Stvrdnjavanje čelika: temperatura, vrste i metode

Toplinska obrada metala je obvezni proces u metalurgiji. Zahvaljujući ispravnom toplinski obrađeni čelik Moguće je postići poboljšanje jedne ili druge mehaničke karakteristike proizvoda. Na ovu temu možete razgovarati već neko vrijeme. Pogledajmo s vama što je čelično kaljenje, čemu služi i kakva je tehnologija. Na prvi pogled sve ovo može izgledati iznimno teško, ali ako pogledamo detaljnije, to nije tako.

Neke opće informacije

Hlađenje je proces promjene kristalne rešetke čelika i njegovih legura postizanjem kritične temperature, koja je različita za svaki materijal. U pravilu, nakon postizanja željenog temperaturnog praga nakon čega slijedi oštro hlađenje. Voda ili ulje mogu djelovati kao rashladno sredstvo, ali o tome ćemo detaljnije razgovarati kasnije.

Vrijedi napomenuti da za alatni čelici češće se koristi nepotpuno stvrdnjavanje. Njegova je suština u tome što se postiže temperatura na kojoj nastaju višak faza. Za ostale vrste čelika koristi se potpuno stvrdnjavanje. U tom slučaju temperatura grijanja se povećava za 50 stupnjeva. Obojeni metali se podvrgavaju toplinskoj obradi bez polimorfne transformacije, a čelik s polimorfnom transformacijom.

Uklanjanje otvrdnjavanja

Odmor je tehnološki proces hlađenja proizvoda, čija je suština dobivanje više duktilnog i manje krhkog materijala. Istodobno pokušavajući zadržati snagu na istoj razini. Da biste to učinili, proizvod se nalazi u peći s temperaturom od 150 do 650 stupnjeva, gdje se postupno hladi. Postoje tri vrste odmora:

• Niskotemperaturna - daje obradku visoku otpornost na trošenje, ali ovaj čelik je lošije percipiran dinamičkim opterećenjima. Postupak se odvija na temperaturi od 260 stupnjeva. Proizvodi niskolegiranog i ugljičnog čelika izloženi su niskim temperaturama (rezanje i mjerni alati).
• Srednja temperatura - javlja se na temperaturi od 350 do 500 stupnjeva. Najčešće se koriste odmorišta, opruge, matrice itd. Ovaj proizvod ima dobru elastičnost i izdržljivost.
• Temperatura pri visokoj temperaturi je 500-680 stupnjeva. Nakon završetka procesa, proizvod će imati visoku čvrstoću i duktilnost. Visoka temperatura je pogodna za daljnju proizvodnju dijelova teških tereta. (zupčanik, osovina, itd.).

Stvrdnjavanje čelika kod kuće

Ako imate potrebu povećati snagu kućnog alata, onda uopće nije potrebno trčati kovaču, jer to možete i sami. Da biste to postigli, potrebna vam je minimalna oprema i znanje. Primjerice, uzmimo sjekiru. Ako je proizvod napravljen u SSSR-u, možete biti sigurni da je napravljen da traje. Međutim, moderne sjekire ne sjaje kvalitetom. Uvrtanje ili usitnjavanje ukazuje na to da tehnologija očvršćivanja nije poštovana. Ali ništa nam ne sprečava da sve učinimo sami.

Da biste to učinili, zapalite vatru sa ugljenom. Potonji bi trebao biti bjelji. To ukazuje na njihovu visoku temperaturu. Prethodno pripremite dva spremnika. Napunite ga uljem, moguće je uz uobičajenu obradu stroja, drugu s čistom hladnom vodom. Kada rub postane grimiz, trebate dobiti sjekiru. Za držanje možete upotrijebiti klesarske klešta ili nešto slično. Brzo umočite sjekiru u maslac i držite je tri sekunde, a zatim uzmite isti iznos i ponovno ga umočite. Dakle, morate učiniti prije nego izgubite svijetle boje. Nakon što uronite sjekiru u vodu, ne zaboravite je promiješati. Ovo otvrdnjavanje čelika kod kuće je gotovo. A sada idemo dalje.

Pojedinosti o zagrijavanju metala

Cijeli proces gašenja može se podijeliti u tri faze:

• grijanje čelika;
• izdržljivost je nužna za dovršenje svih strukturnih transformacija i kroz zagrijavanje;
• hlađenje (podesiva brzina).

Ako govorimo o proizvodima izrađenim od ugljičnog čelika, onda se oni stvrdnjavaju u komornim pećima. Ne zahtijeva predgrijavanje zbog otpornosti materijala na savijanje i pucanje. Složeni proizvodi, na primjer oštri prijelazi i fine linije, zahtijevaju predgrijavanje. Oni to rade:

• u solnim pećima s 3-strukim potapanjem tijekom 3-4 sekunde;
• u pojedinim pećima na temperaturi od 400-500 stupnjeva Celzija.

Morate razumjeti da tehnologija podrazumijeva jednako grijanje. Ako je to nemoguće osigurati u jednom pristupu, tada je za grijanje potrebna brzina zatvarača. Što je više proizvoda u pećnici, to ih je dulje potrebno zagrijati. Primjerice, jedan rezač s jednim diskom promjera 2,4 cm zahtijeva držanje 13 minuta, a desetak istih proizvoda mora se zagrijati 18 minuta.

Metode očvršćivanja čelika

Trenutno se aktivno koristi:

• Gašenje u jednom hladnjaku. Njegova suština leži u činjenici da se proizvod stavlja u tekućinu za gašenje, gdje se nalazi prije potpunog hlađenja. Takvo gašenje može se primijeniti kod kuće.
• Stvrdnjavanje u dva medija - metoda je pogodna za obradu ugljičnog čelika. Bit metode leži u činjenici da se dio najprije uranja u vodu (brzo hlađenje), a zatim u ulje.
• Streaming - bit metode je u tome što se radni predmet prska vodom. Ova metoda očvršćavanja koristi se kada je potrebno očvrsnuti samo dio dijela. Osim toga, ne stvara se ni omotač pare, što povećava učinkovitost.
• Korak - hlađenje čelika provodi se u mediju za gašenje temperatura viša martenzit. Nakon toga dolazi brzina zatvarača. U ovoj fazi, dio mora imati istu temperaturu u svim dijelovima, koji mora odgovarati temperaturi kupke za gašenje.

Zaštita proizvoda od vanjskih utjecaja

Često je potrebno zaštititi dijelove od štetnih učinaka kao što su razmjera i gubitak ugljika. Da biste to učinili, najčešće se koriste specijalni plinovi koji se unose u peć, gdje se nalazi izratak. Naravno, to je moguće samo uz potpuno brtvljenje peći. U većini slučajeva, izvor plina je poseban generator koji radi na ugljikovodičnim plinovima (metan, amonijak, itd.).

U svakom slučaju, potrebno je zaštititi puno učvršćivanje čelika. Ako plin propadne, ima smisla koristiti zatvorenu posudu. Kao brtvilo, koristi se glina, koja ne dopušta ulazak zraka unutra. Prije toga, poželjno je tuširati dio željeznim strugotinama.

Solne kupke

Puno ili površinsko stvrdnjavanje čelika mora se odvijati u slanim kupkama. Oni štite radni komad od oksidacije, ali ne i od dekarburiranja. Iz tog jednostavnog razloga, deoksidiraju se boraksom ili solju krvi nekoliko puta u 8-12 sati. Solne kade koje djeluju na temperaturi od 760-1000 stupnjeva učinkovito se deoksidiraju ugljenom. Da biste to učinili, trebate čašu koja ima mnogo rupa, ispunjenih suhim ugljenom. Zatim se staklo zatvori poklopcem kako bi se izbjegao uspon ugljena i spustio na dno kupelji soli. Vremenom se broj plamena postupno smanjuje. Zapravo, što se više takvih deaktivacija događa u jednom proizvodu, bolja je zaštita od dekarburiranja.

Potrebno je povremeno provjeravati stupanj deoksidacije. Da biste to učinili, uzmite uobičajenu čeličnu oštricu i stavite je 5-7 minuta u kadu. Ako se razbije, a ne savije, kupka se smatra prilično deoksidiranom. Važno je napomenuti da neke vrste kaljenja čelika ne moraju provoditi takve aktivnosti.

rashladne

Lako se može pretpostaviti da se voda koristi kao glavna tekućina za hlađenje proizvoda od čelika. Istodobno, dodavanjem soli ili sapuna, možete promijeniti brzinu hlađenja dijela. Bilo je slučajeva kada je cisterna za gašenje korištena u druge svrhe, npr. Za pranje ruku. Količina ulaza sapuna bila je dovoljna da proces hlađenja krene po zlu i proizvod nije dobio potrebna svojstva.

Kako bi se dio hladio ravnomjerno po cijeloj površini, temperatura u spremniku ne bi trebala biti manja od 20 i iznad 30 stupnjeva. Osim toga, nemojte koristiti tekuću vodu. Postoje značajni nedostaci takvog hlađenja, koji se sastoje u pucanju i savijanju proizvoda. Stoga se vodeno hlađenje najčešće koristi za nekomplicirane nekritične dijelove i alate, ili za cementirani premaz. Pod vodenim hlađenjem stvrdnjava ugljični čelik.

Hlađenje konstrukcijskog i legiranog čelika

Konstrukcijski čelik je kvalitetniji, a većina proizvoda ima složenu konfiguraciju. Za hlađenje koristite 50% -tnu otopinu kaustične sode koja je prethodno zagrijana na temperaturu od 50-60 stupnjeva. Nakon gašenja u takvom rješenju, dijelovi će imati svijetlu boju, što ukazuje na to da se tehnologija prati. Važno je da ne pregrijate otopinu kaustične sode iznad 60 stupnjeva.

Legirani čelik je otvrdnut u mineralnom ulju. Isto vrijedi i za vrlo tanke proizvode od ugljičnog čelika, kao što su rubovi alata za rezanje. Ključna značajka ove metode je da brzina hlađenja ne ovisi o temperaturi ulja. Dakle, proces će biti isti na 20 i na 120 stupnjeva.

O temperaturi temperiranja

Struktura čelika nakon kaljenja može se neznatno razlikovati, ovisno o odabranoj temperaturi otpuštanja. Ali morate razumjeti da bi temperatura trebala biti odabrana ovisno o vrsti čelika. Na primjer, ako trebate dobiti proizvod tvrdoće od 60 HRC, tada se temperiranje provodi na temperaturi ne višoj od 200 stupnjeva. U ovom slučaju dolazi do blagog smanjenja tvrdoće i smanjenja unutarnjih naprezanja. No čelik velike brzine trebao bi se ispuštati na temperaturi koja nije niža od 540 stupnjeva. U ovom slučaju možemo govoriti o značajnom povećanju tvrdoće proizvoda.

zaključak

Temperatura otpuštanja čelika ne smije nikada prelaziti 1.300 stupnjeva, što se smatra kritičnim pragom. Boja proizvoda kada dosegne ovu točku bit će bijela, a normalna - obično crvena ili grimizna. Minimalna temperatura otpuštanja čeličnih dijelova je 550 stupnjeva. U tom slučaju, proizvod će biti svijetlo crvene boje.

Usput, to je napomenuti da je gašenje od nehrđajućeg čelika odvija pod temperaturom od 1050-1080 stupnjeva u vodi. Mehanička svojstva proizvoda na kraju postupka karakterizirana su činjenicom da se čvrstoća i tvrdoća donekle smanjuju, ali duktilnost i žilavost značajno raste. To može prekinuti razgovor o ovoj temi. Kao što možete vidjeti, za dobivanje potrebnih mehaničkih svojstava važno je pridržavati se tehnologije, jer i najmanja odstupanja dovode do neželjenih rezultata. Ako je sve učinjeno ispravno, čak i kod kuće, primijetit ćete značajne promjene na pozitivan način.