Kuidas teras karastada - visuaalne eksperiment

Kõigile tuttav teras on raua ja süsiniku sulam. Puhas raud on tempermalmist ja pehme, selle ulatus on piiratud. Mitmesugused terasetooted ja terasetooted muudavad kõvaduse ja elastsuse erinevatel kuumtöötlustel märkimisväärselt:

• Terase karastamine koosneb kuumutamisest kõrge temperatuurini ja kiirest jahutamisest õlis või vees. Selle tulemuseks on tugev, kuid rabe teras.
• Terase karastamine on vastupidine protsess, mida iseloomustab aeglane jahutamine pärast kuumutamist.

Terasetoote nõuetekohane kõvendamine ja karastamine võimaldab teil saada "kesktee" või suurenenud tugevuse ja karedusega materjali. Kuumtöötlemine võimaldab terasel enne purunemist painduda ja mitte puruneda habras viisil, mis võib olla kasulik paljudes toodetes.
Terasel on legeerivad komponendid; erinev koostis põhjustab asjaolu, et sulamid vajavad erinevat kuumutamisaega ja temperatuuri. Nagu ka erinevad jahutusmeetodid (kiirus).

Materjalid ja seadmed

Terase kõvendamise katsete läbiviimiseks vajame:

• gaasipõleti või puhur;
• kaks terasest klassi 1040 valmistatud varrast (vene vaste: artikkel 40 või artikkel 49G);
• veepaak karastamiseks.

Ohutus:
Kuuma töö tegemisel tuleb nõuetekohase ohutuse tagamiseks võtta täiendavaid samme. Terase kuumutamiseks avatud tulepuhuriga on vaja isikukaitsevahendeid (kindad ja klaasid). Lisaks on vaja tulekustutit, ämbritäit vett ja õudusunenägu (leht-asbest).

Terase kustutamine

Veelkord kontrollime tulekustutus- ja isikukaitsevahendite olemasolu ja kasutatavust. Alustamine:
Painutage meie vardad tähe "U" kujul.
Lülitage gaas sisse ja süütage gaasipõleti. Veenduge, et taskulamp on suunatud teist eemale. Veenduge, et keegi teine ​​pole põleti ajal 1 meetri raadiuses. Olge hädaolukorras läheduses tulekustuti.
Panime varda "U" kumera osa leegi kuumimasse ossa, hoides terasvarda kahte otsa.
Leegi kuumim osa on väike koonus, umbes pool tõrviku pikkusest. Pöörake varrast leegi kuumutamisel kindlasti, see tagab ühtlase kuumutamise. Suurima kuumutamise hetkel algab raua, süsiniku ja legeerivate komponentide aatomite ümberkorraldamine.
Kui varras muutub kuumutamise kohas erksaoranžiks, eemaldage varras leegist ja kastke see kiiresti anuma sees olevasse vette, nagu on näidatud fotol (nimetatakse "väljasuremiseks"). Kustutamine vähendab aatomite liikumist ja seda saab illustreerida terase aatomite "külmutamisena" uues kohas. Praegu on aatomid ebastabiilses asendis.
Korrake samme 3 ja 4 teise terasvardaga.
Võtke teine ​​terasvarras ja kõvendage seda kuumutades taskulambiga 10 sekundit. Ärge karastage esimest terasvarda! Asetades selle veega anumasse, teeme terase teisese karastamise või termilise karastamise. See võimaldab metalli aatomitel "lõõgastuda" ja asuda stabiilsemasse asendisse.
Me sirgendame mõlemad vardad, et illustreerida mehaaniliste omaduste erinevust. Esimene varras (varras, mis ei olnud sekundaarselt kivistunud) on väga habras ja puruneb, kuna aatomid pole stabiilses asendis.
Teine varras, mida on teist korda uuesti kuumutatud ja kõvendatud (vabastatud), paindub, kuid U-kuju jääb. Kuna see varras oli karastatud ja karastatud, lasti aatomitel stabiilsesse asendisse “lõdvestuda”, materjal muutus tugevamaks ja sitkemaks, kaotamata vastupidavust deformatsioonile.

Järeldused

See madala legeeritud süsinikusisaldusega terase lihtsaima karastamise ja karastamise näide näitas kuumtöötluse võimalusi ja selle mõju metalli füüsikalistele omadustele.
Algne artikkel inglise keeles