Болтики и всякая мелочь, как закалить чтобы не ушло все в окалину.

[Nik 803]

8 часов назад, Иванович сказал:

эти ножи для закалки нагревали в ванне с расплавом соли, какой конечно не говорили, семейная тайна производителя

 Этот процесс, окутал "тайной" сам канал дискавери. Никакой тайны здесь нет.  Детали, под закалку, греют в соляных ваннах. Подавляющее большинство сталей закаливаются от температуры, до 1050 градусов. При таких температурах работают на соли содержащей 50/50, NaCL и KCL. То есть, кухонную соль и калийное удобрение, абсолютно доступные компоненты. По способу нанрева, эти ванны делятся на тигельные и электродные. В тигельных ваннах, расплавленная соль находится в герметичной емкости, обычно, из карбида кремния и обогревается внешними нагревателями. В электродной ванне нагрев соои происходит с помощью металлических электродов, помещенных в саму расплавленную соль. Дело в том, что расплавленная соль, где то, уже при 750 градусах расплавляется и становится электропроводной. На электроды подается ток, ток течет чез саму соль, замыкает цепь и соль нагревается от короткого замыкания. Конечно там текут большие токи и, поэтому, соль довольно быстро нагревается и расплавлянтся еще сильнее. Чем выше температура расплава, тем соль электропроводнее и больше ток, который через нее течет. Рабочее напряжение на электродах, обычно, около 12 В, поэтому термистов не бъет током, рри погружении деталей. Ток, лучше всего трехфазный, поэтому, электродов нужно три и нужен очень мощный трансформатор. Зачастую, трансформаторы на таких ваннах, по размеру, как сами ванны. Несмотря на, громоздкость такой симтемы, электродные соляные ванны получили наибольшее распространение в использовании. Это обусловлено технологичностью, стабильностью регулировпния температуры и надежностью работы. В тигельных ваннах несмотря на применение стойкой керамики тигли ведут себя очень непредсказуемо и могут в любой момент дать течь и расплавленная соль потечет внутрь нагревательной камеры. Это аварийная ситуация с непредвиденными обстоятельствами. Хорошо, если не случится ничего фатального ни с людьми, ни с деталями. Но ванну, однозначно нужно будет всю разбирать, до каркасса, и перекладывать футеровку и нагреватели. Применение нержавеющих, или других тиглей, совершенно недопустимо, потому, что такие тигли дают течь на много непредсказуемее и быстрее керамических. Они могут дать течь, уже, во время первого разогрева из за термической трещины, по шву и даже по живому металлу. Если увивите, где нибудь, на ютубе такие тигли, не повторяйте это у себя дома, пусть бестолковые горе-"термисты", сами играются на публику, рискуя своим зрением и здоровьем. Вытекшая, из тигля, расплавленная соль, это не шутка, это, почти, что"водородная бомба". Если, расплавленная соль, попадет на влажную поверхность, происходит мгновенное разложение воды на водород и кислород (получаетсч гремучая смесь), который моментально соединяется обратно с огромным выделением энергии. Раплавленная соль разлетается во все стороны подобно осколочному снаряду с расплавленными осколками. То же самое происходит, если в соль поместить мокрые детали. Поэтому, перед погружением на нагрев, детали нужно тщательно просушит. Из за своей невнимательноси и спешки, так, я птерял много штанов и рубашек, да и отметин, на переднем фасаде моего тела, то же, хватает. Поэтому, если кто построит себе, дома такую "семейную тайну", ознакомтесь со всеми рисками и не допускайте к ней всю семью.

  В электродных ваннах, так же, от температуры утоньшаются электроды и разрушается внутренняя кладка ванны, и часто нужно перекладывать футеровку и менять электроды, но это происходит предсказуемо и проводится планово и, поэтому электродные ванны безопаснее и надежнее тигельных.

[racerx 6]

51 минуту назад, Nik сказал:

Раплавленная соль разлетается во все стороны подобно осколочному снаряду с расплавленными осколками.

А с маслом эффект такой же будет?

[CTPAHHUK 308]

@Nik Спасибо что заглянули в тему, многие форумчане также откликнулись и собственно благодаря их наставлениям и получился данный результат. Можно пожалуйста немножко "откачусь назад" и поспрашиваю по тому что уже сделано, чтобы улучшить результат? Для начала про металл, который собираемся закаливать, давайте опять возьмем то что я калил и я приведу тут скриншот его свойств и предписаний к закалке, и правильно ли я понимаю - расшифровываю процесс термической обработки. Итак металл 42CrMoS4

состав

температура закалки лежит в пределах 820-860 на масло или воду, отпуск при 540-680 градусах.

но вот также показан график зависимости температуры и твердости, и информация получается немного противоречива, при температуре 540 градусов мы должны получить порядка 36 HRC, а если необходимо выше, то температуру понижаем.

Нигде так и не нашел зависимости по времени, сколько конкретно надо держать при закалке, а более важно при отпуске для получения предсказуемого(расчетно) результата. Или это можно узнать из кривой железо-углерод?

Итого, для данного материала, необходимо довести его до температуры 850градусов, охладить активно в масле. Отпуск проводится в зависимости от желаемой твердости, к примеру из графика, к примеру 42HRC получим при температуре в 440 градусов и оставляем на воздухе остывать. Опять же из рекомендаций тут отпуск в течении часа после достижения температуры заготовкой. Но как это реально просчитать? Или это как с закалкой, главное довести до температуры как в примере в 440 градусов и можно вынимать пусть остывает на воздухе?

Второй вопрос защитная среда. Вопрос ранее задавал уже по углям, надо ли их менять, или просто досыпать по мере выгорания и как я понял из вашего поста выше, то менять его не надо, а надо добавлять просто при выгорании. С глиняной обмазкой можно было бы также делать, но думаю в моих скромных пенатах и наличии угля, потеря оного со временем не будет большой проблемой, из тех немногочисленных опытов я заметил что он расходуется оооочень медленно и только если оставлю открытой крышку. С закрытой крышкой он медленно теряет температуру и опять остается как был. Крышка ящика не герметична, но ее форма и сделанный на "конус" верх ящика дает более менее хороший результат по пролеганию. Итого, угли надо по дробить на более мелкую фракцию но не в пыль, добавляем со временем их выгорания. Отпуск провожу там-же в ящике, или что-то меняется?

Третий вопрос покрытие, в "этих наших интернетах" много разного написано и снято на видео, вроде все просто в масло чеще всего видел просто оливковое.подсолнечное да в печь, или сначала в печи и в масле остудить. А как правильно и чем, чтобы получить стабильный результат?

Закалка в соли конечно это уже другой уровень, и пока туда прыгать страшно, пока потренируемся "на котах", а дальше при необходимости можно будет попробовать освоить.

Благодарю за ответы за ранее!

[Шевченко Дмитрий 74]

В 23.06.2020 в 11:33, Виктор Смирнов сказал:

таким образом цементируют мало углеродистые стали, но это от бедности

И оно конечно таки да,но с оговорками.Лекальщики,в нашем цеху,делали шаблоны,исключительно из листовой ст3.Почему оно было так,я думаю никто и тогда бы не ответил.Сооветственно если дальше требовалась термообработка,то это шло через цементацию.Цементацию,по местной традиции делали исключительно в газовой печи.Размер печи точно не скажу,поэтому по минимуму,размер камеры,метров 5 вдлинну,и 2х2 сечение.Уверен что габарит сильно преуменьшил.И вот на моей памяти несколько раз была ситуация,под названием:срочный шаблон.Дальше картинка такая,всю вторую смену,и ночь работает газовая печь.В печи короб с углем,на пару кубометров обьемом.А в коробе две деталюшки 4 мм толщины,и с пол-ладошки размером.Такая была бедность.

[Nik 803]

 При нагреве, под закалку, главное довести сталь до заданной температуры. В нашем случае, 860 град, +- 10. Выдерживать при данной температуре достаточно, одной секунды. Если говорить о Вашей кокретной стали. Вообще, металловедение, наука, очень конкретная и то, что относится к одной стали, может сильно отличаться от стали с другим хим составом.  Другими словами, Вам необходимо быть уверенным, что сталь, в угле нагрелась до заданной температуре и можно приступать к ускоренному охлаждению. Так, как Вам трудно определить, нагрелась ли сталь, то время нагрева нужно отрабатвать опытным путем с помощью глаз.  Термист, это определяет по свечению деталей. Когда он открывает печь он видит свечение внутреннего пространства и видит, что пакет светится, так же, как и все пространство. Он знает, что это та температура, которую показывает прибор и спокойно делает свое дело.  Когда он извлекает пакет, а потом извлекает из него детали он видит, что они светятся так же и понимает, что температура на деталях правильная, то есть та что показывает прибор. По большому счету, опытному термисту прибор нужен, что бы держал температуру на заданном уровне, а саму температуру, он видит по свечению деталей, которые обрабатывает. По этим профессиональным навыкам термист отличается от рыбака, или токаря, или даже кузнеца. Термист, это человек температуры и металла, и человек, который знает, что при данной температуре, нужно делать с металлом, что бы получить заданные  свойства. В принципе, для закалки, нет особой разницы, находились ли детали при заданной температуре пол часа, или одна минута. Главное, что они лежали и не окислялись (благодаря углю). Далее, нужно охладить детали со скоростью, чтобы произошла закалка. Нужную скорость охлаждения обеспечит охлаждающая жидкость и перемешивание. В нашем случае, это масло и даже думать ничего не нужно. Это технологичность. По Вашему описанию процесса, понятно, что это время нагрева вы угадали со второго раза, ну можете, для уверенности добавить еще пять минут.

 По отпуску, все немного сложнее. Там нет излучения и скорость нагрева намного ниже. Кроме того, при отпуске, происходят другие процессы, отличные от закалки. При отпуске, не достаточно нагреть до заданной температуры, там еще нужна и выдержка. Поэтому, мы остановимся на выдержке 1 час. Допустим, на нагрев 15 мин и далее выдержка. Так же, при отпуске, имеет значение размнр детали, то есть еп теплоемкость. Для умпешной отработки процесмов термообработки очень критично точно знать какую Вы получили твердость. Я так понял, что твердомера, в Вас нет и это затрудняет конкретику нашего результатов работы. Если Вы получили, те результаты, которые Вы описали, то, по отпуску болтов, которые вы делали, отпуск проведен технологично и его менять не нужно. Но, это мы говорим, только о этих конкретных болтах, для резцедержки и из этой марки. Если изменится, что либо, из этих входящих данных, режимы отпуска, будут другие.

[Nik 803]

4 часа назад, Шевченко Дмитрий сказал:

Такая была бедность

 Это не бедность. Это технология. Без этой оснастки, с заданными  свойствами, не получишь рабочих деталей. Нормальный производственный процесс.

[CTPAHHUK 308]

@Nik благодарю за ответ! по поводу свечения, по такому способу и определялось прогреваемость моей коробки, первый раз я заметил что низ коробки был темнее, что и сыграло потом на общую картину температуры внутри, второй раз я уже дождался когда коробка вся светилась также как остальные элементы в печи, и тогда я начал отсчет 10 минут, чтобы уже точно попасть. Эти 10 минут были взяты из теста который провел без коробки, валик диаметром схожим с болтами был закален без защитной атмосферы и ему понадобилось чуть менее 10 минут чтобы набрать температуру и светится также как внутренности печи. Про теплоемкость детали, да, и как понимаю надо будет иметь перед закалкой похожий образец для теста, и измерить сколько ему времени понадобится для полного прогрева. По поводу отпуска понял, но остался вопрос по получению желаемой твердости, правильно ли я истолковал график твердости и зависимости от температуры? или есть еще другие способы просчета для постоянного попадание в желаемую твердость?

По поводу других материалов, да я понимаю что это все будет отличаться в зависимости от состава материала, но тогда и буду искать их паспорта и подстраивать процесс.

[Nik 803]

 Отпуск, процесс не простой. По, отпуску. Как Вы будете знать твердость? Пока не будет твердомера, это, просто, разговоры. Извините, технология, наука конкретная.

[Nik 803]

Я понял, как Вы видели температуру.

[Nik 803]

В 09.07.2020 в 08:47, racerx сказал:

А с маслом эффект такой же будет?

 Нет. Там спокойное охлаждение с выделением дыма и немного огня (если, деталь массивная). Обычная, относительно безопасная, термическая, работа. 

[Nik 803]

2 часа назад, CTPAHHUK сказал:

или есть еще другие способы просчета для постоянного попадание в желаемую твердость

 Весьма приблизительно. Только опыт. Скажу правду, закалить и дурак сможет. Закалка дело не хитрое (относительно, конечно). В резутьтате закалки, получите максимальную твердость для этой стали и все. Думаю, Вы начали это, уже, понимать.  Закалка, это, только, начало. Дальше, Вам говорят, что этот вал (например), будет стоять в каком то здоровезном экскаваторе, или подводной лодке, и будет работать на изгиб, кручение и удар. Настоящий термист должен знать, что с этим обточенным куском железа (легированного) делать дальше. После получения максимальной твердости, ессно. Здесь, в отпуске, кроется опыт и все пооблемы термообработки. Здесь, нужен твердомер. Твердость напрямую зависит от предела просности (волшебная, наша, сигма "В"). На ютубе таког не покажут, кишка тонка.

[Nik 803]

2 часа назад, CTPAHHUK сказал:

или есть еще другие способы просчета для постоянного попадание в желаемую твердость

  Ну, и не только предел прочности, конечно. Еще, ударная вязкость, например. Что бы получить сумасшедшую ударную вязкость, нужно вылить семь потов, но это стоит того. В результате, полвчаем структуру, которая, на Марсе не снилась, не гоаоря кже о НАСА.  Баллон со мтенкой 2 мм. может выдерживать давление в 600 атмосфер. Не кисло, правда? Вот, что такое правильный отпуск. ?

[Nik 803]

 Я безграмотный термист. Хочу исправить ошибки в тексте, но система не пускает к исправлениям. Уважаемые модераторы, пожалуйста, обратите внимание! Очень хочется выглядеть грамотным человеко (хотя бы, с пятого раза ?).

[Владимир 68 111]

1 час назад, Nik сказал:

Пока не будет твердомера, это, просто, разговоры

У него есть твердомер.

[Nik 803]

5 минут назад, Владимир 68 сказал:

У него есть твердомер

 Какой

[CTPAHHUK 308]

6 часов назад, Nik сказал:

 Какой

вот такой, прибор был куплен недавно, поэтому только сейчас начал влазить в термообработку. Конечно, без понимания что там получилось, нет смысла в данной затее. Есть еще микроскоп, не знаю хватит ли его разрешения чтобы посмотреть структуру, можно попробовать кстати..., один из образцов отшлифовать, потом заполировать и протравить... хммм, пока писал аж захотелось попробовать

к нему есть "ведро" с образцами для калибровки, как уже сильно по пользованые, так и вполне себе "новые"

к примеру этот валик весь 54,45HRC единиц, проверялся в лаборатории. Я на нем тоже "ловлю" 54 единицы.

 

 

 

 

6 часов назад, Nik сказал:

 В результате закалки, получите максимальную твердость для этой стали и все. Думаю, Вы начали это, уже, понимать.  Закалка, это, только, начало. Дальше, Вам говорят, что этот вал (например), будет стоять в каком то здоровезном экскаваторе, или подводной лодке, и будет работать на изгиб, кручение и удар. Настоящий термист должен знать, что с этим обточенным куском железа (легированного) делать дальше. После получения максимальной твердости, ессно. Здесь, в отпуске, кроется опыт и все проблемы термообработки. Здесь, нужен твердомер. Твердость напрямую зависит от предела прочности (волшебная, наша, сигма "В"). На ютубе таког не покажут, кишка тонка.

это да, сделать гвоздь который будет резать стекло - просто, а сделать его при этом еще и достаточно эластичным - сложно.

собственно об этом и хотелось бы поговорить :). Возвращаемся к нашим "баранам" - отпуску после закалки. Как просчитывать это? Как я понял уже не только твердость важна о которой гордо заявляют всегда на многочисленных ютуб каналах, а также другие свойства стали в зависимости от направления ее использования.

 

 

 

 

7 часов назад, Nik сказал:

Баллон со стенкой 2 мм. может выдерживать давление в 600 атмосфер. Не кисло, правда? Вот, что такое правильный отпуск. ?

это серьезно конечно, удивляли всегда помпы и гидроцелиндры фирмы enerpac, там тоже все миниатюрное, а 700бар пожалуйста...

Вот к примеру, давайте далеко не будем ходить, а возьмем пример который мне необходимо будет сделать на неделе, и опять "болтики" , материал тот-же

Вот 4 болтам необходимо будет придать свойства оригинального болта справа, он имеет твердость 55 единиц HRC, но также упругость и вязкость чтобы не сломаться при нагрузке на изгиб в механизме зажима бабки шлифовального станка, на картинке ниже уже самопал чей-то, имеет твердость 25 единиц HRC. ну и результат его "работы" очевиден, он погнут и имеет трещину по середине и развальцованный нос

Как я вижу процесс достижения хотя бы первой части, 55HRC, сталь 42CrMoS4

Нагреваем печь до 850граудля и сначала возьму один "запоротый" болт и закалю его без защитный среды чтобы увидеть сколько времени ему надо будет чтобы прогреться полностью, далее пакую остальные болты в ящик с углем выжидаю пока он сравняется по "свечению" с печью, далее добавлю время необходимое для прогревания заготовок и остужаю активно в масле.

Остужаю печь до... и вот тут тупик, если смотреть на график выше, то 55HRC это как бы "при комнатной температуре" или я к нему зря прицепился?

[Nik 803]

 

В 10.07.2020 в 22:45, CTPAHHUK сказал:

и вот тут тупик, если смотреть на график выше

 

Закалите с болтами такой же цилиндрический образец, из этой же стали. Лучше, не один, а три-четыре. Когда дело дойдет до отпуска, сначала потренируйтесь на образцах. Начните отпускать, например с 250 град, держите не меньше часа. Если получите твердость ниже чем Вам необходимо, понижайте температуру, но время не трогайте, иначе получите уравнение с несколькими неизвестными. Если твердость получите выше, значит повышайте температуру.  Таким образом, на третьем образце, должны впоймать нужный результат. Точную твердость никогда не впоймаете, это не срельба в тире, здесь всегда нужно поле допуска, около 4 едениц. В него попадает точность прибора, точность измерения и другие факторы. Только, отпускайте открытым способом. Про таблицу, лучше, не думайте, со временем нарисуете свою, которая будет правильная, для Вашей печи, Ваших болтов с данной марки стали. Что то изменится и результат будет другим. Ни кто и никогда Ват точно не скажет, как отпускать, что бы получить точную твердость. Это нереально. На твердость после отпуска, влияет погрешность хим состава стали, погрешность измерения температуры, способ нагрева, термодинамика печного пространства, масса одной детали, масса садки и еще куча факторов типа, как долго прогревалась печь, кака толщина пода и т. д. И еще, для таких болтов лучше делать твердость 48...52. 

[Nik 803]

В 09.07.2020 в 08:47, racerx сказал:

А с маслом эффект такой же будет?

 Нет не будет. Масло невозможно нагреть до температуры распада молекулы воды.