Термическая обработка.

Термическая обработка металлов и сплавов, используемая в любительской практике, подразделяется на:
— отжиг,
— закалку,
— отпуск.

Отжиг стальной детали производят для уменьшения ее твердости, что необходимо для облегчения механической, в том числе пластической, обработки. Отжиг целесообразен в тех случаях, когда необходимо изготовить какой-либо инструмент, используя металл другого, закаленного ранее инструмента.

Полный отжиг происходит при нагревании детали или заготовки до 900°С, выдержке при этой температуре для прогрева детали по всему объему, а затем медленном охлаждении до комнатной температуры. Температуру раскаленной детали можно определить по свечению материала, как показано в таблице.

Цвета каления Ярко-белый
Температура.°С 1250-1300

Цвета каления Вишнево красный
Температура.°С 770-800

Цвета каления Светло-желтый
Температура.°С 1150-1250

Цвета каления Темно-вишнево-красный
Температура.°С 730-770

Цвета каления Темно-желтый
Температура.°С 1050-1150

Цвета каления Темно-красный
Температура.°С 650-730

Цвета каления Оранжевый
Температура.°С 900-1050

Цвета каления Коричнево красный
Температура.°С 580-650

Цвета каления Светло-красный
Температура.°С 830-900

Цвета каления Темно-коричневый
Температура.°С 550-580

Цвета каления Светло-вишнево-красный
Температура.°С 800-830

Закалка дает стальной детали большую твердость и износостойкость. Деталь нагревают до определенной температуры, выдерживают некоторое время, необходимое для прогрева всего объема материала, а затем быстро охлаждают. Обычно детали конструкционных сталей нагревают до 880-900°С, из инструментальных — до 750-760°С, из нержавеющей стали до 1050-1100°С. Для охлаждения применяют раствор поваренной соли или масло. При охлаждении в масле на поверхности стали образуется плотная пленка оксидов, которая является хорошим антикоррозийным покрытием.

При закалке мелких деталей можно легко перекалить их. Во избежание этого пользуются оправдавшим себя способом: раскаляют плоскую крупную болванку, на которую кладут мелкую деталь. Температуру закаливаемой детали определяют по цвету свечения болванки.

Необходимо, чтобы в процессе охлаждения детали температура жидкости оставалась почти неизменной, поэтому масса жидкости должна быть в 30-50 раз большей массы закаливаемой детали. Для интенсивного охлаждения деталь следует перемещать во всех направлениях Тонкие широкие детали нельзя погружать в жидкость плашмя, так как при этом деталь будет коробиться.

Отпуск закаленных деталей позволяет снизить их хрупкость до допустимых пределов, сохранив при этом твердость, приобретенную сталью в результате закалки. Температуру разогрева стальной закаленной детали при отпуске можно определить по изменению цвета оксидной пленки:

Цвета побежалости Серый
Температура.°С 330

Цвета побежалости Коричнево красный
Температура.°С 265

Цвета побежалости Светло-синий
Температура.°С 314

Цвета побежалости Коричнево желтый
Температура.°С 255

Цвета побежалости Васильковый
Температура.°С 295

Цвета побежалости Темно-желтый
Температура.°С 240

Цвета побежалости Фиолетовый
Температура.°С 285

Цвета побежалости Светло-желтый
Температура.°С 220

Цвета побежалости Пурпурно красный
Температура.°С 275

Ниже приведены рекомендуемые температуры отпуска для некоторых инструментов и деталей (в градусах Цельсия):

Резцы из углеродистых сталей
180-200

Молотки, штампы, метчики, плашки, малые сверла
200-225

Пробойники, чертилки, сверла для мягкой стали
225-250

Сверла и метчики для меди и алюминия, зубила для стали и чугуна
250-280

Инструмент для обработки древесины
280-300

Пружины
315-330

Дюралюминиевые детали при закалке нагревают до 360-400°8, выдерживают некоторое время при этой температуре, а затем погружают и воду комнатной температуры и оставляют до полного охлаждения. После этого дюралюминий становится мягким и пластичным, легко гнется и куется. Повышенную же твердость он приобретает спустя 3-4 дня: твердость и хрупкость его увеличиваются настолько, что он не выдерживает изгиба даже на небольшой угол. При отжиге деталь разогревают до 360°С, выдерживают некоторое время, после чего охлаждают на воздухе. Для отпуска деталь слегка нагревают и натирают хозяйственным мылом. Затем продолжают нагревать до тех пор, пока слой мыла не почернеет, после чего дают остыть па воздухе. (Почернение происходит при температуре отпуска).

Приближенно температуру нагрева дюралюминиевой детали можно определить следующим образом. При температуре 350-360°С конец спички, свободный от серы, которым проводят по раскаленной поверхности детали, обугливается и оставляет темный след. Достаточно точно температуру можно определить с помощью небольшого (со спичечную головку) кусочка медной фольги, который кладут на поверхность разогреваемой детали. При температуре 400°С над фольгой появляется зеленоватое пламя.

Закалка предварительно разогретой детали из меди происходит при медленном остывании на воздухе. Для отжига разогретую деталь быстро охлаждают в воде. При отжиге медь нагревают до красного каления (600°С), при закалке — до 400°С, определяя температуру также с помощью кусочка медной фольги. Для того чтобы латунь стала мягкой, легко гнулась, ковалась и хорошо вытягивалась, ее отжигают путем нагрева до 500°С и медленного охлаждения на воздухе при комнатной температуре.