Закалка нержавеющей стали в домашних условиях

Как закалить нержавейку в домашних условиях: видео, советы, нюансы

Несмотря на то, что такая технологическая процедура, как закалка изделий из нержавеющей стали, приводит к снижению их пластичности и гибкости, использование данного способа термической обработки позволяет придать им исключительную твердость. Современные технологии закалки и их правильный подбор обеспечивают высокое качество стали, в которой оптимально выдержаны пропорции прочности, пластичности и вязкости. У обработанных таким образом изделий значительно улучшаются эксплуатационные характеристики.

Закалка стали в индукционной канальной установке

Особенности и назначение закалки стали

Такая технология, как закалка стали, активно используется человечеством уже на протяжении достаточно длительного времени. Еще в Средние века такой способ термической обработки применяли для улучшения прочностных характеристик и твердости холодного оружия, а также орудий, используемых в сельском хозяйстве. Вопрос о том, как закалить нержавейку, возник тогда, когда люди научились получать в промышленных масштабах стальные сплавы, обладающие исключительными антикоррозионными свойствами. Именно в этот период и были разработаны новые технологии закалки стали, позволяющие создавать материалы с выдающимися физико-химическими характеристиками.

Процедуре закалки преимущественно подвергают нержавеющие стали, которые отличаются мартенситной внутренней структурой. Характерной особенностью таких нержавеющих стальных сплавов является то, что в обычном состоянии они обладают повышенной твердостью и склонностью к охрупчиванию. Если изделия из таких сталей подвергнуть термической обработке, предполагающей выполнение быстрого отпуска, то можно повысить коэффициент их вязкости, что значительно расширяет сферу их применения.

Изменение режима термической обработки стали позволяет получать различные физико-механические свойства металла

В зависимости от решаемых задач закалку изделий, изготовленных из нержавеющих сталей, могут выполнять одним из двух способов – с нагревом:

• всего изделия (глобальная закалка);
• только той части изделия, которую необходимо закалить (локальная закалка).

Очень серьезно следует подходить и к выбору способа охлаждения закаливаемой детали после ее нагрева.

Следует иметь в виду, что для различных марок нержавеющих сталей способы охлаждения изделий, подвергаемых закалке или отпуску, могут серьезно отличаться.

Если при выполнении термической обработки низколегированных сталей в качестве охлаждающей среды часто используют обычную воду, то для охлаждения нержавеющих стальных сплавов применяют такие вещества, как масло, солевые и щелочные растворы.

Выбор температурного режима

Наиболее важная задача, которую следует решить, приступая к закалке изделия, изготовленного из нержавеющей стали, – это правильный выбор температурного режима. Если изделие из нержавеющей стали в процессе выполнения закалки перегреть, то можно столкнуться с тем, что оно утратит свою первоначальную прочность, что объясняется уменьшением количества углерода в его внутренней структуре.

Режимы термообработки хромистых сталей и получаемые механические свойства

Очень часто при закалке нержавеющих сталей в них возникают остаточные напряжения, которые можно снять путем последующей механической обработки (прокат и др.). Избежать таких проблем еще на стадии выполнения термической обработки можно, если осуществлять охлаждение закаливаемых деталей в несколько этапов, с постепенным снижением температуры на каждом из них. Такую методику охлаждения часто используют в тех случаях, когда в результате закалки необходимо получить изделие, отличающееся особенно высокой прочностью.

Суть метода поэтапного охлаждения закаливаемого изделия, изготовленного из нержавеющей стали, заключается в том, что его после нагревания последовательно опускают в ванны, содержащие различные охлаждающие среды: растворы солей, щелочей, минеральные или синтетические масла. Наиболее значимое преимущество подобной методики заключается в том, что при ее использовании в структуре металла полностью устраняются все внутренние напряжения, оказывающие отрицательное влияние на его качество. Из недостатков данного метода следует отметить высокую стоимость его реализации, что ограничивает сферу его применения.

Рекомендации по закалке нержавеющей стали в домашних условиях

Если возникла необходимость улучшить прочностные характеристики и повысить твердость изделия из нержавеющей стали, то выполнить его закалку можно и в домашних условиях, познакомившись с практическими рекомендациями и изучив данный процесс по видео. В качестве примера можно подробно рассмотреть закалку лезвия ножа из нержавейки.

Для того чтобы в домашних условиях сделать нож из нержавеющей стали более твердым и прочным, потребуются следующие материалы и оборудование:

• электрическая печь или газовая горелка;
• сургуч;
• обычный скипидар.

Самодельный газовый горн

Сама методика закалки ножа из нержавейки, представленная на многих видео в интернете, заключается в следующей последовательности действий.

1. Металлическую часть ножа (без рукоятки) помещают в камеру неразогретой электрической печи.
2. Включив печь, необходимо выполнить нагрев ножа до состояния, когда он приобретет ярко-алый цвет (950–10500). Если в вашем распоряжении нет электрической печи, то нагрев ножа можно выполнять при помощи газовой горелки или раскаленных углей, но тогда будет сложно добиться равномерного прогрева металла.
3. После небольшой выдержки при заданной температуре (5–10 минут) нож извлекают из печи и погружают его лезвие в сургуч на 1 секунду. Процедуру погружения и извлечения следует повторять до тех пор, пока вы не почувствуете, что нож входит в данный материал с некоторым затруднением (как в масло).
4. Завершение процедуры закалки ножа в домашних условиях заключается в его очистке от остатков сургуча и протирании лезвия тканью, смоченной в скипидаре.

Выполняя самостоятельно закалку ножа из нержавеющей стали, следует иметь в виду следующее: перегрев металла может привести к тому, что лезвие ножа, став слишком твердым, утратит свою упругость, а это ухудшит его режущие свойства.

Закалка нержавеющей стали

Не существует однозначного ответа на вопрос: «Можно ли закалить нержавеющую сталь?» Сплавы с низким содержанием углерода подвергаются закалке только после предварительного насыщения поверхностного слоя углеродом (цементации). Нержавеющие среднеуглеродистые стали закаливаются, но при несколько иных режимах, по сравнению с углеродистыми нелегированными.

Различия в закалке нержавеющей и углеродистой стали

Все легирующие элементы, входящие в состав коррозионностойкой стали, условно делят на две группы:

• Первая – элементы, повышающие температуру полиморфного превращения. К ним относятся медь, ванадий, вольфрам, молибден, титан, ниобий. Для нержавейки, включающей такие добавки, требуется повышение температуры закалки.
• Вторая – элементы, понижающие критическую температуру, при которой происходит изменение кристаллической решетки. Это марганец и никель. Со сталями, содержащими марганец, не рекомендуется допускать перегрева, поскольку этот элемент провоцирует рост аустенитного зерна.

Внимание! Карбидообразующие элементы – хром, молибден, вольфрам, ванадий, титан – подавляют рост аустенитного зерна. Поэтому содержащие их стали не подвержены перегреву, их обычно нагревают до более высоких температур, по сравнению с углеродистыми.

По отношению к нелегированным углеродистым нержавеющие стали требуют:

• из-за худшей теплопроводности – более длительной выдержки для качественного прогрева;
• более медленного охлаждения, для которого обычно используют масляные ванны.

Как закалить низкоуглеродистую нержавейку с предварительной цементацией?

Марки нержавеющих сталей с низким содержанием углерода (0,1-0,3%) не пригодны для закалки. Для упрочнения проката и изделий из таких сплавов часто применяют насыщение поверхностного слоя углеродом (цементацию), после чего проводят закалку и низкий отпуск. Назначение такой обработки – получение твердой, износостойкой поверхности, что достигается обогащением верхнего слоя углеродом до концентрации 0,8-1,2% .

Результаты, которых позволяет достичь цементация в сочетании с закалкой и отпуском:

• сердцевина изделия, не насыщенная углеродом, остается вязкой даже после закалки;
• повышается износостойкость;
• увеличивается предел выносливости.

Твердая цементация нержавеющих сталей осуществляется путем укладки изделия в ящики с карбюризатором, в качестве которого применяется измельченный графит или другой материал, далее следуют закалка и низкий отпуск. Твердый карбюризатор используют в домашних условиях или мелкосерийном производстве. Для массового изготовления металлопродукции востребована цементация в газовой среде. Варианты – жидкостная и вакуумная цементация.

Как закалить нержавеющую сталь с промежуточным насыщением поверхностного слоя углеродом?

• Процесс науглероживания проходит при температурах 910-950°C, в случае необходимости его ускорения – при 1000-1050°C.
• После цементации, являющейся промежуточным процессом, необходима закалка, которая обеспечивает упрочнение науглероженного слоя и исправляет структуру перегрева. Для корректировки дефектов структуры и уменьшения коробления металла, возникающих из-за длительной выдержки при высоких температурах науглероживания, используют двойную закалку.

Обязательная заключительная операция – низкий отпуск, осуществляемый при температурах 160-180°C, благодаря которому мартенсит закалки в поверхностном слое трансформируется в мартенсит отпуска.

Как закалить нержавейку в домашних условиях: инструкция и техника безопасности

При работе с металлом люди часто задаются вопросом, как закалить нержавейку. Существует несколько способов. Закаливание металла представляет собой трудоемкую процедуру. Она необходима для того, чтобы изделия были крепкими.

В настоящее время используется промышленная закалка металла. Она производится в специальных термических печах. Многие интересуются, как закалить нержавейку в домашних условиях. Это сложно осуществить без специального оборудования. Дома можно сделать нержавейку более жесткой и убрать мягкость. В сегодняшней статье мы рассмотрим, как этого добиться.

Зачем это нужно?

Перед тем как закалять нержавейку, необходимо понять, для чего необходима данная процедура. Если правильно закалить сталь, то она не будет легко сгибаться. После термической обработки изделие не будет крошиться.

Важно не переборщить с закаливанием, иначе металл станет очень хрупким. В таком случае придется проводить отпуск изделия. Многие не знают, как закалить нож, чтобы лезвие было прочным и не сгибалось при резке. Данный тип работы допустимо проводить дома, если соблюдать правила техники безопасности. Нужно помнить, что сталь нельзя перегревать. Если она станет слишком твердой, то нож будет плохо резать.

Существует два варианта: закаливают изделие целиком, либо только его часть. Первый вариант называют глобальной закалкой металла, а второй – локальной.

Общая последовательность работ

Чтобы правильно закаливать нож из нержавейки, нужно:

1. Нагреть металлическую часть изделия. Рукоятку греть не нужно.
2. Дождаться, пока нож станет алого цвета. Металл должен равномерно нагреться.
3. Греть лезвие нужно не больше 10 минут, после этого его помещают в сургуч и сразу же вынимают.

После работы нужно убрать с лезвия остатки сургуча. Далее поверхность протереть скипидаром.

Что потребуется для работы с нержавейкой?

Необходимо заранее подготовить необходимые материалы и позаботиться о хорошем оборудовании. Если в доме нет электрической печи, то для операции подойдет обычная газовая горелка. Нужно приобрести сургуч, а также скипидар.

Как изменяется металл в ходе работ?

Многие делают заготовки для ножей дома. Данная работа требует определенных навыков. Перед тем как закалить нож в домашних условиях, следует выяснить, как проходит процесс и что происходит с металлом.

В ходе работы сталь раскаляется. В зависимости от материала, из которого изготовлен лист, он приобретает красный или белый оттенок. В процессе закаливания металл становится прочнее, чем был до процедуры. Повышается прочность в следующих случаях:

1. Когда сплав раскаляется до определенной точки. Начинается процесс разрушения структуры кристаллов.
2. Металл трансформируется в мягкую массу. Кристаллы приобретают подвижность. Они превращаются в мелкозернистые. После того как изделие охлаждается, зерна не теряют свою структуру. Между ними появляется крепкая связь. В итоге сталь становится прочной, но при этом хрупкой.

Многих интересует, как закалить нож. Специалисты советуют работать только с режущей кромкой. В таком случае изделие прослужит долго.

Метод проверки металла на твердость

Многие в быту используют нож из нержавейки. Если не знают, нужна ли ему термическая обработка для повышения износоустойчивости, смотрят на степень твердости металла.

Что это такое? Под твердостью металла обычно понимают его устойчивость к нагрузкам от прочных предметов. Существует специальная методика Роквелла. Она заключается во вдавливании шарика из стали. В качестве инденторов применяются прочные шарики и алмазные конусы с углом при вершине 120° со скругленным острым концом.

Из-за своей простоты этот способ является одним из наиболее распространенных методов испытания материалов.

Как определить степень твердости металла без специальных приспособлений?

В домашних условиях можно без прибора определить степень твердости изделия. Для этого следует запастись надфилем. С его помощью можно определить твердость плоской поверхности. Данный метод работает также с округлыми поверхностями. Если кромка изделия очень острая, для проверки прочности берется кусок стекла.

Если металл мягкий, то он не будет резать стекло (максимум оставит пару царапин). Когда металл твердый, то его сложно взять и надфилем. После некоторых усилий он может оставить на стекле заметный след.

Если металл подвергался сильной закалке, то его практически невозможно взять надфилем. Изделие легко режет стекло. В процессе можно услышать специфический хруст.

Какие выделяют виды домашней закалки?

Перед тем как закалить нержавейку, следует выяснить, какие существуют методы, доступные для работы дома. Многое зависит от правильно поставленной задачи. Важно учитывать, какая марка стали у нержавейки. Существуют различные режимы закалки металла:

1. Закаливание в единичной среде. Считается одним из простых методов. Нужно помнить, что способ не подходит для металла, в котором содержится много углерода. Если взять лист такого типа, то в результате закаливания на нем появятся трещины. Изделие становится хрупким и в большинстве случаев теряет форму. Метод отлично подходит для изделий с низким процентным содержанием углерода.
2. Метод прерывистой закалки. Он происходит в два этапа. Изделие охлаждают в воде, после этого его помещают в масло. Можно оставить металл на воздухе. Данный способ подходит для металла с высоким содержанием углерода. Он позволяет закалять сталь без появления трещин. Метод считается сложным для исполнения в домашних условиях. Его следует использовать для изделий с большим содержанием углерода.
3. Чтобы закалить нержавейку поэтапно, следует сначала раскалить металл, а после опустить его в горячую воду с добавлением соли. В соляной ванне изделие держат до 5 минут. Происходит постепенное охлаждение. Изделие не пострадает от термического напряжения. Плюс данного метода в том, что он позволяет избежать трещин и других повреждений металла. Завершающий этап состоит в остывании листа на свежем воздухе. Такой способ предназначен для тонкого металла, в котором содержится много углерода.
4. Поверхностная закалка металла. Ее часто именуют частичной. Многие хотят выяснить, как закалить нержавейку согласно этому методу. В данном случае можно увидеть, что изделия получают поверхностную прочность. Сердцевина металла остается пластичной. Способ отлично подойдет для закаливания деталей, которые выдерживают большую нагрузку.
5. Метод последующего отпуска. Он интересен тем, что можно задать твердость металла на нужную глубину. Данный способ используется при работе над ударными инструментами. Прочность таких изделий возрастает.

Что используют для охлаждения нержавейки дома?

В домашних условиях для охлаждения после закалки металла используют:

1. Воду. Она быстро справляется с функцией охладителя металла. Не рекомендуется помещать в воду металл, в котором большое процентное содержание углерода. Изделие может деформироваться. Данная среда подходит для нержавейки с низким содержанием углерода.
2. Если человек хочет равномерно охладить изделие после закаливания, то ему потребуется минеральное масло. Оно позволяет металлу медленно остывать и не вызывает деформации. Данный способ отлично подходит для легированной стали.
3. Хлорид натрия или гидроксид, представленные в водном растворе. Концентрация вещества не должна превышать 10 процентов. Металлическое изделие будет равномерно охлаждаться. Искомый метод применяют по отношению к стали с высоким содержанием углерода.
4. Различные полимерные растворы. К ним можно отнести моющие средства. Метод хорош тем, что не вызывает деформации материала. На изделии не будет дефектов.

Таблица температуры охлаждения металла после закалки

Рекомендуемая среда для остывания закаленного металла

Инструкция, как закалить сталь в домашних условиях

Мы не будем объяснять, что такое закалка металлов, применяя научные термины и слова-обороты, ведь наша статья для людей, которые интересуются, как закалить сталь в домашних условиях. А, следовательно, вся посвященная данному вопросу информация должна быть максимально доступна к пониманию и применению на практике. Итак, говоря нормальным языком, закалка – это повышение прочности металла за счет его нагревания до высоких температур с последующим охлаждением в жидкой или воздушной среде.

Закалка металла и для чего она нужна?

Нужно отметить, что повышая таким образом порочность и твердость металла, мы одновременно существенно снижаем такие характеристики, как гибкость и пластичность. Исходя из этого, следует внимательно подходить к выбору предметов для закаливания. Так как придавая ему одни, безусловно важные, качества, его можно лишить других, не менее важных.

В основном, по вполне понятным причинам, закалкой изделий из металла пользуются жители сельской местности. Причина заключается в том, что таким образом многие рачительные хозяева пытаются (и им это удается), повысить срок эксплуатации предметов бытового, и не только, назначения. В качестве примеров можно назвать плуговые лемехи (фермеры), столярный и слесарный инструмент, охотничьи ножи, топоры и многое другое. В городских условиях процесс закаливания и обработка закаленной стали возможны в условиях специальной мастерской. Что значительно удорожает данное мероприятие.

Методика работ

Как правило, целью повышения качеств стали по прочности является:

• Закаливание только рабочей кромки инструмента.
• Повышение твердости всего тела обрабатываемого предмета.

Исходя из этого, применяются два метода закалки:

• Нагревание и охлаждение режущей кромки, с последующей обработкой (затачиванием).
• Изменение характеристик по всей площади путем горячей ковки и закалки.

Особенности процесса

К технологическим особенностям, связанным с повышением твердости закаленной стали, относятся такие моменты, как постоянный контроль за следующими показателями:

• Равномерным нагревом кромки или тела заготовки;
• Отсутствием появления в результате нагревания на поверхности металла пятен синего или черного цвета, что сигнализирует о неоднородном и чрезмерном нагреве;
• Поддержанием температуры, при которой сталь 45 (закаленная) имеет ровный красный (яркий) цвет по всей плоскости (кромке) обрабатываемой заготовки;
• Равномерным процессом охлаждения в заранее приготовленной водяной (масляной) ванне.

В качестве жидкости для охлаждения используется вода или же машинное масло. Для контроля за изменением цвета поверхности заготовки при ее нагревании применяются специальные цветовые таблицы.

Фото таблицы с указанием температуры нагрева детали на ее цвет.

Фото таблицы с указанием:

• марок стали (А45, У9 и т.д.);
• температуры нагрева в первоначальной стадии;
• охлаждающей среды (масло, селитра, сургуч, вода) по маркам стали;
• температуры жидкости для охлаждения;
• температуры нагрева заготовки при отпуске (окончательной термообработкой).

По умолчанию, говоря о закаливаемой стали, мы имеем в виду нержавеющие стали с мартенситной внутренней структурой.

Специальное оборудование и инструмент

В качестве инструментов при проведении закалки в домашних условиях понадобятся:

1. Слесарные клещи с длинными рукоятками;
2. Молотки разного веса и размера (при горячей ковке);
3. Напильники для дальнейшей обработки;
4. В качестве оборудования для нагрева деталей применяют:

• электрическую печь;
• газовую горелку;
• паяльную лампу;
• большой костер, желательно угольный, обложенный перенаправляющими жар материалами.

Если вы решили заняться закалкой металлов в домашних условиях, то лучшим решением будет сооружение передвижного, компактного горна.

Фото конструкции горна детализированное.

В качестве ванны для охлаждающей жидкости можно использовать любую подходящую по размерам и материалу емкость.

Практический пример закалки лезвия кухонного ножа в домашних условиях

• Газовая горелка или электропечь;
• Сургуч в качестве охладителя;
• Скипидар;
• Клещи.

Последовательность выполняемых операций:

• У ножа снимается рукоятка.
• Лезвие ножа помещается в камеру холодной печи. Если используется горелка, камеру нужно сделать самостоятельно. Из огнеупорных кирпичей.
• Включив горелку (печь), разогреваете ее до температуры, при которой лезвие ножа приобретает ярко-красный цвет. Желательно контролировать процесс по цветовой таблице.
• Выдержав при заданных параметрах температуры определенное количество времени (от 5 до 10 минут), заготовка извлекается из камеры и резко погружается в сургуч на одну секунду. Данное действие (опускание — вытаскивание) проводится до того момента, когда почувствуется физически ощутимое сопротивление вхождения ножа в сургуч.
• Процесс закаливания практически окончен. После очистки детали от остатков сургуча скипидаром вы можете уверенно заявить, что данное лезвие – это настоящая, закаленная нержавеющая сталь.

Практические советы

Не все марки стали подвергаются закалке (к примеру, сталь малоуглеродистая). Поэтому желательно предварительно выяснить, к какой группе относится предмет, предполагаемый к закаливанию.

Следует помнить, что при нарушении технологического процесса (неоднородный нагрев, перекаливание и т.д.) закалка может не только не улучшить качественные характеристики подвергшегося термической обработке инструмента, но и привести к его безвозвратной порче.

По большому счету, работа с закаливанием металла не является чем-то очень сложным и требует лишь высокой степени внимания и концентрации. В любом случае, следует изначально подготовиться к ней, изучив подобные данной статье текстовые и видеоматериалы.