Как да втвърдим стоманата - визуален експеримент

Стоманата, позната на всички, е сплав от желязо и въглерод. Чистото желязо е ковко и меко, обхватът му е ограничен. Разнообразие от стоманени изделия и стоманени изделия значително променят твърдостта и пластичността по време на различни топлинни обработки:

  • Втвърдяването на стоманата се състои в нагряване до високи температури и бързо охлаждане в масло или вода. Това води до здрава, но чуплива стомана.

  • Закаляването на стоманата е противоположният процес, характеризиращ се с бавно охлаждане след нагряване.

Правилното втвърдяване и закаляване на стоманения продукт ви позволява да получите "средна основа" или материал с повишена якост и твърдост. Топлинната обработка позволява на стоманата да се огъва преди да се счупи и да не се счупи по крехък начин, което може да бъде полезно в много продукти.

Стоманата има легиращи компоненти; различен състав води до факта, че сплавите могат да изискват различно време и температура на нагряване. Както и различни методи (скорост) на охлаждане.

Материали и оборудване

За да проведем експерименти за закаляване на стоманата, трябва:

  • газова горелка или горелка;

  • два пръта, изработени от стомана клас 1040 (руски колега: член 40 или член 49G);

  • резервоар за вода за втвърдяване.

сигурност:

При извършване на гореща работа трябва да се предприемат допълнителни стъпки, за да се гарантира правилната безопасност. Отоплителната стомана с открит огън нагнетател изисква лични предпазни средства (ръкавици и очила). Освен това ще бъдат необходими пожарогасител, кофа с вода и кошмар (лист азбест).

Стоманена закаляване

За пореден път проверяваме наличието и годността на противопожарни и лични предпазни средства. Първи стъпки:

Огънете нашите пръти под формата на буквата "U".

Включете газта и запалете газовата горелка. Уверете се, че факлата е насочена към вас. Уверете се, че никой друг не е на 1 метър от факлата, докато гори. Имайте пожарогасител наблизо в случай на спешност.

Поставяме извитата част на пръта „U“ в най-горещата част на пламъка, като държим двата края на стоманената пръчка.

Най-горещата част на пламъка е малък конус около половината от дължината на факлата. Уверете се, че въртите пръта, докато той се нагрява от пламъка, това гарантира равномерно нагряване. В момента на най-голямо нагряване започва преструктурирането на атомите на железни, въглеродни и легиращи компоненти.

Когато прътът на мястото на нагряване придобие ярко оранжев цвят, извадете пръта от пламъка и бързо го потопете във водата вътре в контейнера, както е показано на снимката (наречена "изчезване"). Гасенето намалява движението на атомите и може да се илюстрира като „замразяване“ на стоманени атоми на ново място. В този момент атомите са в нестабилно положение.

Повторете стъпки 3 и 4 с втора стоманена пръчка.

Вземете втория стоманен прът и го втвърдете, като загреете с факла за 10 секунди. Не закалявайте първата стоманена пръчка! Поставяйки го в контейнер с вода, правим вторично закаляване или термично закаляване на стоманата. Това позволява металните атоми да се „отпуснат“ и да се установят в по-стабилно положение.

Изправяме и двата пръта, за да илюстрираме разликата в механичните свойства. Първият прът (прът, който не е бил вторично закален) ще бъде много крехък и ще се счупи, тъй като атомите не са в стабилно положение.

Вторият прът, който беше повторно загрят и закален (освободен) втори път, ще се огъне, но формата на U ще остане. Тъй като този прът беше закален и закален, атомите бяха оставени да се „отпуснат“ до стабилно положение, материалът стана по-здрав и по-твърд, без да губи устойчивост на деформация.

данни

Този пример за най-простото закаляване и закаляване на ниско легирана въглеродна стомана показа възможностите за термична обработка и нейното влияние върху физичните свойства на метала.

Оригинална статия на английски