Термообработка малоуглероднлй стали. Есть спецы?

[Privet]

Теоретически всё элементарно. Стал 4130 нагреваем до 900С (1600F). Быстро охлаждаем м масле или воде. Потом отпускаем до рабочего состояния. 450С (800-900А) на полчаса-час. Готово.
Как на практике обработать деталь из листового металла, согнутого в П-образную форму примерно 6ч4 см длиной сантиметров 25-30. Самый проблемный вопрос - как равномерно эту болванку прогреть без выжигания из него углерода. Печки с инертной атмосферой нет. Как контролировать температуру даже на знаю. Таблицы, где показан цвет металля при разной температуре видел, но пользы мне от них мало.

Что делать? Газовая горелка есть, но слабенькая. Прошлым летом болт нагревал час. Что-то получилось, но сейчас хотелось бы, чтобы точность была получше.

Может кто помочь знаниями?

[Al Nemiga]

Теоретически всё элементарно. Стал 4130 нагреваем до 900С (1600F). Быстро охлаждаем м масле или воде. Потом отпускаем до рабочего состояния. 450С (800-900А) на полчаса-час. Готово.
Как на практике обработать деталь из листового металла, согнутого в П-образную форму примерно 6ч4 см длиной сантиметров 25-30. Самый проблемный вопрос - как равномерно эту болванку прогреть без выжигания из него углерода. Печки с инертной атмосферой нет. Как контролировать температуру даже на знаю. Таблицы, где показан цвет металля при разной температуре видел, но пользы мне от них мало.

Что делать? Газовая горелка есть, но слабенькая. Прошлым летом болт нагревал час. Что-то получилось, но сейчас хотелось бы, чтобы точность была получше.

Может кто помочь знаниями?

Попробую.

Газовая горелка на пропане с воздухом не годится. Нужна, вы правы, бескислородная атмосфера. Но, инертный газ оставим для лабораторий, а тысячи лет все отлично работает в атмосфере СО. Проще всего это достигается в импровизированом кузнечном горне на угле, лучше древесном. Горн можно сделать из угольной барбекушницы. Или из печки-буржуйки. Углерод не выгорает в пламени угля. СО, образующийся в просессе тления угля при недостатке воздуха -- сильный восстановитель, поэтому ни о каком окислении (ни железа, ни угля) речи не идет.

Признаком правильного горения (тления) угля является уровень дутья, при котором по поверхности углей переливается бледно-голубое пламя. Если используется обычный пылесос, то поток воздуха регулируют 3-way valve -- т.е., пылесос дует все время одинаково (и, стало быть, не перегревается), но часть воздуха пускают в горн, а часть -- мимо. Поскольку нужный режим горения довольно интенсивный, то следует иметь ввиду, что угли сгорают намного быстрее, чем в режиме BBQ. Т.е., засыпать надо больше, раза в два.

Калибр угля очень важен. Мелкий при сильном дутье улетает. Наиболее подходящий размер -- с перепелиное яйцо. Если пылесос мощный, можно брать и более крупный, он дольше горит.

Темрературу регулируют дутьем. 900 градусов С можно определить на глаз, но гораздо точнее воспользоваться термоклином. Конечно, можно купить и полноценный пирометер (pyrometer), но это дорого, если вам нужно на один раз. Насчет 400 градусов, если нет пирометра -- немного сложнее. Термоклин тут бесполезен (он показыват температуру только если деталь нагрета до видимого каления). Т.е., либо интуиция/опыт, либо (точнее) цинк. Температура плавления достаточно чистого цинка -- как раз 380-420 градусов. (Чем чище, тем выше). Примеси свинца, олова, сурьмы снижают температуру. Маленький кусочек цинка аккуратно помещают на верхнюю поверхность заготовки и стараются поддерживать температуру, чтобы была морщинистая капля -- т.е., на границе плавления. Так как деталь нужно все время переворачивать, то цинк неизбежно упажет в угли. Это опасно: цинк испаяется при всего 900 С, а его пары (и мелкий туман) необратимо повреждают легкие.

Поэтому абсолютно необходимо работать на открутом воздухе или обдувать лицо вентилятором. Респиратор тоже не будет лишним -- он задерживат цинковый туман. Работа на открытом воздухе при дневном освещении крайне затруднительна -- не видно каления металл и синего плямени углей. Традиционно кузня имеет навес и немного стен, но все равно открыта всем ветрам. Вариант -- работать в темное время суток.

Также Вам понадобятся длинные клещи, по крайней мере с метр. Дело в том, что, исходя из размеров Вашей детали, горн будет гореть настолько жарко, что стоять близко от него будет невозможно. Удержить длинными клещами крупную деталь совсем непросто. Рекомендую воткнуть ближе к горну Y-образную рогульку, на которую можно опереть клещи, чтобы был рычаг. Разумеется, идеально, если есть помощник. Одновременно орудовать клещами и смотреть в пирометр (или добавлять цинк) очень трудно. Плюс, еще регулировать дутье -- вообще можно и самому запариться и деталь запороть.

Деталь, в принципе, можно положить прямо на угли, но ненадолго -- под ней горение прекращается. Т.е., она должна быть над углями. Примерно на такой высоте, чтобы синее пламя ее лизало. Для равномерности нагрева ее нужно все время переворачивать. Для Вашего размера, где-то 2-3 раза в минуту но оцениваете равномерность по цвету каления на глаз. Можно попытаться воспользоваться поддержкой-подставкой -- решеткой с ножками, стоящей на углях. Но не решеткой, фиксированой к горну: по мере выгорания, уголь оседает, деталь нужно синхронно опускать.

Также я рекомендую пользоваться защитными очками, потому что глаза сильно слезятся как от жара, так и от дыма, хотя его и немного.

Да, температуры 900 и 400 имеют некоторый зазор. Именно поэтому они указаны 900, а не, скажем 923.8 градуса. Т.е., не нужно бояться некоторой неравномерности/неточности нагрева. В горне можно вполне получить правильные вещи, но, умение (я не говорю "мастерство", до мастерства мне далеко) приходит с опутом. Нужно быть готовым к тому, что несколько деталей вы запорете. Следует потренироваться сначала на ненужном железе. Набить руку, чтобы не ронять деталь и научиться измерять температуру. И, лишь почувствовав себя уверенно, браться за ответственную работу.

Желаю успеха!

[Al Nemiga]

Важное дополнение с утра на свежую голову.

О технике безопасности или "слона-то я и не заметил" (точнее, забыл о нем).

Цинк-цинком, но это мелочь. А главная опасность работы с горном -- это угарный газ СО, ради которого все и затевалось.

СО -- сильный и коварный яд. Классическая фраза: "бесцветный газ без вкуса и запаха, не раздражающий дыхательные пути". Т.е., особенно если у вас чистый древесный уголь, можно, не заметив, надышаться по самые помидоры. Первые признаки отравления -- тяжесть в голове и/или головная боль. При подозрении -- немедленно все погасить, выйти на свежий воздух и глубоко дышать. Если дело дошло до рвоты, не стесняйтесь звонить 911 -- сами можете и не выкарабкаться.

Так что вентиляция, вентиляция и еще раз вентиляция. И длинные клещи, чтобы близко не стоять, особенно против ветра.

О пожарной опасности писать не буду -- и так все ясно. Искры летят и иногда далеко.

Специально для зеленых.

Да, выпускать в атмосферу столько СО за ради какой-то железки -- преступление перед природой. А в некоторых юрисдикциях -- не только перед природой. Разведайте в своем муниципалитете, потому что это не на день и не на два. Как я уже писал выше, несколько первых железок, скорее всего, запорете, т.е., устанавливать надо так, чтобы работало некоторое время.

О целесообразности. Т.е., стоит ли овчинка выделки. Тут -- думайте сами. Если это более или менее хобби, то понятно. А на один раз -- я бы искал другие варианты.

Еще раз успехов!

[cybopob]

полно же всяких кастом-метал шопов в сиэттл эрии? могут все шо угодно вам выплавить/выковать/выточить

[ShuraK]

Во время экспериментов в универе самую большую твердость малоуглеродистой стали давало охлаждение в сильном щелочном растворе - если это интерестно. Тестировали воду, масло, даже жидкий азот.