, ніж у прісній.
- Масло, наприклад, мінеральне, бавовняне або кутовий жир, охолоджує сталь повільніше води. Сталь, загартована в масло, буде менш твердою, ніж загартована в воду, але при цьому вона буде і менш крихкою. При загартуванню масло може диміти, іскрити і бризкати, що створює небезпеку пожежі при недотриманні заходів безпеки.
- Водний розчин полімерів типу гліколь дає швидкості гарту, проміжні між водою і маслом, при цьому швидкість залежить від концентрації розчину. Такі розчини викликають менш інтенсивну корозію, ніж вода, і менш пожежонебезпечний в порівнянні з маслом, але для отримання потрібної швидкості гарту необхідно постійно контролювати концентрацію полімеру в розчині.
- Загартування до кріогенних температур застосовується, щоб уникнути утворення м`яких і крихких ділянок на поверхні матеріалу і щоб домогтися більшого зміцнення сталі по всьому об`єму. Таке загартування частіше застосовується для високовуглецевих, ніж для середньовуглецевих, сталей.
4
Очистіть сталь. Це видалить залишки закалочной рідини і підготує сталь до відпалу. Якщо при загартуванню використовувалася не вода, а інша рідина, можете промити деталь у воді. Якщо використовувалася вода, можете протерти деталь дрібним наждачним шкіркою.
5
Нагрійте сталь знову. Цей другий нагрів називається відпалом (відпуском) стали і призначений для того, щоб усунути крихкість, що виникла при загартуванню. Сталь можна розігріти в печі або у ванні з маслом, сумішшю нітратів натрію і калію, або з розплавленим свинцем. Температура відпалу визначає твердість сталі після відпалу: чим вища температура, тим менше твердим, але водночас і менш крихким, буде матеріал.- Під час відпалу поверхню розігрітій стали забарвлюється в кольори оксидів, залежно від температури: від світло-солом`яного приблизно при 200 градусах Цельсія до пурпурного при 300 градусах. Цими квітами користуються, щоб контролювати температуру відпалу. Однак леговані стали набувають той же колір, що вуглецеві, при більш високих температурах.
6
Дайте стали охолонути. На цей раз, на відміну від гарту, сталь можна остуджувати як швидко, так і повільно, в залежності від властивостей, які ви хочете отримати. Але слід мати на увазі, що ті стали, для яких існує небезпека повторного охрупчивания вже після відпустки, слід охолоджувати повільно.
Попередження
- Отвори, просвердлюються в деталі перед загартуванням і відпалом, повинні бути наскрізними, і при термообробці їх слід заповнити азбестового ватою щоб уникнути розтріскування.
