ТЕРМООБРАБОТКА МЕТАЛЛА

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.

ИнструментМарка стали
Зубила, отвертки, топоры, клейма для сталиУ7А
Пуансоны, матрицы, пробойники, стамескиУ8; У8А
Керны, деревообрабатывающий инструментУ10;У10А
Молотки, кувалды, гладилки, плотницкий инструментУ7
МетчикиУ11;Р9; 9ХС
НадфилиУ10-У12
НапильникиУ10-У13; ШХ6
Ножовочные полотна станочныеР9; Р18; ШХ15
Ножовочные полотна ручныеУ8-У12
Ножовки по деревуУ8ГА
Ножи фуговальных станков9Х5ВФ
Пилы циркулярные85ХФ
Пилы лесопильных рам85ХВ
Плашки9ХС
Полотна лучковых пилУ8ГА;85ХФ
Пилы поперечныеУ8ГА;У10
Пилы продольные85Х
Резцы для твердых металловУ13; У13А
Резцы токарные и строгальныеУ10;У10А
Сверла спиральные по дереву9ХС;9Х5ВФ
Сверла по металлуР9; Р18
ФрезыР9; Р18

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.

МаркаЗакалка С°Отпуск С°Отжиг С°Охлаждающая среда для закалкиОхлаждающая среда для отпуска
У7; У7А800170780водавода, масло
У8; У8А800170770водавода, масло
У10; У10А790180770водавода, масло
У11; У11А780180750водавода, масло
У12; У12А780180750водавода, масло
У13; У13А780180750водавода, масло
У8ГА800180770водавода, масло
Р91250580860масловоздух в печи
Р181300580860масловоздух в печи
ШХ6810200780масловоздух
ШХ9830280780масловоздух
ШХ15845400 780масловоздух
9ХС860170730масловоздух
9Х5ВФ950270800масловоздух
50ХГА840315810водавоздух
60С2870325840водавоздух
60С2ХА870315840водавоздух
65С2ВА850330820водавоздух
85ХВ830250790водавоздух

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.

ИнструментТемпература отпуска, С°Цвет побежалости
Сверла перовые, плашки, матрицы и пуансоны, фрезы200светло-соломенный
Резцы, метчики, полотна ножовок, лобзики, центры225светло-желтый
Кусачки, стамески, ножницы по металлу, зубила240соломенно-желтый
Молотки слесарные и медницкие255коричнево-желтый
Матрицы и пуансоны вытяжные265красно-коричневый
Ролики для накаток275пурпурно-красный
Перки столярные, железки рубаночные, отвертки, обжимки285фиолетовый
Долота столярные, ножи, призмы разметочные, державки резцов295ярко-синий
Ключи гаечные, пассатижи, круглогубцы, плоскогубцы310светло-синий
Полотна пил по дереву325серый

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

Рекомендуем почитать

  • КОЭФФИЦИЕНТ К КОЭФФИЦИЕНТУКОЭФФИЦИЕНТ К КОЭФФИЦИЕНТУ
    Этот прибор мы рекомендуем начинающим радиолюбителям. Он очень несложен и в то же время полезен при подборе транзисторов с одинаковыми коэффициентами усиления. Точность работы прибора...
  • В ПОДАРОК БАБУШКЕВ ПОДАРОК БАБУШКЕ
    Сейчас многие бабушки снова взялись за рукоделие: что-то заштопать внучатам, а то и сшить молодым родителям... Да вот обидно — сказываются годы, зрение не то, что раньше, не так...
Тут можете оценить работу автора: