Blog o oštrenju. Odlična svojstva uz pravilnu termičku obradu 40x13 čelično dekodiranje

Čelik je legura nekoliko hemijskih elemenata. U pravilu se stvara za specifične namjene i sa uskim rasponom namjena.

Čelik 40×13 ne rđa u svim vremenskim uslovima, pogodan za izradu kućanskih aparata, noževa i posuđa. Ne sadrži štetne hemikalije, što znači da se može bezbedno koristiti u prehrambenoj industriji i industriji.

Još jedan plus je visoka otpornost na toplinu, kao i otpornost na korozivne efekte. Legura dobija ove karakteristike kao rezultat očvršćavanja zahvaljujući posebnom proizvodnom procesu. Pri tome se karbid potpuno otapa, zbog čega tvar ne ulazi u kemijske reakcije s drugima.

Karakteristike

Pogodnost upotrebe takvog materijala je i zbog činjenice da se čelik izrađuje u peći otvorenog tipa s temperaturnim režimom od 850 do 1200 stupnjeva, tako da je materijal potpuno deformiran i može se sipati u potpuno različite forme. Varijabilnost sistema hlađenja i grijanja omogućava vam da kreirate proizvod bez nedostataka, pukotina i bilo kakvih nepravilnosti.

Sastojci nakon stvrdnjavanja:

• čestice karbida
• martenziti,
• rezidualni austeniti.

Potonji element utječe na krutost rezultirajućeg čelika: što je viša temperatura stvrdnjavanja, to je niža krutost/tvrdoća. Zato, ako je za noževe potreban čelik (blagi čelik u noževima je mnogo lakši i praktičniji za oštrenje), tada će idealna temperatura očvršćavanja biti 1050 stepeni i više.

Aplikacija

Ranije se koristio ovaj materijal za proizvodnju sovjetskih i jeftinih kuhinjskih noževa. Nažalost, zbog niske cijene bili su relativno loše kvalitete (zbog proizvođača noževa, a ne čelika), ali su bili savršeni za obične kućne i kuhinjske potrebe. S takvim nožem je bilo lako rezati piletinu i druga jela od mesa, ali najvažniji plus je zdravstvena sigurnost. Jednostavno ne postoji rizik od zaraze bilo kakvom hemijskom bolešću upotrebom čelika 40x13.

Posebno područje primjene je modeliranje aviona. U konstrukciji aviona nemoguće je da materijal od kojeg su napravljene važne komponente bude jako naelektrisan i podvrgnut raznim korozijama, jer su u pitanju ljudski životi. Dizajneri ne bi koristili nekvalitetni čelik, tako da će ova činjenica biti još jedan plus. Ali najčešći način upotrebe je izrada različitih sastavnih dijelova. Visoka čvrstoća i mogućnost upotrebe u habajućim mehanizmima čine materijal glavne komponente.

Vrijedi napomenuti da su medicinski skalpeli napravljeni od gore navedene legure, što potvrđuje informaciju o sigurnosti za ljudski organizam. Od ovog čelika se proizvode i razni tehnički uređaji: ležajevi, opruge, elementi za mjerne sisteme, dijelovi kompresora i mnoge stvari neophodne u svakodnevnom životu.

Jedan od glavnih nedostataka je činjenica da se koristi ovaj čelik se ne može zavariti. S oštrom promjenom temperature gubi mnoga svojstva, počinje hrđati, a kristalna rešetka se uništava.

Svaki materijal, uključujući čelik, ima određena svojstva koja su jedinstvena za njega. Stručnjaci uključeni u razvoj novih vrsta čelika ulažu sve napore da dobiju optimalna svojstva i karakteristike. Ovo se u potpunosti odnosi na čelik 40X13.

Glavne karakteristike

Čelik 40X13, koji se ponekad naziva i 4X13, klasifikovan je kao otporan na koroziju, otporan na toplotu. Domaća zamjena je čelik 30X13. Hemijski sastav ovog materijala uključuje:

• ugljenik do 0,45%;
• hrom do 14%;
• ostali materijali (silicijum, mangan i dr.) do 0,8%.

Ovaj sastav omogućava proizvodnju sljedećih proizvoda od ovog čelika:

• alati za rezanje i mjerenje;
• Medicinski, uključujući kirurške instrumente;
• strukturni elementi koji rade u slabim agresivnim sredinama.
• opruge, pričvršćivači, osovine i ležajevi sposobni za rad u agresivnim sredinama, uključujući i temperature do 450 ºC.

Ovaj materijal se dobija u otvorenim pećima. Najčešće se koriste indukcijske peći. Topljenje čelika se vrši na temperaturama od 850 do 110 stepeni Celzijusa. Ovaj način osigurava njegovu potpunu deformaciju. Da bi se spriječilo stvaranje pukotina i drugih nedostataka, koriste se različiti temperaturni režimi koji se primjenjuju naizmjenično. Inače, za korištenje dijelova marke 40X13 u agresivnim okruženjima, kako bi se povećala njegova otpornost na koroziju, preporučuje se brušenje njihove površine.

Čelik ovog razreda ne smije se koristiti za izradu konstrukcija bilo kojom vrstom zavarivanja.

Analogi

Među uvezenim analozima čelika razreda 40x13 su sljedeći:

• SAD - 420;
• Njemačka - 1,4031;
• PRC - 4S13.

GOST

Metalurška industrija proizvodi sljedeći asortiman - lim (GOST 5582-75), šipka GOST 18907-73, žica (GOST 18143-72).

Termička obrada čelika

Razred 40X13 dobiva svoja jedinstvena svojstva, posebno povećanu otpornost na koroziju, kao rezultat složene toplinske obrade.

Nakon stvrdnjavanja, sastavne komponente čelika 40X13 su:

• karbidi;
• martenziti;
• ostaci austenita.

Treba napomenuti da na temperaturi od oko 1050 ºC čelik gubi svoju tvrdoću. To je prvenstveno zbog činjenice da se u ovom režimu povećava količina austenita. Ali kada temperatura padne na 500 ºC, tvrdoća se vraća. To je zbog uklanjanja karbida iz čelične konstrukcije.

Završna termička obrada (očvršćivanje) se izvodi na temperaturi od 950 - 1000 ºC, nakon čega slijedi hlađenje u ulju ili na zraku. U skladu sa svim tehnološkim režimima, čelik treba da dobije potrebnu tvrdoću i otpornost na koroziju.

Tehnološka svojstva čelika 40X13

Razred 40X13 ima dobru obradivost kada se plastična deformacija izvodi u vrućem stanju. Izvodi se na temperaturi od 850 do 1100 ºC. Ali moramo imati na umu da naglim zagrijavanjem čelik može izgubiti niz svojih jedinstvenih svojstava, na primjer, tvrdoću. Zbog toga se postupak grijanja mora izvoditi malom brzinom. Po dostizanju temperature od 830 ºC moguće je izvršiti valjanje ili kovanje. Hlađenje čelika također mora biti sporo.

Čelik 40X13 je slabo izložen hladnoj deformaciji.

Brojne karakteristike čelika otpornog na koroziju i ugljičnog čelika su slične u mnogim aspektima, posebno u tvrdoći. Ali imaju drugačiju mikrostrukturu i to dovodi do određenih poteškoća u procesu obrade.

Glavne poteškoće koje nastaju prilikom tokarenja i glodanja čelika razreda 40X13 su:

• otvrdnjavanje koje nastaje u procesu rezanja;
• odlaganje preradnog otpada;
• ubrzano trošenje reznog alata.

Činjenica je da se pri obradi rezanja 40x13 strugotine ne lome kao većina ugljičnih čelika, već se uvijaju u obliku dugog čipa. Da bi se riješio ovaj problem, na rezni alat se ugrađuju posebni uređaji - razbijači strugotine.

Niska toplinska provodljivost je dobra kada se u praksi koristi 40X13, ali stvara određene poteškoće pri okretanju. Odnosno, na mjestu obrade temperatura naglo raste, zbog čega se formira stvrdnjavanje i površina je neravnomjerno otvrdnuta. Ovo svojstvo čelika dovodi do smanjenja resursa reznog alata i povećanja obrade dijela.

Još jedno svojstvo 40X13 je prisustvo u njegovom sastavu karbida i drugih spojeva koji imaju mikroskopsku veličinu. Njihovo prisustvo čini čelik svojevrsnim abrazivom koji onemogućuje rezni alat i to dovodi do usporavanja obrade.

Za efikasnu obradu nehrđajućeg čelika koristi se rezni alat na čiju se površinu nanosi volfram karbid i drugi premazi za stvrdnjavanje.

Upotreba čelika 40X13

Jedinstvena svojstva čelika ove klase omogućila su njegovu upotrebu u industriji aviona. Činjenica je da su ovoj industriji stalno potrebni materijali koji imaju veliku čvrstoću tokom rada na visokim temperaturama, na primjer, u motoru aviona. Osim toga, u modernoj avio-tehnologiji, dijelovi izrađeni od ovog čelika koriste se u nosivim elementima konstrukcije trupa itd.

Čelik U8 pripada klasi ugljičnih eutektoidnih čelika. U početnom stanju - nakon kovanja ili valjanja i hlađenja na zraku, njegova struktura se sastoji od čistog lamelarnog perlita. Termička obrada takvih čelika se odvija u dva koraka: prethodna i završna obrada. Prvi se sastoji u žarenju za granulirani perlit na temperaturi od 750-760 °C. Takva struktura, prvo, olakšava obradu, a drugo, nakon stvrdnjavanja, svojstva će biti ujednačenija. Značajka kaljenja ugljičnih čelika, uključujući U8, nedopustivost čak i najmanjeg usporavanja tokom stvrdnjavanja zbog vrlo velike kritične brzine. Mogu se formirati meke mrlje.

Za čelik U8 koristi se povremeno stvrdnjavanje. Da bi se to sprovelo, vrući dio se prvo stavlja u vodu, a zatim se prenosi u ulje, gdje se vrši konačno hlađenje. Tako je moguće izbjeći pojavu mekih točaka, ali zbog smanjenja brzine hlađenja u posljednjoj fazi, strukturna naprezanja se smanjuju. Kaljenje čelika U8 vrši se na 780°C, a temperatura kaljenja je 400°C.

Garantovani rezultat u zavisnosti od parametara

Čelik 40X13 dobro podnosi vruću plastičnu deformaciju, koja se izvodi u temperaturnom rasponu od 1100-860 °C.
Čelik je sklon pucanju kada se brzo zagrijava ili hladi. Stoga se zagrijavanje na 830 °C koristi polako, a nakon deformacije, hlađenje u pijesku ili u peći.

Nakon vruće deformacije, primjenjuje se srednje žarenje na temperaturama od 740 do 800 ° C ili potpuno žarenje u rasponu od 810 do 880 ° C uz sporo hlađenje ne više od 25-50 ° C / h do 600 ° C.

otvrdnjavanje 40X13 u rasponu od 950 do 1050 °C, koristi se kao završni termički tretman. Hlađenje - na vazduhu ili u ulju. Zatim se vrši kaljenje uzimajući u obzir zadatu tvrdoću i otpornost na koroziju. Za čelik 40X13, koji se koristi kao blanko za hirurške instrumente, stepenasto stvrdnjavanje se vrši od 1030-1040°C uz hlađenje u alkalnom rastvoru na 350°C. Ovo je neophodno kako bi se smanjilo savijanje i povećala elastična svojstva.

Posebni zahtjevi postavljaju se za termičku obradu čelika 40X. Vrijeme hlađenja dijelova od ovog čelika u vodi ili na zraku ili u vodi treba biti kratko zbog njegove sklonosti ka lomljivosti i hladnokrtosti. Prisustvo hroma smanjuje kritičnu brzinu stvrdnjavanja i sprečava rast zrna. Temperatura martenzitne transformacije čelika 40X niže, njegova kaljivost je veća od jednostavnog ugljičnog čelika 40. Kao rezultat toga, temperira se na višoj temperaturi.
Čelik 40X pripada poboljšanoj grupi. Njegove performanse su zaista poboljšane kao rezultat odgovarajuće termičke izloženosti. Zahvaljujući njemu, mehaničke karakteristike čelika su veće nego kod brojnih konstrukcijskih čelika. Iako zadržava dovoljno visoku žilavost i duktilnost, ovaj čelik je jedan od najtrajnijih.

Mnogi majstori razmišljaju o tome kako. Prije svega, govorimo, naravno, o čeliku. U posljednje vrijeme rusko tržište je preplavljeno jeftinim kineskim proizvodima. Metal lošeg kvaliteta često izgleda lijepo, ali je mekan. Da bi metalni alat bio upotrebljiv, čelik mora biti tvrd. Ovaj problem se obično uspješno rješava odgovarajućom termičkom obradom – kaljenjem.

Zašto je potrebno gašenje i kaljenje?

Glavni nedostatak ovih metoda je što su neprikladne za kućnu upotrebu. Ipak, često se javljaju situacije kada je čeličnim proizvodima kupljenim u specijaliziranoj trgovini potrebna dodatna obrada, odnosno ojačanje. nakon čega slijedi odsustvo je neophodno jer:

Najčešće se za proizvodnju proizvoda potrebnih u svakodnevnom životu koristi metal marke AC40XM. Za mašinstvo se najčešće koristi marka 40HGM. Za proizvodnju hirurških instrumenata - metal grade 40x. Kaljenje metala kod kuće, podložno svim tehnologijama, nije ništa manje učinkovito od jačanja čelika u proizvodnji.

Prilikom rada s metalom, posebno na visokim temperaturama iu prisustvu izvora otvorenog plamena, treba besprijekorno poštovati sigurnosne mjere. Ovo se odnosi i na radnika u čeličani i na kućnog majstora.

Stručnjaci kategorički ne preporučuju kaljenje čelika upotrebom kemikalija, jer postoji opasnost od ozbiljnih opekotina ili teškog trovanja. Kod kuće je najbolje koristiti toplinsku metodu jačanja čeličnih proizvoda, kada se molekule metala gušće privlače jedna drugoj zbog aktivnog oslobađanja toplinske energije. Svi radovi se moraju izvoditi na otvorenom ili u posebno opremljenoj prostoriji.

Glavne prednosti

Metal možete i sami očvrsnuti. Glavna stvar je ne zaboraviti na kaljenje metala, koje se mora provesti nakon stvrdnjavanja i normalizacije temperature. Ponekad se ovaj postupak naziva i "žarenje". Vrlo je popularan postupak ojačanja metala uljem ili tzv. "kašenje u dvije sredine" - u vodi i ulju. Ali osoba koja nema iskustva ne bi trebala uzimati otvrdnjavanje pomoću vrućih tekućina, jer zbog kršenja sigurnosti može doći do ozbiljnih ozljeda.

Odsustvo kaljenja metala nakon stvrdnjavanja često dovodi do činjenice da zbog oštrog pada temperature metal postaje tvrđi, ali krhkiji i krhkiji. Ako se stvrdnjavanje odvija u fabrici, postupak kaljenja se odvija u potpunosti u skladu sa GOST standardima.

Evo glavnih prednosti kaljenja čelika kod kuće:

Ako se vatra koristi kao izvor otvorene vatre, kaljenje čelika treba obaviti po mirnom vremenu kako slučajni nalet vjetra ne bi izazvao požar. Obavezno zaštitite oči posebnim naočalama, jer dugotrajno promatranje jakog plamena može negativno utjecati na vid. Također je potrebno nositi kombinezon od materijala koji je otporan na vatru.

Kako ojačati sjekiru

Da biste poboljšali kvalitetu metala od kojeg je napravljeno sječivo sjekire, lako ga možete očvrsnuti kod kuće. Proizvodi za pirsing i rezanje od . Također, ne bi trebalo biti problema s metalnim proizvodima marke 40 × 13. Možete povećati tvrdoću oštrice jednostavnim spuštanjem u vatru. Iskusni majstori lako određuju stupanj otvrdnjavanja prema boji sjekire koja je spuštena u njega. Obično proizvod napravljen od čelika 40x prvo postaje jarko crven, a zatim boja postepeno počinje da blijedi. Boja metalne oštrice mijenja se ovisno o temperaturi grijanja otprilike na sljedeći način:

• Jarko crvena boja kada se proizvod zagrije na 300 stepeni;
• Narandžasta boja na oko 400 stepeni;
• Zasićena žuta boja kada se zagreje na 500-600 stepeni;
• Svijetlo žuta, gotovo bijela boja u završnoj fazi, kada temperatura žarulje dostigne oko 750-800 stepeni.

Kako očvrsnuti čelični nož

Toplinska obrada čeličnih noževa, makaza ili hirurških instrumenata može se izvesti u muflnoj peći. Takva peć je prikladna za male proizvode od čelika 40x. Neki majstori u tu svrhu koriste i plinski plamenik, ali ova metoda nije sigurna jer može doći do požara.

Glavna prednost muflne peći je da se može koristiti ne samo za gašenje, već i za kaljenje. Ovaj jednostavan uređaj za toplinsku obradu metala možete dizajnirati vlastitim rukama. Kaljenje čelika kod kuće u muflnoj peći je siguran način za povećanje tvrdoće metala bez upotrebe kemikalija (kao što je dušik). Da biste očvrslili nož od čelika 40x, potrebno ga je staviti u rernu dok je još topao.

• Stavite pećnicu na način postepenog zagrijavanja do željene temperature;
• Rezati brtveni vosak nekoliko puta čeličnim nožem;
• Učinite isto, ali uz postupno smanjenje temperature;
• Kada se nož ohladi, pažljivo ga očistite od ostataka otopljenog voska.

Ovu metodu kirurzi često koriste za očvršćavanje čeličnih skalpela kod kuće. Također, prigušna peć se često koristi za jačanje metalnih dijelova koji se koriste u montaži i popravci automobila i kamiona.

Kaljenje metala je odličan način da produžite vijek trajanja metalnog proizvoda. Naravno, bolje je odmah kupiti kaljene dijelove i alate. Ali ako to nije moguće, lako možete sami povećati tvrdoću materijala. Uz određene vještine i osnovna znanja iz oblasti metalurgije, dobar vlasnik se lako nosi sa ovim važnim zadatkom. Glavna stvar je pridržavati se sigurnosnih mjera opreza i ne zaboraviti na tako važnu fazu stvrdnjavanja kao što je kaljenje ili žarenje.

Jedan od najtraženijih materijala u području ljudske djelatnosti je čelik. Legura željeza i ugljika ima jedinstvene tehničke karakteristike, zahvaljujući kojima je osigurana svestranost ovog materijala. A među najboljima su tehničke karakteristike čelika 40x13, zbog čega se koristi u prilično velikom broju proizvodnih procesa.

Označavanje čelika

Da bismo razumjeli karakteristike koje su svojstvene predstavljenom materijalu, potrebno je razumjeti što znači njegovo označavanje. U svijetu postoji veliki broj čelika, svi se razlikuju po svojim svojstvima. I svaki dan se može proizvesti novi brend materijala. Stoga bi trebali razumjeti kraticu proizvoda.

Čelik 40x13 je legiran, odnosno, osim ugljika i željeza, sadrži i druge aktivne elemente. U ovom slučaju, hrom je sadržan: to je označeno slovom X u oznaci. Njegov postotak je 1,3 posto. Ali tehničke karakteristike čelika 40x13 uglavnom ovise o količini ugljika u njemu. U ovom slučaju materijal sadrži 0,40 posto elementa sa serijskim brojem 6.

Proizvodnja legiranog čelika

Tehnologija proizvodnje legiranog čelika uključuje nekoliko faza, koje se uglavnom izvode u elektrolučnim pećima:

1. Prečišćavanje željezne rude.
2. Topljenje čelika.
3. Uvođenje dodatnih aditiva.

Prije svega, željezna ruda se pročišćava: uklanjaju se strane komponente, uglavnom sumpor i fosfor. Ovaj proces se izvodi u otvorenim pećima za topljenje korištenjem tehnologije van peći. Proces rafiniranja je uklanjanje nečistoća arsena i obojenih metala iz sastava. Izvodi se vakuumskim topljenjem.

Sljedeća faza u proizvodnji legiranog čelika sastoji se direktno od topljenja čeličnog proizvoda. Da biste to učinili, sirovina se u električnoj lučnoj peći zagrijava na temperaturu od 400 do 600 stupnjeva. Tokom topljenja, gvožđe se pretvara u liveno gvožđe, koje ima nestabilnu kristalnu rešetku. Njegovom stabilizacijom se dobija čelik.

Da bi se to postiglo, kisik se dovodi u komoru, koja, kada se izgori, oslobađa ugljik u atmosferu peći. On, miješajući se sa željezom, pretvara liveno gvožđe u čelik. Nakon toga se sirovinama dodaju heterogeni aditivi (u našem slučaju hrom). Kao rezultat, kristalna rešetka metalnih proizvoda postaje još kompaktnija i dobiva se legirani proizvod.

Specifikacije

Nakon topljenja legiranog čelika, slijedi proces kaljenja i kaljenja uzorka. Stvrdnjavanje uzorka vrši se na temperaturi od 1100 stepeni. Nakon toga, važno je promatrati postupno kaljenje, inače će uzorak biti prekriven pukotinama. Kako bi se to spriječilo, ova manifestacija se održava na temperaturi od 600 stepeni.

Zahvaljujući ovom proizvodnom procesu, finalni proizvod ima sljedeće tehničke karakteristike:

1. Privremena vlačna čvrstoća - 1140 MPa.
2. Uvjetna granica popuštanja pri zaostaloj deformaciji je 910 MPa.
3. Relativno izduženje - 12,5 posto na petostruku dužinu uzorka.
4. Snaga udara - 12 J /.

Ove karakteristike omogućavaju da se materijal koristi u različitim poljima ljudske aktivnosti.

Aplikacija

U industriji se široko koristi čelik 40x13. Uglavnom se koristi u okruženjima sa visokom vlažnošću. Krom koji se nalazi u njemu poboljšava antikorozivna svojstva dobivena konvencionalnim kaljenjem.

Predstavljeni brend ima dobre pokazatelje plastičnosti: na temperaturi većoj od 1000 stupnjeva lako se deformira. Ovaj materijal se aktivno koristi u proizvodnji reznih i mjernih alata, predmeta za kućanstvo.

Karakteristike čelika 40x13 omogućile su njegovu upotrebu u proizvodnji dijelova strojeva, uglavnom ležajeva i dijelova kompresora. Glavni uslov za upotrebu gotovih elemenata je da temperatura radnog okruženja ne prelazi 400 stepeni. U građevinarstvu se materijal praktički ne koristi, jer nije zavaren.

Antikorozivne performanse i njihov uticaj na upotrebu čelika

Čelik 40x13 GOST ima karakteristične pokazatelje otpornosti na koroziju. Postiže se stvrdnjavanjem proizvoda od temperature na kojoj je osigurano potpuno otapanje karbida. Ali ako se nakon toplinske obrade temperatura kaljenja poveća, doći će do smanjenja otpornosti na koroziju zbog isparavanja hroma iz materijala. Smanjenje parametara se javlja pri temperaturi ispuštanja iznad 600 stepeni.

Kao rezultat toga, da bi se dobile povoljnije tehničke karakteristike čelika 40x13, on mora biti kaljen na temperaturama od 200 do 300 stepeni da bi se postigla visoka tvrdoća i otpornost na koroziju, ili na temperaturi od 600-650 jedinica Celzijusa - da se pretvori proizvod u konstrukcijski čelik.