Які переваги термічної обробки леза? Як правильно загартувати різні типи металів? Прочитайте цю статтю та дізнайтеся, як термічна обробка металу впливає на продуктивність вашого ножа.
Як загартовування впливає на лезо ножа?
Термічна обробка може зробити ніж міцнішим, змінюючи його фізичні, хімічні та механічні властивості. Лезо загартовують, витримуючи його при певній високій температурі, а потім охолоджуючи з певною швидкістю. Нагрівання може допомогти відновити старі леза або підвищити міцність і довговічність нових. Мета термічної обробки металу — змінити властивості металу.
Для чого потрібна термічна обробка?
- Для збільшення твердості, в’язкості та міцності леза;
- Зменшення напруження в металі;
- Виправлення деформацій;
- Відновлення внутрішньої структури клинка.
Іншими словами, нагрів дозволяє «омолодити» клинок, звільнивши його від підвищених напружень всередині металу. Під час нагрівання атомна структура металу відновлюється і перебудовується у найбільш ефективний спосіб за рахунок додаткової енергії тепла. Цей процес дозволяє металу «переформуватися», враховуючи нещодавні пластичні деформації, вигини та інші зміни в геометрії леза.
Як працює термічна обробка металу з точки зору науки
Метал нагрівають, щоб вмістити більше атомів в одному просторі, а потім охолоджують, щоб утримати ці атоми всередині.
Що відбувається з атомами при нагріванні металу? Розширення – довжина, площа поверхні та об’єм збільшуються під час нагрівання. Це відбувається тому, що тепло збільшує кількість енергії всередині матеріалу, змушуючи атоми вібрувати з певною швидкістю.
Наскільки гарячою є термічна обробка металу? Необхідна температура залежить від типу металу, але для сталі загального призначення це значення коливається від 150°C до 900°C. Кожен температурний діапазон має різні застосування та випадки використання, залежно від кінцевої мети коваля.
Які переваги термічної обробки для леза? Термічна обробка зазвичай проводиться для підвищення міцності, в’язкості та корозійної стійкості леза. Окрім зміни молекулярної та атомної структури сплаву, термічна обробка надає лезу додаткові переваги:
- Підвищена ударна в’язкість під час різання;
- Зменшення крихкості, що робить лезо менш схильним до розтріскування;
- Підвищена зносостійкість і стійкість до корозії під час роботи в умовах високих навантажень, що зменшує ймовірність погіршення стану леза;
4 види термообробки та як вони впливають на лезо
Загартування: висока температура, тривале нагрівання, швидке охолодження
Складається з тривалого циклу нагрівання при температурі вище 737°C, за яким слідує етап швидкого охолодження. Ключова мета — досягти потрібної температури металу. Чим товще лезо, тим довше його потрібно утримувати в заданому температурному діапазоні. Наприклад, коли потрібно лише загартувати поверхню деталі, цикл нагрівання відбувається набагато швидше. Під час загартування метал занурюється в холодне масло, воду або розсіл. У результаті загартування підвищує твердість металу, але робить його крихким.
Під час нагрівання та охолодження леза під час загартування крихкість металу може збільшуватися разом з його твердістю, що перевищує комфортні рівні обробки. Щоб розв’язувати цю проблему, лезо повторно нагрівають до значно нижчих температур, наприклад, від 150 до 250°C протягом ще пів години.
Відпалювання: нагрів вище критичної точки, повільне охолодження в печі
На противагу загартуванню, робиться для того, щоб пом’якшити метал, зробити його легшим для обробки та менш схильним до розтріскування. При відпалі метал також піддається впливу високих температур – близько 537°C – стадія охолодження подовжується і відбувається в тій самій печі, яка використовувалася для нагрівання. Відпал проводиться для відновлення сталевої конструкції після холодної обробки, а також корисний для зняття залишкових напружень після важкої механічної обробки.
Нормалізація: середнє, повільне охолодження при кімнатній температурі
Цей процес виконується для відновлення рівномірної, правильної зернистої структури, що значно полегшує обробку металу, а також допомагає поліпшити розмір зерна в металах, що містять добавки заліза. Під час нормалізації метал нагрівають, а потім повільно охолоджують при кімнатній температурі, що покращує мікроструктуру та механічні властивості.Подібно до відпалювання, нормалізація виробляє більш тверду і міцну сталь.
Відпуск: тривале нагрівання при температурі нижче 700°C, швидке охолодження, повторюється, якщо сталь крихка
Це процес повторного нагрівання металу після загартування до докритичних значень – часто від 150°C до 232C – для зменшення внутрішньої напруги металу після загартування.Це допомагає зменшити крихкість і твердість металу у випадках, коли він перегартований.Під час цього зерно не відновлюється до початкового стану.
Як правильно загартувати ніж в домашніх умовах
Перед цим варто витерти поверхню, оскільки це може змінити процес гартування, в результаті чого матеріал буде нагріватися нерівномірно. Під час загартування ваша мета — рівномірно розподілити тепло по лезу і утримувати його там від 30 хвилин до 5 годин.
Перелік коротких інструкцій з температурами та часом нагрівання для найпоширеніших типів сталі
1080/1084 – сталь для термічної обробки.
- Для кування вимагає нормалізації при зниженні температури;
- Для загартування нагрівають трохи вище немагнітної точки, витримують 5 хвилин і загартовують;
- Загартовують протягом однієї години при 204°C, охолоджують, а потім піддають загартуванню 232°C до досягнення 58-60 HRC;
- Бажані типи мастила: ріпакова, мінеральна або комерційна олія.
1095 (Х12МФ) – підвищений вміст вуглецю ускладнює термічну обробку.
- Нагріти до 815°C та витримати 10 хвилин;
- Потребує швидкого переходу від нагрівання до масла і дуже швидкого гартування масла для досягнення найкращих результатів.
Q1 – легка сталь для “хорошого” ножа, добре гартується в будь-якій олії.
- Під час кування нормалізуйте її 3 рази;
- Нагріти до 815°C, витримати від 10 до 30 хвилин;
- Гартуйте в будь-якій олії: рапсовій, мінеральній, трансмісійній тощо.
- Не перегрівати під час циклів нормалізації.
5160 (50 ХГА) – високовуглецева сталь, відома своєю в’язкістю.
- Після кування нормалізуйте 3 рази;
- Для загартування нагрійте до 839°C, витримайте 1-3 хвилини і загартуйте в будь-якому мастилі середньої жирності.
Інші типи сталей можна гартувати вручну, але не в кузні
D2 – з високим вмістом вуглецю, напівнержавіюча. Важко заточується, але добре тримає кромку.
- Загорніть у фольгу, нагрійте до 1004°C протягом 20 хвилин, загартуйте на плиті з подальшою кріообробкою сухим льодом;
- Загартуйте при температурі від 232°C до 315°C залежно від твердості.
154 CM / CPM 154 / ATS 34 – нержавіюча сталь з добавкою ванадію.
- Загорніть у фольгу, загартуйте при 1065C протягом 20-30 хвилин;
- Використовуйте пластинчасте загартування, а потім кріованну з сухим льодом;
- Загартуйте при температурі 232-315°C залежно від твердості.