Как закалить сталь 65х13 в домашних условиях

Обновлено: 02.05.2024

Из этой стали изготовляют ножи. Основным достоинством из всех технических характеристик стали 65х13 является ее стойкость. Она относится к типу нержавеющей. Изделия из нее никогда не ржавеют и легко затачиваются в домашних условиях.

Характеристики стали 65Х13

А марка, как и все другие, состоит из соединения железа и углерода. Однако она имеет свои особенности.

Цифры в марке стали 65Х13 говорят о том, что углерода в ней содержится около 0,65 процентов, а хрома – 13 процентов.

Благодаря своим свойствам эта сталь считается самой ходовой и используемой. Характеристики 65х13 позволяют ее использовать для изготовления предметов различного назначения. Но в основном к таким предметам относятся предметы быта и кухонных принадлежностей.

Кухонный нож из стали 65х13

Твердость данного соединения зависит от качества закалки. В домашних условиях закалять этот материал ни в коем случае нельзя. Так как она должна закаляться при определенных температурах и не подвергаться перенагреванию.

Марка этого материала имеет настолько хорошую твердость, насколько она гибка. А для ее изготовления применяются дополнительные элементы, которые соединяясь с основными: углеродом и железом, придают соединению необходимые свойства и качества. Ниже дан список, какие металлы были применены в ее изготовлении:

Марганец. Этот металл придает ей жесткость и прочность.
Хром, которого в этой марке достаточное количество, делает ее стойкой к коррозии.
Молибден предохраняет ее от преждевременной ломкости и хрупкости.
Кремний придает упругость.
Никель повышает антикоррозийные свойства и улучшает вязкость.
Вольфрам влияет на ее режущие свойства.
Ванадий улучшает стандартные свойства сплава марки 65х13.

Такие прекрасные свойства материала, как заточка, не требующая специальных приборов, твердость и гибкость этого сплава, даются ему на заводе при его деформировании в горячем и холодном состоянии при температуре до 1180 градусов по Цельсию, затем ему дают отпуск и смягчающую термообработку. Потом отжигают при температуре до 680 градусов в колпаковой печи.

Применение

Эту марку используют для изготовления всевозможных ножей, начиная от бытовых и заканчивая охотничьими. Охотники любят ножи из стали 65х13 за легкую заточку в полевых условиях. Такое соединение металлов применяется при изготовлении медицинских инструментов.

Существует несколько видов ножей, которые изготавливаются из данного сплава металла. К ним относятся следующие типы:

А также существуют различные варианты домашних ножей, изготовленные из этого сплава. Одни предназначены для резки овощей, а другие – для резки мяса.

А, если при создании данной материала, возникают различные отклонения от норм, то его используют в металлопрокатном производстве. Эта марка 65х13 хорошо идет для изготовления листов, которые используются в строительстве.

Применяется сталь также для изготовления бритв, клинков и некоторых других деталей в производстве.

Достоинства и недостатки стали марки 65Х13

В первую очередь к основным достоинствам этой марки стали 65х13 относится ее невысокая стоимость. Ножи из нее любят не только охотники, но и домохозяйки.

Еще одним положительным свойством данного сплава является твердость. Этот показатель равен 59 HRC. Он приближен к максимуму.

Это соединение железа и углерода очень устойчиво к изгибам и ударам. Ножи из него легко затачиваются.

Недостатком такого соединения железа и углерода является его быстрое истирание. А также этот материал требует постоянной заточки. Такое бывает, если изготовитель добавил этому соединению металла некачественные примеси или же закаливал при очень высокой температуре.

Отличие этого металла в том, что этот материал нетребователен к специальному уходу за ним. Он обладает хорошими режущими способностями. Кромка клинка никогда не будет крошится или ломаться, даже под воздействием силы на нее или при интенсивной работе.

Кроме высоких показателей антикоррозийности, легкости заточки, устойчивости к изгибам, она обладает и повышенной влагоустойчивостью.

Делая выводы из вышеперечисленного, к достоинствам данного материала можно причислить следующие показатели:

Низкая стоимость.
Антикоррозийность.
Легкость в уходе.
Легкость в заточке.
Высокая твердость.

Нож «Ратник» из стали 65х13

Наряду с пятью положительными характеристиками имеет всего два недостатка:

Быстро тупится.
Есть вероятность, что клинок может деформироваться.

Изделия, изготовленные из этой марки, прекрасно подходят для домашних дел на кухне, прекрасно себя показывают при нарезке овощей, мяса и других продуктов.

Закалка и отпуск стали 40Х13

Нержавеющая сталь 40Х13, химический состав которой должен соответствовать требованиям ГОСТ 5632, производится в сортаменте катаных прутков и листов по ГОСТ 5949. Специфические особенности эксплуатации этой стали обуславливают повышенный уровень требований к качеству её термической обработки.

Закалка стали 40Х13

Состав, свойства и применение

Сталь 40Х13 отличается повышенным содержанием хрома (от 12 до 14%), при минимально допустимом процентном содержании марганца (до 0,8%). Никель, обычно добавляемый в стали мартенситного класса, в данной стали отсутствует. Это уменьшает опасность образования карбидов по границам зёрен, и способствует стабильности механических характеристик.

Приводимый далее комплекс механических свойств позволяет относить данный материал к сталям повышенной жаропрочности:

при температуре в 200 °С постоянной эксплуатации изделий, изготовленных из стали 40Х13, предел временного сопротивления составляет не менее 960 МПа, при пределе текучести 830 МПа, и коэффициенте ударной вязкости 500 кДж/м 2 ;
при температуре в 400 °С постоянной эксплуатации изделий, изготовленных из стали 40Х13, предел временного сопротивления составляет не менее 795 МПа, при пределе текучести 685 МПа, и коэффициенте ударной вязкости 750 кДж/м 2 .

Технологические свойства 40Х13

Таким образом, эта сталь отличается повышенной стойкостью против вибраций и знакопеременных нагрузок, возникающих в узлах и деталях оборудования, эксплуатационные температуры которого превышают 300…350 °С. К числу таких деталей относятся мерительные приспособления, используемые в ковочно-штамповочном производстве, ответственные детали компрессорных установок, пружины, нагретые до 75 °С. Иногда из данного материала производят и деформирующие инструменты, например, отрезные ножи горячештамповочных автоматов.

Все перечисленные области применения требуют от материала повышенной прочности и твёрдости. Между тем относительно сталей мартенситного класса это сочетание получить довольно трудно, поскольку при повышенной твёрдости изделия становятся достаточно хрупкими, и при ударных нагрузках склонны к трещинообразованию.

Выбор оптимального режима термической обработки

В зависимости от конкретных производственных условий, сталь термически обрабатывают по двум вариантам:

Нормализацией при температуре выдержки 1050…1100 °С, с последующим высоким отпуском с 600…650 °С. Нормализация стабилизирует структуру стали, снижает количество остаточного аустенита, и улучшает обрабатываемость на металлорежущих станках. Это позволяет использовать такую технологию термообработки для получения заготовок ступенчатых валов и осей, работающих преимущественно в средах с повышенной влажностью, а также в условиях коррозионно-механического износа.
Ступенчатой закалки с высоким отпуском. Продолжительность и количество циклов закалки зависит от требуемой поверхностной твёрдости и конечной микроструктуры. Закалка стали 40Х13 по такому способу выполняется для изделий, которые в процессе своей эксплуатации периодически подвергаются ударным нагрузкам.

Температура заготовки в зависимости от цвета при нагреве

При выборе режима термообработки необходимо учитывать, что сталь 40Х13 штампуется при температурном интервале 950…1150 °С: именно в этом диапазоне материал обладает максимальной ковкостью.

Во всех случаях сталь перед обработкой подвергают отжигу. Это связано со следующими особенностями:

наличием карбидов хрома, которые образуются в процессе горячей прокатки заготовок. Они сосредотачиваются на границах зёрен вокруг основной, более пластичной структуры;
присутствием цементита, который по структуре и размерам зерна отличается от любого их карбидов хрома. Это вызывает остаточные напряжения растяжения, снижающие прочность;
опасности избыточного количества остаточного аустенита, который также повышает твёрдость и снижает пластичность;
склонности данной стали к деформационному упрочнению во время пластической деформации.

Опытным путём установлено, что для получения оптимальной макроструктуры режим отжига должен быть следующим: нагрев до 690…730 °С, с выдержкой до полного прогрева сечения детали и последующим охлаждением вместе с печью до 500…550 °С (далее – на воздухе). Конечная структура – зернистый перлит, которые положительно выделяется своей стабильностью, равновесностью и наличием мелкого зерна.

Технология термообработки

Нормализация стали 40Х13 применяется реже, в основном, после горячей штамповки/ковки, когда слиток или заготовка нагревались до максимально возможных температур. При длительном нагреве ускоряется рост зерна, что нежелательно с точки зрения трудоёмкости при окончательной обработке изделий. Нормализация, однако, необходима, если нормализованная и отпущенная деталь имеет сложную форму, с многочисленными перепадами в поперечных сечениях, а также при наличии острых углов и кромок.

Главная цель закалки — обеспечить достаточный процент мартенсита в стали. Такие требования выдвигаются, если деталь при эксплуатации будет испытывать значительные рабочие напряжения. Максимально достигаемая твёрдость после закалки – обычно 50…55 НRC. Обеспечивается это следующим режимом термобработки: закалкой с 1000…1050 °С в масло, с последующим низким — при 230…280 °С – отпуском.

В связи с низким температурным интервалом термообработки нагрев производят в печах скоростного нагрева, имеющих системы высокоточного автоматического контроля температуры.

Особые требования к соблюдению технологических режимов закалки стали 40Х13:

Описание стали 65Х13: свойства и характеристики

Нержавеющая инструментальная сталь 65Х13 отечественного производства обладает высокой прочностью и устойчивостью против коррозии. Пользуется высоким спросом у производителей режущих ножей, бритвенных лезвий и медицинских инструментов. Подробный анализ свойств и характеристик сплава позволит читателям статьи оценить его по достоинству.

Плюсы и минусы

К бесспорным ценностям материала относятся твердость, легкость затачивания. Острая кромка выдерживает удары, не ломается при изгибе. Сталь без легирующих добавок обладает оптимальной прочностью, из нее можно выполнить изделие любой формы.

Ножи и медицинские инструменты из стали 65Х13 не боятся ржавчины, не требуют особого ухода и хранения. Достаточно отмыть после использования и протереть мягкой салфеткой. Правильная закалка стали делает ее упругой. При работе изделия из сплава не погнутся, не сломаются, а на лезвии не появятся вмятины.

Металл отличают и другие преимущества:

доступная цена;
экологическая безопасность;
легкость обработки, полировки;
широкая область применения;
достаточная пластичность;
устойчивость к температурным перепадам.

Справка. Потребители ножей из стали 65Х13 в своих отзывах отмечают необходимость частой заточки лезвий, так как они быстро тупятся. Хороший точильный брусок в доступном месте, легкая заточка быстро ликвидируют этот недостаток.

При слабой закалке стали и активном использовании режущая часть может деформироваться. При больших нагрузках лучше выбирать ножи из стали более твердых марок.

О плюсах и минусах рассказано в видео:

Твердость

Качество стали зависит от соотношения железа и углерода, количества легирующих добавок. Высокое содержание углерода придает стали 65Х13 твердость, а добавка хрома делает нержавеющей. Кроме сбалансированного состава, для повышенной твердости стали и ее износостойкости важна правильно проведенная закалка. Известно несколько способов оценки твердости стали.

Метод Роквелла

Твердость определяется относительной глубиной вдавливания металлического или алмазного конуса в поверхность материала. Для оценки твердости стали, идущей на изготовление ножей, используется единица измерения HRC.

Твердость закаленной стали 65Х13 находится в диапазоне от 54 до 59 HRC, что соответствует качественным ножам универсального применения.

Метод Бринелля

Способ основан на вдавливание в поверхность испытуемого материала металлического шарика под определенным давлением. Твердость вычисляется как отношение прилагаемого усилия к площади полученного круглого отпечатка, соответственно, используется единица измерения кгс/мм 2 .

Твердость по методу Бринелля определяется по диаметру отпечатка и обозначается HB. Твердость по Бринеллю для стали 65Х13 не превышает значения 297 НВ.

Плотность

Эта физическая величина означает массу вещества, приходящуюся на единицу объема. Для рассматриваемой стали плотность равна 7650 кг/м 3 .

Марка сплава

Железо (Fe) – основной элемент стали марки 65Х13. Маркировка сплава выполнена по общепринятым правилам для всех сталей этого класса.

Первая цифра в наименовании марки сообщает о содержании углерода 0,65 %. Буквами обозначают добавки, в данном случае это хром (Х) в количестве 13 %.

Химический состав

Процентное содержание химических элементов в стали 65Х13 определяет ГОСТ 5632-72:

железо (Fe) – преобладающая основа;
углерод (С) – 0,6 – 0,7 %;
кремний (Si) – 0,2 – 0,5%;
марганец (Mn) – 0,25 – 0,8 %;
хром (Cr) – 12 – 14 %.

Соотношение железа и углерода обеспечивает требуемый уровень твердости и прочности стали. Добавки остальных компонентов улучшают другие свойства сплава:

Хром обеспечивает стойкость к коррозии.
Кремний способствует упругости.
Никель добавляет вязкости.
Молибден препятствует хрупкости, повышает прочность.
Ванадий улучшает показатели прочности.
Марганец придает жесткости.

Предел прочности

Величина характеризует способность стали сопротивляться деформациям и разрушению. Временное сопротивление (предел прочности) σ_в – напряжение в момент максимальной нагрузки, перед разрывом испытуемого образца.

Если известно значение твердости стали НВ, можно вычислить предел прочности сплава по формуле: σ_в = 0,36 HB, погрешность составляет ± 7 %, что достаточно для применения на практике. Для стали 65Х13 предел прочности равен 820 МПа.

Предел текучести

Это величина напряжения, при котором происходит рост деформации при постоянной нагрузке. Для стали 65Х13 предел текучести равен 620 МПа.

Ударная вязкость

Вязкость стали – это умение материала гасить механическую энергию внешнего воздействия за счет пластической деформации. Ударная вязкость КС показывает способность материала к хрупкому разрушению.

Этот показатель в кДж/м 2 определяют при динамических испытаниях надрезанных образцов стали на маятниковом копре. Ударная вязкость демонстрирует надежность материала при соответствующих нагрузках, его чувствительность к появлению трещин.

Температура эксплуатации

Отжиг стали – нагрев, выдержка и медленное охлаждение. Цель обработки – уменьшение твердости для более легкой обработки, для оптимизации структуры и повышения однородности материала.
Нормализация стали – нагрев выше критической температуры, выдержка и охлаждение на воздухе с целью создания однородной мелкозернистой структуры материала и улучшения пластичности и ударной вязкости.
Закалка стали – нагрев выше предельной температуры и последующее быстрое охлаждение. Материал увеличивает прочность, но приобретает хрупкость. Для снижения хрупкости и повышения пластичности и вязкости сталь после закалки подвергают отпуску.
Отпуск – нагрев в печи в определенном температурном интервале и последующее медленное остывание.

Для снижения твердости стали 65Х13 ее нагревают в зависимости от вида печи от 650 до 750 о С. Однородную, равномерную структуру перлита получают нагреванием и в интервале 680–730 о С. Улучшения пластичности перед ковкой добиваются отпуском при 730–750 о С.

Конечные фазы термообработки – мартенсит, аустенит, первичные карбиды – получают нагревом стали до 1040–1050 о С, остыванием в масле и последующим отпуском. После закалки сталь приобретает твердость 52–55 HRC, которая сохраняется до температуры 300–350 о С, затем снижается.

Пластическая деформация стали 65Х13 возможна только в горячем состоянии. Холодная допустима только после предшествующего отжига. Устойчивость к нагреванию и образованию окалины сохраняется до температуры 350–400 о С.

Внимание! При нагреве сталь 65Х13 теряет углерод. По ГОСТ 1763-88 толщина слоя, лишенная углерода, не может быть больше 0,08 мм.

Механические свойства материала

Физико-механические свойства определяют для стали 65Х13 (после стадии прокатки), без термической обработки, при комнатной температуре:

предел прочности – 820 МПа;
предел текучести – 620 МПа;
плотность – 7650 кг/кв.м;
относительное удлинение в зависимости от отжига – 12,5–20 %;
модуль Юнга (способность к сжатию/растяжению) – 2140 МПа;
твердость по Бринеллю – не более 297 НВ.

Выплавку стали с заданными свойствами и характеристиками производят в электродуговых печах. Для небольших партий продукта возможно применение процесса электрошлакового переплава.

Отпускная хрупкость

При отпуске закаленной стали увеличение температуры повышает качество обработки стали. Из этого правила есть два исключения, когда рост температуры дает снижение ударной вязкости. Этот недостаток называется отпускной хрупкостью.

Справка. Отпускная хрупкость первого рода (необратимая) обнаруживается при продолжительной обработке стали в температурном интервале около300 градусов и касается всех сплавов. Данная хрупкость необратима. Способ борьбы – использование только низкой или средней термообработки, обходя «промежуточную» область отпускной хрупкости.

Отпускная хрупкость второго рода (обратимая) появляется при наличии трех условий:

нагрева стали выше 500 градусов (высокая отпускная обработка);
легированной стали с высоким процентом хрома, никеля или марганца;
медленного охлаждения.

Для борьбы с данным недостатком применяют два метода:

После появления отпускной хрупкости повторяют нагрев сплава в масле и проводят ускоренное охлаждение.
Во время отпускной обработки в сплав добавляют молибден (Мо) и вольфрам (W), затем производят отпуск по установленному порядку.

Свариваемость

Сталь 65Х13 входит в четвертую группу сплавов, трудно поддающихся сварке, имеющих тенденцию к образованию трещин. Перед сваркой и после сплав подвергают термической обработке, во время сваривания нагревают.

Группа

Положения ГОСТ 5632-72 относят сталь 65Х13 к первой группе коррозионно-стойких (нержавеющих) сталей. Сплав не подвержен ржавчине под действием химических, электро-химических факторов. Сталь имеет мартенситную структуру и относится к одноименному классу сталей.

Мартенсит – это зерна игольчатого вида в структуре закаленного сплава, которые обладают свойством полиморфизма.

Требования к качеству и химическому составу нержавеющей стали 65Х13 закреплены в ГОСТ 5632-72. В нормативном документе приведена классификация сталей и сплавов по основным свойствам и структуре.

Дана расшифровка марок стали, химического и количественного состава. Перечислены области применения включенных в ГОСТ сплавов.

Цена в 2021 году

Сплав 65Х13 реализуется по доступной цене:

Лист стальной, 3 мм – 106 400 руб за тонну.
Лист стальной, конструкционный, 22 мм – 200 руб/кг.

Область применения: ножи и иные режущие изделия

Высокопрочная нержавеющая сталь 65Х13 используется для производства режущих инструментов:

бытовых и профессиональных ножей;
медицинских скальпелей;
пил;
бритвенных лезвий.

Изделия из высококачественной стали применяются в медицинской, пищевой, деревообрабатывающей промышленности.

Легкая заточка, нейтральность к действию обычной и морской воды, стойкость к ударным воздействиям и истиранию, долговечность, недорогая цена обеспечили сплаву лидерство в применении и высокий спрос на потребительском рынке.

3 способа самостоятельной закалки металла

Расскажем о трех способах закалки металла в домашних условиях, охлаждении и контроле качества. Как правильно провести закалку стали в масле и на открытом огне. Какое масло выбрать. Особенности закалки алюминия и меди.

Как можно закалить металл в домашних условиях, наверное, знает каждый мастер, работающий со слесарным или столярным инструментом. Считается, что для этого достаточно разогреть изделие докрасна, а затем охладить его в емкости с водой

Однако в домашней мастерской этим способом можно получить только твердый и хрупкий металл, который вполне подходит для стамесок и ножей, но непригоден для молотков, кернеров или зубил. Режимы термообработки зависят от марки стали и требуемых параметров изделия после закалки, а к ним относятся не только твердость, но и прочность, износостойкость, пластичность и вязкость.

В домашних мастерских, как правило, отсутствуют измерительные приборы, с помощью которых можно узнать температуру детали. Поэтому для того, чтобы закалить деталь, границы нагрева и отпуска приходится распознавать по цвету металла или его побежалости.

Кроме того, перед тем как закалить какое-либо изделие, мастер должен определить (хотя бы приблизительно) марку стали или сплава, из которого оно изготовлено.

Со временем накапливаются и знания, и навыки, но начинающему термисту даже для того, чтобы в домашних условиях успешно закалить сверло, резец или какой-нибудь крепеж, сначала придется пополнить свой теоретический багаж, пообщаться с опытными специалистами и сделать несколько пробных закалок.

Способы бытовой закалки металла

Чтобы закалить изделие из металла в домашних условиях, в первую очередь следует определиться со способом его разогрева до необходимой температуры, а также подобрать емкости для охлаждающих жидкостей.

Кроме того, необходимо выбрать домашнее помещение или место во дворе, где можно заниматься закалкой с соблюдением всех требований техники безопасности. Для нагревания можно использовать источники с открытым пламенем. Но таким способом удастся разогреть и закалить только небольшие по объему детали.

К тому же открытое пламя вызывает окисление и обезуглероживание, которые негативно влияют на поверхностный слой металла. Температуру нагрева домашние мастера, как правило, определяют по цвету нагретой заготовки.

На рисунке ниже приведена цветовая таблица, без которой невозможно правильно закалить изделие из углеродистой стали. Для легированных сталей температурный диапазон обычно сдвинут в сторону увеличения на 20÷50 °C.

Для того чтобы закалить изделие из стали с полным и равномерным прогревом, лучше всего воспользоваться такими источниками тепла, как кузнечные горны и закрытые печи. Это оборудование несложно изготовить самому в домашней мастерской, а эксплуатировать его можно как в помещении, так и на открытом воздухе.

Для наддува в кузнечном горне обычно используют промышленный фен, а в качестве топлива подойдет древесный уголь, который продается в любом супермаркете. Небольшую закрытую печь легко изготовить из пары десятков шамотных кирпичей. При этом в зависимости от метода закалки металла в ней можно не только закалить, но и провести отпуск с прогревом всего объема изделия.

Проще всего с емкостями для охлаждения и зажимным инструментом. Для закалочной жидкости подойдет любой негорючий сосуд достаточного размера, а удерживать и перемещать деталь можно щипцами или крючьями с ручками подходящей длины. На видео ниже показано, как в домашних условиях можно закалить топор с использованием самодельного горна и двух емкостей с разными охлаждающими средами.

Закалка на открытом огне

Самый простой способ закалить небольшую деталь в домашних условиях — это нагреть ее на открытом пламени до нужной температуры, руководствуясь при этом цветовыми таблицами.

В качестве источника нагрева в таких случаях можно использовать газовую горелку, паяльную лампу или даже конфорку домашней газовой плиты. Главный недостаток такой закалки — это сложность равномерного прогрева изделия по всему объему, т. к. пламя создает высокую температуру на узком, ограниченном участке.

Этот способ подойдет, когда необходимо закалить торец удлиненного изделия, например режущую часть сверла или лезвие стамески, или же небольшую деталь размером в несколько сантиметров.

Еще одна проблема, с которой может столкнуться домашний мастер, решивший закалить углеродистую сталь открытым пламенем, — это сильное окисление и выгорание углерода в поверхностном слое железа, которые приводят к деградации его структуры.

Распространенные среды для самостоятельного каления

Для закалки сталей в домашних условиях обычно используют следующие охлаждающие среды: воздух, воду и водные растворы, минеральное масло. В качестве водных растворов обычно используют 10-15%-й хлористого натрия (поваренной соли), а минеральное масло в домашних мастерских — это чаще всего обычная моторная отработка.

Чтобы закалить отдельные части изделия с разной твердостью, используют закалку с последовательным охлаждением в двух средах. Каждая из этих закалочных сред характеризуется своей скоростью охлаждения, от которой напрямую зависит структура обрабатываемого металла.

К примеру, воздух охлаждает сталь со скоростью 5÷10 °C в секунду, масло — 140÷150 °C, а вода (в зависимости от температуры) — 700÷1400 °C.

Чтобы правильно и без проблем закалить свое изделие, необходимо знать марку металла, из которого оно изготовлено, т. к. от этого зависит как температура нагрева, так и способ охлаждения. Народные умельцы для своих изделий в качестве исходных материалов чаще всего используют б/у изделия из быстрорежущих и инструментальных сталей, которые можно закалить в домашней мастерской.

Ниже в таблице приведены рекомендуемые температурные режимы и среды охлаждения для различных сталей.

Закалка металла в масле

Масло довольно плохо проводит тепло, что способствует более медленному формированию структурных элементов стали. Поэтому, если ее закалить в масляной среде, она наравне с твердостью приобретет прочность и упругость.

На производстве для закалки обычно используют индустриальное масло И-20 или современные закалочные масла типа «Термойл», «Термо» или «Волтекс». В домашних мастерских народные умельцы пользуются тем, что имеется в наличии. Чаще всего это новое или отработанное моторное масло.

Чтобы безопасно закалить деталь в таком масле в домашних условиях, нужно помнить, что у него по сравнению с промышленными закалочными жидкостями гораздо более низкая температура вспышки, и при погружении в него раскаленного металла оно на короткий срок загорается с выделением едкого дыма.

Поэтому закалочная емкость, применяемая в домашней мастерской, должна иметь минимальную открытую поверхность и использоваться только на открытом воздухе или в проветриваемом помещении. Помимо обычных ведер и жестяных банок, одна из самых распространенных конструкций такой емкости, которой пользуются домашние мастера — это удлиненный отрезок трубы подходящего диаметра с приваренным днищем.

Изготовление камеры для закаливания металла

Основным материалом для изготовления корпусов домашних печей для закалки стали являются твердые огнеупоры в виде блоков различных размеров и шамотная глина.

В такой печи достигается температура свыше 1200 °C, поэтому в ней можно закалить изделия не только из углеродистой или инструментальной, но и из высоколегированной стали. При изготовлении домашних печей из шамотной глины сначала делают картонный каркас по форме и размеру рабочей камеры, который затем покрывают слоем шамота.

Поверх его наматывают нагревательную спираль, а затем накладывают основной теплоизолирующий слой. При такой конструкции область нагрева изолирована от нагревательного элемента, что важно, когда необходимо закалить сталь, чувствительную к окислам и выгоранию углерода.

Самой же распространенной конструкцией домашних закалочных печей являются установки, тепловые корпуса которых выполнены из шамотного кирпича или аналогичных ему огнеупоров. Рабочая температура у таких материалов более 1400 °C, поэтому в подобных печах можно закалить практически любой вид стали и многие тугоплавкие сплавы.

Конструктивно такая домашняя печь похожа на обычную печь на дровах, только имеет гораздо меньшие размеры. Нагрев металла в ней осуществляется с помощью электрической спирали, уложенной в пазы по периметру внутреннего пространства.

Если необходимо качественно закалить сталь, ее необходимо нагреть до точно заданной температуры, поэтому большинство таких домашних самоделок оснащено терморегуляторами (их свободно можно приобрести на «Алиэкспресс»).

На видео ниже показано устройство такой домашней печи с торцевой загрузкой и терморегулятором, который позволяет закалить сталь с точным соблюдением температурных режимов. Ее тепловой корпус изготовлен из муллитокремнеземистых огнеупорных плит ШПТ-450.

Подробное описание конструкции и рекомендации по созданию печи с верхней загрузкой, в которой можно закалить изделия длиной до 54 см, можно посмотреть в следующем видео. Здесь тепловой корпус печи изготовлен из шамотного кирпича (типа ШБ) и также используется терморегулятор. Кроме верхней загрузки, особенностью этого устройства является спираль из кантала, который служит во много раз дольше традиционного нихрома и фехраля.

Как самостоятельно провести отпуск

Отпуск стали проводят для снижения ее хрупкости и повышения пластичности, что происходит во время ее нагрева до невысокой (по сравнению с закалкой) температуры с последующим медленным охлаждением.

Для большинства сталей (углеродистых и низколегированных), которые можно закалить в домашней мастерской, отпуск проводится при температурах в интервале от 150 до 250 °C (см. таблицу выше). В отличие от закалки такой нагрев не требует специального оборудования, поэтому многие домашние мастера используют для этих целей духовки бытовых плит с терморегуляторами.

Определить температуру нагрева при отпуске можно по цвету побежалости — разноцветной оксидной пленки, возникающей на поверхности стали при нагреве (см. рис. ниже). Если закалить сталь «на мартенсит», т. е. с быстрым охлаждением в воде, то получится очень твердая, но хрупкая структура. Поэтому отпуск является обязательной процедурой при термической обработке режущего инструмента.

Проверка качества закалки

Для того чтобы определить, удалось ли закалить изделие из стали до нужной твердости, у домашнего мастера не так уж и много способов. Традиционный — это попробовать поцарапать металл надфилем (не алмазным), который обычно имеет твердость 55÷60 HRC.

Если на поверхности остаются бороздки, то это значит, что закалить сталь до нужного значения не получилось и ее твердость ниже этой величины. Если же надфиль скользит по поверхности закаленного металла, то его твердость в норме.

Еще один способ проверки качества домашней закалки — это царапание закаленной сталью поверхности бутылочного стекла (см. фото ниже). Кроме твердости, в домашних условиях при наличии определенных навыков можно проверить и структуру металла. Для этого необходимо закалить несколько образцов одинаковой стали в разных режимах, а затем на глаз сравнить структуру и размер зерна.

Особенности закалки алюминия

Необходимость закалить какое-либо изделие из алюминия в домашних условиях возникает достаточно редко, т. к. вся готовая продукция из литейных и деформируемых сплавов обычно проходят требуемую термообработку и в процессе эксплуатации практически не теряет своей твердости и жесткости.

Такая потребность у домашнего мастера может возникнуть после сварки между собой деталей из алюминиевых сплавов, т. к. в этом случае они очень часто теряют жесткость в области, прилегающей к сварному шву. Но в домашних условиях закалить алюминий очень сложно, т. к. для этого нужно точно знать тип сплава и выдерживать термические параметры с точностью как минимум ±5 °C.

Охлаждение тоже требует определенных навыков, т. к. при неточном соблюдении технологии изделие может повести. Если же все-таки хочется освоить этот вид термообработки для использования в домашних условиях, то в первую очередь необходимо обзавестись печью с точным терморегулятором, а также быть готовым к тому, что каждый раз придется закаливать поочередно несколько образцов для подбора нужных параметров термического процесса.

Особенности закалки меди

Технологии термообработки стали и меди имеют принципиальные отличия. Нагрев меди до красного каления (свыше 600 °C) и быстрое охлаждение в воде приводит к ее отпусканию (т. е. она становится мягкой).

Закалить медь в домашних условиях сложнее, чем отпустить, т. к. для этого ее нужно нагреть всего до 400 °C, при которых она не имеет свечения. После нагрева до указанной температуры медное изделие медленно остужается на воздухе, после чего оно приобретает твердость, как после нагартовки.

Если все-таки есть насущная потребность закалить какое-то количество медных деталей в условиях домашней мастерской, придется обзавестись пирометром для контроля температуры нагрева.

Мы описали два способа проверки качества закалки в домашних условиях. А какие знаете вы? Поделитесь, пожалуйста, информацией в комментариях к этой статье.

Читайте также: