Отжиг углеродистой инструментальной стали У12

[Ppage]

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, хоть он родом и из Китая, но по анализу структуры (один из предыдущих постов был про это) Я пришел к выводу, что он сделан из стали типа У12.

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). 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, отожженный напильник обрабатывается легко и приятно. Надеюсь пост найдет своих читателей и будет полезен, хотя ничего такого нового я не сделал, ну а напоследок видео с процессом и более подробным объяснением