chumahot

Всех приветствую, случилась приятная неожиданность и мне подписчик подарил парочку кованных заготовок ножей из стали Х12М и К110, собственно о первой в посте и пойдет речь.

Захотелось посмотреть качество ковки, так как ни разу не приходилось оценивать подобное. Основные параметры - это микроструктура, глубина обезуглероженного слоя ну и твердость можно до кучи замерить.

Начну с обезуглероженного слоя. Напомню, что обезуглероживание - это процесс обеднения поверхности стали углеродом, что, в частности, снижает поверхностную твердость.

Для контроля на обухе ножа заточу и отполирую площадку, как показано на фото ниже

Затем нож отправляется на пару секунд в сосуд с реактивом (3% спиртовой раствор азотной кислоты) для выявления микроструктуры.

Ну и собственно сама структура у кромки. О глубине обезуглероживания в таких сталях можно судить по частичному отсутствию или уменьшению размеров карбидов, полное обезуглероживание до чистого феррита тоже конечно возможно, но я пока не встречал.

Серое сверху - это окалина, что логично, так как нож ковали и сталь окислялась. Визуально никакого обезуглероживания не видно, наверняка оно присутствует в определенной степени, но с помощью оптического микроскопа его не уловить. Множество включений неправильной формы - это и есть карбиды, за их счет мы получаем высокую износостойкость стали типа Х12М.

Далее по плану микроструктура основы.

Здесь смотрится, нет ли окисления и оплавления по границам зерен, что резко снижает механические свойства стали, носит название пережога и является окончательным, неисправимым браком. Пережог возникает при значительном перегреве заготовки при ковке. К сожалению фото получше не нашлось, прикреплю экстра шакалистое из сети.

Попробую объяснить, что на фото. И так, основной фон у меня - это мелкоигольчатый мартенсит и остаточный аустенит, сталь Х12М может закаливаться на воздухе, что и произошло при охлаждении с ковочных температур, поэтому видим мартенсит в структуре. На шакалистом фото значительные количества остаточного аустенита, при перегреве ему сообщается повышенная устойчивость, позволяющая сохраняться при охлаждении (если не ошибаюсь до 90%).

При пережоге границы зерен утолщены, окислены или оплавлены, это видно на черно-белом фото, у меня такого нет. Темные участки, которые могут смущать - это троостит, структура, которая получается при замедленном охлаждении стали данного класса после ковки в подогретом до определенной температуры термостате, откуда здесь троостит я так и не понял (охлаждение было на спокойном воздухе). Кстати троостит наблюдается на части ножа ближе к острию, в хвостовой части его не видно, видимо она охлаждалась чуточку быстрее.

Ну и карбиды, на черно-белом фото заметно, как они ориентированы по границам зерен, такое происходит из-за того, что высокие температуры вызывают их более полное растворение, а при последующем охлаждении выделение, как раз по границам зерен.

Со структурой разобрались, она норм, надеюсь было что-то понятно :)

Теперь твердость, зачистил с двух сторон площадки и на твердомер

Как видно, сталь и правда подкалилась до 54-56HRC, такую заготовку будет сложно обрабатывать, поэтому в дальнейшем проведу отжиг.

Ну и подводя итоги могу сказать, что с ковкой все в порядке, заготовка не перегрета, обезуглероживания не заметно, есть чуть-чуть окалины, но это естественно.

В дальнейшем своими кривыми ручками сделаю из заготовки нож, и проведу закалку, так что подписываемся, не проходим мимо. Оставлю небольшой ролик, где я говорю ртом все вышеописанное)

Приветствую всех, в данном посте расскажу про свой опыт в отжиге стали марки У12.

Относительно недавно был куплен недорогой напильник с целью дальнейшего преобразования в нож и вот как-то перспектива точить каленую сталь меня мало привлекла. Было решено произвести отжиг.

А вот собственно и сам напильник, марка стали конечно не указана, но учитывая, что подобный инструмент делается из стали типа У12, да и предыдущее исследование (один из моих ранних постов) показало, что это именно углеродистая сталь вроде У12, то и режимы термообработки были выбраны соответствующие.

Если по простому, то цель отжига - это получение низкой твердости и оптимальной структуры (для моего случая), которая при последующей закалке обеспечит наилучший комплекс свойств. Этой оптимальной структурой является зернистый перлит (свое название структура получила из-за жемчужного/перламутрового цвета, который приобретает сталь после травления, ну а зернистый...думаю и так понятно, если глянуть на фото ниже). Отжиг на зернистый перлит носит название сфероидизирующего.

Все свои махинации осуществлял в  электрической печи ПМ-12М2.

Открыв пару справочников понял, что в разных источниках температуры окончательного нагрева немного различаются, в среднем режим будет выглядеть так:

1. Подогрев 450-500 градусов (не обязателен, но рекомендуется для закаленного инструмента, чтобы избежать лишнего коробления);

2.Основной нагрев, для У12 составляет 750-770 градусов (730-750 для У8, 740-750 для У9, У10 и 750-770 для У11 и У12). Я нагревал до 760 градусов. Если перегреть, то получим нежелательные структуры с бОльшей, чем нам нужно твердостью, например я экспериментировал с отжигом стали У8 при температуре 760 градусов и получал вот такую структуру, представляющую собой смесь зернистого и пластинчатого перлита (твердость зернистого перлита будет около 163HB, пластинчатого 228HB, разница не особо критична, но проще все же обрабатывать зернистый)

3. Выдержка при температуре нагрева, в моем случае был 1 час (нагревал в стальной трубке диаметром 30мм заполненной древесным углем, размер не такой большой, поэтому и время всего 1 час).

4. Охлаждение со скоростью не более 50 градусов в час вместе с печью. Со скоростью  были проблемы, так как моя печь остывает гораздо быстрее, а это грозит получением более мелких зерен перлита (при закалке легче будет перегреть да и твердость чуть выше). Чтобы замедлить остывание я и использовал стальную трубку с углем, она дольше держит тепло,  с этой же целью рекомендуют нагрев в песке.

А теперь собственно к процессу, берем уголь, дробим его ( у меня получились частички не более 5мм), на всякий случай просушиваем от лишней влаги, так как её наличие может вызвать обезуглероживание. Сушил в той же трубке по режиму отжига, естественно замазав отверстия трубки шамотной/каолиновой глиной, чтобы ограничить контакт с воздухом.

Затем на дно трубки насыпал немного угля, поместил напильник, засыпал его полностью остатками угля, закрыл отверстие трубки стальным вкладышем и замазал глиной (глина немного подсохла, но не полностью). Важно то, что нельзя использовать уголь при нагреве выше 800 градусов, это может привести к цементации поверхности.

Поместил трубку в подогретую печь, нагрел до температуры отжига, выждал час, выключил печь и ушел по своим делам. На следующий день все это дело достал, разобрал и вот что получил:

1. Поверхность почти такая же, как была до отжига, без следов окалины

2. Структура вышла как и задумывалась - зернистый перлит, по краю местами обезуглероженный слой глубиной до 0,03мм, не критично, так как дальше все равно буду точить.

3. Твердость 169HV (примерно столько  и в единицах HB), причем измерения были с обоих концов напильника, получилось довольно равномерно. По справочнику у стали У12 после отжига должна быть не более 207НВ, так что и тут норм.

В общем результатом остался доволен, получилось именно то, что и хотел, надеюсь пост найдет своих читателей и будет полезен, ну а напоследок видео с процессом и более подробным объяснением

Приветствую всех, кто дождался продолжения. В этом посте расскажу, что мне известно о технологии изготовления инструмента и как это влияет на работу, а также оценю такой очень важный параметр быстрорежущей стали, как теплостойкость(красностойкость), но обо все по порядку (итоговый результат в конце поста).

Напомню о том инструменте, который участвует в опытах:
1. Dexter 100р за 2шт.
2. Dexter Pro 150р за 2шт.
3. Universal Fit 60р.
4. Bosch Point TeQ 86р.
5. Туламаш Р6М5 29-43р (сверло досталось мне бесплатно, уже в потрепанном виде).
6. Туламаш Р9+TiN 113р.
7. Туламаш Р6М5К5 155р.
8. DeWALT EXTREME 2 200-293р (прикупил второе сверло уже за 200р).
9. Ruko Speed Cut 262р.
10. Ruko HSS-Co 400р.

В части методов изготовления, я нашел три способа, которые используются для формирования рабочих поверхностей - это секторный прокат, фрезерование и шлифование, первый из которых является самым дешевым и производительным.

Секторный прокат осуществляется следующим образом: заготовку под сверло нагревают до температур, благоприятных к пластическому деформированию и прокатывают, для понимания процесса прикреплю видео ниже.

Фрезерование, как не трудно догадаться, осуществляется фрезой на заготовке до окончательной термической обработки, т.е. в отожженом виде, а потом уже идет закалка и отпуск.

При методе шлифовки, когда канавки вышлифовывают,  заготовка находится уже в полностью термообработанном состоянии (сама шлифовка в видео с 42 секунды).

На зарубежном инструменте метод прокатки обозначается буквой R, от слова Rolling.

Сверла, изготовленные с помощью шлифовки, маркируются буквой G - от Grinding/Ground.

Чтобы понять, как изготовлен тот инструмент, на котором маркировки нет, а это сверла Туламаш, Bosch и Dexter, я применю метод глубокого травления, который выявит их макроструктуру (грубо говоря - это структура, видимая без микроскопа).

Метод заключается в травлении в спец растворе (у меня это 50% водный раствор соляной кислоты) при определенной температуре (обычно 60-80 градусов), время от 5 до 60 минут, в зависимости от плотности стали.

Перед результатами немного скучной теории. Сталь в этих сверлах получена литьем, изначальный слиток имеет свое строение с разного рода кристаллами, как на фото

Полученный слиток подвергают ковке или прокатке, т.е. пластически деформируют. В процессе такой обработки зерна изменяют форму, вытягиваются вдоль направления деформации и образуют определенную текстуру, волокнистое строение

Так вот, если сверло сделано фрезерованием или шлифовкой, ориентировка волокна сохранится от исходного прутка, т.е. оно будет совпадать с продольной осью. Если инструмент сделан прокаткой, то текстура изменится, волокно будет лежать под некоторым углом к оси.
В результате травления выяснилось, что сверла Туламаш и Dexter, Dexter Pro изготовлены фрезерованием или шлифованием, а вот Bosch Point TEQ прокатанное, фото макроструктуры ниже

Немного пояснений, стрелочками отмечены растравленные кислотой волокна, на левом фото их направление совпадает с осью сверла, на правом лежит под углом к оси.
В итоге имеем, что все сверла, кроме Universal FIT и Bosch Point TEQ сделаны шлифовкой, первые - прокатанные, их износостойкость ниже. Кстати, кому будет интересно, могут найти в сети вот такое старенькое исследование

Переходим ко второй части испытания - это теплостойкость или красностойкость, данный параметр является одним из самых важных, если не самым, для быстрорежущей стали.
Опытным путем установлено, что при горячей твердости инструмента ниже 50 HRC (твердость при рабочей температуре, а HSS сверла должны выдерживать нагрев в 500-600 градусов) режущие свойства теряются, при комнатной температуре этому значению будет соответствовать твердость в 58 HRC.
Теплостойкость показывает, как сталь сохраняет свою твердость при повышенных температурах со временем. Чем выше теплостойкость, тем с большими скоростями можно обрабатывать материал, тем выше производительность инструмента.

Испытания на теплостойкость проводят по ГОСТ 19265, оно заключается в нагреве стали до температуры 620 градусов для марок Р18, Р9, Р6М5 и до 630 градусов для Р6М5К5 с выдержкой в 4 часа. После такого нагрева твердость должна быть не менее 58 HRC.
Собственно это испытание я и проделал, от каждого сверла отрезал по два образца и закинул в печь, а затем замерил получившуюся твердость, результаты следующие

На первом месте, ожидаемо, оказались сверла из кобальтовых сталей - это Ruko HSS-Co и Dexter Pro, а вот сверло от Туламаш из Р6М5К5 показало результат чуть ниже нормы ГОСТ и оказалось на 6 месте в списке.
Также не очень удовлетворительный результат был у DeWALT, пришлось идти за вторым сверлом в другой магазин, чтобы перепроверить. На втором экземпляре дела хоть и лучше, но все равно, красностойкость ниже большей части исследованного инструмента.
Наихудший результат у Bosch Point TEQ и Dexter, работать таким инструментом нужно аккуратно, не допуская сильного разогрева, а то их размотает как пластилиновые.

По поводу недостатка красностойкости в сверлах DeWALT и Туламаш Р6М5К5 есть предположение, что не повезло с партией. Красностойкость зависит не только от марки быстрорежущей стали, но и от температуры закалки. Быстрорежущий инструмент, для достижения необходимой теплостойкости, принято калить с довольно высоких температур. Здесь, по видимому, инструмент немного недогрели и потеряли в красностойкости.

Обобщая всю полученную информацию, сделал итоговую таблицу с рейтингом, за основу взял параметры, которые наиболее сильно влияют на работоспособность - это метод изготовления, размер карбидов и красностойкость (теплостойкость). Оценивал по 5 балльной шкале, для метода изготовления 1 балл ставил прокатанным сверлам и 5 баллов шлифованным.

Я рассмотрел лишь часть параметров. Не стоит забывать, что очень большое значение имеют точность изготовления инструмента, его геометрические параметры, заточка. Хоть Dexter Pro в моем рейтинге и находится рядом с Ruko HSS-Co, но как они различаются в части точности изготовления? Думаю, что человек соображающий почерпнет для себя новой информации, и она будет ему полезна. Если мне понадобится инструмент, то выберу Dexter Pro, за него точно не будет жалко отдать 75рублей. Было бы интересно услышать Ваши отзывы о перечисленном инструменте.

Спасибо за внимание, впереди намечаются новые ролики, подписываемся, чтобы ничего не пропустить :)

Видео c темой поста, а также первую его часть и многое другое  Вы можете найти на моем канале

https://www.youtube.com/c/Ppage

Привет, недавно в голову пришла умная мысль, а почему бы не сделать себе простенький нож, попробовать себя в этом деле, вдруг что и выйдет толковое.

Первым делом встал вопрос, а из чего собственно делать, что пустить на опыты? Ничего лучше не придумал, как пойти в магазин в поисках ГОСТовского российского напильника, вот например такого

Напильник должен быть изготовлен из инструментальной углеродистой стали типа У12, что мне как раз подходит.

Придя в большой сетевой магазин, ничего ГОСТовского найдено не было, зато на выбор имелись парочка китайский напильников, первый 200мм с надписью Magnusson за 150р

и вот такой 150мм от Сибртех за 114р

Естественно никаких указаний о марке стали на этикетке, но у напильника от Сибртех имелась отметка, что изделие выполнено "из высококачественной стали, обеспечивающей прочность и износостойкость".

Прежде чем делать из них что-то, решил проверить, и из чего вообще сделаны напильники, инструментальная ли там сталь? Кто знает этих умельцев из Китая....

Отрезал по кусочку с вершины для последующего замера твердости и анализа структуры, приготовил микрошлиф (спец образец для микроисследования)

Твердость буду замерять не прямым методом, а по Виккерсу с нагрузкой 5 кг и переводом в HRC, конечно это будет с некоторой погрешностью, но позволит оценить разброс твердости по сечению, если такой имеется, а вот и замер напильника Magnusson

Это поперечное сечение, образец немного подтравлен на микроструктуру, поэтому и такой фон. Твердость находится в диапазоне от 60 до 62 HRC, что и ожидаемо. К примеру в российском ГОСТе напильники делятся на 3 класса по твердости - со значениями 58, 60 и 62HRC.

Ближе к поверхности значение твердости чуть выше, что объясняется особенностью структуры. Присмотревшись можно увидеть некоторую пятнистость, причем эта пятнистость выше к центру. Серые кляксообразные участки ничто иное, как продукты промежуточного превращения аустенита (придется поумничать немного), светлые участки, т.е. основной фон - это мартенсит. Напомню, что при закалке мы хотим получить мартенсит, так как он более твердый и стало быть более износостойкий.

Причина образования продуктов промежуточного превращения скорее всего таится в недостаточно быстрой скорости охлаждения при закалке, успели произойти нежелательные промежуточные превращения. Структура, представляющая собой смесь мартенсита и продуктов промежуточного превращения будет иметь пониженную твердость, чем просто мартенсит, вот к примеру замер микротвердости каждой составляющей.

Структура рабочей поверхности у этого напильника в основном однородная и состоит из мартенсита, что несомненно хорошо, но попадаются отдельные участки насечки, где встречается и смешанная структура.

Думаю не трудно догадаться, что такие зубья будут стачиваться быстрее, за счет более низкой твердости.

Также в структуре имеются избыточные карбиды (на фото в виде мелких  белых включений)

Наличие карбидов говорит нам о том, что в этой стали содержится углерода более чем 0,8%, что нам и надо, значит сталь является какой-то углеродистой инструментальной. Единственное плохо, что карбиды местами выстраиваются в форме сетки по границам зерен металла, такое явление приводит к охрупчиванию. Попадая на рабочую поверхность, кромка будет легче скалываться и прослужит меньше.

В целом можно сделать вывод, что материал напильника Magnusson - это инструментальная углеродистая сталь типа У10 или может У12, пусть не лучшего качества, но все же, что еще ждать от инструмента за 150р. Из такого напильника вполне можно попробовать сделать ножик.

А теперь перейдем ко второму напильнику от Сибртех...сразу замер твердости.

Сначала я решил, что допустил какую-то ошибку, но нет, твердость и правда 20-21 HRC и это замер не прямым методом...думаю прямым замером значения будут еще ниже.

Дальше интереснее, структура...

Думаю разница с первым напильником видна с первого взгляда. Никаких карбидов, мартенсита, просто ферритные зерна, поэтому и такая твердость.

На поверхности виднеется какой-то тоненький упрочненный слой глубиной около 0,01мм, возможно цементация, хотя последняя выглядит немного иначе, может кто с таким сталкивался?

А вот замеры микротвердости, слой и правда упрочнен.

В общем второй напильник у нас выполнен из самой дешевой низкоуглеродистой конструкционной стали типа Ст1, 08КП и т.д., из него никакой нож не получится, так как закалкой не выйдет получить высокой твердости.

Неужели дешевле было взять такое и сделать упрочнение поверхности, чем использовать инструментальную сталь, что думаете? Китайцы не перестают удивлять...

Ну и напоследок небольшое видео с исследованием, в конце пробую, как искрят эти напильники по сравнению со сталью близких марок.

Приветствую всех. Не так давно приобрел себе чугунную посуду и столкнулся с проблемой - как можно удалить ржавчину и восстановить защитное покрытие. После первой готовки чугун немного постоял в не очень чистом состоянии и как результат - появились участки пораженные коррозией.

Есть довольно простой, но муторный способ реставрации, который состоит в следующем:

- мы зачищаем следы коррозии металлической щеткой или шкуркой. Мой казан был с весьма шероховатыми стенками и поэтому частично осталось старое покрытие, главное,что удалось избавиться от ржавчины.

- затем все хорошенько промываем с моющим средством;

- быстренько вытираем посуду насухо, ибо чугунина ржавеет в считанные минуты;

- для более полной просушки насыпаем в посуду соли и прокаливаем в духовке или на конфорке 30-40 минут при 150-200 градусах цельсия, затем даем остыть на воздухе. Посуда немного пожелтеет, так как в результате нагрева на стенках образуется тонкая окисная пленка;

- избавляемся от соли, протираем все тряпочкой;

- берем любое растительное масло, я взял льняное, немного льем на дно посуду и губкой/тряпочкой тонким слоем размазываем по стенкам, много лить не нужно, так как масло со стенок стечет на дно и при нагреве образует мало аппетитные желеобразные сгустки;

- помещаем нашу смазанную посудину на 30 минут в духовку при 200 градусах или прокаливаем на конфорке, по истечении нужного времени достаем и даем остыть на воздухе;

- после первого нагрева не получится получить хорошее защитное покрытие, процедуру необходимо повторить раза четыре, т.е. снова смазываем тонким слоем масла, нагреваем, достаем и охлаждаем на воздухе и снова повторяем процедуру со смазыванием/нагревом. У меня в итоге получилось вот так:

Конечно видна разница с первым фото, покрытие получилось хоть и не как заводское, черное, а коричневое, зато без ржавчины. Ну и для наглядности фото до и после

В подведении итогов скажу, что не стоит лениться и делать цикла 4 нагрева, также не стоит лить много масла,все смазывать тонким слоем, напоследок прикреплю видео всего процесса, надеюсь это было полезно.