Kalení oceli: teplota, typy a metody

Tepelné zpracování kovů je povinným procesem v metalurgii. Díky správnému tepelně zpracované oceli Je možné dosáhnout zlepšení jedné nebo dalších mechanických vlastností produktu. Na toto téma můžete mluvit po nějakou dobu. Podívejme se s vámi na to, jaká je ocelová kalení, pro co je to a jaká technologie je. Na první pohled se to může zdát nesmírně obtížné, ale pokud se podíváme podrobněji, není tomu tak.

Některé obecné informace

Kalení je proces výměny krystalové mřížky z oceli a jejích slitin dosažením kritické teploty, která se pro každý materiál liší. Obvykle při dosažení požadované teploty prahu následované ostré chlazení. Voda nebo olej mohou fungovat jako chladiva, ale o tom budeme hovořit podrobněji později.

Stojí za zmínku, že pro nástrojové oceli neúplné vytvrzení je častěji používáno. Její podstatou spočívá ve skutečnosti, že se dosáhne teploty, při které se vytvářejí nadbytečné fáze. U ostatních druhů ocelí se používá úplné vytvrzení. V tomto případě se teplota topení zvýší o 50 stupňů. Neželezné kovy jsou podrobeny tepelnému zpracování bez polymorfní transformace a oceli - s polymorfní transformací.

Odstraňování kalení

Dovolená je technologický proces chlazení výrobku, jehož podstatou je získání více tvárného a méně křehkého materiálu. Současně se snaží udržet sílu na stejné úrovni. K tomu je výrobek umístěn v peci o teplotě 150 až 650 stupňů, kde se postupně ochlazuje. Existují tři typy dovolené:

• Nízkoteplotní - poskytuje obrobku vysokou odolnost proti opotřebení, ale tato ocel je horší vnímána dynamická zatížení. Proces probíhá při teplotě 260 stupňů. Výrobky z nízkolegovaných a uhlíkových ocelí jsou vystaveny nízkoteplotnímu temperování (řezání a měřicí nástroje).
• Teplota média - dochází při teplotě od 350 do 500 stupňů. Nejčastěji používané rekreační prameny, prameny, zemře atd. Tento výrobek bude mít dobrou elasticitu a vytrvalost.
• Vysokoteplotní temperování nastává při teplotě 500-680 stupňů. Po skončení procesu bude mít výrobek vysokou pevnost a tažnost. Vysokoteplotní temperování je vhodné pro další výrobu dílů s vysokým zatížením. (ozubené kolo, hřídel atd.).

Kalení oceli doma

Pokud potřebujete zvýšit sílu domácího nástroje, není vůbec nutné jezdit kovářovi, protože to můžete udělat sami. K tomu potřebujete minimální vybavení a znalosti. Jako příklad si vezměme sekeru. Pokud byl výrobek vyroben v SSSR, můžete si být jisti, že je vyroben naposledy. Moderní osy však nesplňují kvalitu. Kroužení nebo štěpení znamená, že technologie vytvrzování nebyla respektována. Ale nic nám nedovoluje, abychom všechno činili sami.

Chcete-li to udělat, zapálte oheň s uhlíky. Druhý by měl být stejně bílý. To naznačuje jejich vysokou teplotu. Připravte dva kontejnery předem. Naplňte olej olejem, je možné při obvyklém vyčištění stroje, druhý s čistou studenou vodou. Když se okraj stává karmínovou, potřebuješ sekeru. K držení můžete použít klempířské kleště nebo něco takového. Rychle ponořte sekeru do másla a podržte jej na tři sekundy, pak se stejným množstvím a opět ponořte. Takže musíte udělat, než ztratíte jasnou barvu. Po namočení sekery do vody nezapomeňte ji rozmíchat. Toto vytvrzení oceli doma skončilo. A teď jdeme dál.

Podrobnosti o ohřevu kovu

Celý proces kalení lze rozdělit do tří fází:

• ocelové vytápění;
• vytrvalost je nutná pro dokončení všech strukturálních změn a zahřátím;
• chlazení (rychlost nastavitelná).

Když hovoříme o produktech vyrobených z uhlíkové oceli, pak jsou v komorových pecích zpevněny. Nevyžaduje předhřívání, kvůli odolnosti materiálu proti deformaci a praskání. Komplexní produkty, například ostré přechody a jemné linky, vyžadují předehřívání. Dělají to:

• v solných pecích se 3-ti ponořením po dobu 3-4 sekund;
• v jednotlivých pecích při teplotě 400-500 stupňů Celsia.

Musíte pochopit, že technologie znamená rovnoměrné vytápění. Není-li možné toto provést v jediném přístupu, je nutná doba ohřevu pro zahřívání. Čím více produktů je v troubě, tím déle je nutné je ohřívat. Jeden kotoučový frézovací nástroj o průměru 2,4 cm například vyžaduje uchovávání po dobu 13 minut a tucet stejných výrobků musí být zahříváno po dobu 18 minut.

Metody kalení oceli

V současné době aktivně využívá:

• Chladnutí v jednom chladiči. Její podstatou spočívá v tom, že produkt je umístěn v kapalné kapalině, kde je před úplným chlazením. Takové kalení může být provedeno doma.
• Kalení ve dvou médiích - metoda je vhodná pro zpracování uhlíkové oceli. Podstata metody spočívá v tom, že část je nejprve ponořena do vody (rychle chladicí médium) a pak do oleje.
• Streamování - podstatou metody je to, že obrobek je postříkán proudem vody. Tato metoda kalení se používá, když je nutné vytvrzit pouze část součásti. Navíc není vytvořen žádný parní plášť, což zvyšuje účinnost.
• Krok - chlazení oceli se provádí v ochlazovacím médiu při 20 ° C teplota vyšší martensitic. Potom přichází rychlost závěrky. V tomto stadiu musí mít součást stejnou teplotu ve všech úsecích, která musí odpovídat teplotě ochlazovací lázně.

Ochrana produktu před vnějšími vlivy

Často je nutné chránit součásti před takovými škodlivými účinky, jako jsou škody a ztráty uhlíku. K tomu nejčastěji používají speciální plyny, které se přivádějí do pece, kde je obrobek umístěn. Samozřejmě je to možné pouze při plném utěsnění pece. Ve většině případů je zdrojem plynu speciální generátor, který běží na uhlovodíkových plynech (metan, amoniak atd.).

V každém případě by mělo být chráněno celé vytvrzení oceli. Pokud plyn selže, je účelné používat uzavřený kontejner. Jako těsnicí materiál se používá jíl, který neumožňuje průchod vzduchu dovnitř. Předtím je žádoucí sprchovat část s železnými hoblinami.

Slané lázně

Celé nebo povrchové kalení oceli by mělo probíhat v solných lázních. Chrání obrobek před oxidací, nikoliv však z oduhličení. Z tohoto jednoduchého důvodu jsou deoxidovány boraxem nebo krevní solí několikrát za 8-12 hodin. Slané lázně, které pracují při teplotě 760-1000 stupňů, jsou účinně deoxidovány uhlím. Chcete-li to udělat, potřebujete sklo, které má mnoho otvorů, naplněné suchým uhlím. Pak je sklo uzavřeno víkem, aby se zabránilo výstupu uhlí a snížilo se na dno solné lázně. Postupně se počet plamenů postupně snižuje. Ve skutečnosti, čím více deaktivací dochází v jednom produktu, tím lepší bude ochrana proti oduhličení.

Je nutné pravidelně kontrolovat stupeň deoxidace. Chcete-li to provést, vezměte obvyklý ocelový kotouč a vložte jej do vanové vložky na 5-7 minut. Pokud se zlomí a neohne, je koupel považována za zcela deoxidovanou. Je třeba poznamenat, že některé druhy oceli kalení nemusí tyto činnosti provádět.

Chladicí kapaliny

Je snadné odhadnout, že voda je používána jako hlavní kapalina pro chlazení ocelových výrobků. Současně s přidáním soli nebo mýdla můžete změnit míru chlazení součásti. Došlo k případům, kdy byla kohouta použita k jiným účelům, například k mytí rukou. Množství zadaného mýdla bylo postačující pro to, aby se proces chlazení nespálil a výrobek neobdržel požadované vlastnosti.

Aby byla část rovnoměrně chlazena po celé ploše, teplota v nádrži by neměla být menší než 20 ° a nad 30 °. Kromě toho nepoužívejte tekoucí vodu. Existují významné nevýhody tohoto chlazení, které spočívají v praskání a deformaci výrobku. Proto je vodní chlazení nejčastěji používáno pro nekomplikované nekritické části a nástroje nebo má cementovaný povlak. Pod vodním chlazením se vytvrzuje uhlíková ocel.

Chlazení konstrukční a legované oceli

Konstrukční ocel je vyšší kvality a většina výrobků má složitou konfiguraci. Pro chlazení použijte 50% roztoku hydroxidu sodného, ​​který je předehřátý na teplotu 50-60 stupňů. Po ochlazení v takovém řešení budou mít části světlé barvy, což znamená, že byla dodržena technologie. Je důležité, aby roztok žíravé sody nebyl přehřát nad 60 stupňů.

Legovaná ocel je tvrzená v minerálním oleji. Totéž platí pro velmi tenké výrobky z uhlíkové oceli, jako jsou okraje řezných nástrojů. Klíčovým rysem této metody je to, že rychlost chlazení nezávisí na teplotě oleje. Takže proces bude stejný ve 20 a 120 stupních.

O temperování teploty

Struktura oceli po kalení se může mírně lišit v závislosti na zvolené teplotě temperování. Ale musíte pochopit, že teplota by měla být zvolena v závislosti na stupni oceli. Například, pokud potřebujete získat výrobek s tvrdostí 60 HRC, pak popouštění provádí při teplotě nejvýše 200 stupňů. V tomto případě dochází k mírnému poklesu tvrdosti a poklesu vnitřních napětí. Vysokorychlostní ocel by však měla být uvolňována při teplotě nejméně 540 stupňů. V tomto případě můžeme mluvit o výrazném zvýšení tvrdosti produktu.

Závěr

Teplota temperování oceli by nikdy neměla překročit 1300 stupňů, což je považováno za kritickou hranici. Barva produktu, když dosáhne tohoto bodu, bude bílá a normální - obvykle červená nebo karmínová. Minimální teplota temperování ocelových částí je 550 stupňů. V takovém případě bude produkt jasně červený.

Mimochodem, stojí za zmínku, že kalení nerezové oceli probíhá při teplotě 1050-1080 stupňů ve vodě. Mechanické vlastnosti produktu na konci procesu jsou charakterizovány skutečností, že pevnost a tvrdost poněkud klesají, ale tažnost a houževnatost se výrazně zvyšují. To může ukončit konverzaci na toto téma. Jak je vidět, pro získání potřebných mechanických vlastností je důležité dodržet tuto technologii, protože nejmenší odchylky vedou k nežádoucím výsledkům. Pokud se vše dělá správně, dokonce i doma, zaznamenáte významné změny pozitivním způsobem.