Osnovni pojmovi iz toplinske obrade metala

U sljedećem tekstu, navedeni su i ukratko opisani osnovni pojmovi iz toplinske obrade metala koji se najčešće primjenjuju u izradi raznih vrsta sječiva. Namjena teksta nije precizno opisati postupak i dati parametre za pojedine vrste čelika, već je pisan kao smjernica za daljnje proučavanje. Naknadno je preporučena stručna literatura.


DEFINICIJA

Toplinska obrada je postupak u kojem se predmet namjerno podvrgava temperaturno vremenskim ciklusima kako bi se postigla željena mikrostruktura, a time i željena (mehanička, fizička, kemijska) svojstva.


SFEROIDIZACIJSKO ŽARENJE (MEKO ŽARENJE) [engl. soft annealing]

Cilj obrade je dobiti strukturu čelika pogodnu za OOČ (obrada odvajanjem čestica; turpijanje, brušenje, tokarenje, glodanje, piljenje i sl.). Nakon nje, čelik će imati najmanju moguću tvrdoću.

Postupak se sastoji od zagrijavanja na temperaturu austenitizacije (temperatura nemagnetičnosti), progrijavanja (zagrijavanje jezgre) i vrlo sporog hlađenja. Hlađenje je najjednostavnije odraditi u peći u kojoj se predmet zagrijavao. Duljina hlađenja varira od nekoliko sati, pa do preko 8 sati, a ovisi o vrsti čelika.

https://www.youtube.com/watch?v=5bY8j3xjq7A („zarenje na meko zrno“ je greška u videu, treba biti „meko žarenje“)


NORMALIZACIJSKO ŽARENJE (NORMALIZACIJA) [engl. normalization]

Ova obrada se u većini slučajeva primjenjuje nakon OOČ, a prije kaljenja. Za cilj ima postizanje sitnozrnate i jednolične mikrostrukture, čime se postiže povišenje čvrstoće čelika (sitnije zrno viša čvrstoća i obrnuto, grublje zrno, niža čvrstoća).

Postupak se sastoji od zagrijavanja do nekoliko 10-taka stupnjeva više od temperature austenitizacije, progrijavanja i hlađenja brzinom nižom od brzine kaljenja. Za niskolegirane čelike ova brzina ohlađivanja se postiže vađenjem iz peći i jednostavnim držanjem na zraku.


KALJENJE [engl. quenching]

Cilj obrade je postizanje maksimalne moguće tvrdoće čelika.

Postupak se sastoji od zagrijavanja predmeta na temperaturu austenitizacije, progrijavanja i brzog hlađenja. Potrebna brzina hlađenja ovisi o vrsti čelika, a u većini slučajeva radi se o hlađenju u vodi ili ulju.


POPUŠTANJE [engl. tempering]

Popuštanje je obrada koja UVIJEK i OBAVEZNO slijedi kaljenje, a za cilj ima; povišenje žilavosti i sniženje zaostalih naprezanja unesenih kaljenjem uz nepoželjno ali neizbježno sniženje tvrdoće.

Ovisno o vrsti čelika, kaljenja, dimenzijama i sl., popuštanju se određuju parametri; temperatura i vrijeme držanja. Radi se o temperaturama od 100°C, pa do 600°C (u nekim slučajevima i preko) u trajanju od nekoliko minuta do nekoliko sati.


I ZA KRAJ

Raspored pisanja pojedinih TO je kronološki i primjenjuje se između završetka kovanja i početka oštrenja oštrice.

Parametri toplinskih obrada (temperatura zagrijavanja, vrijeme držanja, brzina ohlađivanja i sl.) ovise o vrsti čelika i dostupni su u raznim priručnicima u papirnatom ili on-line izdanju. Primjer za on-line izdanje se nalazi na sljedećem linku:

http://orkester-ravne.com/selector/selector.html

Parametri toplinske obrade, osim o vrsti čelika, ovise i o dimenzijama obratka, a u tom slučaju, sitne promjene u istima temeljene su na iskustvu ili eksperimentima. parametri dani u prethodnom tekstu služe kao smjernica.

Veći dio teksta preuzet je iz knjige: Cajner, Stupnišek, Osnove toplinske obrade metala.


PREPORUČENA LITERATURA

F., Cajner, M., Stupnišek, Osnove toplinske obrade metala.

B., Kraut, Strojarski priručnik (ako ga nemate, javi te mi se na PP)

http://en.wikipedia.org/wiki/Heat_treatment (opcenito o TO na engleskom jeziku)

http://www.engineersedge.com/heat_treat.htm (osnovni pojmovi iz TO na engleskom jeziku)

http://www.dfoggknives.com/hardening.htm

Car si!

malo stiva za laku noc

Konačno malo razjašnjenja terminologije..hvala care

Kupio sam u Replik-artu komad čelika RWL-34 38x3,5 mm sastav čelika je slijedeći: C-1,05%, Si-0,50%, Mn-0,50%, Cr-14%, Mo-4% V-0,2% .Napravio bi neku oštricu od toga,molim savjet za toplinsku obradu ako može.

Pa jel nisi dobio uputstva o toplinskoj zajedno sa celikom ????
I daj slike ostrice

veoma sličan hemijski sastav kao ats-34,jedina bitna razlika je u količini silikona(Si) jer ats ima 0,25°%.Probaću da nadjem nešto o toplinskoj obradi

Dobio sam ja uputstva sa čelikom ali tamo kaže za kaljenje hladiti na zraku, znači ne uranjati u vodu ili ulje što mi je malo čudno,zatim kaže mi prodavač da je materijal otpušten i spreman za obradu međutim tvrd je ko vrag.

u koliko se radi o ATS-34(CPM154),veoma zajebano za termičku obradu.Ponavljam-ne znam da li se radi o ATS-34,jer uporedbom,veoma sličan hemijski sastav ima sa čelikom koji si kupio.Našao sam na NET-u kompletan heat treatmant za CMP154,što je američka verzija ATS-34 u PDF formatu.Ako te zanima,mogu ti poslati na mail,ili nekako postaviti ovde,ali ne znam kako.
Sve u svemu,ja se ne bih zajebavao sa tim(ukoliko je ATS-34 )jer,koliko sam skontao,zahteva i kriogeno tretiranje(Duboko zamrzavanje na preko -70C) da bi se dobila tvrdoća od oko 60HRC.Velika zajebancija za raditi bez profi opreme .Možda grešim,ne znam.Nemam puno iskustva sa termičkom obradom.

Kost-urek wrote:

Kupio sam u Replik-artu komad čelika RWL-34 38x3,5 mm sastav čelika je slijedeći: C-1,05%, Si-0,50%, Mn-0,50%, Cr-14%, Mo-4% V-0,2% .Napravio bi neku oštricu od toga,molim savjet za toplinsku obradu ako može.

dobro ti je darac rekao, samo po uputstvima koja si od njih dobio. ako nemas opremu, daj noz i uputstva u neku kalionicu.

OK,kad formiram oštricu nosim to kod sručnjaka za kaljenje,kolika je cijena te parade i kamo je najbolje ići. Ovo mi je prvi put da imam čelik baš za noževe ne bi ga htio upropastiti.Ako može neka adresa. Hvala unaprijed!

kosturek, sunce ti zarko, forum ima dve teme i ti ne procitas ovu drugu

https://stari-nakovanj.forumcroatian.com/ducani-firme-forumi-tutoriali-f6/toplinska-obrada-zagreb-t15.htm

Sorry malo sam se zanesel pa sam zaboravil na taj dio.Bum se popravil za drugi put!

Čisteći kuću našao sam onu puhalicu/fen za skidat boju sa zidova, 2000W, dvije opcije- 300 C i 550 C, obje pise nesto 420 L/hrs. Mogu s tim probat popuštat umjesto da stavljam u pećnicu nož?

moglo bi proci.

Dobro, sutra, mozda vec navecer cu otkalit onaj noz od dlijetla, pobrusio sam ga, jos malo cu ga dotjerat (fazete i to, vrh, zaoblit leđa...i popravit ostricu, par puta mi je brusilica kliznula po njoj) i onda zakalit pa probat s ovim.
Da krenem grijati s leđa ili oštrice?

leda, naravno.

Ne želim novu temu otvarat pa evo, stavit cu link ovdje. Ima par dobrih slika o TO, npr gradacija tj finoća strukture čelika...ne znam objasnit.

http://www.thecarvingpath.net/forum/index.php?showtopic=945

Pozdrav kovači! Zanima me kako da napravim TO malih dlijetla za graviranje metala. U cilju mi je vježbat umetanje žice kao ukras u metal. Za to su potrebna dlijetla i prateći pribor. E sad, jel ih pustim zakaljena, ili ista priča kao i kod noževa? Koliko znam, katane i ostala sječiva se graviraju nakon TO i oštrenja, tako da mi ideja o graviranju otkaljenog komada metala otpada. Krenuo bih s nekim jednostavnim geometrijskim dizajnima, ništa nemoguće

Strider wrote:

Pozdrav kovači! Zanima me kako da napravim TO malih dlijetla za graviranje metala. U cilju mi je vježbat umetanje žice kao ukras u metal. Za to su potrebna dlijetla i prateći pribor. E sad, jel ih pustim zakaljena, ili ista priča kao i kod noževa? Koliko znam, katane i ostala sječiva se graviraju nakon TO i oštrenja, tako da mi ideja o graviranju otkaljenog komada metala otpada. Krenuo bih s nekim jednostavnim geometrijskim dizajnima, ništa nemoguće

probaj ovak, tak se kale stemajzli i spice za hiltice.

prvo kovanjem, a onda brusenjem oblikuj dlijeto do krajnjeg oblika. prilikom kovanja pazi da temperatura bude sto niza da ne dode do pogrubljenja zrna (ali iznad nemagneticnosti).

nema potrebe za nikakvim zarenjem, normalizacijom i sl.

kaljenje i popustanje: komad zagrijes do nemagneticnosti i to samo prvih 3-4 cm vrha. u hladnu vodu uronis izmedu 5 i 10 mm vrha i drzis oko 5 sekundi. kada je proslo tih 5 sekundi, sam vrh odmah postavis na jak izvor svjetlosti i prodes po njemu sa turpijom da skines okalinu i dodes do svjetle boje metala i cekas dok se ne pojave boje popustanja (toplina za popustanje dolazi iz onog djela kojeg si zagrijao ali nisi ohladio prilikom kaljenja). nakon sto se po vrhu pojavi zlatno zuckasta boja cijelo dlijeto uronis u vodu i time je postupak gotov. eventualno se moze na vodenom kamenu ili brusnom papiru popraviti geometrija i skinuti okalina.

ovisno o materijalu kojeg imas, mozda ces morati prilagoditi temperaturu popustanja i jos neke sitnice ali to je uglavnom to.

evo, nadam se da bu pomoglo

Naravno da je! Problem će biti ovo s kovanjem hehe, prakse mi fali, još nisam pećicu dovršio, presparno je Kad napravim javim!

Karlo,imam dva pitanja.Kada okalis noz,odmah posle toga turpijom ili staklom se proveri da li je dobro zakaljeno.Da li ide tako taj prvi deo?A posle popustanja ako hocu da proverim,mislim odokativno,da li je secivo dovoljno tvrdo,to moze opet (misli po meni odokativno) sa staklom ili turpijom.E sada da li i tebi hvata malo turpija ili ne(i otprilike koliko malo,mislim malo obajsni taj deo)posle otpustanja?Palo mi napamet da to proverim sa turpijom,jer sam negde na nekom forumu procitao(ali davno)da je jedan majstor nekom kalio noz i kada je otpustio uradio je toliko da namerno malo hvata turpija.E meni je pri toj probi hvatala,pa sam se malo iznervirao,da sam ga previse otpustio.E sada da imam negde blizu da proverim na meracu tacno kolika je tvrdoca onda bih znao.Aj ako ti nije problem pojasni mi malo ovo jer mi bas zapinje.Hvala

zlatko381981 wrote:

Karlo,imam dva pitanja.Kada okalis noz,odmah posle toga turpijom ili staklom se proveri da li je dobro zakaljeno.Da li ide tako taj prvi deo?A posle popustanja ako hocu da proverim,mislim odokativno,da li je secivo dovoljno tvrdo,to moze opet (misli po meni odokativno) sa staklom ili turpijom.E sada da li i tebi hvata malo turpija ili ne(i otprilike koliko malo,mislim malo obajsni taj deo)posle otpustanja?Palo mi napamet da to proverim sa turpijom,jer sam negde na nekom forumu procitao(ali davno)da je jedan majstor nekom kalio noz i kada je otpustio uradio je toliko da namerno malo hvata turpija.E meni je pri toj probi hvatala,pa sam se malo iznervirao,da sam ga previse otpustio.E sada da imam negde blizu da proverim na meracu tacno kolika je tvrdoca onda bih znao.Aj ako ti nije problem pojasni mi malo ovo jer mi bas zapinje.Hvala

da, staklo ili turpija idu nakon kaljenja, a nakon popustanja staklo vise neide. doduse, neki celici i neke konstrukcije ostrica bi trebali i nakon popustanja grebsti po staklu ali onda moras ili imati manju ostricu, hamon ili nesto slicno da ne pukne prilikom koristenja.

sto se tice provjere nakon popustanja...turpija bi trebala malo "zagristi" ali slabije nego na istom komadu celika na djelu koji nije zakaljen, primjerice kraju drske.

kako noz nakon kaljenja i popustanja ima barem milimetar-dva debljinu po rubu ostrice i trebao bi imati, recimo, preko 55 HRC-a; umjerenim udarcem u oprugu sa orginalnom TO, ne bi smio imati nikakvih ostecenja, za razliku od opruge.

hebiga, sve je to kvalitativno testiranje bez mjerne opreme, ali uz iskustvo sam tak dodes do preciznosti koja je zadovoljavajuca.

Hvala Karlo.Bas ovakav odgovor mi je trebao.Sada otprilike znam kakavi su ovi moji nozevi koje sam skoro kalio.Jedan sam zavrsio i sada je u procesu uljenja i cekam neki usra...aparat da ga uslikam i podelim sa forumasima.Nadam se da ce da stigne bas kada proces bude skroz gotov,naaadam se.A mislim da je i ovaj odgovor bas nedostajao ovoj temi da bi bila kompletna.Jer vecina nas je kucni,hobi ili kakvi vec,majstori.U vezi kaljenja,uzgred,da napomenem da sam napravio od viska materijala koji mi je preostao od noza i jedan sekac.Sekao je solidno gvozdje pa i sajle ali posto je bilo pucija usled loseg kovanja,verovatno i ostalog nacina kovacke obrade(koje sam i znao )on je napukao,odlomilo se parce.Ali sam malopre bas proverio sa turpijom i kao sto ti rece malcice je hvatala.Tako da sam i sa nozevima zadovoljan jer su i oni otprilike isto reagovali na turpiju.Mozda je za nijansu turpija njih hvatala vise,ali mislim da ne previse(uostalom postoji sansa da mi se to i cini).Tako da sam sada miran i spokojan.Jos jednom hvala

Moze netko objasnit to sa staklom? Vucem noz po staklu kao i turpiju, i ista je prica, ako grebe lako, čelik je mekan, ako manje grebe, čelik je zakaljen? Okej.

Nego, super vijest, pitao profu iz statike jel ima na mom faksu tester tvrdoće...i ima. Tako da ću jednom provjeriti s točnošću jel ih dobro radim ili fušam.