ТЕРМООБРАБОТКА МЕТАЛЛА

Моделистам постоянно приходится сталкиваться с необходимостью повысить прочность и твердость металла или инструмента, а иногда, наоборот, сделать металл более мягким, легче поддающимся обработке. Этого можно достичь термическим воздействием, заключающимся в нагреве материала до определенной 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 сырье, 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 — фольфрам; Г — марганец; К — кобальт; М — молибден; Н — никель; С — кремний; Ф — ванадий; X — хром; Ю — алюминий. Например, сталь марки 65X13 имеет в своем составе 0,065% углерода и 0,013% хрома.

Наиболее ходовые марки сталей для изготовления инструмента приведены в таблице 1.

Термическая обработка стали разделяется на закаливание, отпуск и отжиг.

Закаливание стали применяется для повышения ее твердости. Мягкие малоуглеродистые стали (Ст. 25) и «железо» (Ст. 10; Ст. 20) не калятся; углеродистые (сталь 45; сталь 50) и инструментальные (У8; У9; У10А и другие) увеличивают свою твердость при закале 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. В домашних условиях, при отсутствии приборов температуру нагрева приближенно можно определить по цвету. Для ориентации цвета каления стальных изделий в неосвещенной солнцем комнате приведены по порядку их появления в зависимости от температуры (в °C): темно-коричневый (заметен в темноте) 530—580°С; коричнево-красный 580—650°С; темнокрасный (вишневый] 650—730 С; вишнево-красный (багровый) 730—770°С; вишнево-алый 770—800 С; светло-вишнево-алый 800—830 С; ярко-красный 830—870 С; красный 870—900°С; оранжевый 900—1050 С; темно-желтый 1050—1150°С; светло-желтый 1150—1250°С; желто-белый 1250—1300°С; ослепительно белый свыше 1300°С.

В закаленном состоянии сталь обладает большой твердостью, но вместе с тем и хрупкостью. Чтобы придать ей вязкость, производится отпуск стали после закалки. Для этого ее нагревают до температуры 220—300° и медленно охлаждают в воздухе. Твердость стали при этом несколько уменьшается, структура ее изменяется, и она становится более вязкой. Меняя температуру отпуска, можно получить разные механические свойства. При нагреве стали на воздухе ее поверхность окрашивается в различные цвета, называемыми цветами побежалости. Каждый цвет побежалости соответствует вполне определенной температуре и может служить указателем для определения степени нагрева при отпуске стали. Термические режимы и соответствующие им цвета побежалости приведены в таблице 3. Отпуск выполняется следующим образом: стальную деталь зачищают в каком-нибудь месте до блеска, помещают в огонь и следят за появлением цветов побежалости. Отпуск закаленной детали должен быть проведен в течение 24 часов после ее закалки.

Отжиг стали служит для выполнения задачи обратной закалки в случаях, когда закаленную деталь требуется обработать режущим инструментом, согнуть или разрезать. Отжиг стали заключается в нагревании ее до температуры 800—900 С с последующим медленным охлаждением. После отжига сталь легко поддается обработке.

А. ВИНОГРАДОВ