Таблица закалки сталей для ножей

Обновлено: 02.05.2024

Приветствую Уважаемое Собрание!
Наконец дошли руки сделать нормальный перевод рекомендаций Bohler-Uddeholm по режимам Термической Обработки(ТО) некоторых их ножевых сталей.

Данные краткие рекомендации по режимам термической обработки даны самим производителем. Более детальные инструкции Вы сможете найти в даташитах на каждую конкретную сталь.
Все упомянутые ниже стали должны быть нагреты до температуры аустенизации по следующим типичным схемам:
- нагрев до 650-700С и 15 мин выдержка на этой температуре;
- нагрев до 815-870С и 15 мин выдержка на этой температуре.
Все упомянытые ниже стали необходимо быстро охладить после нагрева и выдержки на температуре аустенизации для чего лучше использовать охлаждение между двух алюминиевых пластин с охлаждением последних подачей или отсосом воздуха давлением/вакуумом в 4 бар(но подойдет и масло разагретое до 70-80С).
Сразу после закалки для большинства упомянутых ниже сталей необходима криообработка при -84 или -184С в течении минимум 2-ух часов (что позволяет добрать 1-2 ед. твердости(далее и выше по тексту мои примечания в скобках)). Исключение криообработки для некоторых упомянутых ниже инструментальных сталей связано с необходимостью проведения высокого отпуска(на вторичную твердость) для завершения их термообработки.
Для завершения термической обработки необходимо минимум два отпуска по 2 часа каждый, если не указано иное.
Для нержавеющих сталей производитель рекомендует выбор режимов низкого отпуска, если приоритетна высокая коррозионная стойкость после закалки. В полных даташитах на стали указаны альтернативные режимы термической обработки(как правило на повышенную износостойкость).

Сергей Буров(Burchitai), Екатеринбург:
Все порошковые стали - нагрев в нержпакете, сразу на рабочую температуру, никаких промежуточных подогревов.

НЕРЖАВЕЮЩИЕ СТАЛИ..
BOHLER N680
1095С, 20 мин выдержки, крио, 2 отпуска на 177С, HRC 56-58.
BOHLER N690
1071С, 20 мин выдержки, крио, 2 отпуска на 185-199С, HRC 59-61.
UDDEHOLM ELMAX
1149С, 15-20 мин выдержки, крио, 2 отпуска на 199-249С, HRC 60-62
или
1085-1098С, 30 мин выдержки, крио, 2 отпуска на 199-249С, HRC 57-58.
Сергей Буров(Burchitai), Екатеринбург:
Термоциклическая обработка(ТЦО):
1010?C- выдержка 10 минут - воздух
960?C - выдержка 10 минут - воздух
890?C - выдержка 10 минут - воздух
1120C, 20 мин выдержка, охлаждение в масле, 5-10 мин крио в жидком азоте, далее прогрев в водопроводной воде, 2 отпуска по 2 часа на 170-180С, HRC61-62.
BOHLER M390 MICROCLEAN
1149С, 20-30 мин выдержки, крио, 2 отпуска на 199-249С, HRC 60-62.
Phil Wilson:
Предварительный нагрев до 844С и выдержка 10-15 мин.
1160С, 30 мин выдержка, охлаждение в струе сжатого воздуха до комнатной температуры(HRC62-63), 4 часа крио в жидком азоте (HRC63-64), 3 отпуска по 1 часу на 205С, HRC61
Сергей Буров(Burchitai), Екатеринбург:
Нагрев 1150 ?C в нержпакете, 30 минут выдеждки, охлаждение на воздухе заготовок, поставленных на обух, крио без выдержки с охлаждением до температуры жидкого азота, 2 отпуска по 2 часа 180 ?С, HRC62. 63, если нужна вязкость повыше, 2 отпуска по 2 часа 230 ?С, HRC61
2SAV(отсебятина)(подробно смотри пост номер 27)
Цель: максимальная твердость, "на вторичку".
1. 845С, выдержка 10мин после выравнивания температуры.
2. Аустенизация 1160С, выдержка 20-30мин после выравнивания температуры.
3. Охлаждение в масле.
4. Криообработка -80*С, 3 часа.
5. 2 отпуска по 2 часа при 520*С (второй отпуск сделан через ночь)

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СТАЛИ..
BOHLER K110, D2
1066С, 30 мин выдержки, крио, 2 отпуска на 204-260С(но я бы не стал превышать 250С), HRC 60-61.
Сергей Буров(Burchitai), Екатеринбург:
1060C, 25 мин выдержка, охлаждение в масле, 2 отпуска: первый - 2 часа на 520С, второй - 3 часа на 485С, HRC62
или
1030С, . мин выдержка, охлаждение в масле, 1 отпуск по 1-1,5 часа на 260-280С, HRC59-60(максимальная ударная вязкость)
или
1030С, . мин выдержка, охлаждение в масле, 1 отпуск по 1-1,5 часа на 230С, HRC61
BOHLER K294 (PM A11) MICROCLEAN
1177С, 30 мин выдержки, 3 отпуска на 527С, HRC 62-63.
Phil Wilson:
Предварительный нагрев до 838С и выдержка 10-15 мин.
1171С, 30 мин выдержка, охлаждение в струе сжатого воздуха до комнатной температуры(HRC65), 2 часа крио в жидком азоте(HRC65), 3 отпуска по 2 часа на 538С, HRC63
BOHLER K390 MICROCLEAN
1177С, 30 мин выдержки, 3 отпуска на 549С, HRC 62-64.
Сергей Буров(Burchitai), Екатеринбург:
1100C, 30 мин выдержка, охлаждение на воздухе для заготовок в обухе 3мм и менее,если более, то сжатый воздух или масло, 2 отпуска по 3 часа первый на 500С, второй на 475, HRC63-64.
UDDEHOLM VANADIS 4 Extra
1099С, 30 мин выдержки, 2 отпуска на 560С, HRC 61-62
или
1149С, 15 мин выдержки, 2 отпуска на 538С, HRC 63-65.
UDDEHOLM VANADIS 10 SUPERCLEAN
Сергей Буров(Burchitai), Екатеринбург:
1040C, 30 мин выдержка, охлаждение в масле, 2 отпуска по 2 часа: первый на 490С, второй на 470С, HRC64-65.

В планах переводы рекомендаций по режимам ТО известных в ножевых кругах людей любезно предоставляемых ими на разных форумах, а также публикование своего скромного опыта по ТО.
Если данная тема будет наполняться информацией по другим маркам сталей и Вашим собственным опытом ТО я буду переносить ее в первый пост с указанием параметров и источника. Позже можно будет сделать табличку в excell и выложить ее на всеобщее обозрение и пользование.
Также, надеюсь , что местные производители клинков и поковок будут делиться своими удачными, секретными режимами ТО.
Ну, а если интереса не будет, то и ладно.

Сопалатники, убедительная просьба не наполнять тему флудом типа: "Важная\нужная тема и проч.", пользуйтесь закладками, чтобы не терять важных тем. Все посты не относящиеся к тематике темы будут нещадно удаляться.
Есть вопросы, милости прошу, если не сам отвечу, то уверен, что найдутся те, кто не оставит Ваш вопрос без внимания. СПАСИБО.

О термообработке ножей.

Практически каждому человеку известно, что сталь требуется закаливать. Способность сплава железа с углеродом после соответствующих термических операций приобретать повышенные твердость, упругость и прочность зависит от процентного содержания углерода. Чем выше содержание углерода, тем легче сталь принимает закалку. Нижний порог лежит в пределах 0,3–0,4 %. При этом наличие или отсутствие, каких бы то ни было легирующих добавок, почти не влияет на результат, поскольку такие присадки служат в основном для выравнивания и уплотнения кристаллической структуры, уменьшения «зерна» и придания дополнительной вязкости и стойкости к растрескиванию, увеличению коррозионной стойкости.
Грубо говоря, закалка есть процесс нагрева стали до высокой температуры порядка 750–1150 °C с последующим резким охлаждением, чтобы произошедшие фазовые превращения не успели вернуться к исходному состоянию. Разумеется, температуры нагрева, охлаждающая среда и прочие тонкости для каждой конкретной стали сугубо индивидуальны.
В давние времена любой нагрев мог производиться только в угольном горне с дутьем, и, как мы уже знаем, это предотвращало выгорание углерода из заготовки, а порой даже повышало его содержание. Опытный кузнец легко регулировал процесс, перемещая клинок выше или ниже в слое угля, угадывая притом температуру исключительно «на глаз», для чего в кузнице всегда стоял отнюдь не случайный полумрак.
На деле это не так сложно, умение автоматически приходит с опытом, но не зря во все века профессия кузнеца считалась загадочной, окруженной многочисленными мистическими проявлениями, не зависящими от видимых реальных причин. Интуитивное чутье и элементарная удача всегда предъявляли большие права на конечный результат, нежели пунктуальное соблюдение технологической цепочки. Достаточно сказать, что по сей день у легендарных японских мастеров, которых в стране считанные единицы, почти 50 % клинков уходит в брак именно на стадии закалки, несмотря на талант, полувековой стаж и немыслимый опыт. Современного термиста могут насмешить подобные цифры, однако создание превосходного клинка все же отличается от налаженного конвейера закалки каких-нибудь шпилек или метчиков. Безусловно, массовое производство охотничьих, туристских, боевых и бытовых ножей также обходится минимальным процентом брака.
Полный цикл термической обработки включает, помимо закалки, целый ряд категорически обязательных процессов, каждый из которых решает свою задачу и совершенно необходим. Применительно к ножам такая цепочка выглядит следующим образом:
• ковка;
• отжиг;
• формообразующая обработка (шлифовка);
• отжиг;
• правка остаточных искривлений;
• закалка;
• отпуск.
Хотелось бы обратить особое внимание на операцию отжига, весь тайный смысл которой станет понятным из дальнейших объяснений.
Отжиг — медленное охлаждение раскаленной детали. Выравнивает кристаллическую структуру, снимает внутренние напряжения, измельчает зерно, ликвидирует последствия перегрева, улучшает механические свойства стали.
Закалка — форсированное охлаждение раскаленной стали. Измельчает структуру, повышает твердость, прочность, износоустойчивость.
Отпуск — производится немедленно после закалки путем нагрева стали до температуры 150–550 °C (зависит от марки стали) и охлаждения на воздухе, в масле или воде. Снимает внутренние напряжения, повышает пластичность без заметной потери твердости, стабилизирует кристаллическую структуру.
Например, японские мастера, перед тем как отдавать закаленный и отпущенный клинок для финальной шлифовки и полировки подвергали его дополнительной операции, именуемой старение. При этом изделие нагревают до 110–200 °C, выдерживают пару часов и дают остыть. Цикл повторяется до десяти раз. Это окончательно стабилизирует структуру клинка и его геометрические формы. Для короткого оружия старение будет лишней роскошью, но мечу не повредит.
Механические свойства некоторых сталей значительно улучшаются после обработки холодом (разумеется, если сталь уже закалена) в диапазоне температур от –20 °C до охлаждения в жидком азоте. Но эта операция применима только к редким легированным маркам сталей, например ELMAX, VANADIS 10, K340, D2, и требует скрупулезного соблюдения режима времени и прочих тонкостей технологического процесса. Существует мнение, подтверждаемое также исследованиями, что в Древней Руси бытовала традиция изготовления, так называемого харалуга (разновидность литого булата), изделия из которого приобретали фантастические свойства, только будучи изготовлены в особо холодные зимы с температурами ниже 30 °C, при которых и происходили соответствующие кристаллические изменения.
Нет смысла приводить здесь обширную таблицу режимов ковки и термической обработки изрядного перечня сталей, пригодных для выделки клинков. Однако можно попытаться дать некий минимальный объем информации, применение которой ничем плохим не грозит, являясь своего рода универсальным рецептом на все случаи жизни. Итак, температура ковки практически всех сталей лежит в пределах:
Начало ковки — 1100–1200 °C.
Конец ковки — 750–900 °C.
Если заготовку нагреть свыше 1200 °C, то она сожжется, а попытки стучать по остывшей, ниже 750 °C заготовке приведут к ее растрескиванию.
Закалочная, отпускная и прочие температуры были приведены выше. Но повторимся, для получения качественного результата требуется точное соблюдение индивидуальных режимов.
Относительно охлаждающих сред рецепт таков: все углеродистые стали калят в воде, а легированные — в масле. Понятно, что вода стремительно отбирает тепло, поэтому скорость охлаждения в ней высока. Масло действует мягче и постепенней. В принципе, высокоуглеродистую сталь можно закалить и в масле, а низколегированную — в воде, но результат будет средним. Чаще всего такие попытки приводят к недокалу первой и растрескиванию второй. Опытные мастера, играющие на тонких оттенках процесса, регулируют скорость охлаждения посредством различных добавок. Соответственно, жидкое трансформаторное или машинное масло охлаждают заготовку интенсивнее, нежели более густые сорта. Диапазон огромен, и всякий специалист всегда имеет собственные, обычно интуитивные, секреты и наработки в этом деле.
Следует иметь в виду, что только жидкость создает условия для равномерного и форсированного охлаждения клинка. Попытки засунуть раскаленную железку, скажем, в сугроб, обречены на провал — мгновенно возникшая паровая подушка надежно изолирует металл, и он довольно медленно остынет, не приняв закалку. Вместе с тем отдельные марки высоколегированных сталей успешно калят, охлаждая детали в струе воздуха, но — предварительно нагревая до 1050–1100 °C.
Очень важным, если не сказать принципиальным, является способ погружения клинка в закалочную среду. Для заготовок разной формы он различен, хотя и предстает перед нами всего в двух вариантах: прямые обоюдоострые клинки опускают в жидкость строго вертикально, отвесно, а односторонние клинки (независимо от кривизны и длины) — наклонно, острием вниз и вперед, лезвием книзу. При этом первым соприкоснувшееся с жидкостью лезвие мгновенно охлаждается и приобретает высокую твердость, а само тело клинка (особенно спинка) остается более пластичными. Здесь крайне важно соблюдать вертикальность плоскости клинка, так как малейший завал вбок приведет к неминуемому искривлению. Некоторые виртуозы так четко чувствуют динамику температурного режима, что ловко извлекают заготовку из ванны в тот самый момент, пока остаточное тепло не ушло окончательно, успевая свершить процедуру отпуска. Само по себе погружающее движение должно быть решительным, быстрым и плавным, без робости и судорог. Японцы тысячу лет назад поняли, что дух мастера переходит в металл в момент соединения стихий огня и воды, и оттого, каков это дух, зависит красота изделия. А с точки зрения современной технологии малейшие перемещения клинка в жидкости приводят к неравномерности охлаждения, следствием чего станут неисправимые искривления.
Относительно последних стоит подчеркнуть, что их появление обязано многим факторам, большинство из которых вполне поддается нашему контролю и устранению. Так, пустив клинок в закалку непосредственно после механической обработки, мы обязательно получим ту или иную кривизну. Для того-то и следует неукоснительная процедура отжига, снимающего все внутренние напряжения как основную причину искривлений. Если равномерно нагреть предварительно отожженный клинок по всей длине, а затем спокойно и решительно погрузить его в закалочную среду, не бултыхая и не вертя им в глубине, то извлекая, получим замечательно ровный и отменно твердый клинок, кинжал и так далее. Нам останется вооружиться терпением, чтобы неторопливо отшлифовать, отполировать и заточить желанный предмет. Но о способах того, другого и третьего поговорим в других статьях.
Данная статья не претендует на научный труд по термообработке. В этой статье мы пытались кратко рассмотреть процесс термообработки, применяемый при производстве ножей. Нужно сказать, что термообработка сталей и закалка ножа своими силами может привести к плачевным результатам и попросту выброшенным на ветер деньгам, поэтому мы рекомендуем доверять термообработку клинков мастерам Кузницы «Коваль».
При производстве клинков для ножей в нашей кузнице, используется современное оборудование для термообработки. Это гарантирует, что ножи Кузницы «Коваль» прослужат вам долго и не подведут.

Таблица закалки сталей для ножей

Термообработка металла

Журнал "Моделист-конструктор", №5 за 1994 г., с.24

А. Виноградов

ТЕРМООБРАБОТКА МЕТАЛЛА

Моделистам постоянно приходится сталкиваться с необходимостью повысить прочность и твёрдость металла или инструмента, а иногда, наоборот, сделать металл более мягким, легче поддающимся обработке. Этого можно достичь термическим воздействием, заключающимся в нагреве материала до определённой температуры с последующим быстрым или медленным охлаждением.
Нагревание деталей, конечно, удобнее всего производить в электрических муфельных печах; но можно использовать и паяльные лампы, бензиновые и газовые горелки и даже конфорки домашних газовых плит - для нагрева мелких деталей.
Важнейшим условием правильной термообработки сталей является подбор необходимого температурного режима в зависимости от марки стали. Но ввиду того, что в свободной продаже имеется ограниченное число марок стали, приходится в основном использовать либо вторичное сырьё, либо изготавливать одни инструменты из других.
Маркировки углеродистой стали обыкновенного качества обозначаются двумя буквами и цифрой (Ст.1 - Ст.7). Цифра в данном случае показывает примерное содержание углерода в сотых долях процента.
В марках углеродистых качественных сталей - конструкционных (сталь 30; сталь 45) и автоматных сталях (А12; А30) цифры также показывают примерное содержание углерода в сотых долях процента. Наиболее широкоприменяемые стали - инструментальные (У7; У8; У8А; У10А…) - цифра в их маркировке означает содержание углерода в десятых долях процента; буква А в конце марки показывает, что в этих сталях пониженное содержание вредных примесей.
Легированные стали маркируются буквами и цифрами. Буквы обозначают наличие в стали одного или целой группы легирующих компонентов: В - вольфрам; Г - марганец; К - кобальт; М - молибден; Н - никель; С - кремний; Ф - ванадий; Х - хром; Ю - алюминий. Например, сталь марки 65Х13 имеет в своём составе 0,065% углерода и 0,013% хрома.
Наиболее ходовые марки сталей для изготовления инструмента приведены в таблице 1.

Инструмент

Марка стали

Зубила, отвёртки, топоры, клейма для стали
Пуансоны, матрицы, пробойники, стамески
Керны, деревообрабатывающий инструмент
Молотки, кувалды, гладилки, плотницкий инструмент
Метчики
Надфили
Напильники
Ножовочные полотна станочные
Ножовочные полотна ручные
Ножовки по дереву
Ножи фуговальных станков
Пилы циркулярные
Пилы лесопильных рам
Плашки
Полотна лучковых пил
Пилы поперечные
Пилы продольные
Резцы для твёрдых металлов
Резцы токарные и строгальные
Свёрла спиральные по дереву
Свёрла по металлу
Фрезы

У7А
У8; У8А
У10; У10А
У7
У11; Р9; 9ХС
У10 - У12
У10 - У13; ШХ6
Р9; Р18; ШХ15
У8 - У12
У8ГА
9Х5ВФ
85ХФ
85ХВ
9ХС
У8ГА; 85ХФ
У8ГА; У10
85Х
У13; У13А
У10; У10А
9ХС; 9Х5ВФ
Р9; Р18
Р9; Р18

Термическая обработка стали разделяется на закаливание, отпуск и отжиг.
Закаливание стали применяется для повышения её твёрдости. Мягкие малоуглеродистые стали (Ст.25) и "железо" (Ст.10; Ст.20) не калятся; углеродистые (сталь 45; сталь 50) и инструментальные (У8; У9; У10; У10А и другие) увеличивают свою твёрдость при закалке в три-четыре раза.
Процесс закаливания состоит в нагревании стали до температуры калки (для каждой марки своя) и в быстром охлаждении в масле или воде. Температурные режимы закалки приведены в таблице 2.

Марка	Закалка C°	Отпуск C°	Отжиг C°	Охлаждающая среда для закалки	Охлаждающая среда для отпуска
У7; У7А У8; У8А У10; У10А У11; У11А У12; У12А У13; У13А У8ГА Р9 Р18 ШХ6 ШХ9 ШХ15 9ХС 9Х5ВФ 50ХГА 60С2 60С2ХА 65С2ВА 85ХВ	800 800 790 780 780 780 800 1250 1300 810 830 845 860 950 840 870 870 850 830	170 170 180 180 180 180 180 580 580 200 280 400 170 270 315 325 315 330 250	780 770 770 750 750 750 770 860 860 780 780 780 730 800 810 840 840 820 790	вода вода вода вода вода вода вода масло масло масло масло масло масло масло вода вода вода вода вода	вода, масло вода, масло вода, масло вода, масло вода, масло вода, масло вода, масло воздух в печи воздух в печи воздух воздух воздух воздух воздух воздух воздух воздух воздух воздух

В домашних условиях, при отсутствии приборов температуру нагрева приближённо можно определить по цвету. Для ориентации цвета каления стальных изделий в неосвещённой солнцем комнате приведены по порядку их появления в зависимости от температуры (в °С):
тёмно-коричневый (заметен в темноте) 530-580
коричнево-красный 580-650
тёмно-красный (вишнёвый) 650-730
вишнёво-красный (багровый) 730-770
вишнёво-алый 770-800
светло-вишнёво-алый 800-830
ярко-красный 830-870
красный 870-900
оранжевый 900-1050
тёмно-жёлтый 1050-1150
светло-жёлтый 1150-1250
жёлто-белый 1250-1300
ослепительно белый св. 1300.

В закалённом состоянии сталь обладает большой твёрдостью, но вместе с тем и хрупкостью. Чтобы придать ей вязкость, производится отпуск стали после закалки. Для этого её нагревают до температуры 220-300°С и медленно охлаждают в воздухе. Твёрдость стали при этом несколько уменьшается, структура её изменяется, и она становится более вязкой. Меняя температуру отпуска, можно получить разные механические свойства. При нагреве стали на воздухе её поверхность окрашивается в различные цвета, называемые цветами побежалости. Каждый цвет побежалости соответствует вполне определённой температуре и может служить указателем для определения степени нагрева при отпуске стали. Термические режимы и соответствующие им цвета побежалости приведены в таблице 3.

Инструмент	Температура отпуска, C°	Цвет побежалости
Свёрла перовые, плашки, матрицы и пуансоны, фрезы Резцы, метчики, полотна ножовок, лобзики, центры Кусачки, стамески, ножницы по металлу, зубила Молотки слесарные и медницкие Матрицы и пуансоны вытяжные Ролики для накаток Перки столярные, железки рубаночные, отвёртки, обжимки Долота столярные, ножи, призмы разметочные, державки резцов Ключи гаечные, пассатижи, круглогубцы, плоскогубцы Полотна пил по дереву	200 225 240 255 265 275 285 295 310 325	светло-соломенный светло-жёлтый соломенно-жёлтый коричнево-жёлтый красно-коричневый пурпурно-красный фиолетовый ярко-синий светло-синий серый

Отпуск выполняется следующим образом: стальную деталь зачищают в каком-нибудь месте до блеска, помещают в огонь и следят за появлением цветов побежалости. Отпуск закалённой детали должен быть проведён в течение 24 часов после её закалки.
Отжиг стали служит для выполнения задачи обратной закалки в случаях, когда закалённую деталь требуется обработать режущим инструментом, согнуть или разрезать. Отжиг стали заключается в нагревании её до температуры 800-900°С с последующим медленным охлаждением. После отжига сталь легко поддаётся обработке.

Подписная научно-популярная серия "Сделай сам" (издательство "Знание"), №1 за 1990 г., с. 88, 89.

Отжиг цветных металлов. При обработке цветных металлов (чеканка, выколотка и др.) иногда приходится снимать напряжения, возникшие при обработке. Для этого необходимо отжечь заготовку. Отжиг цветных металлов проводят при следующих температурах:

Как закалить сталь для ножа

Это дебетовая карта - это не кредитка! Реально уникальное предложение - обслуживание подобных карт в основных банках 1-3к руб в год. Карта конечно с кэшбэком. Зарабатывайте деньги, а не бонусы! P/S Кому надо нормально кредит наликом - найдёте после статьи.

Практическая область применения ножей предусматривает их соответствие определенным качественным характеристикам, без которых такое изделие превратится в памятный трофей, висящий на стене в гостиной. Наибольшее значение для комфортного и длительного пользования имеет качество и свойства клинка ножа. Поскольку его прямой задачей является нарезание, то он должен соответствовать следующим показателям:

твердость клинка. Это одно из основных свойств, которое представляет собой способность лезвия ножа к сопротивлению проникновения другого металла. На практике, изделия высокой твердости хорошо держат заточку, не ломаются от силового бокового давления, не деформируются. Измерить данный показатель можно, воспользовавшись методом Роквелла, единицы измерения для которого – HRC. Идеальные показатели для ножей – от 52 до 55 HRC. Следует учесть, что чем выше твердость, тем металл становится более хрупким;
прочность. От нее зависит сохранение вида и формы изделия после различных деформаций. Традиционно проверяется тестом на изгиб (металл хорошей прочности должен не ломаться при изгибе в 40°);
пластичность. Свойство, благодаря которому металл приобретает и сохраняет свою новую форму после деформаций. Понятие обратно пропорциональное твердости: чем больше твердость, тем меньше пластичность;
износостойкость – способность клинка оказывать сопротивление износу в процессе эксплуатации.

При изготовлении ножа, эти характеристики становятся основной целью, которую исполнители стараются довести до предельно идеального состояния. В частности, твердость и прочность клинка закладывается непосредственно при формировании изделия, путем закалки стали с ее последующим отпуском. В домашних условиях придется приложить для этого определенные усилия, но результат может быть не хуже, чем при заводском производстве. Успех предприятия, особенности технологической работы будут зависеть не только от правильно выполненных манипуляций с металлом, но и от качества и марки самой стали.

Выбор стали для закалки ножа

Сталь представляет собой сплав железа с углеродом и различными примесями. В зависимости от содержания последних компонентов, выделяют такие виды этого металла:

Углеродистая сталь содержит не более 2,14 % углерода. Чем его меньше, тем больше пластичность клинка, чем больше, тем тверже и прочнее будет изделие. Такое лезвие хорошо режет, но будет плохо держать заточку, быстрее изнашиваться. Однако не составит труда подобный нож наточить. Металл подвержен коррозии. В качестве плюса можно отметить хорошую способность к сварке. При этом малоуглеродистая сталь не подлежит закалке.

Особенностью данной стали, является низкая красностойкость, которая равна 250°С. При нагревании до более высоких температур (что и происходит во время закалки) она теряет свои свойства, становится хрупкой. Именно поэтому, приступив к закалке будущего ножа, следует учитывать, из чего он выполнен и, исходя из этого, выбирать оптимальный режим температур для последующей работы. Для тех, кто хочет сделать нож своими руками, эта сталь станет идеальным вариантом, ведь с ней легко работать.

При закалке углеродистой стали, следует соблюдать определенный температурный режим, дабы металл не покоробился и не потрескался. Для низкого содержания углерода идеально подойдет температура от 727 до 950°С; для высокого (до 2.0 % содержания углерода) – от 680 до 850°С.

Для изготовления ножей в домашних условиях наиболее часто применяется сталь следующих марок:

от У7 до У16 (подвержены глубокой коррозии, лезвие таких марок стали будет острым и твердым);
65Г - идеальный вариант для ножей, предназначенных для рубки, ведь обладает ударной вязкостью. Такое лезвие будет плохо держать заточку и быстро ржаветь;
О-1 - весьма популярна у знатоков своего дела, что обусловлено приемлемой стоимостью, легкостью в закаливании. Поскольку это высокоуглеродистая сталь, то она еще и очень твердая (до 60 HRC), износостойкая, но ей также страшна коррозия;
M-2 - ее твердость достигает 66 HRC. Лезвие долго держит заточку, легко ржавеет. Имеет большую, по сравнению с другими, красностойкость;
1095 - часто используется для изготовления ножей. Из своей серии именно в этой марке содержится наибольшее количество углерода, благодаря чему такое лезвие будет хорошо точиться, неплохо держать заточку, сохраняя при этом приличную твердость.

Особенности закаливания легированной стали

Легированная сталь помимо углерода содержит еще ряд элементов (до 50% от всего сплава), таких как:

хром (его наличие наделяет изделие устойчивостью к коррозии, свыше 13% его содержания превращает металл в «нержавеющий»);
никель (присутствует для увеличения прочности);
молибден - также увеличивает прочность стали, особенно если ее подвергать термическим нагрузкам. Повышает сопротивление изделия агрессивным средам, коррозии, предает ударной вязкости;
ванадий улучшает режущие свойства лезвия, его износостойкость. Незаменимый компонент для тех деталей, которые нужно сделать очень острыми, ведь благодаря ему структура металла после закалки становится мелкозернистой.

Эти, а также ряд других элементов, находятся в сплавах в разных количествах и сочетаниях. Общими характеристиками для всех легированных металлов является их антикоррозионность, большая красностойкость (металл выдерживает температуру в 300°С). Плохо подлежит точению, лезвие не отличается остротой. При доведении до высоких температур такая сталь не коробится.

Проведение процедуры закалывания легированной стали, имеет ряд особенностей по сравнению с углеродистой. Они напрямую зависят от химического состава сплава и, как следствие, от его характеристик.

Прежде всего, такую сталь следует закаливать при более высоких температурах – от 850 до 1150°С. Поскольку она хуже проводит тепло, то для нагревания и последующего охлаждения ей понадобится больше времени (при быстром нагреве металл может просто треснуть от малейшего прикосновения). Длительное нагревание обусловлено не только необходимостью полностью прогреть изделие, но и дать возможность раствориться легированным соединениям сплава, что положительно повлияет на механические свойства клинка. Меньшая скорость при охлаждении обеспечивается закаливанием в масле, а не в воде, как у углеродистых изделий.

Среди марок наиболее часто используют:

420. Типичная «нержавейка». Она привлекательна благодаря своей цене в сочетании с неплохой твердостью. Быстро тупится, однако легка в обработке;
440А. Твердость этой стали достигает 56 HRC. Отличное сопротивление коррозии, хорошо подвергается закалке;
ATS-34. Отличается острым лезвием, которое долго держит заточку. При этом твердость такого клинка – 60 HRC;
CPM S30V. Превышает все остальные образцы по износостойкости в десятки раз.

Выбрав качественную сталь, дело остается за малым, но не менее важным – правильно осуществить термообработку металла.

Приступая к изготовлению ножа в домашних условиях, следует знать основные моменты и правила того, как закалить сталь для ножа, соблюдая которые удастся достичь максимального результата.

Процедура закаливания – обязательный этап при изготовлении изделия. Приступать к нему следует после того, как клинку задали нужную форму в процессе отжига. Эта манипуляция призвана снизить твердость детали для того, чтобы можно было следовать наброску будущего лезвия. Однако нож должен быть не только красивым, но и твердым, прочным, если им предполагается пользоваться. Вот здесь и приходит на помощь закалка металла для ножа.

Данная процедура начинается с доведения нужных образцов до необходимой температуры. Как уже было сказано, температура зависит от вида и марки стали, но в среднем можно назвать цифру в 700°С. Прогревание следует делать равномерно по всей длине изделия. Неравномерное прогревание, наравне с резким охлаждением, может спровоцировать различные дефекты, вызвать коробление стали. Узнать, прогрелась ли поверхность до нужной температуры, и можно ли ее вынимать для выполнения следующего этапа, подскажет цвет стали.

Вишнево-красный и алый цвет металла скажут о приобретении температуры, значением от 730 до 800°С. Приближение к светлым оттенкам желтого говорит о том, что градус «зашкалил» за отметку в 1100°С. При белом цвете произошел явный перекал, так как он показывает значение выше 1300°С.

После того, как металлический клинок был закален, он становится очень твердым, но в то же время хрупким. Это для ножа ситуация недопустимая. Поэтому и существует следующий этап, направленный на возвращение клинку прочности (которую многие называют приоритетным качеством в ножах) – отпуск.

Он представляет собой повторное нагревание металла с последующим медленным остыванием. Это может быть как естественный процесс (остывание на воздухе), так и окунание в воду, в закалочные масла (это зависит от вида, марки, формы стали). В некоторых случаях используют технологию попеременного окунания в разные среды: и воды, и масла. При этом чистая вода не подойдет (может спровоцировать трещины), следует добавить в нее соль, к примеру. Эта манипуляция вернет детали не только прочность, но и вязкость, снимет внутреннее напряжение в сплаве.

Для отпуска изделие нужно вновь закалить, но теперь уже не до критической температуры, а до той, которая подходит для конкретного изделия. Отпуск бывает 3 видов:

низкотемпературный – нагрев до 250°С, что придаст детали хорошую износостойкость, однако сделает его непригодным для сильных силовых нагрузок. По сути, идеальный вариант для клинка ножа;
среднетемпературный – температура колеблется от 350 до 500°С. Это вариант для штампов, пружин;
высокотемпературный – от 500 до 680°С. Так нагревают детали, которые подвергаются ударным нагрузкам (валы).

Температуру вновь покажет само изделие за счет цвета побежалости (для ножа оптимально – светло-желтый). Это происходит из-за формирования окисной пленки, которую нужно счищать. После очистки от продуктов закаливания можно производить сам отпуск. В жидкости это займет пару секунд. На воздухе – пару часов.

Секреты домашней закалки стали

При самостоятельном проведении подобных манипуляций придется, прежде всего, позаботиться об источнике нагревания для стали. В «домашних» условиях удачным решением может стать:

муфельная печь. В ней благодаря муфелю материал не соприкасается с продуктами сгорания, температура поддерживается постоянная и равномерная без каких-либо усилий со стороны, вследствие чего ковка будет произведена качественно и точно;
паяльная лампа. Для обеспечения равномерного прогревания и выдержки придется соорудить подобие трубы, или сделать «шалаш» из кирпичей;
горн. По типу открытого горна можно вырыть небольшое углубление в земле, обложить его кирпичами (чтобы держали температуру), развести костер и приступить к работе. В качестве топлива идеально подойдет древесный уголь;
особые умельцы могут сделать подобие горна и на газовой плите из консервной банки. Удобней всего, если она будет соответствовать размеру клинка.

В качестве исходного материала подойдут сверла, подшипники, напильники, рессоры и даже трос. Такие, уже пользованные изделия, возможно, будут нуждаться в удалении ржавчины. Для этого можно применить болгарку.

При погружении клинка в среду с определенной критической температурой, следует позаботиться о том, чтобы под тепловое воздействие не попала рукоять ножа.

Качество закалки проверяется простым проведением по изделию напильником: недокаленный образец будет липнуть к нему, а кромка лезвия попросту погнется. Если изделие оказалось недокаленным, можно попробовать повторить - сперва отжиг, а потом закаливание, и таким образом спасти деталь.

Есть способ для верного определения момента, когда закалка изделия состоялась: металл в эту минуту начинает дрожать и испускать звуки, похожие на стон или свист.

При отпуске клинок для ножа нужно опускать только вертикально, более плотной частью вниз и слегка покачивать вдоль лезвия. Такой подход позволит минимизировать возможность деформаций.

Помимо традиционного метода, существует масса других теорий по поводу того, как закалить металл для ножа быстро и качественно. Домашним умельцам рекомендуют сперва раскалить деталь до ярко-красного цвета, после чего несколько раз окунуть ее режущей стороной в сургуч в разных местах. Повторять процедуру до тех пор, пока клинок не перестанет входить, как в масло. После этого, сталь нужно будет смазать скипидаром. Собственно, закаленный таким образом металл ножа придется смазывать этой жидкостью после этого постоянно. В качестве эффекта от такой закалки, обещается высокая твердость и прочность изделия без трудностей, сопряженных с обычным методом отпуска (способ подойдет только для тонких клинков).

После окончания закалывания и отпуска клинка, остается только произвести его зачистку, полировку, прикрепить на уже готовую рукоять ножа из дерева, кожи, резины или металла.

Кредит наличными без залога, без подтверждения дохода. Потребительский кредит до 2 000 000 ₽. Ставка по кредиту от 9,9% годовых. Оформление по паспорту, без залога и справок

«Как закалить сталь для ножа» прочитали 1340 раз(а)

Почитать ещё:

Ножи для карвинга

Ножи для карвинга отличаются характеристиками от обычных кухонных. Поэтому не очевидно, как выбрать нож для фигурной нарезки овощей и фруктов.

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.

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.

Читайте также: