Hur man härdar stål - ett visuellt experiment

Stål som är bekant för alla är en legering av järn och kol. Rent järn är formbart och mjukt, dess omfattning är begränsad. En mängd stålprodukter och stålprodukter förändrar hårdheten och duktiliteten betydligt under olika värmebehandlingar:

• Stålhärdning består av uppvärmning till höga temperaturer och snabb kylning i olja eller vatten. Detta resulterar i ett starkt men sprött stål.
• Stålhärdning är motsatt process, kännetecknad av långsam kylning efter uppvärmning.

Korrekt härdning och härdning av stålprodukten gör att du får en "mellanjord" eller ett material med ökad styrka och hårdhet. Värmebehandling tillåter stål att böjas innan det bryts och inte bryts på ett sprött sätt, vilket kan vara användbart i många produkter.
Stål har legeringskomponenter; en annan sammansättning leder till att legeringar kan kräva olika upphettningstider och temperaturer. Samt olika metoder (hastighet) för kylning.

Material och utrustning

För att utföra stålhärdningsförsök behöver vi:

• gasbrännare eller gasbrännare;
• två stavar gjorda av stålkvalitet 1040 (ryska motsvarighet: artikel 40 eller artikel 49G);
• vattentank för härdning.

säkerhet:
Vid varm arbete måste ytterligare åtgärder vidtas för att säkerställa korrekt säkerhet. Uppvärmning av stål med en öppen eldblåsning kräver personlig skyddsutrustning (handskar och glasögon). Dessutom krävs ett brandsläckare, en hink med vatten och en mardröm (lakasbest).

Stålkylning

Återigen kontrollerar vi tillgängligheten och användbarheten för brandbekämpning och personlig skyddsutrustning. Komma igång:
Böj våra stavar i form av bokstaven "U".
Slå på gasen och tänd gasbrännaren. Se till att facklan pekar bort från dig. Se till att ingen annan befinner sig inom 1 meter från facklan medan den brinner. Ha en brandsläckare i närheten vid nödsituationer.
Vi placerar den böjda delen av stången "U" i den hetaste delen av lågan, och håller de två ändarna på stålstången.
Den hetaste delen av lågan är en liten kon ungefär hälften av facklan. Se till att du vrider stången medan den värms upp av lågan. Detta garanterar jämn uppvärmning. Vid punkten med största uppvärmning börjar omstruktureringen av atomerna i järn, kol och legeringskomponenter.
När stången, vid värmningsplatsen blir ljust orange, tar du bort stången från lågan och doppar den snabbt i vattnet inuti behållaren, som visas på fotot (kallat "utrotning"). Släckning minskar atomernas rörelse och kan illustreras som en "frysning" av stålatomer på en ny plats. Just nu är atomerna i ett instabilt läge.
Upprepa steg 3 och 4 med en andra stålstång.
Ta den andra stålstången och härda den genom att värma upp med en fackla i 10 sekunder. Temperera inte den första stålstången! Efter att ha placerat den i en behållare med vatten, gör vi sekundär härdning eller termisk härdning av stål. Detta gör att metallatomer kan "slappna av" och sätta sig i ett mer stabilt läge.
Vi räter ut båda stavarna för att illustrera skillnaden i mekaniska egenskaper. Den första stången (en stång som inte härdades sekundärt) kommer att vara mycket spröd och kommer att gå sönder, eftersom atomerna inte är i ett stabilt läge.
Den andra stången, som har återuppvärmts och härdat (släppts) en andra gång, kommer att böjas, men "U" -formen kommer att kvarstå. Eftersom denna stång var härdad och härdad, fick atomerna "slappna av" till ett stabilt läge, materialet blev starkare och tuffare utan att förlora motståndet mot deformation.

Rön

Detta exempel på den enklaste släckningen och härdningen av kollegat stål med låglegering visade möjligheterna till värmebehandling och dess effekt på metallens fysiska egenskaper.
Originalartikel på engelska