Как закалить сталь

Сталь - это сплав на основе железа, используемый в конструкциях при изготовлении металлических инструментов и для других целей. Если при эксплуатации необходимы высокие прочность и износостойкость, сталь нужно закалить и затем отжечь (отпустить) для реализации ее прочностного потенциала. Пользуясь правильными инструментами и имея небольшой опыт, вы сможете без проблем сделать это.

Шаги

1. 1 Начните со стали, содержащей достаточное количество углерода. В процессе закалки стали содержащийся в ней углерод остается в твердом растворе и образуется мартенсит. Если сталь не содержит других легирующих элементов, для ее легкой закалки достаточно около 1,0 процента углерода. Стали с таким содержанием углерода называются высокоуглеродистыми или инструментальными сталями. http://pad1.whstatic.com/images/thumb/5/5e/Harden-Steel-Step-1-preview.jpg/550px-Harden-Steel-Step-1-preview.jpg http://pad2.whstatic.com/images/thumb/5/5e/Harden-Steel-Step-1-preview.jpg/300px-Harden-Steel-Step-1-preview.jpg http://d5kh2btv85w9n.cloudfront.net/2/2e/Harden Steel Step 1.360p.mp4
2. Среднеуглеродистые стали, содержащие 0,7-0,8 процента углерода, также поддаются закалке, но для того, чтобы закалить детали из них на полную глубину, такие стали должны быть легированы еще чем-то кроме углерода.
3. Низкоуглеродистые стали с содержанием углерода 0,4 процента и ниже не могут быть закалены напрямую. Тем не менее, для повышения твердости их можно покрыть другим материалом, - такой процесс называется поверхностным упрочнением.
4. 2 Нагрейте сталь. Сперва довольно медленно разогрейте всю деталь. Затем разогревайте преимущественно тот участок, который вы собираетесь закалить (например, наконечник долота или отвертки) до тех пор, пока он не раскалится до ярко-красного оттенка. http://pad3.whstatic.com/images/thumb/6/61/Harden-Steel-Step-2-preview.jpg/550px-Harden-Steel-Step-2-preview.jpg http://pad1.whstatic.com/images/thumb/6/61/Harden-Steel-Step-2-preview.jpg/300px-Harden-Steel-Step-2-preview.jpg http://d5kh2btv85w9n.cloudfront.net/a/a8/Harden Steel Step 2.360p.mp4
5. 3 Закалите сталь в жидкости. Погружение раскаленной стали в холодную жидкость или газ быстро остужает металл, упрочняя его. Для закалки можно использовать различные жидкости. http://pad1.whstatic.com/images/thumb/a/a7/Harden-Steel-Step-3-preview.jpg/550px-Harden-Steel-Step-3-preview.jpg http://pad3.whstatic.com/images/thumb/a/a7/Harden-Steel-Step-3-preview.jpg/300px-Harden-Steel-Step-3-preview.jpg http://d5kh2btv85w9n.cloudfront.net/4/44/Harden Steel Step 3.360p.mp4
6. Пресная вода наиболее часто используется для закалки, но она вызывает коррозию стали. Если при закалке образуются пузырьки воздуха, это может замедлить охлаждение и привести к образованию мягких участков на поверхности металла, поэтому воду обычно перемешивают для предотвращения этого.
7. В соленой воде сталь закаляется быстрее, чем в пресной, поскольку в первой пузырьки воздуха быстрее отрываются от поверхности металла и всплывают. Однако сразу же после закалки металл необходимо помыть, поскольку в соленой воде сталь корродирует быстрее, чем в пресной.
8. Масло, например, минеральное, хлопковое или китовый жир, охлаждает сталь медленнее воды. Сталь, закаленная в масло, будет менее твердой, нежели закаленная в воду, но при этом она будет и менее хрупкой. При закалке масло может дымить, искрить и брызгать, что создает опасность пожара при несоблюдении мер безопасности.
9. Водный раствор полимеров типа гликоль дает скорости закалки, промежуточные между водой и маслом, при этом скорость зависит от концентрации раствора. Такие растворы вызывают менее интенсивную коррозию, чем вода, и менее пожароопасны по сравнению с маслом, но для получения нужной скорости закалки необходимо постоянно контролировать концентрацию полимера в растворе.
10. Закалка до криогенных температур применяется, чтобы избежать образования мягких и хрупких участков на поверхности материала и чтобы добиться большего упрочнения стали по всему объему. Такая закалка чаще применяется для высокоуглеродистых, нежели для среднеуглеродистых, сталей.
11. 4 Очистите сталь. Это удалит остатки закалочной жидкости и подготовит сталь к отжигу. Если при закалке использовалась не вода, а другая жидкость, можете промыть деталь в воде. Если использовалась вода, можете протереть деталь мелкой наждачной шкуркой. http://pad1.whstatic.com/images/thumb/e/e7/Harden-Steel-Step-4-preview.jpg/550px-Harden-Steel-Step-4-preview.jpg http://pad3.whstatic.com/images/thumb/e/e7/Harden-Steel-Step-4-preview.jpg/300px-Harden-Steel-Step-4-preview.jpg http://d5kh2btv85w9n.cloudfront.net/e/eb/Harden Steel Step 4.360p.mp4
12. 5 Нагрейте сталь снова. Этот второй нагрев называется отжигом (отпуском) стали и предназначен для того, чтобы устранить хрупкость, возникшую при закалке. Сталь можно разогреть в печи или в ванне с маслом, смесью нитратов натрия и калия, либо с расплавленным свинцом. Температура отжига определяет твердость стали после отжига: чем выше температура, тем менее твердым, но одновременно и менее хрупким, будет материал. http://pad1.whstatic.com/images/thumb/a/a1/Harden-Steel-Step-5-preview.jpg/550px-Harden-Steel-Step-5-preview.jpg http://pad2.whstatic.com/images/thumb/a/a1/Harden-Steel-Step-5-preview.jpg/300px-Harden-Steel-Step-5-preview.jpg http://d5kh2btv85w9n.cloudfront.net/8/83/Harden Steel Step 5.360p.mp4
13. Во время отжига поверхность разогретой стали окрашивается в цвета оксидов, в зависимости от температуры: от светло-соломенного примерно при 200 градусах Цельсия до пурпурного при 300 градусах. Этими цветами пользуются, чтобы контролировать температуру отжига. Однако легированные стали приобретают тот же цвет, что углеродистые, при более высоких температурах.
14. 6 Дайте стали остыть. На этот раз, в отличие от закалки, сталь можно остужать как быстро, так и медленно, в зависимости от свойств, которые вы хотите получить. Но следует иметь в виду, что те стали, для которых существует опасность повторного охрупчивания уже после отпуска, следует охлаждать медленно. http://pad1.whstatic.com/images/thumb/c/ce/Harden-Steel-Step-6-preview.jpg/550px-Harden-Steel-Step-6-preview.jpg http://pad2.whstatic.com/images/thumb/c/ce/Harden-Steel-Step-6-preview.jpg/300px-Harden-Steel-Step-6-preview.jpg http://d5kh2btv85w9n.cloudfront.net/f/f0/Harden Steel Step 6.360p.mp4

Предупреждения

• Отверстия, просверливаемые в детали перед закалкой и отжигом, должны быть сквозными, и при термообработке их следует заполнить асбестовой ватой во избежание растрескивания.