Како очврснути челик - визуелни експеримент

Челик свима познат је легура гвожђа и угљеника. Чисто гвожђе је кољиво и меко, обим му је ограничен. Различити челични производи и челични производи значајно мењају тврдоћу и пластичност током различитих топлотних третмана:

• Отврдњавање челика састоји се од загревања на високе температуре и брзог хлађења у уљу или води. То резултира снажним али крхким челиком.
• Каљење челика је супротан процес, који се карактерише спорим хлађењем након загревања.

Правилно очвршћивање и каљење челичног производа омогућава вам добијање "средњег слоја" или материјала повећане чврстоће и тврдоће. Топлинска обрада омогућава челику да се савије пре лома и да се не поквари на крхки начин, што може бити корисно у многим производима.
Челик има легирајуће компоненте; другачији састав доводи до чињенице да легуре могу захтијевати различита времена и температуре гријања. Као и разне методе (брзина) хлађења.

Материјали и опрема

Да бисмо спровели експерименте стврдњавања челика, потребно нам је:

• гасни пламеник или пухач;
• два штапа израђена од челика разреда 1040 (руски колега: члан 40, или члан 49Г);
• резервоар за воду за каљење.

Сигурност:
Приликом обављања врућих радова, морају се предузети додатни кораци да би се осигурала одговарајућа сигурност. За грејање челика са отвореним ватросталним пухалом потребна је лична заштитна опрема (рукавице и наочаре). Поред тога, биће потребни апарат за гашење пожара, канта воде и ноћна мора (азбест од лима).

Каљење челика

Још једном проверавамо доступност и употребљивост противпожарне и личне заштитне опреме. Почетак:
Савијте наше шипке у облику слова "У".
Укључите гас и палите горионик. Пазите да бакља буде окренута од вас. Пазите да нико други не буде у кругу од 1 метра док гори. Имајте у близини апарат за гашење пожара у случају нужде.
Закривљени део штапа "У" ставили смо у најтоплији део пламена, држећи два краја челичне шипке.
Најтоплији део пламена је мали конус око половине дужине бакље. Обавезно закретајте штап док га загрева пламен, то обезбеђује равномерно загревање. У тренутку највећег загревања започиње реструктурирање атома гвожђа, угљеника и легурајућих компоненти.
Када штап на месту загревања поприми јарко наранџасту боју, уклоните штап из пламена и брзо га умочите у воду унутар посуде, као што је приказано на фотографији (која се назива "изумирање"). Гашењем се смањује кретање атома, а може се илустровати и као "замрзавање" челичних атома на новом месту. У овом тренутку, атоми су у нестабилном положају.
Поновите кораке 3 и 4 са другом челичном шипком.
Узмите другу челичну шипку и очврсните је загревањем бакљом 10 секунди. Не темперирајте прву челичну шипку! Ставивши је у посуду са водом, извршимо секундарно очвршћивање или термичко каљење челика. То омогућава металним атомима да се "опусте" и настане у стабилнијем положају.
Изравнавамо обе шипке да бисмо илустрирали разлику у механичким својствима. Прва шипка (штап који није секундарно очврснуо) биће веома ломљива и разбиће се, јер атоми нису у стабилном положају.
Друга шипка, која је поново загревана и очврснута (отпуштена), савијаће се, али облик „У“ остаје. Пошто је овај штап очврснуо и каљен, атомима је дозвољено да се “опусте” у стабилан положај, материјал је постајао јачи и чвршћи без губитка отпорности на деформације.

Закључци

Овај пример најједноставнијег гашења и каљења челика са ниско легираним угљеником показао је могућности термичке обраде и његов утицај на физичка својства метала.
Изворни чланак на енглеском језику