термообработка:закалка,нормализация,отпуск Закалка клинков из рессор и подшипниковНаписано Максимом Пережогиным (Max Burnett) :) Это всего на всего введение, что бы помочь понять загадку, емкого выражения как закалка стали. Я также скажу, какие шаги вам нужно будет сделать перед тем как вы будете непосредственно закаливать сталь. Я упомяну только основные принципы в легко понимаемой форме, но это очень важно, что бы вы поняли, что происходит в куске стали с каким вы работаете. А так же что бы знали наиболее важные термины с какими вам придется встретится при чтении. Сталь, которую я буду использовать в данном описании, низко легированная углеродистая сталь; 1084 (углерод-84-.90 , марганец - .72-.90). Есть несколько причин почему это хорошая сталь для ковки лезвий, и первое слово это: Эвтектоидная. Умные головы металлургии произносят эта так: Эвтектоид, или точка баланса содержания углерод/сталь; 0.85% углерода. Все это означает для меня и для вас, что нет причин использовать сталь с большим содержанием углерода для лезвия ножа, если вы не имеете дело спец. сталями, типа высоколегированных, или высокоуглеродистыми сталями. (О них другой разговор) Более высокое содержание углерода отнесет сталь к классу "заэвтетоидных". Более низкое содержание, естественно, к "доэвтетоидным". Но, достаточнообэтом. Если вы ничего и не вынесите из этой статьи, то хотя бы, запомните крепко-накрепко следующее: Не доверяйте вашим глазам что бы определить, когда сталь готова для нормализации, отжига, или закалки. Вы просто напросто не получите хороших, стабильных результатов. Используйте обычный магнит, чтобы определять, когда сталь переходит в немагнитное состояние. А сейчас, очень важно узнать, почему сталь магнитится по разному, в процессе нагрева/охлаждения. Когда вы подогреваете ваше лезвие в горне, сталь нагревается все сильнее и сильнее, и меняет цвет от едва заметного, до ярко красного непонятно какой температуры. Когда идет нагрев, ваш магнит не солгет вам. А вот когда идет охлаждение, сталь будет оставаться немагнитнойдостаточно продолжительное время. Вообще-то, извиняюсь, я забежал вперед, через минутувывсеузнаете. Когда вы берете в руки кусок стали, он находится в состоянии 'Alpha' - это сталь при комнатной температуре. Как только вы начинаете разогревать его, сталь изменит свою структуру в состояние 'Gamma'. Это произойдет при строго определенной температуре, одновременно сталь станет немагнитной. 'Gamma' - это измененное состояние стали, известное как 'Austenite'(Аустенит). Конкретная температура, при которой сталь становится Аустенитом, очень важна. Несколько вещей происходят в этой стадии. Я знаю, вы увидите как бы легкое "облачко" или тень, плывущее по горячей стали. Ну .. это облачко как бы делит линию между Аустенитом или Gamma структурой (высокая температура) и Alpha структурой (низкая температура). Таким образом, в процессе дальнейшего разогрева, облачко движется от участков с более высокой температуры, к участком с более низкой. Ну, или от конца бруска/лезвия к рукояти. Вот это облачко и будет визуальной подмогой, когда вы будете орудовать магнитиком. Итак, как только вы увидите вы увидитеэто облачко, когда температура раскаленной стали растет, начинайте проверять ее магнитиком насчет определения критической температуры. В полностью откованном лезвии, тень эта будет путешествовать в направлении от лезвия к обушку. От тонких к толстым участкам лезвия. Ни на мгновение не отвлекайтесь в это время (идет повышение температуры), сейчас поймете, почему.Не перегрейте лезвие слишком сильно, потому что магнитный тест не срабатывает при обратном ходе температуры. Если вы перегреете сталь слишком сильно, это вызовет рост зернообразования, сталь будет хрупкой. Вам придется прерваться, и заняться нормализацией стали, что бы привести ее в исходное состояние. Нормализация - это медленное, чередующее нагревание и охлаждение стали, что бы перевести углерод и железо из напряженного состояния в свободное, расслабленное и подготовить его к отжигу. Это делается после того, как вы отковали лезвие. Чтобы сделать это, просто нагрейте сталь до немагнитного состояния и дайте ей охладится на воздухе до состояния, пока она не перестанет светится ваще. Сделайте это три раза. Я обычно разогреваю сталь, а потом расхаживаю затем по расхаживаю с ней по кузне до тех пор, пока кусок не станет черного цвета, в смысле не перестанет светится. Ну и затем повторяю весь процесс: грею, остужаю ... Если вы собираетесь отжечь сталь, делайте это в конце третьей стадии нормализации. Итак, заместо разогрева и последующего охлаждения на воздухе, разогрейте и оставьте клинок в золе или в вермикулите или в чем то еще подобным, с хорошими теплоизолирующими свойствами, что у вас есть.Для того чтобы отпуск произошел правильно, не допускайте, чтобы какой ни будь кусок лезвия торчал из золы. Если вы намериваетесь сделать клинок из полоски стали, не закаляйте полосу, а сначалавыкуйте, или вырежьте из него клинок. . Такое медленное охлаждение должно продолжаться 8-12 часов. Будьте терпеливы, и не трогайте его в течении этого времени. That will only undermine an otherwise great anneal. А сейчас время заняться поковать чёнить еще, или поработать над другиминожами. успех при использовании золы из твердых пород дерева. Единственное что плохо, это то что зола расплавляется и прилипает к лезвию что не есть гуд. Просто замочите лезвиев белом укус е на ночь и он очистится со "свистом" на ура. Если вы не хотите ждать, подогрейте уксус почти до кипения, и опустите в него лезвие. Оно очистится достаточно быстро. Сохраните уксус на последующие разы, он станет крепче и в последующем будет очищать быстрее, т.к. вода из него испаряется и он будеткрепче. На фига мы в данный момент производим отжиг лезвия? Ну ... Я предполагаю что мы просто нормализуем полностью откованное лезвие, готовое для последующей обработки. Я всегда произвожу отпуск на этой стадии, потому что я хочу получить очень мягкую сталь для обработки напильником, поставить штампом свое клеймо и т.п. Ранее я упомянул про рост зерна, и сейчас я разъясню про это подробнее. Если вы при ковке будете перегревать сталь слишком сильно, зерно после каждого цикла ковки будет все больше и больше. Это наиболее критично на фазе нормализации, отжига и закалки. Таким образом, все эти нагрев/охлаждение, нагрев/охлаждение... которые происходят в процессе ковки приводят сталь в нехорошее состояние ...Я не знаю точно почему зерно растет, но это происходит. И это убьет рождающийся добрый клинок, Чтобы избежать рост зерна, используйте магнит на всех фазах нормализации, отжига и закалки. Это же так просто! Если вы сделали все наоборот на всем пути к моменту закалки, и перегрели сталь во время закалки, вся ваша работа пойдет на смарку, и вы будете должны начать все заново с процесса нормализации. Размер зерна будет большим, и выглядеть похожим на песок на изломе. Правда оно будет твердым, но совершенно не будет держать режущую кромку и будет очень слабым. В свое время я это продемонстрировал в классе своим ученикам. Я сделал все наоборот на всех этапах предшествующих ковке и перегрел лезвие перед закалкой. Когда лезвие сломали в тисах, сталь имело большое зерно. Я не использовал магнит. Я не использовал эту маленькую хитрость. Сейчас я твердо верю в помощь магнитика. Итак, заканчивая эту часть статьи о температуре закалки - ИСПОЛЬЗУЙТЕ МАГНИТ! В следующей части, я произнесу еще несколько слов, и выясню суть дела - что происходит, когда вы закаливаете лезвиеи как это сделать лучше. Если вы получили крупное зерно в результате перегрева, вам надо изменить структуру зерна стали , уменьшив ее, вновь нормализуя ее. Но этот процесс не может продолжаться бесконечно. Если вы перегреете сталь несколько раз, наступит момент, когда у вас в стали не останется углерода. Каждый нагрев стали уменьшаетпроцентное содержание углерода в ее нагретой части. Мне говорили, что если вы пережгли кусок, даже слегка, просто отрубите его от целого, и выкиньте. Я не думаю, что вы сможете что-то сделать, что бы восстановить углерод или ограничить размер зерна в этом случае. Как ограничить рост зерна и сохранить его как есть? Закаливайте правильно нормализованный клинок как только он станет немагнитным. В прошлом, когда я ковал опытное лезвие, и оставлял поверхность 'как сковано' и просто очищал его окунанием на ночь в уксус. Затем я немного очищал его наждачкой, что бы появилась структура стали Сейчас же, я делаю поверхность клинка полностью готовым, с гладкой поверхностью, без рисок и вмятин от кузнечного молотаи scale pitting during quenching. Я до сих пор кую опытные лезвия, но уделяю гораздо больше времени отделке лезвия перед закалкой, делая его как можно более гладким. Сохраняйте поверхность вашей наковальни как можно более гладким и чистым, и это очень поможет вам в этом процессе. Итак, мы имеем лезвие, которое мы нормализовали, отожгли, другими словами окончательно подготовили к закалке. Есть несколько путей как нагреть это лезвие для закалки. Вы можете использовать уголь или газовый горн, кислородно-ацетиленовую горелку, электропечь либо еще что-то, что у вас есть, что позволит вам нагреть сталь медленно и последовательно до критической точки или немагнитного состояния. Существует несколько методов закалки. Мы закаливаем лезвие откованное из стали 1084, так что будем использовать масло. . Первое и основное, выбирайте легкое светлое масло с высокой температурой вспышки. Я думаю большинство из нас используют отработанное моторное масло. Масло в котором вы будете калить не так важно, как сама технология закаливания. Возможно наиболее важная вещь которую вы должны сделать с маслом - это подогреть его перед закалкой. Я никогда не подогревал мое масло в прошлом, потому что мне не казалось это важным в силу моего незнания. Это очень важно! Вы всегда должны подогревать масло до 150F(65С). Хороший способ сделать это - разогреть кусок стали и сунуть его в вашу закалочную емкость, держать там пока вашим пальцам будет некомфортно в масле Причина по которой необходимо подогревать масла заключается в паровом барьерекоторый немедленно образуется во время закалки. Толщина этого парового барьера зависит от вязкости и температуры масла(?). Когда вы подогреваете масло, барьер будет менее вязким. Это приведет к уменьшению толщины паровой подушки во время закалки. Рассмотрим это более подробно. Когда вы закаливаете клинок, на самом деле очень небольшое количество масла контактирует с поверхностью стали потому что пары масла на поверхности создают паровую подушку или барьер вокруг стали. Все это происходит достаточно быстро и обычно сопровождается пламенем, которое прыгает и охватывает вашу бороду огнемИ окутывает густым, белым дымом. Как только сталь охлаждается ниже точки вспышкиМасла, масло окончательно входит в контакт со сталью и охлаждается быстро. Да, самое главное, непосредственно само масло мало охлаждает сталь. Именно пары масло - вот что охлаждает сталь. Вы видите, что не так то все просто, как вы думали в начале. В действительности это достаточно сложный процесс, что заставляет задуматься, что действительно происходит в вашем закалочном баке. Водадажехуже. Большинство из масел имеют температуру вспышки или кипения около 450F(230C). Вода не имеет точку вспышки, но она закипает при температуре 232F(100С) на уровне моря. Весь путь от 1550F(840C) до 212F(100C) сталь окружена паровым барьером. Вода в действительности кипит только на поверхности стали. Это делает закалочные способности воды очень бедными. Вчерамыговорили об аустените. Это гамма состояние стали в результате процесса нагревания. Аустенит является началом превращения стали в практичный клинок. Когда сталь трансформирована в аустенит, в немагнитное состояние, наступает время для закалки. В данном случае, сталь марки 1084, считается очень быстрозакаливаемой сталью. Другими словами, мы имеем примерно ? секунды, что бы снизить температуру с немагнитной до 400F(200C), для того что бы наилучшую конверсию в структуру, называемую Мартенситом, наиболее желаемую форму стали любым ножеделом. Мартенсит по соей структуре очень кристаллический. Он выглядит подобно беспорядочно сваленных в большую кучу иголок. Мартенсит придает стали очень большую твердость. Но он очень нестабилен и находится под очень большим давлением. Поэтому то что вы проделали со сталью, это заставили ее находится в состоянии в котором она не хочет быть добровольно. Вы обхитрили ее при помощи трюка с быстрым охлаждением. . Ну вот, если у вас нет правильного масла, или вы его не подогрели правильно, закалка не будет идти достаточно быстро, и скорее всего вы трансформируете сталь в Перлит. Перлит тоже достаточно твердый, но не так хорош по твердости как мартенсит. Существует плохой Перлит и хороший Перлит. Если вы при закалке ошибетесь по времени на секунду или две, вы скорее всего получите хороший Перлит, ну а если больше, то получите плохой Перлит. Хороший Перлит еще приемлем, а вот плохой - плохая новость.Итак, целью закалки является получение Мартенсита, который необходим вашему клинку. А сейчас рассмотрим несколько приемов закаливания. Закалка только режущей кромки (РК) очень популярна, я сам делал это. Есть несколько способов сделать это. Первый - это когда просто нагревается край лезвия до немагнитного состояния и закаливается целиком РК вниз, до тех пор, пока масло не перестает пузырится. Просто и практично. Вы должны быть очень аккуратны при накаливании лезвия, что бы не перегреть РК и особенно кончик. Кроме того вы должны предельно быстры когда перемещаете клинок в закалочную емкость, что бы не упала температура клинка. Второй способ закалить только РК - это нагреть клинок целиком от кончика до рикассо и затем окунуть его в масло горизонтально только на треть ширинылезвия . Если вы извлекаете его из масла, тепло из обуха клинка вытянет твердость из РК. Некоторые люди ложат на дно закалочной ванны кирпич или кусок стали, чтобы точно выдержатьнеобходимую глубину погружения клинка в масло. Я просто использую край ванны,этогомнехватает. Полная закалка проще, но может вызвать искривление клинка, если сделана неправильно. Нагрейте клинок целиком до немагнитности и лезвием вперед погружайте его целиком. Просто погрузите его в масло и оставьте его там. Не двигаете его туда-сюда, пока бурление и шипение не прекратится. Сейчас самое время up Mar-Quenching или 'Прерывистая закалка' как Kevin Cashen называет это.Этот новый прием, который он разработал, произвел большое впечатление на меня.Если масло дымится, но не загорается, все нормально, температура 450F(230С). В этот момент прервите закалку. Просто извлеките клинок из масла и дайте ему остынуть до комнатной температуры. Кевин считает, что подобная процедура способствует лучшей трансформации в Мартенсит. Я делаю это немного другим путем. Я предпочитаю, когда масло перестает пузырится, я вытаскиваю клинок и немедленно,втыкаю его в золу, так что бы зола полностью закрывала его. Таким приемом я пытался отказаться от процесса отпуска, о котором я расскажу позже. Я рассказал Кевину об этом, но он не уверен хорошо это или плохо. До сих пор это спорный вопрос. Ну вот, после того как лезвие остыло окончательно, что бы его можно было держать в руках, очистите его от масла scotch brite pad или наждачкой, для того, что бы вы могли видеть цвет клинка при отпуске. самый легкий путь очистить лезвие от пригоревшего масла, это scotch brite pad, как только вы извлекли клинок от масла. Делайте это пока лезвие теплое. А сейчас, немедленно поместите клинок в печку для отпуска. Не медлите с процедурой отпуска вашего лезвия. Если вы промедлите с этим хотя бы несколько часов, по клинку пойдут невидимые трещины, как только Мартенсит starts to form.Martensite expands as it forms, вот почему лезвие трескается, если не подверглось отпуску. В качестве печи для отпуска я использую тостер, потому что он имеет регулятор температуры в небольшом диапазоне, поэтому более точен. Обычная кухонная печь может иметь разброс температуры а 100F(40C) в процессе отпуска, что не есть хорошо для процесса отпуска. Используйте что ни будь, что может обеспечить достаточно точную температуру. Для стали марки 1084, температура отпуска 400F(200C) явится оптимальной, для получения доброго, твердого, достаточно гибкого клинка. Я плохо знаком со шкалой Рокквела, но насколько я помню, отпуск в течении одного часа при температуре 400F(200C) даст вам твердость в районе 56 - 59 RC. Некоторые делают прерывистый отпуск. Я не делал такой, хотя и хочу попробовать. Главное помните, отпуском вы снимаете все напряжения в стали, и помогаете Мартенситу сформироваться в стабильное состояние. Не допускайте случайных изменений температуры в течении отпуска. Если вы прервали отпуск, все же охладите клинок до комнатной температуры, прежде чем его снова засовывать в печь. Цвет отпуска, про который я упомянул ранее, у вас должен получится светло соломенного цвета. Если вы перед этим хорошенько зачистили лезвие, то вы увидите этот цвет, когда вытащите клинок из печи. И еще. Имея на руках полностью закаленное лезвие, вы можете сделать его более гибким, снижая шансы сломаться при тяжелой работе. Это особенно важно для больших клинков. Просто удерживая клинок за хвостовик, погрузите частично его лезвием в воду, я мягко нагревайте его обушок горелкой, до тех пор пока он не станет голубого цвета. Будьте осторожны, не перегрейте его , иначе оно потеряет крепость. Повторите это три раза, давая каждый раз лезвию остыть, удерживая его в этом положении в воде. Ну вот и все, вы закончили ваш клинок.
