Как опустить металл в домашних условиях?

Как отпустить закалку металла

Как опустить металл в домашних условиях?

Закаливать металл научились давно — такая процедура существенно укрепляет изделия из него. Сейчас в основном применяется промышленная с помощью термических печей, но даже бытовая закалка стали в домашних условиях способна лишить металлический предмет нежелательной мягкости и тягучести.

Имеется и обратная сторона — излишнее закаливание наделяет металл чрезмерной хрупкостью, но её так же можно устранить собственными силами, подвергнув изделие отпуску.

Закалка нужной степени не даст металлу легко гнуться, и в то же время не позволит ему крошиться. Как правильно термически обработать стальное изделие, чтобы этого добиться самостоятельно — тема нашего обзора способов закалки.

Что происходит с металлом при закалке

Закалка по сути — это раскаливание докрасна либо добела, в зависимости от материала, уже готового изделия, или же его частей, с последующим быстрым охлаждением — одиночным или же поэтапным, с целью повысить степень его прочности.

Ответ на вопрос — почему закаливание усиливает прочность материалов, был точно дан лишь после изучения кристаллического строения их решётки. До этого мастера без достоверного понимания механизма, что представляет собой закалка металла, опытным путём пришли к выводам о том, что она повышает твёрдость по сравнению с сырым материалом.

  • При раскаливании металлов и сплавов выше критической точки происходит разрушение их первоначальной кристаллической структуры.
  • Металл становится мягким, а кристаллы — подвижными и мелкозернистыми.
  • После погружения в закалочную среду (резкое охлаждение), зёрна сохраняют мелкозернистую структуру, а связь между ними укрепляется.

Закалённый материал приобретает более плотную и поэтому прочную структуру, однако одновременно присоединяется хрупкость. Поэтому часто закаляют лишь наконечники, кромки режущей поверхности и иные рабочие части изделий, оставляя саму сердцевину пластичной, чтобы не терялась износостойкость и выдерживались нагрузки.

Как проверить металл на твёрдость

Для того, чтобы решить, нуждается ли конкретный материал в термической обработке, нужно выяснить степень его твёрдости. И только потом подбирать подходящий способ, как закалить металл в домашних условиях, чтобы получить желаемый баланс твёрдость/пластичность.

В сущности твёрдость металла — это степень его сопротивляемости на воздействие более прочного предмета.

Существуют лабораторные и промышленные методы, эталонные таблицы, но самой популярной и простой остаётся методика Роквелла, где с помощью вдавливания наконечника из алмаза либо шарика из высокопрочной стали на приборе проверяется степень углубления и соотносится со шкалой.

Но если точные цифры показателя по шкале твёрдости Роквелла не нужны, то можно на глазок прикинуть её для металла в домашних условиях. Для этого придётся вооружиться надфилем, если нужно проверить плоскую либо округлую поверхность, или же куском стекла, если требуется испытать острую кромку.

  • Мягкий металл (не проходивший закалку сырец) почти без усилий берётся надфилем и не режет стекло, лишь слегка царапая.
  • Относительно твёрдый металл (умеренная закалка) берётся надфилем тяжело, со значительными усилиями, на стекле оставляет чёткую уверенную борозду.
  • Прочный металл (сильная закалка) надфиль уже отказывается брать, зато стекло поддаётся ему без усилий, сопровождая резку характерным хрустом.

Определившись с изначальной степенью твёрдости, можно подбирать способы для самостоятельной закалки стальных и металлических предметов, чтобы достичь желаемой прочности. Применив эти нехитрые тесты по окончании процесса, аналогично можно проверить полученную после закалки твёрдость, убедившись, что результат удовлетворителен.

Какими бывают разновидности бытовой закалки

В зависимости от стоящей задачи и изначальной марки стали, проводят самостоятельную закалку различными методами, заставляя металл становиться настолько прочным, насколько это необходимо.

https://www.youtube.com/watch?v=0vueOUKzTe4

Эти разновидности процесса отличаются режимами охлаждения, наиболее подходящими под конкретный металл.

Если применить некорректный режим охлаждения, то результат получится неудовлетворительным, а изделие — испорченным.

  • Закалка в единичной охладительной среде — наиболее излюбленный из-за простоты метод, однако его не стоит применять для металла с высоким (от 0,8%) содержанием углерода. Иначе, по причине появления внутренних напряжений в структуре, возникнут чрезмерная хрупкость и трещины, а само изделие может деформироваться. Поэтому такая методика годится лишь для низкоуглеродистого металла.
  • Прерывистая, в 2 этапа, закалка с охлаждением в 2 разных средах — воде, а затем в масле либо на воздухе. Именно такая разновидность пригодна для высокоуглеродистого материала или же легированных сталей, потому что не приводит к появлению деформаций и трещин. По причине сложности метода, к нему стоит прибегать, чтобы закалить крупные изделия.
  • Ступенчатая поэтапная закалка, когда после накаливания изделие помещают в горячую солевую ванну на несколько минут, обеспечивает ровное охлаждение по всему сечению, что предотвращает термическое напряжение, ведущее к трещинам и ломкости изделия. Далее металл остывает на воздухе. Такой способ лучше применять для тонких изделий с высоким содержанием углерода в материале.
  • Поверхностная (частичная) закалка наделяет металлические изделия поверхностной прочностью и износостойкостью, при этом сохраняется пластичность сердцевины. Такой метод применим для деталей, на поверхность которых приходится значительная нагрузка.
  • Закалка с последующим отпуском позволяет закалить изделие для придания ему твёрдости лишь на заданную глубину, а более глубокий слой оставить пластичным. Таким методом повышают прочность ударного инструмента.
Читайте также  Фризер для мороженого что это такое?

К сведению! Не страшно, если получилась излишняя хрупкость — её можно устранить с помощью процедуры отпуска.

Какие закалочные среды подойдут под самостоятельную закалку

Выбор среды, где будет осуществляться процесс самостоятельной закалки, — столь же важный этап, как и собственно нагрев, поскольку в разных средах по-разному происходят реакции кристаллизации и полиморфных превращений.

https://www..com/watch?v=0vueOUKzTe4

В быту для закалочного охлаждения подходят для применения вода, масло, растворы солей и полимеров, воздух.

  • Вода достаточно быстро способна охладить раскалённый материал, что при повышенном содержании углерода может повлечь некоторые недостатки — деформацию, хрупкость, растрескивание. Поэтому в воде закаляются низкоуглеродистые материалы, либо изделия при частичном закаливании.
  • Минеральное масло намного медленнее, а поэтому равномернее, охлаждает раскалённую сталь, что минимизирует появление неравномерности структуры и её напряжения, и, соответственно, дефектов вследствие закалки. Обычно маслом охлаждается легированная сталь либо материал с высоким процентом углерода.
  • Водные растворы хлорида либо гидроксида натрия, с концентрацией в районе 10%, гораздо равномернее охладят разогретое изделие, чем просто вода. Это позволит добиться одинаковой структурной трансформации по всему сечению металла. Больше подходит для закалочной обработки изделий из низколегированных и высокоуглеродистых сталей.
  • Полимерные растворы (силикат, моющие средства) снижают скорость остывания материала, а поэтому уменьшаются дефекты и деформация изделия.

Для охлаждения вода берётся с температурой от 20º до 80ºС, масло — с температурой от 20º до 200ºС, солевые растворы — с температурой от 20ºС и до максимума.

Способы, как с помощью закалки самому повысить твёрдость металла

Чтобы произвести закалку либо отпуск, металл следует сильно нагреть — минимум до малинового цвета. Для этих целей оптимально подойдёт термопечь, а при её отсутствии — открытое пламя костра, газовой горелки, паяльной лампы, или же ток под высоким напряжением. Готовясь провести закаливание, нужно предварительно учесть многие моменты.

  • Чем выше изначальная твёрдость материала, тем сильнее его требуется накалять.
  • Чем больше у материала углерода в составе, тем медленнее должно производиться остывание.
  • Если стоит задача закалить предмет целиком, то ему потребуется равномерный нагрев по всей поверхности.
  • Не нужно перегревать изделие, лучше избегать появления синих или чёрных вкраплений на раскалённой поверхности.
  • Заранее готовятся щипцы и тара с охладителем (охладителями, если их несколько).

Полную, тотальную закалку лучше производить на пламени костра из углей — они долго держат высокий жар, а кострище позволит целиком поместить туда габаритную деталь и равномерно её разогреть.

https://www..com/watch?v=0vueOUKzTe4

Частичное закаливание, например режущей кромки, можно произвести с помощью паяльной лампы, ею же легко закаляются мелкие детали — болты, свёрла, гвозди.

Как только материал разогреется до необходимой точки, его тут же вынимают и перекладывают в охладитель (ванну, тару, сосуд).

С помощью подачи высокого тока на пластину с углеродом можно значительно повысить прочность наконечника металлического изделия, когда оно сделано из металла без углерода или с его низким процентом.

Важно! При работе с маслами будьте осторожны — они могут легко воспламеняться!

Процедуру закалки, если материал так и не приобрёл нужной прочности, можно повторять — но для этого всякий раз его придётся больше нагревать. Если же деталь получилась излишне хрупкой, то применяют отпуск.

Источник: http://ccm-msk.ru/kak-otpustit-zakalku-metalla/

Как закалить нож или другую сталь в домашних условиях: виды закалки, их особенности и инструкция

Как закалить нож в домашних условиях? Такой вопрос возникает у многих домашних умельцев. Закалка металла — это один из видов термообработки, которая позволяет деформировать и изменять состояние вещества.

Таким способом улучшения свойств оружия пользовались еще с давних времен. К примеру, в Средневековье закалку использовали для повышения прочности и твердости различных предметов: начиная от обычных ножей и заканчивая топорами и серпами.

Благодаря развитию технологий, сейчас данная термообработка доступна не только на промышленных предприятиях, где есть специальное оборудование, но и в домашних условиях. Об этом мы подробно поговорим в данной статье.

Особенности закалки стали

Как уже говорилось ранее, закалка является одним из видов термообработки металлов. Она подразумевает нагрев температуры тела до такой степени, что становится доступным изменение его кристаллической решетки. После такой обработки нож или другой объект из металла становится несколько тверже и прочнее, плюс к этому полностью теряется его пластичность до следующей закалки.

Также существует понятие отпуска. Это другой вид термообработки, с помощью которого понижается напряжение металла, которое он приобретает в процессе закалки.

Стоит знать, что закалка производится исключительно над нержавеющими стальными телами, а также сплавами, из которых они изготавливаются. Благодаря своей структуре изделие обладает высоким показателем твердости, который влияет на его хрупкость. При правильной термообработке, а также последующем быстром отпуске можно снизить хрупкость объекта и позволить его использование во множестве сфер.

Читайте также  Как проверить твердость стали в домашних условиях?

Правильное охлаждение (отпуск)

Для того чтобы добиться необходимых свойств металла, нужно с ответственностью подойти к выбору охлаждающей среды, в которой данный процесс будет протекать.

Перечень охлаждающих сред, которые подойдут для нашего дела, выглядит следующим образом:

  • Одна среда с жидкостью. Лучше всего подойдет холодная вода. Тело помещается внутрь и находится там до своего полного охлаждения.
  • Две среды с разными жидкостями. Как и в первом случае, в первую среду помещается вода, и изделие первым делом отправляется туда. После первостепенного охлаждения оно помещается в масло или солевой раствор.
  • Далее идет стандартное струевое охлаждение. Здесь ничего сложного и особенного: изделие просто размещается под струю холодной воды до охлаждения. Отлично подойдет для случаев, когда необходимо нагреть какой-то отдельный элемент всего изделия.
  • Метод специального ступенчатого охлаждения, в котором используется несколько различных температурных режимов.

Правильный температурный режим

Перед началом процесса закалки стали в домашних условиях необходимо разобраться в температурном режиме, который обязательно нужно соблюдать для достижения качественного результата. Изделие необходимо равномерно нагреть до температуры порядка 700−850 градусов Цельсия, после чего быстро отпустить до 400−500 одним из вышеописанных способов.

Как закалить металл в домашних условиях

Существует большое количество способов, подразумевающих различную технику и другие приспособления. Однако в данной статье мы рассмотрим два наиболее популярных, которые лучше всего подойдут для домашних условий: в печи или духовке и на костре.

Принципиального различия между данными способами не существует. Главное — поместить нож или другое изделие в печь или костер и следить за его температурой.

Первым делом происходит отжиг, то есть главный шаг термообработки. Важно следить за температурой стали и не допустить перегрева. Если нет специального прибора, которым можно измерить ее текущий показатель, можно оценивать его по цвету каления:

  • Оранжевый — от 950 до 1000 градусов;
  • Красно-оранжевый — от 900 до 950;
  • Красный — от 800 до 900;
  • Темновато-красный — от 750 до 800 градусов;
  • Красно-бордовый — от 700 до 750;
  • Бордовый — от 650 до 700;
  • Коричнево-красный — от 550 до 650;
  • Красновато-коричневый — от 500 до 550 градусов.

Также проверить готовность закалки можно с помощью обычного магнита. Если он перестал «липнуть» к металлу, то его температура составляет порядка 760 градусов, и необходимо как можно быстрее переходить к охлаждению.

Источник: https://steelfactoryrus.com/kak-otpustit-zakalku-metalla/

Закалка ножа в домашних условиях

Как опустить металл в домашних условиях?

Нож – незаменимый инструмент для человека практически с того самого момента, когда человечество научилось создавать колюще — режущие предметы. С древних времен люди обрабатывали металлы для своих нужд. Вопрос термообработки до сих пор является актуальным для владельцев ножей, так как закаливание способно придать лезвию необходимый уровень прочности. За клинком необходимо правильно ухаживать, иначе он потеряет свои функции.

Особенности

В основе термической обработки лежит процесс полиморфного превращения. При нагреве до определённой температуры кристаллическая решетка металла изменяется и принимает другую форму. После этого инструмент подвергают резкому охлаждению, чаще всего в воде. За счет полиморфного превращения увеличивается твердость, но существенным минусом является снижение прочности. Не допустить это поможет отпуск – еще один вид термообработки. В таком случае температуру понижают медленно, чтобы снять напряжение в структуре.

Существуют и другие виды закаливания, например, без перехода кристаллической решетки из одной формы в другую.

Не каждый нож можно нагревать. Для этой процедуры обычно подходят клинки из нержавеющей стали или же сплавы. У них мартенситная структура и высокая твердость. Если использовать технологию отпуска, то можно добиться увеличения вязкости сплава, из-за чего будущее изделие можно применять в различных сферах.

Можно закалить или весь кинжал целиком, или какую-то его определенную часть, которая и должна быть самой прочной. На этом основано деление процесса на два вида: локальный и глобальный.

Выбор стали для закалки ножа

Сталь представляет собой сплав железа с углеродом. Иногда в качестве примесей могут быть и другие химические элементы, например, хром, никель, молибден, ванадий и др. Исходя из массовой доли углерода в сплаве, существуют разные виды сталей: высокоуглеродистая, легированная, конструкционная и т. д.

Важно помнить, что низкое содержание углерода в составе увеличивает пластичность, а значит, предмет будет тверже и прочнее, но ему грозит быстрое изнашивание и коррозия.

Как изготовить камеру для закаливания металла?

Если дома присутствует муфельная печь, то своими руками очень просто закалять стальной нож. В печи можно обрабатывать различные металлические изделия и придавать им необходимые характеристики. Для ее создания используют специальную глину, которая обязательно должна обладать огнеупорным свойством. Из нее лепят камеру и ее стенки не должны по толщине превышать 1 см. Размеры печки для комфортного домашнего использования составляют 210*105*75 мм.

Прежде чем изготавливать печь, необходимо создать картонную основу и тщательно пропитать ее парафином во избежание прилипания. Затем с изнанки формы начинают наносить глину, во избежание усадки во время сушки. Глина способна самостоятельно отсоединиться от картонной формы после того, как затвердеет. Точно так же изготовляется дверь для печки.

Обе глиняные части сушатся на воздухе. Окончательно удалить остатки влаги возможно, подвергнув детали стоградусной температуре в печи, а затем поднимают нагрев до 900 градусов и обжигают камеру и дверь. Впоследствии их оставляют медленно остывать, не вынимая из печи.

Читайте также  Как узнать какой металл в домашних условиях?

Дверку при помощи напильника и петли присоединяют к камере. Она должна открываться горизонтально. Не стоит забывать про шлифовку.

На следующем этапе на камеру накручиваются 18 метров нихромовой проволоки, причем ее толщина должна составлять строго 0,75 мм. Первый и последний витки проволоки скручивают и, кроме этого, намазывают все расстояние между витками глиной, чтобы не было риска возникновения короткого замыкания.

После этого на дверцу необходимо установить керамическую деталь, используя болты и прокладки. Необходимо использование асбестовой крошки для того, чтоб заполнить углубления и отверстия между элементами нагревания и каркасом.

Кроме вышеперечисленного, нужно сделать разъем и шнур с вилкой стандартного размера.

Очень удобно просверлить в камере пару дырок диаметром 1 и 2 см и приделать к ним маленькие металлические шторки. Дырочки нужны для установления термопары, а также наблюдением за процессом нагрева.

В итоге созданная закалочная печка весит примерно 10 кг.

Для облегчения понимания можно посмотреть видео:

Закалка стали в домашних условиях

Закаливать нож в домашних условиях не представляет большой трудности, если делать все правильно.

Предмет можно закалить на открытом огне, например, на костре, что достаточно легко выполнимо. Для этого процесса необходим огонь, две емкости, само изделие для закалки и кузнечные клещи  (или что-то, похожее на них). В тары помещается масло, а в другую – вода.

После зажигания костра на раскаленные угли кладут предмет. Важно знать, что пламя должно быть окрашено в малиновый цвет, но ни в коем случае не в белый. Если огонь белого цвета, то есть риск перегрева ножа. Также на его кромке ножа не должно быть черных пятен и синего цвета. Таким образом, при закаливании необходимо быть очень внимательным, чтоб не испортить предмет.

На втором этапе инструмент вытаскивают из костра и, осторожно держа его при помощи клещей, начинают опускать в масло. Частота опускания – примерно на 3 секунды. По мере остывания промежуток увеличивается. Действия должна быть четкими и резкими.

На третьем этапе закаленный нож опускают в тару с водой. При этом необходимо ее немного взбалтывать. Очень важно помнить, что маленькие остатки масла на инструменте могут неожиданно загореться при помещении в воду.

Таким образом, если соблюдать все условия, в первую очередь осторожность и внимательность, то закаливание лезвия пройдет без происшествий.

Источник тепла

При закалке можно использование разнообразных закаливающих приборов: муфельная печь, паяльная лампа, газовая горелка, горн.

Муфельная печь является оптимальным вариантом, так как продукты сгорания никаким образом не воздействуют на клинок, а помимо этого нагрев постоянный и равномерный.

За неимением печки можно использовать паяльную лампу, но для поддержания равномерного нагрева придется сделать своеобразный шалашик из кирпичей.

Иногда можно соорудить открытый горн, представляющий собой ямку в земле, которую необходимо обложить кирпичами. Внутри ямки разводится костер.

Температура нагрева

Очень важно соблюдать правильную температуру – если она будет слишком низкая, то изделие не закалится до конца, же перегреется и деформируется или треснет.

  • Низкоуглеродистая сталь нагревается при температуре 727–950°С.
  • Высокоуглеродистая – 680–850°С.
  • Если в составе стали содержатся легирующие элементы, то температура должна быть 850–1150°.

Охлаждение

От правильного подбора охлаждающей среды зависит очень многое, ведь для различных стальных изделий необходимы разные виды охлаждения. Например, для низколегированных сталей необходимо охлаждение в водных растворах, в отличие нержавейки – для нее используют неводные, например, масляные растворы. Неправильный выбор охлаждения способен испортить клинок.

Отпуск

Уже упоминалось, что после закалки предмет может стать хрупким, что ограничит круг его функций. Для предотвращения этого используют так называемый отпуск, при помощи чего можно вернуть ножу его прочность.

Отпуск в своей сути является повторным нагревом изделия, но на этот раз охлаждение идет медленно, вплоть до остывания на воздухе естественным путем. Отпуск классифицируют по-разному в зависимости от температуры. То, что подойдет одному предмету, не сгодится для другого и наоборот. Для лезвия оптимально использование низкотемпературного отпуска – до 250 градусов.

Правила качественной закалки

  • При помещении ножа в довольно агрессивную среду следует помнить о рукояти, необходимо позаботиться, чтоб она не пострадала.
  • Очень просто можно проверить, хорошо ли закален клинок – прислонить к лезвию напильник и подвигать его. Если оно гнется и кажется липким, то процесс закалки не прошел до конца, а значит, необходимо повторить процедуру.
  • По звуку во время обработки можно определить, готов образец или нет. Если слышны звуки, похожие на свист, но закалка готова и можно переходить к охлаждению.
    Опускать лезвие можно только вертикально и плотной частью вниз, полностью неподвижно. Если соблюдать это правило, то нож не деформируется и не испортится.
  • Если толщина ножа очень значительна, то можно применить способ закалки в графите. Плюс этого метода в том, что нагреву подвергается исключительно режущая часть изделия.
  • Не рекомендуется окунать нож в чистую воду, в нее следует добавить соль. Такой прием поможет избежать трещин.

Источник: https://oxmetall.ru/termo/zakalka-nozha-v-domashnih-usloviyah