Как проверить твердость металла – главные секреты

Когда речь входит о сплавах, имеет значение принципиальный показатель как его твердость. Фактор такового плана играет значимую роль в выборе, употреблять либо нет тот либо другой сплав в производстве для производства изделий определенного назначения. Стоит разобраться подробнее в этом вопросце, для что требуется проверка твердости металла в производственной полосы различных отраслей деятельности.

Что такое твердость металла

Под данным понятием предполагают характеристику, тесновато связанную с сплавами и их сплавами. Это способность не поддаваться разрушениям при синхронизации верхнего слоя с наиболее жестким сплавом. На базе этих познаний изготавливают различное оборудование, детали, играющие роль в долговечности эксплуатации предметов, конструкций, машин, инструментов. Проще говоря, устойчивость к деформации. Инспектировать этот параметр можно различными методами.

Способы проверки твердости металлов

Специалисты различают несколько вариантов проверок свойства:

• Согласно способу Бриннеля, в процессе проверки воспринимает роль металлической шарик. Его под огромным давлением вдавливают в железную поверхность. Потом особая лупа вступает в действие, и с ее помощью спец замеряет поперечник лунки. Твердость определяется по табличным данным. Этот метод – 1-ый способ определения нрава металла. Так измеряются мягенькие сплавы.
• Методика Роквелла подразумевает действие на железную поверхность при помощи алмазного конуса. В деле измерения твердости мягеньких, цветных, тонких Ме используют особый пресс. Его не относят к весьма четким, хотя удачно он участвует для исследования жестких сплавов.
• Подобные деяния с предшествующим заложены в способ Викксера, предполагающий воззвание к алмазной пирамиде, лишь угол верхушки не 120, а 136 градусов. Перегрузка осуществляется в строго перпендикулярном виде к сплаву и медлительно возрастает. Относится к высокоточным способам.
• Метод Шора предполагает наличие бойка с наконечником из алмазного напыления. Он падает с определенной высоты на поверхность испытуемого материала. Твердость измеряется по высоте отскока бойка. Различается эта методология огромным разбросом показаний, по большей части применяется для измерения криволинейных предметов, крупногабаритных деталей.

В домашних условиях показатель также измеряется, но ждать высочайшей точности не стоит. При воззвании к экспертам можно получить высокоточный итог, и это ответственный момент. Некие проводят домашний ликбез по определению данной величины, используя обыденную бутылку и царапая по ней железным предметом, к примеру, лезвием ножика. Сплав в 62 единицы просто царапает стекло, что не сказать о 56 единицах.

О чем гласит твердость металла, что это дает

Возникает вопросец, для чего совершенно необходимо замерять данный параметр. Свойства металлов имеют значение для профессионалов, занятых в отрасли термообработки сталей. Вывод о механических свойствах сварочного шва получают также при исследовании околошовной поверхности.

Необходимость проводимых исследовательских работ также предопределена намерением производителей получить прочные изделия, чтоб они могли выдержать различные условия эксплуатации, температурные перепады, обеспечить надежность. Твердость металлоизделия относится к первичной конструкционной характеристике.

Исследования выполняются, ставя последующие цели.

• Проанализировать состояние материала под действием времени.
• Получить сведения о возможных деструктивных последствиях для улучшения эксплуатационных способностей.
• Выполнить контроль приобретенных итогов в рамках температурной обработки.

По сведениям, полученным в ходе тестов, удается узнать устойчивость к истиранию, износу начального материала.

Заключение

Для проведения анализа выдвигаются определенные условия к испытываемому материалу. А именно заготовку подбирают ровненькую. Она обязана плотно прилегать к твердомеру, с кропотливо обработанными краями. В итоге достигают основополагающего механического свойства, играющего роль в производстве доброкачественных изделий. Спецы употребляют результаты, приобретенные в ходе исследования, сверяют их с ранее известным анализом, и это большая работа, помогающая обусловиться с методикой производства. Информация нужна для машиностроительных, металлообрабатывающих, металлургических компаний. Понятие «твердость» соединено с упругостью, пластичностью, прочностью, хотя прямой связи меж механическими свойствами нет. Принципиально обращаться к экспертам для выполнения схожих работ, домашняя методика годится лишь для задач по закаливанию ножей.

Закалка стали — процесс термообработки

Без термообработки в работе с сплавами не обойтись. Оттого как верно была проведена тепловая обработка зависят высококачественные свойства железного изделия. Его крепкость и долговечность в службе. В данной статье вы можете выяснить как верно проводить термообработку (закалку) железных изделий

Закалка стали

Закаливание является операцией по тепловой обработке металла. Она состоит из нагревания металла до критичной температуры, при которой меняется кристаллическая сетка материала, или до температуры, при которой происходит растворение фазы в матрице, имеющейся при низкой температуре.

• Опосля заслуги критичной температуры сплав подвергается резкому остыванию.
• Опосля закаливания сталь приобретает структуру мартенсита (по имени Адольфа Мартенса) и потому обретает твердость.
• Благодаря закаливанию крепкость стали увеличивается. Сплав становится еще тверже и наиболее износостойким.
• Следует различать обыденную закалку материала и закалку для получения излишка вакансий.

Режимы закалки различаются по скорости протекания процесса и температуре нагревания. Также имеются различия по продолжительности выдержки при данном температурном режиме и скорости остывания.

Выбор температуры для закалки

Решение, при какой температуре создавать закалку металла обосновано хим составом стали.

Закалка бывает 2-ух видов:

• полная;
• неполная.

Руководствуясь диаграммой критичных точек можно созидать, что доэвтектоидную сталь при процессе полного закаливания следует нагревать выше точки Ас3 на 30–50 градусов. В итоге у стали будет структура однородного аустенита. Потом под действием процесса остывания он перевоплотится мартенсит.

Набросок №1. Критичные точки.

Неполное закаливание почаще применяется для инструментальной стали. Цель неполного закаливания — добиться температуры, при которой проходит процесс образования лишних фаз. Нагревание стали происходит в температурном промежутке от Ас1 — Ас2. При всем этом в структуре мартенсита сохранится некое количество феррита, оставшегося опосля закаливания стали.

Для закаливания заэвтектоидной стали лучше придерживаться температуры на 20–30 градусов больше Ас1 — неполная закалка. Из-за этого при нагревании и охлаждении будет сохраняться цементит, что увеличивает твердость мартенсита. При закалке не следует нагревать заэвтектоидную сталь выше положенной температуры. Это может сказаться на твердости.

Скорость остывания

Структура мартенсита выходит при резвом охлаждении аустенита в тот момент, когда температура стали содействует меньшей стойкости аустенита (около 650-550 градусов).

При переходе в зону температур, в которой происходит мартенситное перевоплощение (ниже 240 градусов) применяется замедленное остывание. В итоге успевают выравнится образующиеся структурные напряжения в то время, как твердость образовавшегося мартенсита не понижается.

Для проведения удачной тепловой обработки весьма принципиально верно избрать среду закаливания. Нередко в качестве закалочной среды могут применяться:

• вода;
• раствор едкого натрия (5–10 %) либо поваренной соли;
• минеральное масло.

Для закаливания углеродистой стали лучше употреблять воду, температура которой 18 градусов. Для закалки легированной стали подойдет масло.

Свойства стали: закаливаемость и прокаливаемость

Не следует соединять принципиальные свойства стали — закаливаемость и прокаливавемость.

Закаливаемость

Эта черта гласит о возможности стали к обретению твердости опосля закаливания. Есть виды стали, которые плохо поддаются закалке и опосля процесса термообработки сталь становится недостаточно жесткой. Про таковой материал молвят — «не принял закалку».

Способность к твердости у мартенсита связана со степенью искаженности его кристаллической сетки. Наименьшее содержание углерода в мартенсите содействует наименьшим искажениям в кристаллической сетки, а, означает, твердость стали будет ниже. Если в стали содержится углерода наименее 0.3%, то у такового сплава закаливаемость низкая, и обычно такие сплавы не подвергаются закалке.

Прокаливаемость

Эта черта может сказать о том, как глубоко сталь закалилась. При закаливании поверхность металлической детали остывает резвее нежели сердцевина. Это происходит поэтому что поверхность находится в конкретном контакте с жидкостью для остывания, которая отбирает тепло. А центральная часть металлической детали дает свое тепло через толщу металла и поверхность, где ее и поглощает охлаждающая жидкость.

На прокаливаемость влияет критичная скорость закаливания — чем она (скорость) ниже, тем поглубже прокаливается сталь. Например, крупнозернистая сталь, у которой маленькая критичная скорость закалки, прокаливается поглубже, чем тонкодисперсная сталь, у которой высочайшая критичная скорость закалки.

Глубина прокаливаемости зависит от начальной структуры закаливаемого сплава, температуры нагрева и закалочной среды. Прокаливаемость стали определяется по излому, микроструктуре и твердости.

Виды закалки стали

Методов закаливания металла существует огромное количество. Их выбор обоснован составом стали, нравом изделия, нужной твердостью и критериями остывания. Нередко употребляется ступенчатая, изотермическая и светлая закалка.

Закаливание в одной среде

Обратившись к графику кривых остывания для разных методов закалки, можно созидать, что закалке в одной среде соответствует кривая 1. Делать такое закаливание просто. Но, подойдет она не для каждой металлической детали. Из-за резвого снижения температуры у стали переменного сечения в температурном интервале возникает температурная неравномерность и огромное внутреннее напряжение. От этого железная деталь может покоробиться и растрескаться.

Набросок №2. Кривые остывания.

Огромное содержание углерода в железных деталях может вызвать большие конфигурации структурных напряжений, а это, в свою очередь, угрожает возникновением трещинок.

Заэвтектоидные стали, имеющие ординарную форму, лучше закаливать в одной среде. Для закалки наиболее сложных форм применяется закалка в 2-ух средах либо ступенчатая закалка.

Закаливание в 2-ух средах (на рисунке №2 это кривая 2) применяется для инструментов, сделанных из высокоуглеродистой стали. Сам способ состоит в том, что сталь сначала охлаждается в воде до 300-400 градусов, опосля что ее переносят в масляную среду, где она прибывает пока на сто процентов не охладится.

Ступенчатая закалка

При ступенчатом закаливании (кривая 3) железная деталь помещается сначала в соляную ванну. Температура самой ванны обязана быть выше температуры, при которой происходит мартенситное перевоплощение (240–250 градусов). Опосля соляной ванны сталь размешают в масло, или на воздух. Используя ступенчатою закалку можно не страшиться, что деталь покоробится либо в ней образуются трещинкы.

Недочет таковой закалки заключает в том, что ее можно использовать только для заготовок из углеродистой стали с маленьким сечением (8–10 мм). Ступенчатая закалка может применяться для деталей из легированной стали с огромным сечением (до 30 мм).

Изотермическая закалка

Изотермическому закаливанию на графике соответствует кривая 4. Закаливание проводится аналогично ступенчатой закалке. Но, в жаркой ванне сталь выдерживается подольше. Это делается так, чтоб вызвать полный распад аустенита. На схеме выдержка показывается на S-образной полосы точками a и b. Сталь, прошедшая изотермическую закалку, может охлаждаться с хоть какой скоростью. Средой остывания могут служить расплавленные соли.

Достоинства изотермического закаливания:

• сталь практически не поддается короблению;
• не возникают трещинкы;
• вязкость.

Светлая закалка

Для проведения такового закаливания требуется специально оборудованная печь, снабженная защитной средой. На производстве, чтоб получить чистую и светлую поверхность у закаленной стали следует употреблять ступенчатую закалку. Опосля нее сплав охлаждается в расплавленной едкой щелочи. Перед действием закалки железная деталь греется в соляной ванне из хлористого натрия с температурой на 30–50 градусов выше точки Ас1 (см «Схему критичных точек»). Остывание детали проходит в ванне при 180–200 градусов. Охлаждающей средой служит смесь состоящая из 75% смесь едкого калия, 25% едкого натрия, в которую добавляется 6–8% воды (от веса соли).

Закалка с самоотпуском

Применяется при производстве инструментальной стали. Основная мысль закалки заключается в изъятии металлической детали из охлаждающей среды до момента ее полного остывания. Изъятие происходит в определенный момент. В сердцевине металлической детали сохраняется определенное количество тепла. За его счет и делается следующий отпуск. Опосля того как за счет внутреннего тепла железное изделие достигнет подходящей температуры для отпуска, сталь помещают в закалочную жидкость, для окончательного остывания.

Р исунок №3 — Т аблица побежалости.

Отпуск контролируется по цветам побежалости (см набросок №3), которая формируется на гладкой поверхности металла при 220–330 градусах.

С помощью закалки самоотпуском делаются кувалды, зубила, слесарные молотки и остальные инструменты, от которых требуется высочайшая твердость на поверхности с сохранением внутренней вязкости.

Методы остывания при закаливании

При резвом охлаждении железных изделий при закалке существует угроза появлений огромных внутренних напряжений, что приводит к короблению материала, а время от времени и трещинкам. Для того чтоб этого избежать там, где может быть, железные детали лучше охлаждать в масле. Углеродистую сталь, для которой такое остывание нереально, лучше охлаждать в воде.

Не считая среды остывания на внутренне напряжение изделий из стали влияет, каким образом они погружаются в охлаждающую среду. А конкретно:

• изделия, имеющие толстую и узкую часть, лучше погружать в закалочную жидкость поначалу объемистой частью;
• если изделие имеет вытянутую форму (сверла, метчики), необходимо погружать строго вертикально, в неприятном случае они могут покоробиться.

Время от времени требуется закалить не всю деталь, а лишь ее часть. Тогда применяется местная закалка. Изделие греется не на сто процентов, зато в закалочную жидкость погружают всю деталь.

Недостатки при закаливании стали

1. Недостающая твердость. Возникает если была низкая температура нагрева, малая выдержка при рабочей температуре либо имело пространство недостающая скорость остывания. Можно поправить: применить наиболее энергичную среду; создать отжиг, а потом закалить.
2. Перегрев. Происходит если железная деталь греется до температуры, превосходящей допустимую. При перегреве появляется крупнозернистая структура, что приводит к хрупкости детали. Можно поправить: при помощи отжига и закалки при подходящей температуре.
3. Пережог. При нагреве металлической детали до высочайшей температуры, близкой к температуре плавления (1200–1300 градусов) в окислительной атмосфере. Вовнутрь железных изделий просачивается кислород, по границам зернышек формируются окислы. Таковая сталь не исправляется.
4. Окисление и обезуглероживание. В этом случае на поверхности железных деталей образуются окалины (окислы), а в поверхностных слоях стали выгорает углерод. Этот брак поправить нереально. Для предупреждения брака следует воспользоваться печами с защитной атмосферой.
5. Коробление и трещинкы. Появляются из-за внутренних напряжений. Трещинкы — это непоправимый брак. Коробление можно удалить с помощью рихтовки либо правки.

Заключение

Самое принципиально при закалке металла это точное соблюдение технологии. Хоть какой отклонение в сторону приводит к ненужным последствиям. Если созодать все верно, то даже в домашних условиях можно провести процесс закаливания стали.

Узнаем как закалить нержавейку в домашних условиях: {инструкция} и техника сохранности

При работе с сплавом люди нередко задаются вопросцем, как закалить нержавейку. Существует несколько методов. Закаливание металла представляет собой трудозатратную функцию. Она нужна для того, чтоб изделия были крепкими.

В истинное время употребляется промышленная закалка металла. Она делается в особых тепловых печах. Почти все интересуются, как закалить нержавейку в домашних условиях. Это трудно выполнить без специального оборудования. Дома можно создать нержавейку наиболее твердой и убрать мягкость. В нынешней статье мы разглядим, как этого достигнуть.

Для чего это необходимо?

Перед тем как закалять нержавейку, нужно осознать, для что нужна данная процедура. Если верно закалить сталь, то она не будет просто сгибаться. Опосля тепловой обработки изделие не будет крошиться.

Принципиально не перестараться с закаливанием, по другому сплав станет весьма хрупким. В таком случае придется проводить отпуск изделия. Почти все не знают, как закалить ножик, чтоб лезвие было крепким и не сгибалось при резке. Данный тип работы допустимо проводить дома, если соблюдать правила техники сохранности. Необходимо держать в голове, что сталь недозволено перегревать. Если она станет очень жесткой, то ножик будет плохо резать.

Существует два варианта: закаливают изделие полностью, или лишь его часть. 1-ый вариант именуют глобальной закалкой металла, а 2-ой – локальной.

Общая последовательность работ

Чтоб верно закаливать ножик из нержавейки, необходимо:

1. Подогреть железную часть изделия. Ручку греть не надо.
2. Дождаться, пока ножик станет красного цвета. Сплав должен умеренно нагреться.
3. Греть лезвие необходимо не больше 10 минут, опосля этого его помещают в сургуч и сходу же вынимают.

Опосля работы необходимо убрать с лезвия остатки сургуча. Дальше поверхность протереть скипидаром.

Что будет нужно для работы с нержавейкой?

Нужно заблаговременно приготовить нужные материалы и позаботиться о неплохом оборудовании. Если в доме нет электронной печи, то для операции подойдет рядовая газовая горелка. Необходимо приобрести сургуч, также скипидар.

Как меняется сплав в ходе работ?

Почти все делают заготовки для ножей дома. Данная работа просит определенных способностей. Перед тем как закалить ножик в домашних условиях, следует узнать, как проходит процесс и что происходит с сплавом.

В процессе работы сталь раскаляется. Зависимо от материала, из которого сделан лист, он приобретает красноватый либо белоснежный колер. В процессе закаливания сплав становится прочнее, чем был до процедуры. Увеличивается крепкость в последующих вариантах:

1. Когда сплав раскаляется до определенной точки. Начинается процесс разрушения структуры кристаллов.
2. Сплав трансформируется в мягенькую массу. Кристаллы получают подвижность. Они преобразуются в тонкодисперсные. Опосля того как изделие охлаждается, зерна не теряют свою структуру. Меж ними возникает крепкая связь. В итоге сталь становится крепкой, но при всем этом хрупкой.

Почти всех интересует, как закалить ножик. Спецы рекомендуют работать лишь с режущей кромкой. В таком случае изделие прослужит длительно.

Способ проверки металла на твердость

Почти все в быту употребляют ножик из нержавейки. Если не знают, нужна ли ему тепловая обработка для увеличения износоустойчивости, глядят на степень твердости металла.

Что же все-таки это такое? Под твердостью металла обычно соображают его устойчивость к перегрузкам от крепких предметов. Существует особая методика Роквелла. Она заключается во вдавливании шарика из стали. В качестве инденторов используются крепкие шарики и алмазные конусы с углом при верхушке 120° со скругленным острым концом.

Из-за собственной простоты этот метод является одним из более всераспространенных способов тесты материалов.

Как определить степень твердости металла без особых приспособлений?

В домашних условиях можно без устройства определить степень твердости изделия. Для этого следует запастись надфилем. С его помощью можно определить твердость плоской поверхности. Данный способ работает также с округленными поверхностями. Если кромка изделия весьма острая, для проверки прочности берется кусочек стекла.

Если сплав мягенький, то он не будет резать стекло (максимум оставит пару царапин). Когда сплав жесткий, то его трудно взять и надфилем. Опосля неких усилий он может бросить на стекле приметный след.

Если сплав подвергался мощной закалке, то его фактически нереально взять надфилем. Изделие просто разрезает стекло. В процессе можно услышать специфичный хруст.

Какие выделяют виды домашней закалки?

Перед тем как закалить нержавейку, следует узнать, какие есть способы, доступные для работы дома. Почти все зависит от верно поставленной задачки. Принципиально учесть, какая марка стали у нержавейки. Есть разные режимы закалки металла:

1. Закаливание в единичной среде. Считается одним из обычных способов. Необходимо держать в голове, что метод не подступает для металла, в котором содержится много углерода. Если взять лист такового типа, то в итоге закаливания на нем покажутся трещинкы. Изделие становится хрупким и в большинстве случаев теряет форму. Способ непревзойденно подступает для изделий с низким процентным содержанием углерода.
2. Способ прерывающейся закалки. Он происходит в два шага. Изделие охлаждают в воде, опосля этого его помещают в масло. Можно бросить сплав на воздухе. Данный метод подступает для металла с высочайшим содержанием углерода. Он дозволяет закалять сталь без возникновения трещинок. Способ считается сложным для выполнения в домашних условиях. Его следует употреблять для изделий с огромным содержанием углерода.
3. Чтоб закалить нержавейку поэтапно, следует поначалу раскалить сплав, а опосля опустить его в жаркую воду с добавлением соли. В соляной ванне изделие держат до 5 минут. Происходит постепенное остывание. Изделие не пострадает от теплового напряжения. Плюс данного способа в том, что он дозволяет избежать трещинок и остальных повреждений металла. Оканчивающий шаг состоит в остывании листа на свежайшем воздухе. Таковой метод предназначен для узкого металла, в котором содержится много углерода. металла. Ее нередко называют частичной. Почти все желают узнать, как закалить нержавейку согласно этому способу. В этом случае можно узреть, что изделия получают поверхностную крепкость. Сердцевина металла остается пластичной. Метод непревзойденно подойдет для закаливания деталей, которые выдерживают огромную нагрузку.
4. Способ следующего отпуска. Он увлекателен тем, что можно задать твердость металла на подходящую глубину. Данный метод употребляется при работе над ударными инструментами. Крепкость таковых изделий увеличивается.