Çelik nasıl sertleştirilir - görsel bir deney

Herkese tanıdık çelik demir ve karbon alaşımıdır. Saf demir dövülebilir ve yumuşaktır, kapsamı sınırlıdır. Çeşitli çelik ürünleri ve çelik ürünleri, çeşitli ısıl işlemlerde sertliği ve sünekliği önemli ölçüde değiştirir:

• Çelik sertleşmesi yüksek sıcaklıklara ısıtma ve yağda veya suda hızlı soğutmadan oluşur. Bu, güçlü ancak kırılgan bir çelikle sonuçlanır.
• Çelik temperleme, ısıtma sonrası yavaş soğutma ile karakterize edilen ters işlemdir.

Çelik ürünün uygun sertleşmesi ve temperlenmesi, "orta bir zemin" veya daha fazla dayanıklılık ve sertliğe sahip bir malzeme elde etmenizi sağlar. Isıl işlem, çeliğin kırılmadan önce bükülmesine ve kırılgan bir şekilde kırılmamasına izin verir; bu, birçok üründe faydalı olabilir.
Çelik alaşım bileşenlerine sahiptir, farklı bir bileşim alaşımların farklı ısıtma süreleri ve sıcaklıkları gerektirebileceği gerçeğine yol açar. Ayrıca çeşitli soğutma yöntemleri (hızları).

Malzeme ve ekipman

Çelik sertleştirme deneyleri yapmak için şunlara ihtiyacımız var:

• brülör veya kaynak makinası;
• 1040 çelik kalitesinde iki çubuk (Rus meslektaşı: Madde 40 veya Madde 49G);
• sertleşme için su deposu.

Güvenlik:
Sıcak iş yaparken uygun güvenliği sağlamak için ek adımlar atılmalıdır. Açık alev kaynak makinesi ile çelik ısıtmak kişisel koruyucu ekipman gerektirecektir (eldiven ve gözlük). Ayrıca, bir yangın söndürücü, bir kova su ve bir kabus (yaprak asbest) gerekecektir.

Çelik su verme

Bir kez daha yangınla mücadele ve kişisel koruyucu ekipmanların kullanılabilirliğini ve servis verilebilirliğini kontrol ediyoruz. Başlarken:
Çubuklarımızı "U" harfi şeklinde bükün.
Gazı açın ve brülörü yakın. Torcun sizden uzağa işaret ettiğinden emin olun. Yanarken torcun 1 metre yakınında kimsenin bulunmadığından emin olun. Acil durumlarda yanınızda bir yangın söndürücü bulundurun.
Çubuğun kavisli kısmını "U", alevin en sıcak kısmına koyar, çelik çubuğun iki ucunu tutarız.
Alevin en sıcak kısmı, torcun uzunluğunun yaklaşık yarısı kadar küçük bir konidir. Çubuğu alevle ısıtılırken döndürdüğünüzden emin olun, bu homojen bir ısıtma sağlar. En büyük ısınma noktasında demir, karbon ve alaşım bileşenlerinin atomlarının yeniden yapılandırılması başlar.
Isıtma alanındaki çubuk parlak turuncu bir renge döndüğünde, çubuğu alevin içinden çıkarın ve fotoğrafta gösterildiği gibi hızlı bir şekilde kabın içindeki suya batırın ("sönme" adı verilir). Söndürme, atomların hareketini azaltır ve yeni bir yerde çelik atomların “donması” olarak gösterilebilir. Şu anda, atomlar dengesiz bir konumdadır.
İkinci bir çelik çubukla 3. ve 4. adımları tekrarlayın.
İkinci çelik çubuğu alın ve bir torçla 10 saniye ısıtmak suretiyle sertleştirin. İlk çelik çubuğunu sertleştirmeyin! Su içeren bir kaba koyulduktan sonra, ikincil sertleşme ya da çeliğin ısıl sertleşmesini sağlıyoruz. Bu, metal atomlarının "gevşemelerine" ve daha kararlı bir pozisyonda yerleşmelerine izin verir.
Mekanik özelliklerdeki farkı göstermek için her iki çubuğu da düzeltiriz. İlk çubuk (ikincil olarak sertleşmemiş bir çubuk) çok kırılgan olacak ve atomlar kararlı bir konumda olmadığından kırılacaklardır.
İkinci kez yeniden ısıtılıp sertleştirilen (serbest bırakılan) ikinci çubuk bükülecek, ancak “U” şekli kalacaktır. Bu çubuk sertleştirilip temperlendiğinden, atomların sabit bir pozisyonda “gevşemelerine” izin verildi, malzeme deformasyona direnç kaybetmeden daha güçlü ve sert hale geldi.

Bulgular

Düşük alaşımlı karbon çeliğinin en basit söndürme ve temperleme örneği, ısıl işlem olanakları ve metalin fiziksel özellikleri üzerindeki etkisini göstermiştir.
İngilizce orijinal makale