Закалка нержавеющей стали

Закалка нержавейки – процесс, который отличается от закалки металлов нелегированного типа повышенной температурой, продолжительностью выдержки, скоростью разогревания и остывания. Дело в том, что легирующие элементы меняют критическую точку для нагрева и уменьшают параметры теплопроводности материала.

Для закалки стали, устойчивой к коррозии, ее требуется разогреть до температурного режима минимум 1000 градусов, после чего остудить в масляной среде. Для качественной закалки стандартной стали требуется, чтобы концентрация углерода в материале была минимум 0,4%.

Это правило не распространяется на нержавеющий материал, поскольку легирующие компоненты позволяют закалить ее при более низкой концентрации элемента-углерода. При изготовлении ножей, инструментов для резки мастера используют отечественный материал 40*13, а также аналоги этой стали. Концентрация углерода в нем составляет 0,35–0,45%.

Эта продукция отличается своей доступностью и легкостью обработки. Ее можно закаливать в различных условиях. Для закалки изделий из стали в домашних условиях используются самодельные приспособления, подручные средства, дешевые расходные материалы. Температура при этом подбирается примерно.

Основные стадии каления

Для закалки стали рекомендуется знать ее марку или понимать содержание в материале углерода (более 0,4% или меньше этого значения). Это крайне важно. При закаливании изделия его нужно отпустить после этой процедуры.

Марку фабричной стали можно уточнить у продавца материала. Он же может дать полезные рекомендации по калению. Если вы решили выбрать в качестве исходника старую ненужную вещь, посмотреть соответствующую информацию можно в специальных таблицах в Интернете.

Цикл термической обработки стали включает в себя следующее:

1. Подготовка оборудования и материалов. На этом этапе нужно проверить качество топлива (например, пакетов с углем или газа). Его должно быть достаточно для разогревания. Помните, что нагрев должен быть плавным, не допускается делать перерывы.
2. Разогрев печи. Для закалки может использовать газопламенный нагрев, в этом случае нужно установить заготовку на оборудование и включить газовую горелку.
3. Закрепление заготовки. Иногда нужно закалить отдельную деталь в конструкции. Заготовка размещается таким образом, чтобы нужный участок находился в зоне с максимальным температурным режимом.
4. Нагрев до нужной температуры. Заготовка удерживается в зоне с повышенной температурой, степень нагрева нужно контролировать, ориентируясь на цвет. Для закалки хромистой стали она нагревается до 1050 градусов. В таблице это обычно оранжевый или насыщенно-желтый цвет.
5. Остывание. После того как заготовка приобрела нужный оттенок, ее нужно охладить, поместив в резервуар с минеральным маслом. Важно: масло может воспламениться, поэтому рядом с резервуаром всегда нужно держать отрез плотной ткани.
6. Очищение. После охлаждения заготовка нуждается в качественной очистке. Если она сильно загрязнена, допускается нанести на металл растворитель.
7. Отпуск. Для закаливания стали по всем правилам ее требуется отпустить. Для углеродистой продукции температурный режим при этом варьируется от 200 до 250 градусов. Обычно заготовки на два часа помещают в стандартную бытовую духовку. Если концентрация углерода небольшая, температура должна быть существенно выше, до 750 градусов. При таком отпуске заготовку нужно постепенно охлаждать на воздухе (допускается также поместить изделие в сухой песок).

Важно! В процессе проведения работ требуется соблюдать нормы пожарной безопасности, у рабочих должна быть спецодежда. Особенно это актуально при помещении заготовки в минеральное масло.

Что нужно для закалки

Прежде чем начать работы, нужно определиться с источником нагревания. В быту закалить сталь можно в горне или камерной печи, допускается также использовать открытое пламя.

Если работа предстоит с длинномерной продукцией, лучше использовать первые два способа, поскольку они обеспечивают равномерное прогревание металла. При газопламенном нагреве узкая зона с высокой температурой перемещается вдоль заготовки, что может снижать качество закалки.

Газопламенный метод подходит для проведения разовых работ. Если нужно обработать большое количество заготовок или вы планируете постоянные работы, лучше использовать компактную камерную печь. Еще один вариант – построить кузнечный горн.

С помощью печи можно разогревать до нужного температурного режима не только нержавейку, но и жароустойчивые металлы. Печь строится из огнеупорного материала – шамотного кирпича. Металл нагревается от газовой горелки, которая переходит во внутреннюю камеру конструкции.

Если вам не хочется сооружать стационарное оборудование, однако вам требуется закалить заготовку длиной до 40 см, можно использовать самый простой кузнечный горн. Его можно соорудить из согнутого стального листа.

В кузнечном горне используется древесный уголь (можно купить в обычном хозяйственном магазине). Наддув происходит в нижней части, для этого можно приобрести строительный фен.

Для качественной закалки с последующим медленным остыванием нужно взять несколько литров масла на минеральной основе, оно продается в жестяных резервуарах. Вы можете использовать автомобильное или другое промышленное масло.

Основной инструмент для термической обработки – стандартные или зажимные клещи. Вам будут нужны плотные перчатки из негорючего материала, спецодежда или передник, которым пользуются кузнецы. Работы проводятся на открытом воздухе или в помещении с хорошей вентиляцией. Поблизости не должно быть горючих материалов.

Специфика каления нержавейки в домашних условиях

Процесс закалки заготовки для последующего изготовления ножей или других инструментов не слишком сложен. Нужно лишь изучить используемые режимы температуры и точно следовать имеющимся рекомендациям. При этом помните, что термическая обработка – это процесс с повышенной опасностью.

Именно поэтому для закалки заготовки в бытовых условиях требуется правильно организовать место для проведения манипуляций. Важно соблюдать определенные условия, чтобы закалка получилась качественной, а помещению и здоровью не был нанесен вред.

Прежде всего, все источники для нагревания должны быть надежно закреплены и защищены от случайного взаимодействия с элементами нагревания. Жидкости для закалки должны размещаться в надежных резервуарах, находиться вдали от нагревательных устройств.

Если нужно закалить длинномерную заготовку, нужно брать емкости, которые дают возможность полностью погрузить изделие в жидкость с первого раза. Выбирайте достаточно просторное место, в помещении, которое хорошо и регулярно проветривается.

Выбор температуры

Для качественной закалки нужно учитывать температурные режимы, подходящие для конкретного вида стали. Почти все хромистые металлы нужно разогревать до температуры чуть выше 1000 градусов.

Для устойчивого к коррозии материала это точка с устойчивым образованием аустенита – твердого состояния углерода. Процесс закалки нержавейки означает быстрое охлаждение углеродной структуры, атомы которой не должны вернуться в первоначальное состояние.

Именно поэтому важно учитывать температуру нагрева и период выдержки в разогретом состоянии. Не менее важна и интенсивность охлаждения (для нержавеющего металла его скорость не должна быть чрезмерно большой). Чтобы замедлить остывание, охлаждать заготовку нужно в масле – у этого состава низкие показатели теплопроводности.

Если закалка происходит в воде, деталь становится хрупкой. В дальнейшем на изделии появятся микроскопические трещины, которые повлияют на срок его службы. В бытовых условиях мастера могут измерять температуру чувствительными термодатчиками. Если купить их нет возможности, можно ориентироваться на оттенок металла. Узнать точный режим температуры для марок стали вы можете в технологической литературе.

Пошаговый процесс закалки

Для обработки небольшого стального изделия без применения печи или специального горна допускается использовать горелку или газовую плиту. Температура определяется по цвету заготовки. Далее изделие остужается с помощью масла, тщательно очищается и отпускается. Для всех этих манипуляций можно использовать газовую духовку.

Если нужно закалить металл в изотермическом режиме (в производственных условиях нагревание поддерживается с помощью соляного расплава), изделие можно разогреть на газу, после чего опустить его в сухой песок. Контролировать температурный режим можно по оттенку побежалости.

Для правильной закалки стали нужно знать ее точную марку. Иногда можно встретить мнение, что тип стали можно точно определить по оттенку искры, образующейся от точильного камня.

Таким образом, процесс закаливание стали с нержавеющими свойствами вполне несложен, важно лишь заранее изучить температурные режимы и свойства материала, точно придерживаться рекомендаций и техники безопасности. Оборудование для закалки можно соорудить в домашних условиях, все работы требуется проводить в просторном помещении с полноценной вентиляцией, а лучше – на открытом воздухе. Большинство расходных материалов для закалки можно приобрести в обычном хозяйственном магазине.