Дифференциальная термическая обработка

Дифференциальная термообработка (также называемая селективной термообработкой или локальной термообработкой) — это метод, используемый при термообработке стали для упрочнения или смягчения определенных участков объекта, создавая разницу в твердости между этими участками. Существует множество методов создания различий в свойствах, но большинство из них можно определить как дифференциальную закалку или дифференциальный отпуск . Это были распространенные методы термической обработки, исторически использовавшиеся в Европе и Азии, причем, возможно, наиболее широко известный пример относится к японскому делу изготовления мечей . Некоторые современные разновидности были разработаны в двадцатом веке по мере быстрого развития металлургических знаний и технологий.

Дифференциальная закалка осуществляется одним из двух методов. Один из них — равномерно нагревать сталь до раскаленной температуры, а затем быстро охлаждать ее часть, превращая эту часть в очень твердый мартенсит, в то время как остальная часть остывает медленнее и становится более мягким перлитом . Другой метод очень быстро нагревает докрасна только часть стали, а затем быстро охлаждает ее закалкой , снова превращая эту часть в мартенсит, но оставляя остальную часть неизменной. И наоборот, можно выборочно упрочнить сталь путем дифференциального отпуска , то есть равномерно нагревая ее докрасна, а затем закаляя, превращая в мартенсит, а затем отпуская часть ее, нагревая до гораздо более низкой температуры, смягчая только эту часть. часть.

Меч с дифференциальной закалкой, где закаленный край представляет собой более белую часть лезвия.

Введение

Дифференциальная термическая обработка — это метод, используемый для изменения свойств различных частей стального предмета по-разному, в результате чего участки становятся более твердыми или мягкими, чем другие. Это создает большую прочность в тех частях объекта, где это необходимо, таких как хвостовик или стержень меча, но обеспечивает большую твердость на краю или в других областях, где большая ударопрочность , износостойкость и прочность требуется . Дифференциальная термообработка часто может сделать определенные участки более твердыми, чем это было бы возможно, если бы сталь была обработана равномерно или «сквозно». Существует несколько методов дифференцированной термообработки стали, но обычно их можно разделить на методы дифференцированной закалки и дифференцированного отпуска .

Во время термообработки , когда раскаленная сталь (обычно между 1500 °F (820 °C) и 1600 °F (870 °C)) закаливается, она становится очень твердой. Однако оно будет слишком твердым и станет очень хрупким, как стекло. Закаленную сталь обычно снова нагревают медленно и равномерно (обычно от 400 °F (204 °C) до 650 °F (343 °C)) в процессе, называемом отпуском, чтобы размягчить металл и тем самым повысить ударную вязкость. Однако, хотя такое размягчение металла делает лезвие менее склонным к поломке, оно делает кромку более восприимчивой к такой деформации, как затупление, проклевывание или скручивание.

Дифференциальная закалка — это метод, используемый при термообработке мечей и ножей для повышения твердости лезвия без хрупкости всего лезвия . теплоизолятора Для этого кромка охлаждается быстрее, чем позвоночник, путем добавления к позвоночнику перед закалкой . глина Для утепления используется или другой материал. Чтобы предотвратить растрескивание и потерю поверхностного углерода, закалку обычно выполняют перед снятием фасок, приданием формы и заточкой кромки. Этого также можно добиться, осторожно наливая воду (возможно, уже нагретую) на край лезвия, как это происходит при изготовлении некоторых кукри . Технология дифференциальной закалки зародилась в Китае, а затем распространилась в Корею и Японию. Эта техника в основном используется в более поздних китайских цзянь , китайском дао , катане , традиционном японском мече, и хукури , традиционном непальском ноже. Большинство лезвий, изготовленных с помощью этой техники, имеют видимые линии закалки. Ранее китайский цзянь древней эпохи (например, от Воюющих государств до династии Хань ) использовал закалку, а не дифференциальную термическую обработку. Этот метод иногда называют дифференциальной закалкой, но более точно этот термин относится к другой технике, берущей свое начало от палашей Европы.

Современные варианты дифференциальной закалки были разработаны, когда были изобретены источники быстрого нагрева металла, такие как ацетиленовая горелка или индукционный нагрев . При использовании методов закалки пламенем и индукционной закалки сталь быстро нагревается докрасна на определенном участке, а затем закаливается. При этом затвердевает только часть объекта, но остальная часть остается неизменной.

Дифференциальная закалка чаще использовалась для изготовления режущих инструментов, хотя иногда ее также использовали для ножей и мечей. Дифференциальный отпуск достигается путем равномерной закалки меча, а затем отпуска одной его части, например, позвоночника или центральной части обоюдоострых лезвий. Обычно это делается с помощью горелки или другого направленного источника тепла. В результате этого процесса нагретая часть металла размягчается, в результате чего кромка становится более твердой.

Дифференциальная закалка

Кузнечное дело

Схема поперечного сечения катаны, показывающая типичное расположение более твердых и мягких зон.

Дифференциальная закалка (также называемая дифференциальной закалкой, выборочной закалкой, выборочной закалкой или местной закалкой) чаще всего используется в кузнечном деле для повышения прочности клинка при сохранении очень высокой твердости и прочности на кромке. Это помогает сделать лезвие очень устойчивым к разрушению, делая позвоночник очень мягким и гибким, но обеспечивает большую твердость кромки, чем это было бы возможно, если бы лезвие было равномерно закалено и закалено . Это помогает создать прочное лезвие, которое будет сохранять очень острую и износостойкую кромку даже при грубом использовании, например, в бою.

Изоляционные покрытия

Лезвие с дифференциальной закалкой обычно покрывается изолирующим слоем, например глиной, но край остается открытым. Когда его нагревают докрасна и закаливают, край быстро остывает, становясь очень твердым, а остальная часть остывает медленно, становясь значительно мягче. Слой изоляции нередко представляет собой смесь глин, золы, полировального каменного порошка и солей, что предохраняет тыльную сторону клинка от очень быстрого охлаждения при закалке. Глину часто наносят путем рисования, покрывая лезвие очень толстым слоем вокруг центра и позвоночника, но оставляя край открытым. Это позволяет кромке охлаждаться очень быстро, превращая ее в очень твердую микроструктуру, называемую мартенситом , но заставляет остальную часть лезвия охлаждаться медленно, превращая ее в мягкую микроструктуру, называемую перлитом . В результате получается исключительно твердая и хрупкая кромка, но подкрепленная более мягким и прочным металлом. Однако кромка обычно бывает слишком твердой, поэтому после закалки все лезвие обычно на короткое время закаливают до температуры около 400 °F (204 °C), чтобы снизить твердость кромки примерно до HRc60 по твердости по Роквеллу. шкала.

Точный состав глиняной смеси, толщина покрытия и даже температура воды часто оставались в строжайшем секрете различных школ изготовления клинков. Основная цель глиняной смеси заключалась в том, чтобы найти смесь, которая могла бы выдерживать высокие температуры и прилипать к лезвию, не сжимаясь, не растрескиваясь и не отслаиваясь при высыхании. Иногда тыльную сторону клинка обмазывали глиной, оставляя край открытым. В других случаях покрывали все лезвие, а затем глину срезали с края. Другой метод заключался в нанесении глины толстым слоем сзади и тонким слоем по краям, обеспечивая меньшую изоляцию. Контролируя толщину покрытия кромки и температуру воды, можно контролировать скорость охлаждения каждой части лезвия, чтобы обеспечить необходимую твердость после закалки без необходимости дальнейшего отпуска.

закалка

Искривление катаны во время закалки сначала начинается с изгиба вниз по мере остывания лезвия, за которым следует изгиб вверх по мере остывания остальной части меча.

После высыхания покрытия лезвие нагревается медленно и равномерно, чтобы предотвратить растрескивание или отпадение покрытия. После того, как лезвие нагрето до нужной температуры, о которой обычно судят по вишнево-красному свечению ( излучению черного тела ) лезвия, оно перейдет в фазу, называемую аустенитом . Чтобы предотвратить растрескивание и обеспечить однородную твердость каждой области, кузнецу необходимо обеспечить равномерную температуру и отсутствие горячих точек из-за сидения рядом с углями. Чтобы этого не произошло, во время нагрева лезвие обычно держат в движении, чтобы тепло распределялось более равномерно. Гашение часто производится в условиях низкой освещенности, чтобы точно оценить цвет свечения. Обычно кузнец также старается избегать перегрева лезвия, чтобы металлические кристаллы не стали слишком большими. В это время лезвие обычно погружают в чан с водой или маслом, чтобы быстро отвести тепло от края. Глина, в свою очередь, изолирует тыльную сторону лезвия, заставляя его остывать медленнее, чем кромка.

При быстром охлаждении кромки происходит бездиффузионное превращение , превращающее аустенит в очень твердый мартенсит. Для этого требуется падение температуры примерно с 750 °C (вишнево-красный) до 450 °C (на этом этапе превращение завершается) менее чем за секунду, чтобы предотвратить образование мягкого перлита . Поскольку остальная часть лезвия остывает медленно, углерод в аустените успевает осаждаться , превращаясь в перлит. Бездиффузионная трансформация приводит к внезапному «замерзанию» края в термически расширенном состоянии, но позволяет задней части сжиматься, поскольку она остывает медленнее. Обычно это приводит к изгибу или искривлению лезвия во время закалки, поскольку задняя часть сжимается больше, чем кромка. Это придает мечам, таким как катана и вакидзаси, характерную изогнутую форму. Лезвие обычно прямое при нагревании, но при охлаждении изгибается; сначала изгибаясь к краю, когда он сокращается, а затем от края, когда позвоночник сокращается сильнее. У мечей рубящего типа такая кривизна помогает облегчить резку, но увеличивает вероятность растрескивания во время процедуры. До трети всех мечей портятся в процессе закалки. Однако, когда меч не трескается, создаваемые внутренние напряжения помогают повысить прочность лезвия, аналогично повышенной прочности закаленного стекла . Мечу может потребоваться дополнительная обработка после закалки и отпуска для достижения желаемой кривизны.

Необходимо позаботиться о том, чтобы вонзить меч быстро и вертикально (лезвием вперед), поскольку, если одна сторона входит в закалочную жидкость раньше другой, охлаждение может быть асимметричным и привести к изгибу лезвия вбок (деформации). Поскольку закалка в воде имеет тенденцию вызывать внезапную потерю поверхностного углерода, меч обычно закаливают до того, как кромка будет скошена и заточена. После закалки и отпуска лезвию традиционно придавали грубую форму с помощью металлорежущего волочильного ножа ( сен ) перед отправкой в ​​полировочную машину для заточки. электрическую ленточную шлифовальную машину хотя в наше время вместо этого часто используют .

Металлография

Дифференциальная закалка приводит к образованию двух разных зон твердости, которые по-разному реагируют на шлифовку, заточку и полировку. Задняя часть и центр лезвия стачиваются гораздо быстрее, чем кромка, поэтому полировщику придется тщательно контролировать угол кромки, что повлияет на геометрию лезвия. Неопытный полировщик может быстро испортить лезвие, оказывая слишком сильное давление на размягченные участки, быстро изменяя форму лезвия без особых изменений в закаленной зоне.

Катана, показанная под большим углом, чтобы показать ниой, яркую линию, следующую за хамоном. На вставке показан крупный план ниоя, который выглядит как пятнистая область между ярким закаленным краем и более темной мягкой зоной. Внешний вид древесины обусловлен техникой складывания, используемой при ковке .

Хотя и перлит, и мартенсит можно отполировать до зеркального блеска, до такой степени обычно полируют только заднюю часть и корешек. Закаленной части лезвия (якиба) и центральной части (хира) вместо этого часто придают матовую поверхность, чтобы подчеркнуть разницу в твердости. Это приводит к тому, что различные микроструктуры по-разному отражают свет, если смотреть под разными углами. Перлит покрывается более длинными и глубокими царапинами и либо кажется блестящим и ярким, либо иногда темным, в зависимости от угла обзора. Мартенсит труднее поцарапать, поэтому микроскопические потертости меньше. Мартенсит обычно выглядит ярче, но более плоским, чем перлит, и это в меньшей степени зависит от угла наблюдения. При полировке или травлении кислотой для выявления этих особенностей наблюдается четкая граница между мартенситной частью лезвия и перлитом. Эту границу часто называют «линией темперамента» или широко используемым японским термином « хамон ». Между закаленным краем и хамоном находится промежуточная зона, называемая по-японски «ниой», которая обычно видна только под большим углом. Ниой имеет ширину около одного-двух миллиметров и соответствует хамону, который состоит из отдельных мартенситных зерен (ние), окруженных перлитом. Ниой обеспечивает очень жесткую границу между якибой и хира.

Декоративная закалка

В Японии, с легендарных времен знаменитого кузнеца Амакуни , хамоны изначально были прямыми и параллельными кромке, но к двенадцатому веку нашей эры такие кузнецы, как Синтого Кунимицу, начали производить хамоны очень неправильной формы, что давало как механические, так и декоративные преимущества. . К шестнадцатому веку нашей эры японские кузнецы часто слегка перегревали свои мечи перед закалкой, чтобы получить довольно большие ние в эстетических целях, хотя больший размер зерна имел тенденцию немного ослаблять меч. В это время в Японии большое внимание стали уделять изготовлению декоративных хамонов путем тщательного формования глины. В эту эпоху стало очень обычным явлением находить мечи с волнистыми хамонами, цветами или клевером, изображенными на линии темперамента, крысиных лапках, деревьях или других формах. К восемнадцатому веку декоративные хамоны часто сочетались с техникой декоративного складывания для создания целых пейзажей с конкретными островами, грохотом волн, холмов, гор, рек, а иногда в глине вырезались низкие места, чтобы создать ние вдали от земли. хамон, создающий такие эффекты, как птицы в небе.

Преимущества и недостатки

Хотя дифференциальная закалка дает очень твердую кромку, остальная часть меча остается довольно мягкой, что может сделать его склонным к изгибу под тяжелыми нагрузками, например, при парировании сильного удара. Это также может сделать край более восприимчивым к сколам или трещинам. Мечи этого типа обычно можно затачивать лишь несколько раз, прежде чем они достигнут более мягкого металла под острием. Однако, если их правильно защищать и обслуживать, эти лезвия обычно могут удерживать заточку в течение длительного периода времени, даже после разрезания костей и плоти или сильно спутанного бамбука для имитации разрезания частей тела, как это происходит в иайдо .

Современная дифференциальная закалка

Пламенная закалка

Основная статья: Поверхностная закалка

Закаленная звездочка ГРМ. Изменение цвета вокруг зубьев указывает на нагретый и закаленный металл, при этом зона термического воздействия видна в виде тонкого слоя между ним и кольцом закалочных цветов.

Пламенная закалка часто используется для закалки только части объекта путем быстрого нагрева его очень горячим пламенем в определенной области и последующей закалки стали. Это превращает нагретую часть в очень твердый мартенсит, но остальная часть остается неизменной. Обычно кислородно-газовая горелка для обеспечения таких высоких температур используется . Пламенная закалка — очень распространенный метод поверхностной закалки, который часто используется для получения очень износостойкой поверхности. Обычно используется для упрочнения поверхности шестерен , что делает зубья более устойчивыми к эрозии . Обычно шестерню сначала закаливают и отпускают до определенной твердости, что делает большую часть шестерни прочной, а затем зубья быстро нагревают и немедленно закаливают, упрочняя только поверхность. После этого его можно или нельзя снова закалить для достижения окончательной дифференциальной твердости.

Этот процесс часто используется для изготовления ножей путем нагревания только края предварительно закаленного и закаленного лезвия. Когда кромка достигает нужной цветовой температуры , она закаливается, закаляя только кромку, но остальная часть лезвия остается с более низкой твердостью. Затем нож снова закаляют для достижения окончательной дифференциальной твердости. Однако в отличие от клинка, прошедшего равномерный нагрев и дифференцированно закаленного, при огневой закалке создается зона термического влияния . В отличие от ниоя, граница между горячим и холодным металлом, образованная этой зоной термического влияния, вызывает чрезвычайно быстрое охлаждение при закалке. В сочетании с возникающими напряжениями это создает очень хрупкую зону между твердым и более мягким металлом, что обычно делает этот метод непригодным для мечей или инструментов, которые могут подвергаться напряжениям сдвига и удара.

Индукционная закалка

Основная статья: Индукционная закалка

Индукционная закалка — это метод поверхностной закалки, в котором используются индукционные катушки, обеспечивающие очень быстрый нагрев металла. При индукционном нагреве сталь можно очень быстро нагреть докрасна на поверхности, прежде чем тепло сможет проникнуть на любое расстояние в металл. Затем поверхность закаливают, закаляя ее, и часто используют без дальнейшего отпуска. Это делает поверхность очень устойчивой к износу, но непосредственно под ней обеспечивает более прочный металл, оставляя большую часть объекта неизменной. Индукционная закалка обычно используется для закалки несущих поверхностей или «шеек» автомобильных коленчатых валов или штоков гидравлических цилиндров .

Дифференциальный отпуск

Строгальное долото подвергается дифференциальной закалке: цвета движутся по длинной плоской части между стержнем (синий) и режущей кромкой (желтый).

Дифференциальный отпуск (также называемый ступенчатым отпуском, выборочным отпуском или локальным отпуском) представляет собой обратную процедуру дифференциальной закалке и в конечном итоге дает аналогичные результаты. Дифференциальный отпуск начинается с того, что берут сталь, которая была равномерно закалена и закалена, а затем нагревают ее на определенных участках для снижения твердости. Этот процесс часто используется в кузнечном деле для закалки режущих инструментов, смягчения задней части, стержня или позвоночника, но одновременного закаливания кромки до очень высокой твердости. Этот процесс был очень распространен в древней Европе для изготовления инструментов, но вскоре был применен и к ножам и мечам.

Кузнечное дело

Дифференциальный отпуск чаще всего использовался для термообработки режущих инструментов, таких как топоры и долота , где желательна чрезвычайно твердая кромка, но необходима некоторая пластичность и упругость в остальной части инструмента. Долото с очень твердой кромкой может сохранять эту кромку дольше и резать более твердые материалы, но если бы все долото было слишком твердым, оно разбилось бы под ударами молотка. Дифференциальный отпуск часто использовался для получения очень твердой режущей кромки, а также для смягчения частей инструмента, подверженных ударам и ударным нагрузкам.

Прежде чем инструмент подвергается дифференциальной закалке, его сначала нагревают докрасна, а затем закаливают, закаляя весь инструмент. Это делает инструмент слишком твердым для нормального использования, поэтому его закаливают, чтобы снизить твердость до более подходящего уровня. Однако, в отличие от обычной закалки, инструмент нагревается неравномерно. Вместо этого тепло подается только на часть инструмента, позволяя теплу передаваться к более холодной режущей кромке. Закаленную сталь сначала шлифуют или полируют, чтобы удалить остатки окисления , обнажая голый металл под ней. Затем сталь нагревают в определенной области, например, на ударном конце долота или на конце рукоятки топора. Затем кузнец тщательно измеряет температуру, наблюдая за цветом закалки стали. По мере нагрева стали образуются цвета от желтого до коричневого, фиолетового и синего, а также множество промежуточных оттенков, которые указывают температуру стали. При воздействии тепла цвета будут формироваться рядом с источником тепла, а затем медленно перемещаться по инструменту, следуя за теплом, идущим к краю.

Прежде чем желтый или «светло-соломенный» цвет достигнет края, кузнец снимает жар. Тепло будет продолжать проводиться, перемещая цвета к краю в течение короткого времени после отвода тепла. Когда светло-соломенный цвет достигает края, кузнец обычно опускает сталь в воду, чтобы остановить процесс. Обычно это дает очень твердую кромку, около HRc58-60 по шкале Роквелла, но противоположный конец инструмента становится намного мягче. Твердость режущей кромки обычно зависит от выбранного цвета, но также в первую очередь зависит от содержания углерода в стали, а также от множества других факторов. Точная твердость мягкого конца зависит от многих факторов, но основным из них является скорость нагрева стали или степень распространения цветов. Светло-соломенный цвет – очень твердая, хрупкая сталь, а голубой – более мягкий и очень упругий. Помимо синего цвета, когда сталь становится серой, она, скорее всего, становится очень податливой, что обычно нежелательно для долота. Если сталь слишком мягкая, она может погнуться или образовать грибок. пластически деформируется под действием молотка.

Степень характера

В отличие от дифференциальной закалки, при дифференциальном отпуске нет четкой границы между более твердыми и мягкими металлами, но переход от твердого к мягкому происходит очень постепенно, образуя континуум или «сорт» (градиент) твердости. Однако более высокие температуры нагрева вызывают меньшее распространение цветов, создавая гораздо более крутой градиент, в то время как более низкие температуры могут сделать изменение более постепенным, используя меньшую часть всего континуума. Цвета закалки представляют собой лишь часть всей марки, поскольку металл становится серым при температуре выше 650 °F (343 °C), что затрудняет оценку температуры, но твердость будет продолжать снижаться по мере повышения температуры.

Направляя тепло

Холодное долото с дифференцированной закалкой

Нагрев только одной области, например плоского конца кернера , приведет к равномерному распределению сплава по длине инструмента. Поскольку не всегда желательно иметь непрерывный уклон по всей длине инструмента, были разработаны методы концентрации изменений. Такой инструмент, как долото, можно быстро, но равномерно нагреть по всему стержню, закалив его до фиолетового или синего цвета, но позволяя остаточному теплу быстро распространиться на небольшое расстояние к краю. Другой метод — подержать лезвие в воде, сохраняя его прохладным, пока остальная часть инструмента закаляется. Когда достигается нужный цвет, лезвие вынимают из воды и дают ему закалиться от остаточного тепла, а затем весь инструмент погружают в воду, когда лезвие приобретает правильный цвет. Однако нагрев в локализованных областях с такими низкими температурами может быть затруднен с использованием более крупных предметов, таких как топор или колун , потому что сталь может потерять слишком много тепла, прежде чем сможет провести к краю. Иногда сталь нагревают равномерно до температуры чуть ниже желаемой, а затем подвергают дифференциальному отпуску, что позволяет легче контролировать изменение температуры. Другой способ — частично заделать сталь в изолятор, например песок или известь, чтобы предотвратить слишком большие потери тепла во время отпуска.

Кузнечное дело

Меч с различной закалкой. Изготовлен из углеродистой стали 5160 и сбалансирован прямо на конце дола, лезвие закалено немного сильнее, чем молоток, тогда как центр, рукоять и рукоятка закалены до твердости пружины.

В конце концов, этот процесс был применен к мечам и ножам для получения механического эффекта, похожего на дифференциальную закалку, но с некоторыми важными отличиями. Чтобы дифференцированно закалить лезвие, его сначала закаливают, чтобы равномерно закалить все лезвие. Затем лезвие нагревается в определенной области, позволяя теплу течь к краю. Лезвия с односторонним лезвием можно закалить огнем или факелом. Лезвие нагревается только вдоль позвоночника и хвостовика, позволяя теплу передаваться к кромке. Нагрев необходимо подавать равномерно, чтобы цвета равномерно распределились по лезвию. Однако при использовании обоюдоострых лезвий источник тепла обычно необходимо более точно локализовать, поскольку тепло должно распределяться равномерно по центру лезвия, позволяя ему передаваться к обоим краям. Часто для подачи тепла используется красный или желто-раскаленный стержень, размещаемый вдоль центра лезвия, обычно вставленного в долото . Современные газовые горелки часто способны производить очень точное пламя. Чтобы предотвратить слишком большую потерю тепла в лезвии, его можно предварительно нагреть, частично изолировать или зажать между двумя раскаленными стержнями. Когда нужный цвет достигает края, его погружают в воду, чтобы остановить процесс.

Направляя тепло

Дифференциальная закалка может быть затруднена из-за формы лезвия. При закалке обоюдоострого меча с конусом по длине кончик может достичь нужной температуры раньше, чем хвостовик. Кузнецу, возможно, придется контролировать температуру, используя такие методы, как обливание водой определенных частей кромки или охлаждение ее льдом, чтобы необходимая температура достигла всего края одновременно. Таким образом, хотя этот способ занимает меньше времени, чем дифференциальная закалка глины, но как только процесс начнется, кузнец должен быть бдительным, тщательно направляя тепло. Это оставляет мало места для ошибок, а ошибки при формировании закаленной зоны исправить нелегко. Это становится еще более трудным, если нож или меч имеет кривую, странную форму или остро заостренный кончик. Мечи, закаленные таким способом, особенно обоюдоострые, обычно должны быть довольно широкими, чтобы оставить место для формирования градиента. Однако дифференциальная закалка не меняет форму клинка.

Металлургия

При равномерной закалке меча, ножа или инструмента весь предмет превращается в чрезвычайно твердый мартенсит без образования мягкого перлита. Отпуск снижает твердость стали за счет постепенного изменения мартенсита в микроструктуру различных карбидов , таких как цементит и более мягкий феррит (железо) , образуя микроструктуру, называемую « отпущенным мартенситом ». При закалке высокоуглеродистой стали кузнечного метода цвет дает общее представление об окончательной твердости, хотя обычно требуется некоторый метод проб и ошибок, чтобы подобрать правильный цвет к типу стали для достижения точной твердости, поскольку содержание углерода, скорость нагрева и даже тип источника тепла будут влиять на результат. Без образования перлита сталь можно постепенно закалять для достижения необходимой твердости в каждой области, гарантируя, что ни одна область не станет слишком мягкой. Например, в вооружении мечами, поскольку лезвие обычно довольно широкое и тонкое, лезвие может сгибаться во время боя. Если центр лезвия слишком мягкий, этот изгиб, скорее всего, будет постоянным. Однако, если меч закалить до упругой твердости, он с большей вероятностью вернется к своей первоначальной форме.

Преимущества и недостатки

Меч, закаленный таким образом, обычно не может иметь такую ​​же твердую кромку, как меч с дифференциальной закалкой, например катана, потому что непосредственно под лезвием нет более мягкого металла, который мог бы поддержать более твердый металл. Из-за этого кромка с большей вероятностью отколется на более крупные куски. Следовательно, такая чрезвычайно твердая кромка не всегда желательна, поскольку большая твердость делает кромку более хрупкой и менее устойчивой к ударам, таким как прорезание костей, древков древкового оружия, удары по щитам или блокирование и парирование. Меч часто закаливают до несколько более высоких температур, чтобы повысить ударопрочность за счет способности сохранять острую кромку при резке. Для этого, возможно, придется закалить край до темно-соломенного или коричневого цвета, а центр до синего или фиолетового цвета. Это может оставить очень небольшую разницу между краем и центром, и преимущества этого метода, заключающегося в равномерной закалке меча где-то посередине, могут быть не очень существенными. Когда закаленный таким образом меч повторно затачивается, твердость будет уменьшаться с каждой заточкой, хотя снижение твердости обычно не будет заметно, пока не будет удалено большое количество стали.

См. также

• Цементация
• Дробеструйная обработка

Библиография

• Прабхудев, К.Х. (1988). Справочник по термической обработке сталей . Тата МакГроу-Хилл Образование. ISBN  978-0-07-451831-1 . Проверено 11 ноября 2012 г.
• Смит, Сирил Стэнли (сентябрь 2012 г.). История металлографии: развитие представлений о строении металлов до 1890 года . Литературное Лицензирование, ООО. ISBN  978-1-258-47336-5 . Проверено 11 ноября 2012 г.

Внешние ссылки

• Лезвия для глины – Дифференциальное закаливание глиной