Сталь 9хф закалка в домашних условиях

Обновлено: 30.04.2024

Поковки – ОСТ 24.013.20–90, ОСТ 24.013.21–85, ОСТ 24.013.04–90. Сортовой прокат – ГОСТ 5950–2000.

Массовая доля элементов, %

Механические свойства при комнатной температуре

1 Твердость рабочих валков.

2 Твердость опорных валков.

3 Твердость бандажей.

Назначение. Рамные, ленточные, круглые пилы, ножи для холодной резки металла, обрезные матрицы и пуансоны холодной обрезки заусенцев, керны и другие (ГОСТ 5950–2000).

Рабочие валки и опорные валки с диаметром свыше 800 мм для холодной прокатки металла (ОСТ 24.013.20–90).

Рабочие валки рельсобалочных, крупносортных и проволочных обжимных и сортовых станов для горячей прокатки металла, подвергающиеся интенсивному износу и работающие в условиях минимальных или умеренных уданых нагрузок (ОСТ 24.013.21–85).

Рабочие валки, опорные валки и бандажи составных опорных валков листовых, обжимных и сортовых станов для горячей прокатки металла (ОСТ 24.013.04–90).

Ударная вязкость, KCU, Дж/см2,

Охлаждение поковок, изготовленных

интервал ковки, ºС

Размер сечения, мм

Отжиг с перекристаллизацией,

два переохлаждения, отпуск

Не применяется для сварных конструкций.

В отожженном состоянии при ≤ 255 НВ,

К√ = 0,9 (твердый сплав),

К√ = 0,6 (быстрорежущая сталь)

Склонность к отпускной хрупкости

Сталь 9ХС , описание свойств и режим закалки , термообработка

Марка: 9ХС ( заменители: сталь ХВГ, ХВСГ ) Класс: Сталь инструментальная легированная Вид поставки: сортовой прокат, в то числе фасонный: ГОСТ 5950-2000 , ГОСТ 2590-2006 , ГОСТ 2591-2006. Калиброванный пруток ГОСТ 5950-2000 , ГОСТ 7417-75 , ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78 . Щлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 5950-2000 , ГОСТ 14955-77. Полоса ГОСТ 5950-2000 , ГОСТ 4405-75 . Поковки и кованные заготовки ГОСТ 5950-2000 , ГОСТ 1133-71 . Использование в промышленности: сверла, развертки, метчики, плашки, гребенки, фрезы, машинные штампели, клейма для холодных работ. Ответственные детали, материал которых должен обладать повышенной износостойкостью, усталостной прочностью при изгибе, кручении, контактном нагружении, а также упругими свойствами.

Химический состав в % стали 9ХС
C	0,85 - 0,95
Si	1,2 - 1,6
Mn	0,3 - 0,6
Ni	до 0,35
S	до 0,03
P	до 0,03
Cr	0,95 - 1,25
Mo	до 0,2
W	до 0,2
V	до 0,15
Ti	до 0,03
Cu	до 0,3
Fe	~94

Свойства и полезная информация:

Термообработка: Состояние поставки Температура ковки: °С: начала 1180, конца 800. Сечения до 200 мм охлаждаются в колодце. Твердость материала: HB 10 -1 = 241 МПа Температура критических точек: Ac1 = 770 , Ac3(Acm) = 870 , Ar1 = 730 , Mn = 160 Свариваемость материала: не применяется для сварных конструкций. Обрабатываемость резанием: в горячекатанном состоянии при HB 221, К υ тв. спл=0,9 и Кυ б.ст=0,5 Флокеночувствительность: не чувствительна. Склонность к отпускной хрупкости: склонна.

Теплостойкость стали 9ХС
Температура °С	Время, ч	HRC ∂
150-160 240-250	1 1	63 59

Механические свойства стали 9ХС при повышенных температурах
Температура испытаний, °С	σ0,2 (МПа)	σв(МПа)	δ5 (%)	ψ %	KCU (кДж / м2)	НВ
Состояние поставки
20 200 400 600 700	445 320 330 170 83	790 710 620 200 98	26 22 32 52 58	54 48 63 77 77	39 88 98 --- 147	243 218 213 172 ---
Образец диаметром 10мм, длиной 50мм, прокатанный. Скорость деформирования 20мм/мин. Скорость деформации 0,007 1/с
800 900 1000 1100 1200	110 65 42 20 15	130 74 46 31 20	26 41 52 54 83	68 95 --- --- 100	--- --- --- --- ---	--- --- --- --- ---

Прокаливаемость стали 9ХС (Твердость, HRC ∂ )
Расстояние от торца, мм
5	10	15	20	25	30	40	50	60
63	56	36,5	32	30	28	26	25	24

Термообрабока	Критический диаметр в масле, мм
Закалка	15-50

Физические свойства стали 9ХС
T (Град)	E 10- 5 (МПа)	a 10 6 (1/Град)	l (Вт/(м·град))	r (кг/м3)	C (Дж/(кг·град))	R 10 9 (Ом·м)
20	1.9	7830	400

Расшифровка марки стали 9ХС: первая цифра говорит о том, что сталь содержит 0,9% углерода, а буквы Х и С о том что в данной марке имеется до 1,5% хрома и кремния, таким образом становится ясно, что это легированная сталь.

Инструмент из стали 9ХС и его термообработка: протяжки изготовляют из быстрорежущей стали и легированных сталей марок Х12М, ХВГ, X, ХГ и 9ХС.

Для уменьшения деформации протяжки обычно подвергают двум термическим обработкам: первой - после предварительной механической обработки и второй - после окончательной механической обработки.

Протяжки, изготовленные из рекомендованных марок сталей, обрабатывают в таком же порядке как и протяжки из стали Х12М, соответственно изменив температуры отжига и закалки.

Твёрдость режущей части протяжек из легированной стали Rc = 61-64, а передней части хвостовика Rc = 35-45.

Для всех марок стали при термической обработке протяжек следует выполнять следующие правила:

1. Протяжки при всех операциях (кроме правки) должны находиться в подвешенном состоянии.

2. Окончательный нагрев протяжек производить в соляных ваннах для малых размеров и в шахтных печах для больших. В случае отсутствия таковых и пользования горизонтальными печами нагрев производить на огнеупорных подставках, при этом протяжки, для обеспечения равномерного нагрева, необходимо периодически поворачивать вокруг своей оси.

3. Правку протяжек после закалки и отпуска производить в горячем состоянии.

4. Правку после очистки производить при подогреве сварочной горелкой до температуры отпуска.

5. При охлаждении во время закалки подвешенную протяжку перемещать вверх и вниз.

Напильники. Для изготовления напильников также применяется сталь 9ХС и кроме того углеродистая, легированная и малоуглеродистая стали с последующей цементацией.

Для закалки напильники нагревают в свинцовых и соляных ваннах и в камерных печах. Чтобы предохранить зубья напильника от обезуглероживания, применяют специальные обмазки, которые наносят на насечённую часть напильника. Эти обмазки содержат в себе науглероживающие и связывающие вещества.

Обмазанные напильники подсушивают возле печи и осторожно, чтобы не повредить обмазку, укладывают на огнеупорную подставку в печь. При нагреве в свинцовых ваннах надо обращать особое внимание на тщательное подсушивание напильников и медленное погружение их в ванну во избежание выплескивания свинца.

Предохранение от обезуглероживания обмазками имеет ряд отрицательных сторон:

1. Измельчение материалов, входящих в состав обмазки, и приготовление обмазки - очень трудоёмкие операции и требуют специального оборудования (мельниц, бегунов и пр.).

2. Обмазка при неосторожном обращении может частично обсыпаться и в этих местах зубья напильников не будут предохранены от обезуглероживания.

Значительно более простым и гарантирующим средством от обгорания зубьев является травление напильников в водном растворе кислот.

Состав раствора по объёму следующий: серной кислоты (концентрированной) 7%; азотной кислоты (концентрированной) 7%; воды 86%.

Напильники травят в растворе в течение 10-15 мин., затем сушат возле печи и нагревают под закалку. При нагреве следует придерживаться нижнего предела температур.

Напильники из легированной стали калят в масле; цементованные из углеродистых сталей - в воде (до полного охлаждения), а напильники из высокоуглеродистсй стали охлаждают в воде до 140-180° с последующей правкой в горячем состоянии и охлаждением на воздухе. Напильники при температуре 140-180° хорошо правятся деревянным молотком или в специальном приспособлении. Кроме того, медленное охлаждение напильников от температуры 140-180° уменьшает возможность возникновения трещин.

Охлаждать в воде следует только насечённую часть, а хвостовик замачивать после потемнения, чтобы он не принял закалку.

Напильники несимметричной формы следует перед закалкой изгибать в сторону, противоположную той, где образуется вогнутость, например, полукруглый напильник изгибается перед закалкой в сторону плоской грани. Цементованные напильники легко правятся в холодном состоянии. Отпуску напильники не подвергаются, а сразу же после закалки чистятся.

На заводах, имеющих соответствующее оборудование, очистку напильников производят на пескоструйных аппаратах. На заводах, где отсутствует специальное оборудование, очистку производят травлением в слабом растворе серной кислоты с последующим крацеванием проволочными щётками. После травления напильники промывают в проточной воде, высушивают и смазывают минеральным маслом, эмульсолом и пр. для предохранения от ржавчины.

Можно рекомендовать следующий способ предохранения напильниксв от ржавчины: тёртые белила, к которым подмешивают незначительное количество сажи, растворяют в бензине, и при частом помешивании раствора окунают в него напильники. При просушивании бензин быстро улетучивается и на напильниках остаётся слой светлосерой краски.

В случае, если хвостовик напильника окажется твёрдым, его после очистки отпускают в свинцовой ванне до твёрдости не выше Rc = 35.

Испытание напильников на остроту зуба производится следующим способом: стальной пластинкой, имеющей твёрдость не ниже Rc = 54, проводят плашмя по напильнику в направлении от носа к хвостовику. Пластинка должна прилипать к напильнику и иметь царапины. На напильнике не должно быть следов выкрашивания или смятия зубьев.

Проверку каждого напильника на твёрдость стальной пластинкой следует производить во время правки или выемки из воды. При таком методе контроля брак обнаруживается в самом начале его появления. Наличие трещин определяют ударом напильника о наковальню или металлическую плиту. При наличии трещин напильник издаёт глухой звук.

В случае, если в ряде напильников, особенно личных, после закалки одна сторона окажется мягкой, а другая твёрдой, причину брака следует искать в высокой твёрдости подкладки, на которой насекается напильник, так как при насечке зубья тупятся.

Для изготовления насадных и концевых фрез и спиральных свёрл применяют стали 85ХФ, 65Х, 6ХВ2С, ХГ, ХВ5, 9ХС, У8А и У10А.

Нагрев концевых фрез и свёрл для закалки лучше всего производить в соляных ваннах, а при их отсутствии в камерных печах.

Насадные фрезы закаливают полностью, а в концевых фрезах и спиральных свёрлах закаливают только рабочую часть. Хвостовую часть закалке не подвергают. Отпускают инструмент из углеродистой стали при температуре 220-260°, а из легированной стали при температуре 240-280°. Выдерживают в печи 20-60 мин. Требуемая твёрдость Rc = 56-58. Свёрла, режущие части которых затачивают напильником, отпускают при температуре 320-360°. Требуемая твёрдость Rc = 45-50.

Краткие обозначения:
σв	- временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа	ε	- относительная осадка при появлении первой трещины, %
σ0,05	- предел упругости, МПа	Jк	- предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
σ0,2	- предел текучести условный, МПа	σизг	- предел прочности при изгибе, МПа
δ5,δ4,δ10	- относительное удлинение после разрыва, %	σ-1	- предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа
σсж0,05 иσсж	- предел текучести при сжатии, МПа	J-1	- предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа
ν	- относительный сдвиг, %	n	- количество циклов нагружения
sв	- предел кратковременной прочности, МПа	R иρ	- удельное электросопротивление, Ом·м
ψ	- относительное сужение, %	E	- модуль упругости нормальный, ГПа
KCU и KCV	- ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см2	T	- температура, при которой получены свойства, Град
sT	- предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа	l и λ	- коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С)
HB	- твердость по Бринеллю	C	- удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)]
HV	- твердость по Виккерсу	pn иr	- плотность кг/м3
HRCэ	- твердость по Роквеллу, шкала С	а	- коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ), 1/°С
HRB	- твердость по Роквеллу, шкала В	σtТ	- предел длительной прочности, МПа
HSD	- твердость по Шору	G	- модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа

Хорошая сталь?

Приветствую всех!Подскажите пожалуйста нормальный нож будет из такой пилы?

Шухер 12-06-2013 21:33quote:нормальный ножвсмысле?djdfy29 12-06-2013 21:39

может камрад о катане задумался?

Деман 12-06-2013 21:39

Делал из подобной.Хозяину ножа нравится.У меня впечатления неоднозначные.Ржавеет,тупится быстрее чем ожидаешь.(Хим.оксидирование не делал,а зря).Но,в плюс-даже тупой(бумагу офисную практически не режет)деревяху грызет на ура.Все-только мое мнение,основанное на опыте,не более.

teppo 12-06-2013 21:46

Делал из такой пилы одно время. Мягковата.

nik ol 12-06-2013 21:54

Скорее всего 9хф или 6хф.

Udod 12-06-2013 22:19

Необходимо перекаливать. Весь деревообрабатывающий инструмент калят не слишком твердо,но сталь там хорошая.

kirsan_kaifat 12-06-2013 22:33

9хф c большой вероятностью 45-49 HRC

teppo 12-06-2013 22:46quote:Необходимо перекаливать.Эти полотна тонкие, перекаливать не очень удобно. Разве что короткие клиночки.46-rossi-46 13-06-2013 05:39

Va-78 13-06-2013 10:36quote: нормальный нож будет из такой пилы?да. Даем сведение потоньше, а угол - чуть больше. И все нормально работает. По мягкости не соглашусь - люблю такие ножи, чтобы формировать РК бархатным напильником и доводить тонким камнем. При правильном оттачивании ОК - хоть финки, хоть кухонники.Shyr3000 13-06-2013 12:24

Если позвалите - кину и я свои 5 копеек:на фото - пила для рамной пилы, твердость и сталь тут выше уже указывали 9ХФ, 45-49 HRC.ну а теперь главная засада: пила эта уже изрядно поработавшая, порядком отпущеная, поэтому выжать с нее даже 45 единиц будет очень затруднительно. только на перезакалку, а это танцы с бубнами.Сделал из такой пилы 4 ножа, ни один не годится даже картошку чистить.

ТЁМА Минск 13-06-2013 12:37

Носил такую пилу на твердомер. Показал 44 единицы, и ни единой более. Я сделал из неё мачете. Но, правда, дядечка уже месяца три, как не может забрать, так что отзыва пока нет. А один знакомый делал из такой пилы пару ножей, и при этом спуски хреначил напильником. Я, например, не понимаю такой мягкости для ножа.

steppehunter 13-06-2013 13:45

она случаем не цементируется? (тогда имеет смысл затачивать на одну сторону чтобы углеродистым слоем работать)

vlad27k 13-06-2013 14:16

зонная закалка спасет отца русской демократии цементировать не надо, по составу сталь нормальная

Shyr3000 13-06-2013 14:17quote:Originally posted by steppehunter:она случаем не цементируется? нахрена эти танцы. если есть возможность провести цементирование, тогда есть возможность провести закалку. а 9ХФ калится и так нормально [email protected] 13-06-2013 17:25

Может у7а или 6фх, сталь не очень, да и полотно тонкое, судя по фото.

Если не против,могу я одну и ваших фоток себе в тему вставить?Сразу свои пилы не сфотал,а теперь уже порезанные все.

46-rossi-46 14-06-2013 06:32quote:Originally posted by Nikolaich72:Если не против,могу я одну и ваших фоток себе в тему вставить?Сразу свои пилы не сфотал,а теперь уже порезанные все.Конечно,пожалуйста.Большой Бро 14-06-2013 11:54

Сталь хорошая, но нужно перекаливать, из нее резцы по дереву можно делать.

Я имел ввиду что она может быть изначально цементирована.

sergrussian 27-02-2014 21:08

IS90 27-02-2014 21:23

а толщина какая?

alex-wolff 27-02-2014 21:28

fazadmitrij 27-02-2014 21:33

делал из такой пилы ножики, только зонную закалку делал, только аккуратно надо греть, где то до вишневого цвета и обязательно в масло в воде треснет

roman1724 27-02-2014 22:39

amsis 27-02-2014 23:43

Есть похожые пилы с впаеными зубчиками, так они мягкие и тонкие, вот там метал не ахти. Некоторые может с ними мешают, там твёрдост маленкая, а ети что на снимках не один сезон брёвна пилят, так что метал - соответственно. ИМХО

5.8. Режимы закалки и отпуска

Твердость дереворежущего инструмента, работающего с большими скоростями резания должна быть не ниже HRCэ 58,7. 59. Для получения такой твердости разработаны режимы закалки и отпуска дереворежущего инструмента (табл. 9) [7].

Описание стали марки 9ХФ и ее использование

Описание стали 9ХФ очень примечательно для потребителей металлургической продукции, как и ее использование (применение). Внимание надо уделять характеристикам и расшифровке марки, ее термообработке. Правильно оценить сплав получится, если, кроме всего прочего, узнать способ получения стали и ее твердость, оценить режимы закалки.

Состав и расшифровка

Изготовление стали 9ХФ практиковалось уже много десятилетий назад, потому она довольно широко известна. Химический состав такой марки металла жестко задан по ГОСТ 5950, принятому в 2000 году. Содержание 0,9% углерода позволяет сделать заготовки тверже. За увеличение прочности отвечает марганец, вхождение которого будет от 0,3 до 0,6%. Хром, предотвращающий коррозию, вводят в количестве 0,4-0,7%.

А также в состав этого сплава входят:

молибден (его сравнительно немного, не более 0,2%);

ванадий (концентрация не менее 0,15%, максимум вдвое больше);

0,4% никеля (обеспечивающего вязкость при ударной нагрузке);

0,4% кремния (важная добавка с точки зрения прочности, раскислитель и верный помощник в удалении кислорода при плавке);

ряд иных примесей (присутствующих в очень малых количествах).

Способ получения стали 9ХФ довольно традиционен. Ее могут вырабатывать в мартеновских печах либо путем электрической плавки, либо в кислородных конвертерах. Методика делится на 3 ключевых стадии:

окисление примесей (лишающее их прежней опасности);

раскисление приготовленного металла.

Последняя стадия может делиться на два частных периода. Начинают с окисления углерода при одновременном поступлении раскислителей. Но окончательно раскисляют сталь в ковшах. Более современным и практичным решением является использование электрических печей. Для получения 9ХФ и прочих конструкционных инструментальных сталей предпочтительна углеродистая шихта.

Разливка расплава по изложницам ведется напрямую из ковша. Такой подход позволяет предотвратить трату металла на литники. Часто практикуется и сифонная разливка. При подобном варианте получают чистые слитки и могут одновременно наполнять несколько изложниц.

На многих предприятиях активно внедряют непрерывную разливку — такой метод наиболее продуктивен и перспективен.

Плюсы и минусы

Сплав 9ХФ довольно гибок и тверд. До 6 месяцев лезвие сохраняет первичную заточку. Разумеется, это свойство проявляется только при грамотном применении. Ценные характеристики металла не утрачиваются и при суровых морозах. Потому он может уверенно применяться в полярных районах европейской части России.

Допускается эксплуатация подобного металла также в условиях Сибири и дальневосточных районов. Этот материал комплексно легируют ванадием и хромом. Потому сопротивляемость коррозионным изменениям заметно выше, чем у других марок. Сталь 9ХФ довольно хрупка. Из-за низкой свариваемости сделать из нее какие-то сварные конструкции и элементы практически невозможно.

Характеристики и свойства

Превосходство по содержанию углерода на 50% по сравнению со сплавом 65Г позволяет стабильнее удерживать заточку. Введение ванадия снижает коробление при закалке. Такой легирующий элемент еще делает заготовки прочнее и придает им повышенную ударную вязкость. Индекс твердости режущих частей по шкале HRC колеблется от 60 до 62 единиц.

Несмотря на это, назвать готовые изделия хрупкими нельзя. Износостойкость 9ХФ делает ее вполне привлекательным выбором.

Аналоги

В России заменителями такого металла могут послужить родственные 9Х1 и 9ХС. Из более отдаленных аналогов советуют ХВГ и 7Н2МФА. В некоторых случаях можно пустить в ход и Св-01Х12Н6М. Выбирая среди заграничных металлов, стоит ориентироваться на:

L2 или 90Cr3 (Северная Америка).

Применение

Сочетание пластичности, твердости и стойкости к коррозии очень привлекательно. Оно и предопределяет, что этот сплав применяется в пилах и в иных столярных инструментах. Но на том область его использования не исчерпана. Она также охватывает создание ножей и матриц, технических штемпелей и кернеров. Даже пуансоны можно делать смело.

Зубья пил из 9ХФ практически не изнашиваются. Они стабильно остаются остры благодаря повышенной твердости. В прошлом такой сплав активно использовали для пилорам. Сегодня его часто применяют в изготовлении палашей и некоторых других типов холодного оружия. А тесаки с таким составом неоднократно демонстрировали свои отличные характеристики в полевых и походных условиях.

Термообработка

Нормализовать сплав 9ХФ надо при 870 градусах. Металлургический отпуск идет строго при 650 градусах. Когда такой материал начинают ковать, он должен быть разогрет до 1150 градусов. Завершают эту процедуру, опустив температуру на 350 градусов. Далее небольшие (с диаметром до 10 см) изделия остужают на открытом воздухе, а более крупные в ямах.

Твердость обработанного сплава принимается равной 241 МПа. По другой шкале это HB 10-1. Интерес со стороны практиков вызывают критические позиции Ac1 (700) и Mn (215 градусов). Флокеночувствительность готового продукта велика, отмечается также отпускная хрупкость.

После отжига обрабатываемость резанием весьма велика.

В завершение стоит указать еще на особенности закалки некоторых иных режимов. Изотермический отжиг идет в диапазоне температур 950-960 градусов в течение 1200 минут. Потом металл остужают вместе с печью до 350-400 градусов. Далее проводится отпуск при 700 градусах и 40-часовая выдержка с понижением температуры на 0,3 градуса за минуту. Другой подход:

Закалка ножа в домашних условиях

Много столетий назад, мастера-кузнецы задавались вопросом, твердости клинка. И многие из них понимали, что сталь после нагрева нужно быстро остудить. Дамасские мастера, закаливали сталь в ущельях, где дули сильные ветра. Они считали, что сила ветра передавалась клинку, и он становился упругим, твердым и не ломался.

Еще немного истории

Некоторые кузнецы использовали для этих целей мочу барана, собранную в течение трех дней. А другие применяли для такого процесса мочу мальчика, и он должен был быть непременно рыжим. Вот на какие хитрости шли мастера прошлого.

Кстати, применение мочи, можно частично оправдать, так как присутствие в ней солей, сопутствовало быстрому забору тепла у раскаленного металла.

Были даже довольно варварские методы закалки, раскаленный клинок вонзали между ребер раба, и считалось, что его сила переходила в металлическую заготовку. Хорошо, что те времена миновали. Но люди постепенно замечали, что если после нагревания металла, его поместить в соленую среду, качество и характеристики его улучшались.

Шло время, и было проделано тысячи способов до достижения положительного результата. Молодой ученый металлург Д. К. Чернов, работавший над этой проблемой в 1866 году, достиг немалых успехов в определении для каждого металла определенных значений.

Выбор стали для закалки ножа

Как известно, сталь это есть не что иное, как сплав углерода с железом. В них добавляются в небольших дозах добавки. Большую роль на качество будущего клинка они не играют. Важнейшим элементом является углерод. Добавки могут быть такие, как цинк, хром, молибден, кальций и т.д.

А вот чем меньше углерода в стали, она приобретает высокую прочность, но изнашивается быстрее и коррозия развивается быстрее. Для правильной закалки нужно обязательно знать состав будущего клинка. Лучше всего провести углеродный анализ стали.

Если будущее изделие будет, к примеру, из напильника или рессоры автомобиля. Закалка в данном случае просто необходима, тем более ковка такого металла подразумевает его обязательный нагрев. Проверить качество закалки, можно в домашних условиях, но он довольно «жестокий».

Нужно готовый клинок затянуть в тисках и начать постепенно гнуть его, и если излом клинка произойдет на отметке приблизительно в 45 градусов. Можно смело сказать – закалка была проведена верно. Но так следует сделать, после первой вашей самостоятельной закалки клинка, нужно хорошо запомнить весь процесс и повторить его заново.

Способы закаливания

Способов закаливания существует, по сути, 2 типа. На открытом огне и в печи. Но, к сожалению, в обычном костре поднять температуру выше 900 градусов, не получится. Тогда приходит на помощь печь.

Ее можно изготовить самостоятельно. Это довольно непростой процесс, но изготовив ее единожды, она прослужит вам достаточно долго. Тем более если вы начинающий мастер, она вам просто необходима.

В камере

Далее мы поговорим, как сделать самостоятельно муфельную печь для правильной термообработки заготовок, а сейчас просто и коротко опишем процесс закалки в ней, сталь клинка будет использована 50Х14МФ:

Прогреваем печь до нужной температуры, в данном случае 1070 градусов, и погружаем клинки в печь.
Загрузив клинок в печь, разогреваем печь опять до 1070 градусов, и при данной температуре начинается отсчет времени. Принцип прост: 1 минута 40 секунд, на каждый миллиметр толщины клинка.
По прошествии нужного времени, клинок вытаскивают и охлаждают на воздухе, в течение 15 минут под небольшим прессом.
Затем производится отпуск металла в духовке при 200 градусах.

При данном процессе сталь получает твердость в 56 HRC.

Но учтите, что в данном случае закалка происходила без погружения в жидкости. Для каждой стали свои условия закалки. И результат, которого вы хотите добиться, будет целиком и полностью зависеть от самого процесса.

На открытом огне

Способ, можно сказать, опробованный нашими предками и ему уже много лет. Чтобы правильно закалить сталь, без каких-либо точных измерительных приборов, так сказать «на глазок», нужна внимательность, и наберитесь терпения. Единственным способом проверки может являться магнит. Когда металл достигает определенного для него точки накала, так называемой точки Кюри, он перестает взаимодействовать с магнитом.

И еще один признак, это цвет самой заготовки, она должна стать темно-красной. Но также в процессе нужно следить, чтобы не появлялось синих или черных пятен, это говорит о перегреве. Заготовку стоит класть в угли, когда цвет пламени от них будет малиновый.

После того как деталь приобрела нужный оттенок и не магнитится, нужно аккуратно взять ее клещами и опустить в масло на 3-и секунды, и так нужно поступить несколько раз. С каждым разом удерживая заготовку в масле немного дольше. И в конечном этапе погружаем ее в воду.

Как изготовить камеру для закаливания металла

Понятно, что изготавливая такую камеру, к процессу лучше подойти серьезно, так как делать вы ее будете не на один день или раз. Попробуем кратко описать процесс изготовления такой камеры, также называют ее – муфельная печь.

Главное, правильно изготовить «тело» такой камеры, здесь прибегают к простому процессу. Будущая горловина изготавливается из любого бумажного твердого материала (типа картон), обмазывается огнеупорной глиной толстым слоем. Не забываем сделать тонкую прослойку парафина, между формообразующим бумажным материалом и глиной.
Вторым этапом, минимум сутки высушивается будущая камера, а затем помещается в духовой шкаф и прокаливается на невысокой температуре около 90-110 градусов по Цельсию. После этого этапа бумажную составляющую уже можно извлекать.
Окончательный обжиг конструкции происходит на открытом огне при температуре около 900 градусов, затем производится остужение при естественных условиях. Нужно дождаться полного охлаждения камеры.
После того как заготовка будет остужена, она приобретает свойства камня, становится очень жесткой как кирпич. К ней приделывают дверцы, открывающиеся по горизонтали.
Заключительным этапом можно назвать обматывание будущей печи проволокой из нихрома, диаметром сечения около 0,75 мм. На всю конструкцию потребуется около 18 метров. Для исключения короткого замыкания при обмотке обмазывать сразу лучше сырой глиной. В корпусе проделываем два отверстия, одно для термопары (измерять температуру), а второе для визуального контроля.

На этом, можно сказать, что печь для каления металла готова. Как видите, нет ничего сложного в изготовлении муфельной печи для дома.

Очень хорошо, если имеется печь для закаливания стали. Ее можно даже приобрести в специализированном магазине, но стоит удовольствие не дешево. Так как закалить нож в домашних условиях, не имея специальной муфельной печи? Выход есть и честно говоря не один.

Но для начала, нужно провести небольшие эксперименты, и подробно запомнить все ваши действия. Если результат окажется положительным, то эти же манипуляции можно производить с уже настоящей деталью.

Такой хитрый прием, поможет «набить руку» на небольших заготовках и приобрести навыки нагрева и охлаждения клинка. Нельзя забывать, что для разных сплавов, требуется разная температура и способы охлаждения, а иначе не избежать трещин и хрупкости заготовки.

Источник нагрева

В основном можно выделить несколько источников нагревания заготовки. Муфельную печь, лучше исключить, так как по всем экспертным оценкам – она самая лучшая в этом деле. Но мы попробуем оценить другие довольно распространенные приспособления для нагрева.

Кузнечный горн, довольно неплохо, справляется с накаливанием заготовок. Для такой цели может подойти паяльная лампа или пропановая горелка, способом проб и ошибок, можно достигнуть желаемого результата. Кстати, для этих двух вариантов, можно соорудить небольшую печь из огнеупорного кирпича, и процесс будет проще, а результат положительный.

Ну и последний, можно сказать, совсем неприемлемый источник нагрева, это газовая плита. Если хотите, что-то испортить воспользуйтесь этим вариантом.

Температурный режим

Как уже много раз говорилось, что каждая сталь требует определенной температуры. На производстве используют специальные термометры для контроля, но в быту можно использовать магнит (также выше говорилось).

Нельзя допускать темных пятен, это перегрев, что впоследствии испортит всю заготовку. Если у мастера достаточно опыта, то он может на глаз по цвету раскаленного металла определить, достаточно или нет, разогрета заготовка. Существует и такой метод закалки: нагревается трижды затачиваемая часть клинка до температуры в 285 градусов, а режущую часть только один раз, и до предельных 950-1000 градусов.

Режимы нагрева для каждой марки стали разные:

низкоуглеродистая сталь требует нагрева в пределах 757-950 °С;
стали с большим содержанием углерода достаточно и 680-850 °С;
а вот легирующие марки требуют от 850 до 1150 °С.

Существует целая таблица цветов, цветов каления. К примеру: коричнево-красный 580-650 °С, темновато-красный 780-830 °С или оранжевый 950-1000 °С. Так что будьте бдительны и не перекалите заготовку.

Охлаждение и отпуск

Для правильной закалки нужно выдержать правильный температурный режим при охлаждении. Нержавеющие сплавы предпочтительнее охлаждать в минеральном масле с присадками. А низколегированные стали, в водных растворах с солью, и другими добавлениями.

Существует много вариантов охлаждения:

клинки с двусторонними лезвиями, опускают сперва в масло, а затем в водный раствор;
трижды в масло опускают заготовки раскаленные докрасна, каждое погружение, по времени чуть дольше предыдущего. И только потом опускают в воду;
для придания упругости середине клинка прогревают эту часть, затем опускают в кипяток на 2 часа, а затем в ледяную воду.

При этих всех манипуляциях стоит учитывать, что в масле металл остывает в два раза быстрее. Заготовка, прошедшая закалку, для восстановления кристаллической решетки структуры метала, подвергают специальному процессу, который называется– отпуск. В процедуре этой нет ничего сложного: клинок нужно прогреть в течение пары часов. Для легированной стали 270-320 градусов, для простой 150-200 градусов.

Определение качества работы

Пройдя все вышеописанные этапы, хотелось бы узнать, что из этого выйдет. Как проверить качество проделанной работы, довольно просто:

заточки должно хватать надолго;
лезвие не должно сминаться или крошиться при соприкосновении с плотными материалами;
клинок должен иметь пластичность, изгибаясь – восстанавливать прежнюю форму;
нормальный инструмент, при регулярной заточке и постоянном использовании, должен прослужить не менее 10 лет.

Не забывайте, что настоящее мастерство приходит с опытом. А опыт, как известно – сын ошибок трудных.

Если не получилось с первого раза, или со второго, то проявите настойчивость – с десятого выйдет не хуже, чем у других. Изучайте материал, упражняйтесь и ваяйте истинную красоту.

Сталь 9ХФ

Инструментальная легированная сталь 9ХФ производилась ещё в СССР. Незнавшая конкуренции сталь применялась для изготовления инструментов, способных резать другие сплавы, и её качество никогда не ставилось под сомнение. Пилы из 9ХФ использовали на лесозаготовительных пилорамах. Сейчас производство этой марки налажено в Украине и России, но качество современных сплавов по многим параметрам уступает тем, что производились в советский период.

Характеристики

Сплав 9ХФ относится к высокоуглеродистым сталям, количество углерода в нём в 1,5 раза больше, чем в стали 65Г. Следовательно, эта марка лучше держит заточку.

Добавленный ванадий позволяет деталям при закалке меньше коробиться, а также способствует повышению прочности и ударной вязкости. Твёрдость режущей кромки достигает 60-62 HRC, при этом хрупкость изделия увеличивается незначительно.

Одно из присущих сплаву механических свойств – износостойкость. Правильная закалка позволяет добиться очень хороших результатов.

Плюсы

Сталь имеет высокую гибкость и твёрдость, долгое время (почти полгода) удерживает заточку лезвия при правильной эксплуатации (например, нежелательно рубить камни) и сохраняет свои свойства при низких температурах.

Это позволяет использовать изделия в условиях приполярных районов, на Крайнем Севере, в Сибири и на Дальнем Востоке.

Минусы

Из недостатков отмечают:

хрупкость материала;
плохая свариваемость (материал практически нельзя применять для сварных конструкций).

Благодаря комплексному легированию хромом и ванадием коррозионная стойкость выше, чем у некоторых других марок.

Химический состав

В соответствии с ГОСТ 5950-2000 в состав 9ХФ входят:

Углерод (С) – 0,9% (повышает твёрдость).
Марганец (Mn) – 0,3-0,6% (увеличивает прочность).
Хром (Сr) – 0,4-0,7% (защищает от коррозии).
Молибден (Mo) – 0,2% (даёт возможность закалки материала до высоких показателей HRC, увеличивает плотность).
Ванадий (V) – 0,15-0,3% (придаёт упругость, защищает от коррозии).
Никель (Ni) – 0,4% (добавляет ударную вязкость).
Кремний (Si) – 0,4% (увеличивает прочность, действует как раскислитель и дегазатор для удаления кислорода при плавке металла).

Подробно о составе в таблице:

Благодаря своей твёрдости, пластичности, коррозионным свойствам она заслужила признание. Из стали 9ХФ изготавливаются различные инструменты:

пилы;
матрицы;
штемпели;
пуансоны;
кернеры;
ножи.

Чтобы зубья пилы не изнашивались, и долго сохранялась их острота, сталь должны иметь твёрдость HRC не менее 43. Марка 9ХФ вполне соответствует этой характеристике.

В советские времена применялась в основном на пилорамах типа Р-63, имеющих свою специфику. Механизм состоял из целого комплекса пил. Такая конструкция была не очень удобна в обслуживании. Пилы ломались, при этом нужно было делать настройку всей пильной шкалы. Такой процесс был не очень быстрым, пилорама простаивала, на этот период лесозаготовка останавливались. Учитывая тот факт, что на лесоповале в СССР работали заключённые, простои мешали карьерному росту её начальников. К тому же приобретение и доставка новых полотен в таёжные дебри вызывали затруднение.

В истории есть любопытные факты. Настройка пилорам Р-63 доверялась заключённым с музыкальным слухом. Промышленные полотна из 9хф, имеющие одинаковый захват в раме, люфтили. При нормальных на первый взгляд стандартах и достаточном ресурсе происходили казусы из-за некачественно настроенных пил. Это не позволяло качественно точить полотно. Склонный к изобретательности и рационализаторству обслуживающий персонал под захваты устанавливал бритвочки, являющиеся своеобразным камертоном. Путём подбора одинакового звучания полотен пил в раме проводилась настройка натяжения полотен.

Это незаменимый помощник в походных условиях. Надёжность и долговечность тесака, сделанного из стали 9ХФ, подтверждена опытными экспертами по ножам. Заточку тестировали в полевых условиях. Нож выдержал все испытания, подтвердились все уникальные свойства стали.

Близки по составу и свойствам российские аналоги:

сталь ХВГ;
9Х1;
9ХС;
сталь 7Н2МФА;
сталь Св-01Х12Н6М.

Из зарубежных образцов можно порекомендовать немецкую сталь 1056, 90Cr3, L2 производства США, японскую SKC11 и B400 из Австрии.

Отзывы

Многие эксперты, которые на практике пользовались режущими инструментами из стали 9ХФ, говорят о её хорошем качестве.

При этом практики советуют калить материал с последующим отпуском.

Есть сравнения с аналогом 9ХС: у сплава 9ХФ лучше свойства упругости (при кручении, изгибе и т. д.), но, к сожалению, он проигрывает в износоустойчивости. Да и диапазон применения у него уже. Однако, опираясь на эти данные, нельзя утверждать, что какие-то образцы хуже, а какие-то лучше. Каждый вправе выбирать, какие инструменты подходят для тех или иных условий.

Основные правила закалки ножа в домашних условиях

Закалка металла – правило качественной термообработки ножа. Используемые сорта стали. Требования к нагревательной камере. Процедура закалки в домашних условиях: необходимые материалы. Особенности источников тепла. Охлаждение и отпуск заготовки.

Закалка металла – это технологическая процедура, цель которой заключается в придании материалу дополнительных эксплуатационных характеристик. Операция не отличается особой сложностью – при необходимости ее можно провести даже в домашних условиях.

Данная процедура относится к категории термической обработки металла. Для достижения положительного результата материал необходимо нагреть, а затем охладить в определенной среде. Температурные параметры зависят от типа металла.

Закалка ножа способна придать инструменту повышенную прочность. При соблюдении правил обработки это свойство сохраняется десятилетиями. Современный рынок предлагает потребителям широкий выбор ножей. По этой причине процедура закалки особо востребована, поскольку сейчас риск приобрести некачественное изделие очень велик. Кроме того, термообработку проводят домашние мастера, которые предпочитают изготавливать ножи самостоятельно.

Правила качественной закалки

Чтобы правильно закалить лезвие ножа или любого другого металлического инструмента, следует соблюдать определенные правила. В противном случае можно легко испортить клинок.

Суть термообработки металла заключается в его нагреве до определенной температуры, при которой происходит изменение структуры кристаллической решетки. Далее заготовку охлаждают в водяной или масляной среде.

Закалку выполняют для достижения следующих целей:

повышения твердости верхнего слоя изделия;
увеличения прочности;
повышения сопротивления на изгиб за счет снижения пластичности;
уменьшения веса при сохранении эксплуатационных параметров.

Существует множество методов закалки металла. Основные отличия зависят от следующих параметров:

степени нагрева;
скорости достижения рабочей температуры;
продолжительности термообработки;
скорости охлаждения.

Степень нагрева зависит от содержания в металле углерода и других примесей. В качестве единицы измерения закалки обычно используют максимальную температуру.

Лучшая ножевая сталь для каления

Чтобы результат термообработки соответствовал ожиданиям, следует узнать, из какого именно металла или сплава сделан нож. Это поможет подобрать оптимальные параметры для проведения рассматриваемой процедуры.

Самым распространенным материалом для режущих предметов является сталь – сплав железа с углеродом. Известно множество ее разновидностей, которые обладают своими достоинствами и недостатками. Например, нержавеющие сорта стали, которые характеризуются повышенным содержанием углерода и наличием дополнительных примесей, отличаются хорошими режущими свойствами и стойкостью кромки лезвия. Многие производители предпочитают использовать высокоуглеродистую сталь в качестве основного ножевого материала. Особой популярностью пользуется сорт 420 НС.

Стали с низким содержанием углерода отличаются высокой пластичностью и твердостью. Вместе с тем материал будет обладать низкой устойчивостью к износу и коррозии.

Ведущие производители в качестве базового сырья используют следующие сорта стали:

Ламинированная. Представляет собой сварной композитный материал. Сердцевину изготавливают из твердой высокоуглеродистой стали, которую снаружи покрывают более вязким и визуально привлекательным веществом. Например, дамаском.
Гомогенная. Противоположность многокомпонентным материалам. Это сталь с высокой однородностью, для производства которой применяют порошковые технологии.

Любителям самостоятельной работы можно посоветовать использовать в качестве заготовки обычный напильник. Можно применять отработанный инструмент со сточенной поверхностью – это совершенно не повлияет на качество будущего изделия. В качестве основного материала советских напильников использовалась твердая нелегированная углеродистая сталь У10, которая является отличным сырьем для изготовления ножа.

Требования к камере для закаливания

Камеру для закалки ножа можно изготовить из подручных материалов без особых вложений. Самая простая конструкция с хорошими функциональными качествами состоит из нескольких мягких кирпичей и пропановой горелки.

В качестве горючего материала можно использовать кислородно-ацетиленовую смесь. Она способна разогреть заготовку до 2800 °C, что практически в четыре раза превышает аналогичный показатель пропана. Некоторой сноровки требует регулировка интенсивности пламени. Единственный недостаток смеси – очень высокая стоимость.

Главное в горне – выбор кирпичей из нужного материала. Они должны быть изготовлены из огнеупорной глины. Это залог длительной работы всей конструкции. Если вы планируете закалять ножи большой длины, можно сделать горн на полтора или два кирпича.

При выборе горелки на пропане следует обращать внимание на наличие регулирующего клапана. Это позволит подбирать оптимальный температурный режим, исходя из размеров и типа ножа.

Отверстие для нагревательной камеры можно выполнить обычным сверлом. Огнеупорные материалы не отличаются высокой твердостью, так что эта процедура не отнимает много времени. Кроме того, необходимо выполнить боковое отверстие для пламени горелки. Следует помнить, что сопло должно располагаться на расстоянии 2–3 см от края кирпича.

С помощью такой конструкции можно быстро и удобно нагревать ножи небольшого размера. Альтернативные источники тепла будут рассмотрены ниже.

Процесс закалки ножа в домашних условиях

Рассматриваемая процедура не особо сложная, поэтому научиться закаливать ножи в домашних условиях сможет даже человек без опыта подобных работ.

Для проведения термообработки понадобятся:

две емкости, в одной из которых вода, а в другой – масло;
источник тепла;
клещи или инструмент с аналогичными функциями;
заготовка.

Нож можно закалить даже на обычном костре. Заготовку кладут на раскаленные угли, где она нагревается до нужной температуры. При этом необходимо обратить внимание на пламя. Белый цвет указывает на высокую температуру. В этом случае высок риск перегрева заготовки. Как показывает опыт, оптимальный цвет для выполнения обработки – малиновый. В процессе нагрева наблюдайте за лезвием: на его поверхности не должны появляться черные или синие пятна. Это свидетельствует о том, что процесс протекает с нарушениями технологии.

После того как нож приобретет равномерный темно-красный оттенок, его достают из огня с помощью клещей и опускают в масло. Это действие необходимо повторить 3–4 раза. Длительность первого погружения не должна превышать 3 секунд. По мере остывания лезвия интервал постепенно увеличивают. Данную процедуру следует выполнять четко и быстро, без лишних движений.

Последний этап – опускание заготовки в воду. Соблюдайте осторожность: при контакте с жидкостью частицы масла могут загореться или начать брызгаться.

Выбор источника тепла

Закалка ножа – ответственная процедура, успех которой во многом зависит от выбора источника тепла. Как было написано выше, открытый огонь или горн из мягких кирпичей неплохо справляется со своими функциями. Сейчас мы рассмотрим еще одну рабочую конструкцию, которая также заслуживает внимания.

Речь идет о муфельной печи. Она позволит нагреть нож до необходимой температуры по заданному графику. Для сборки конструкции понадобится глина, обладающая огнеупорными свойствами. Из нее делают камеру нагрева и стенки печи. Приблизительные размеры приспособления:

длина – 200–220 мм;
ширина – 100–120 мм;
высота – 70–80 мм;
толщина стенок – 10 мм.

В первую очередь следует сделать каркас из картона с парафиновой пропиткой, которая предотвратит прилипание глины к стенкам. Печь и дверцу лепят отдельно. В процессе выполнения работ нужно учесть возможность усадки материала. Кроме того, важно, чтобы в стыках отсутствовали полости.

Заготовки должны сохнуть в естественных условиях. Для удаления остатков влаги их прокаливают в печи при температуре 90–100 ºC. Окончательный обжиг выполняют при 900 ºC. Охлаждение должно протекать медленно. Для этого заготовки оставляют в печи до полного остывания.

Термоэлемент проще всего изготовить из нихромовой проволоки, сечением 0,75 мм и длиной 18 м. Обмотка должна быть ровной, без соприкосновений витков между собой.

Во избежание межвиткового замыкания следует промазать обмотку сырой глиной.

В завершение рекомендуют выполнить в корпусе два отверстия. Первое необходимо для установки термопары, а второе – для визуального контроля над закалкой ножа.

Температура нагрева

От соблюдения температурного режима зависит качество обработки ножа. Недостаточный нагрев ведет к неполной закалке. В результате не образуется мартенситной структуры или остаются участки феррита в зависимости от типа стали. Это приводит к снижению твердости ножа.

Аналогичный результат возможен в случае «подстуживания» заготовки. Это значит, что деталь нагрели до заданной температуры, однако в процессе переноса изделия из печи в закалочный бак прошло много времени. Такое случается при закалке ножей небольшого размера, особенно при значительной удаленности емкости с жидкостью.

Перегрев заготовки ведет к деформации изделия или появлению трещин. Для справки приведем рабочую температуру закалки отдельных сортов стали:

низкоуглеродистая – 730–945 ºC;
легированная – 850–1150 ºC;
высокоуглеродистая – 678–851 ºC.

Охлаждение и графитовая закалка

При значительной толщине режущей кромки ножа можно прибегнуть к методу закалки графитом. Этот способ также подходит для повышения качества самоделок, изготовленных из подручных инструментов. Суть метода заключается в закалке ножа через графитовую стружку.

Охлаждение заготовки – важный этап обработки. Особенности процедуры зависят от типа ножа. Например, низколегированную сталь охлаждают в воде. Для ножей из нержавейки используют минеральное масло со специальными присадками.

Процедура отпуска

После термической обработки в структуре ножа накапливаются внутренние напряжения. Они негативно влияют на эксплуатационные качества, снижая прочность, твердость и упругость. Для устранения внутренних напряжений выполняют отпуск металла. Эта процедура начинается с нагрева ножа до пластичности материала.

Основное отличие от закалки заключается в методе охлаждения. Процедура протекает в естественных условиях, без резких перепадов температуры.

Для достижения наилучших результатов рекомендуют выполнять отпуск в муфельной печи. В ней процедура охлаждения будет протекать плавно.

Для проверки качества обработки рекомендуем использовать обычный напильник. При недостаточной обработке изделие будет липнуть к нему, а кромка лезвия согнется. В этом случае можно попробовать спасти изделие путем повторного отжига и закалки.

Некоторые считают, что наилучший эффект достигается при использовании сургуча и скипидара.

А вы пробовали выполнять закалку ножа самостоятельно? Какой метод обработки вы считаете наилучшим? Напишите ваше мнение в блоке комментариев.

Читайте также: