Дифференциальная термообработка

редактировать

Дифференциальная термообработка (также называемая селективной термообработкой или локальной термообработкой) - это метод, используемый во время нагрева обработка для упрочнения или смягчения определенных участков стального объекта, создавая разницу в твердости между этими областями. Существует множество методов создания разницы в свойствах, но большинство из них можно определить как дифференциальное упрочнение или дифференциальный отпуск. Это были обычные методы термической обработки, исторически использовавшиеся в Европе и Азии, возможно, наиболее широко известный пример - японское кузнечное дело. Некоторые современные разновидности были выведены в двадцатом веке по мере быстрого роста металлургических знаний и технологий.

Дифференциальная закалка состоит из двух методов. Это может включать в себя равномерный нагрев металла до раскаленной температуры и последующее охлаждение с разной скоростью, превращая часть объекта в очень твердый мартенсит, в то время как остальная часть остывает медленнее и становится мягче перлит. Он также может состоять в очень быстром нагреве только части объекта до докрасна, а затем в быстром охлаждении (закалка ), превращая только часть объекта в твердый мартенсит, но оставляя остальное без изменений. И наоборот, методы дифференциального отпуска состоят из равномерного нагрева объекта до докрасна, а затем закалки всего объекта, превращая его в мартенсит. Затем объект нагревается до гораздо более низкой температуры, чтобы смягчить его (отпуск ), но нагревается только в определенной области, размягчая только его часть.

Дифференциально закаленный меч, с закаленным краем и более белой частью лезвия.
Содержание
  • 1 Введение
  • 2 Дифференциальное упрочнение
    • 2.1 Изготовление клинка
      • 2.1.1 Изоляционные покрытия
      • 2.1.2 Закалка
      • 2.1.3 Металлография
      • 2.1.4 Декоративная закалка
      • 2.1.5 Преимущества и недостатки
  • 3 Современная дифференциальная закалка
    • 3.1 Закалка пламенем
    • 3.2 Индукционная закалка
  • 4 Дифференциальная закалка
    • 4.1 Кузнечное дело
      • 4.1.1 Степень закалки
      • 4.1.2 Направление тепла
    • 4.2 Изготовление лезвий
      • 4.2.1 Направление тепла
      • 4.2.2 Металлургия
      • 4.2.3 Преимущества и недостатки
  • 5 См. Также
  • 6 Ссылки
  • 7 Библиография
  • 8 Внешние ссылки
Введение

Дифференциальная термообработка - это метод, используемый для изменения свойств различных частей стального объекта по-разному, создавая участки, которые тверже или мягче других. Это создает более высокую прочность в тех частях объекта, где это необходимо, например, на острие или острие меча, но увеличивает твердость на краю или других областях, где более высокая ударопрочность, износостойкость и прочность. Дифференциальная термообработка часто может сделать определенные области более твердыми, чем можно было бы допустить, если бы сталь обрабатывалась равномерно или «сквозная обработка». Для дифференцированной термообработки стали используется несколько методов, но их обычно можно разделить на методы дифференциальной закалки и дифференциального отпуска.

Во время термообработки, когда раскаленная сталь (обычно от 1500 ° F (820 ° C) до 1600 ° F (870 ° C)) закаливается, она становится очень твердой. Однако он 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 смягчить металл и тем самым повысить ударную вязкость. Однако, хотя такое размягчение металла делает лезвие менее склонным к разрушению, оно делает лезвие более восприимчивым к деформации, такой как затупление, выкрашивание или скручивание.

Дифференциальное упрочнение - это метод, используемый в нагревании обработка мечей и ножей для увеличения твердости лезвия, не делая все лезвие хрупким. Для этого край охлаждается быстрее, чем корешок, за счет добавления теплоизолятора к корешку перед закалкой. Глина или другой материал используется для изоляции. Чтобы предотвратить растрескивание и потерю поверхностного углерода, закалка обычно выполняется перед снятием фаски, профилированием и заточкой кромки. Этого также можно добиться, осторожно наливая воду (возможно, уже нагретую) на край лезвия, как в случае изготовления некоторых кукри. Технология дифференциальной закалки зародилась в Китае, а затем распространилась в Корее и Японии. Эта техника в основном используется в китайском цзян и катана, традиционном японском мече и хукури, традиционном Непальский нож. Большинство лезвий, изготовленных с помощью этой техники, имеют видимые линии закалки. Этот метод иногда называют дифференциальным темперированием, но этот термин более точно относится к другой технике, которая зародилась на палах Европы.

Современные версии дифференциального упрочнения были разработаны, когда были изобретены источники быстрого нагрева металла, такие как кислородно-ацетиленовая горелка или индукционный нагрев. При использовании методов пламенной закалки и индукционной закалки сталь быстро нагревается до докрасна в определенной области, а затем закаливается. Это укрепляет только часть объекта, но оставляет без изменений остальное.

Дифференциальная закалка чаще использовалась для изготовления режущих инструментов, хотя иногда ее применяли и для ножей и мечей. Дифференциальная закалка достигается путем равномерной закалки меча с последующей закалкой одной его части, например, позвоночника или центральной части обоюдоострого лезвия. Обычно это делается с помощью горелки или другого направленного источника тепла. Нагретая часть металла размягчается этим процессом, оставляя кромку с более высокой твердостью.

Дифференциальное упрочнение

Изготовление клинка

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

Дифференциальная закалка (также называемая дифференциальной закалкой, селективной закалкой, селективной закалкой или локальной закалкой) чаще всего используется в кузнечном деле для увеличения прочность лезвия при сохранении очень высокой твердости и прочности на краю. Это помогает сделать лезвие очень устойчивым к поломке, делая позвоночник очень мягким и гибким, но обеспечивает большую твердость по краю, чем это было бы возможно, если бы лезвие было равномерно закалено и отпущено. Это помогает создать прочное лезвие, которое сохранит очень острый износостойкий край даже во время грубого использования, например, в бою.

Изоляционные покрытия

Лезвие с дифференцированной закалкой обычно покрывают изолирующим слоем, например глиной, но оставляя край открытым. Когда он нагревается до докрасна и закаливается, край быстро остывает, становясь очень твердым, а остальная часть остывает медленно, становясь намного мягче. Изоляционный слой довольно часто представляет собой смесь глины, золы, полировального каменного порошка и солей, что очень быстро защищает заднюю часть лезвия от охлаждения при закалке. Глину часто наносят путем рисования, очень толсто покрывая лезвие вокруг центра и позвоночника, но оставляя край открытым. Это позволяет кромке остыть очень быстро, превращая ее в очень твердую микроструктуру, называемую мартенситом, но заставляет остальную часть лезвия медленно остывать, превращая ее в мягкую микроструктуру, называемую перлит. В результате получается край, который является исключительно твердым и хрупким, но подкрепляется более мягким и прочным металлом. Кромка, однако, обычно будет слишком твердой, поэтому после закалки все лезвие обычно закаляется примерно до 400 ° F (204 ° C) на короткое время, чтобы снизить твердость кромки примерно до HRc60 на Шкала твердости по Роквеллу.

Точный состав глиняной смеси, толщина покрытия и даже температура воды часто были секретами различных школ кузнечного дела. Основная цель глиняной смеси заключалась в том, чтобы найти смесь, которая выдерживала бы высокие температуры и прилипала к лезвию без усадки, трещин и отслаивания при высыхании. Иногда тыльную сторону клинка покрывали глиной, оставляя острие открытым. В других случаях покрытие покрывали все лезвие, а затем кромку срезали глину. Другой метод заключался в нанесении глины толстым слоем на спину, но тонким слоем по краю, что обеспечивало меньшую изоляцию. Регулируя толщину краевого покрытия и температуру воды, можно контролировать скорость охлаждения каждой части лезвия для получения необходимой твердости при закалке без необходимости дальнейшего отпуска.

Закалка

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

После высыхания покрытия лезвие нагревается медленно и равномерно, чтобы предотвратить растрескивание или падение покрытия. После того, как лезвие нагреется до надлежащей температуры, о которой обычно судят по вишнево-красному свечению (излучение черного тела ) лезвия, оно переходит в фазу , называемую аустенит. Как для предотвращения растрескивания, так и для обеспечения однородности твердости каждой области кузнецу необходимо следить за тем, чтобы температура была равномерной, без каких-либо горячих точек рядом с углями. Чтобы предотвратить это, лезвие обычно оставляют в движении во время нагрева, чтобы тепло распределялось более равномерно. Гашение часто выполняется в условиях низкой освещенности, чтобы точно определить цвет свечения. Обычно кузнец также старается не перегревать лезвие, чтобы металлические кристаллы не стали слишком большими. В это время лезвие обычно погружают в чан с водой или маслом, чтобы быстро отвести тепло от лезвия. Глина, в свою очередь, изолирует тыльную сторону лезвия, заставляя его остывать медленнее, чем лезвие.

Когда лезвие остывает быстро, происходит бездиффузионное превращение, превращающее аустенит в очень твердый мартенсит. Для этого требуется падение температуры примерно с 750 ° C (вишнево-красный) до 450 ° C (в этот момент превращение завершается) менее чем за секунду, чтобы предотвратить образование мягкого перлита. Поскольку остальная часть лезвия охлаждается медленно, углерод в аустените успевает выпасть в осадок, превращаясь в перлит. Бездиффузионное преобразование вызывает внезапное «замораживание» края в состоянии термически расширенного, но позволяет спине сокращаться, поскольку она остывает медленнее. Обычно это приводит к изгибу или искривлению лезвия во время закалки, так как задняя часть сжимается больше, чем край. Это придает мечам типа катана и вакидзаси их характерные изогнутые формы. Лезвие обычно прямое при нагревании, но затем изгибается при охлаждении; сначала изгибается к краю при сокращении, а затем от края, когда позвоночник сокращается сильнее. В случае мечей рубящего типа эта кривизна помогает облегчить резание, но увеличивает вероятность появления трещин во время процедуры. В процессе закалки часто разрушается до одной трети всех мечей. Однако, когда меч не трескается, создаваемые внутренние напряжения помогают повысить прочность лезвия, подобно повышенной прочности в закаленном стекле. Для достижения желаемой кривизны, возможно, потребуется дополнительная форма меча после закалки и отпуска.

Необходимо соблюдать осторожность, чтобы вонзить меч быстро и вертикально (острием вперед), потому что если одна сторона попадает в охлаждающую жидкость раньше, чем другая охлаждение может быть асимметричным и вызывать изгиб лезвия вбок (коробление). Поскольку закалка в воде имеет тенденцию вызывать внезапную потерю углерода на поверхности, меч обычно закаливают до того, как лезвие будет скошено и заточено. После закалки и отпуска лезвию обычно придают грубую форму с помощью протяжного ножа перед отправкой в ​​полировальный станок для заточки, хотя в наше время вместо него часто используется электрическая ленточная шлифовальная машина.

Металлография

Дифференциальная закалка дает две разные зоны твердости, которые по-разному реагируют на шлифование, заточку и полировку. Задняя часть и центр лезвия будут стачиваться намного быстрее, чем лезвие, поэтому полировщику необходимо будет тщательно контролировать угол лезвия, что повлияет на геометрию лезвия. Неопытный полировщик может быстро испортить лезвие, оказав слишком сильное давление на размягченные участки, быстро изменив форму лезвия без значительных изменений в затвердевшей зоне.

Катана, показанная под большим углом, чтобы обнажить ниои, которые являются яркая линия, следующая за хамоном. На врезке крупным планом показан nioi, который выглядит как пятнистая область между ярким закаленным краем и более темной мягкой зоной. Внешний вид текстуры древесины обусловлен техникой складывания, использованной при ковке.

. Хотя и перлит, и мартенсит можно полировать до зеркального блеска, обычно до такой степени полируются только тыльная сторона и корешок. Закаленная часть лезвия (якиба) и центральная часть (хира) вместо этого часто получают матовую поверхность, чтобы выделить различия 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 выглядит либо блестящим и ярким, либо иногда темным в зависимости от угла обзора. Мартенсит труднее поцарапать, поэтому микроскопические потертости меньше. Мартенсит обычно кажется более ярким, но более плоским, чем перлит, и это в меньшей степени зависит от угла обзора. 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 обычно используемым японским термином «хамон ». Между закаленным краем и хамоном находится промежуточная зона, называемая по-японски «ниои», которая обычно видна только под большими углами. Ниои имеет ширину около миллиметра или два и следует за хамоном, который состоит из отдельных зерен мартенсита (ние), окруженных перлитом. Ниои представляет собой очень жесткую границу между якиба и хира.

Декоративная закалка

В Японии с легендарных времен знаменитого кузнеца Амакуни хамоны изначально были прямые и параллельные краю, но к XII веку нашей эры такие кузнецы, как Синтого Кунимицу, начали производить гамонов очень неправильной формы, что обеспечивало как механические, так и декоративные преимущества. К шестнадцатому веку нашей эры японские кузнецы часто слегка перегревали свои мечи перед закалкой, чтобы произвести довольно крупное ние для эстетических целей, хотя крупный размер зерна имел тенденцию немного ослаблять меч. В это время в Японии начали уделять большое внимание изготовлению декоративных хамонов путем тщательной обработки глины. В эту эпоху стало обычным явлением находить мечи с волнистыми хамонами, цветами или клевером, изображенными в линии темперамента, крысиных лапах, деревьях или других формах. К восемнадцатому веку декоративные хамоны часто сочетались с техникой декоративного складывания для создания целых ландшафтов с конкретными островами, грохочущими волнами, холмами, горами, реками, а иногда в глине вырезали низкие точки, чтобы создать ние вдали от хамон, создавая эффекты, такие как птицы в небе.

Преимущества и недостатки

Хотя дифференциальное упрочнение дает очень твердый край, оно также оставляет остальную часть меча довольно мягкой, что может сделать его склонен к изгибу при больших нагрузках, например, при отражении сильного удара. Это также может сделать кромку более восприимчивой к сколам и трещинам. Мечи этого типа обычно можно заточить только несколько раз, прежде чем достигнет более мягкого металла под лезвием. Однако при надлежащей защите и уходе эти лезвия обычно могут удерживать лезвие в течение длительного периода времени, даже после прорезывания кости и плоти или сильно спутанного бамбука, чтобы имитировать прорезывание частей тела, как в iaido.

Современная дифференциальная закалка

Закалка пламенем

Закаленная пламенем звездочка газораспределительного механизма. Изменение цвета вокруг зубов указывает на то, что металл был нагрет и закален, а зона термического влияния видна в виде тонкого слоя между ним и кольцом закаленных цветов.

Закалка пламенем часто используется для упрочнения только части объекта., быстро нагревая ее очень горячим пламенем в определенном месте, а затем закаливая сталь. Это превращает нагретую часть в очень твердый мартенсит, а остальное оставляет неизменным. Обычно для обеспечения таких высоких температур используется газокислородная горелка . Закалка пламенем - очень распространенный метод поверхностного упрочнения, который часто используется для получения очень износостойкой поверхности. Обычно используется для упрочнения поверхности шестерен, чтобы сделать зубцы более устойчивыми к эрозии. Шестерня обычно сначала закаляется и отпускается до определенной твердости, что делает большую часть шестерни прочной, а затем зубья быстро нагреваются и немедленно закаливаются, упрочняя только поверхность. После этого он может быть подвергнут повторной закалке, а может и не быть снова отпущен для достижения окончательной дифференциальной твердости.

Этот процесс часто используется для изготовления ножей, нагревая только край предварительно закаленного и отпущенного лезвия. Когда кромка приобретает надлежащую цветовую температуру , она закаливается, затвердевая только кромку, но оставляя большую часть остальной части лезвия с более низкой твердостью. Затем нож снова закаляется для получения окончательной дифференциальной твердости. Однако, в отличие от лезвия, которое было равномерно нагрето и закалено по-разному, закалка пламенем создает зону термического влияния . В отличие от nioi, 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 сдвиговым и ударным напряжениям.

Индукционная закалка

Индукционная закалка - это метод поверхностной закалки, в котором используются индукционные катушки для обеспечения очень быстрого нагрева металла. С помощью индукционного нагрева сталь можно очень быстро нагреть до докрасна поверхности, прежде чем тепло сможет проникнуть в металл на любое расстояние. Затем поверхность закаливают, закаливают и часто используют без дальнейшего отпуска. Это делает поверхность очень устойчивой к износу, но обеспечивает более прочный металл непосредственно под ней, оставляя большую часть объекта неизменной. Обычно индукционная закалка используется для упрочнения опорных поверхностей или "шеек" автомобильных коленчатых валов или штоков гидроцилиндров.

Дифференциальная закалка
Строгальное долото, подвергающееся дифференциальной закалке., показывая цвета, движущиеся по длинной плоской части между валом (синий) и режущей кромкой (желтый).

Дифференциальный отпуск (также называемый постепенным отпуском, избирательным отпуском или локальным отпуском) является обратным дифференциальному отпуску. закаливание, чтобы в конечном итоге дать аналогичные результаты. Дифференциальный отпуск начинается с получения стали, которая была равномерно закалена и закалена, а затем нагревания ее на определенных участках для снижения твердости. Этот процесс часто используется в кузнечном деле для закалки режущих инструментов, смягчения спинки, стержня или позвоночника, но одновременно закаливания кромки до очень высокой твердости. Этот процесс был очень распространен в древней Европе для изготовления инструментов, но вскоре был применен также к ножам и мечам.

Кузнечное дело

Чаще всего дифференциальная закалка применялась для термической обработки режущих инструментов., например, оси и долота, где желательна чрезвычайно жесткая кромка, но остальная часть инструмента требует некоторой пластичности и упругости. Долото с очень твердой кромкой может удерживать эту кромку дольше и резать более твердые материалы, но, если бы все долото было слишком твердым, оно разлетелось бы под ударами молотка. Дифференциальный отпуск часто использовался для получения очень твердой режущей кромки, но для смягчения частей инструмента, которые подвержены ударам и ударным нагрузкам.

Перед дифференциальной закалкой инструмент сначала нагревается до докрасна а затем закалили, закалив весь инструмент. Это делает инструмент слишком твердым для нормального использования, поэтому инструмент закаляется, чтобы снизить твердость до более подходящей точки. Однако, в отличие от обычного отпуска, инструмент нагревается неравномерно. Вместо этого тепло применяется только к части инструмента, позволяя теплу термически проводиться к более холодной режущей кромке. Закаленную сталь сначала шлифуют или полируют, чтобы удалить любое остаточное окисление, открыв оголенный металл под ней. Затем сталь нагревают в определенной области, например, на конце долота или на рукоятке топора. Затем кузнец тщательно измеряет температуру, наблюдая за цветами закалки стали. Когда сталь нагревается, образуются эти цвета от желтого до коричневого, пурпурного и синего, а также множество промежуточных оттенков, которые будут указывать на температуру стали. При подаче тепла цвета формируются рядом с источником тепла, а затем медленно перемещаются по инструменту, следуя за теплом по мере его направления к краю.

Прежде, чем желтый или «светло-соломенный» цвет достигнет край, кузнец снимает тепло. Тепло будет продолжать проводиться, перемещая цвета к краю в течение короткого времени после его удаления. Когда светло-соломенный цвет достигает края, кузнец обычно окунает сталь в воду, чтобы остановить процесс. Это обычно дает очень твердую кромку, около HRc58-60 по шкале Роквелла, но делает противоположный конец инструмента намного более мягким. Твердость режущей кромки обычно зависит от выбранного цвета, но на нее также в первую очередь влияет содержание углерода в стали, а также множество других факторов. Точная твердость мягкого конца зависит от многих факторов, но главный из них - это скорость, с которой нагревается сталь, или насколько далеко распределяются цвета. Светло-соломенный цвет - очень твердая, хрупкая сталь, но светло-голубой - более мягкий и очень упругий. Помимо синего цвета, когда сталь становится серой, она, скорее всего, будет очень ковкой, что обычно нежелательно для долота. Если сталь слишком мягкая, она может гнуться или образовать грибовидную форму, пластически деформируясь под действием удара молотка.

Уровень отпуска

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

Направление тепла

Холодное долото с дифференцированной закалкой

Нагрев только в одной области, например, на плоском конце керна, приведет к равномерному распределению сплава по длине инструмент. Поскольку не всегда желательно иметь постоянный уклон по длине всего инструмента, были разработаны методы концентрации изменения. Такой инструмент, как долото, можно быстро, но равномерно нагреть по всей длине вала, сделав его пурпурным или синим, но позволяя остаточному теплу быстро уйти на небольшое расстояние к краю. Другой метод - держать лезвие в воде, охлаждая его, пока остальная часть инструмента закаляется. По достижении нужного цвета лезвие вынимают из воды и оставляют для закалки от остаточного тепла, и весь инструмент погружается в воду, когда лезвие приобретает нужный цвет. Однако нагревание в определенных областях с такими низкими температурами может быть затруднено для более крупных предметов, таких как топор или колка, потому что сталь может терять слишком много тепла, прежде чем она сможет пройти к краю. Иногда сталь нагревают равномерно до температуры чуть ниже заданной, а затем закаляют по-разному, что упрощает контроль за изменением температуры. Другой способ - частично заделать сталь изолятором, например песком или известью, 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 тверже, чем у молотка, тогда как центр, рукоять и рукоять закалены до жесткости пружины.

В конце концов, этот процесс был применен к мечи и ножи, чтобы производить механические эффекты, похожие на дифференциальную закалку, но с некоторыми важными отличиями. Для дифференцированной закалки лезвия сначала его закаляют, чтобы все лезвие равномерно закалилось. Затем лезвие нагревается в определенной области, позволяя теплу течь к краю. У однолезвийных лезвий лезвие можно закалить огнем или факелом. Лезвие нагревается только вдоль позвоночника и хвостовика, позволяя теплу проходить к краю. Тепло нужно будет подавать равномерно, чтобы цвета равномерно распространились по лезвию. Однако в случае лезвий с обоюдоострым концом обычно требуется более точная локализация источника тепла, поскольку тепло должно подаваться равномерно по центру лезвия, позволяя ему проходить к обоим краям. Часто для подачи тепла используют красную или желтую раскаленную планку, размещая ее вдоль центра лезвия, как правило, вставляемую в долото. Современные газовые горелки часто способны производить очень точное пламя. Чтобы предотвратить слишком большие потери 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.

Регулирование нагрева

Дифференциальная закалка может быть затруднена из-за формы лезвия. При закалке обоюдоострого меча с конусом по длине кончик может нагреться до нужной температуры раньше, чем стержень. Кузнецу может потребоваться контролировать температуру, используя такие методы, как облив воды по определенным частям кромки или охлаждение ее льдом, в результате чего необходимая температура достигает всего края одновременно. Таким образом, хотя это требует меньше времени, чем дифференциальное затвердевание с глиной, в начале процесса кузнец должен проявлять бдительность и тщательно направлять нагрев. Это оставляет мало места для ошибок, и ошибки в формировании закаленной зоны нелегко исправить. Это становится еще более трудным, если нож или меч имеют изогнутую, необычную форму или острие с острым кончиком. Закаленные таким образом мечи, особенно обоюдоострые мечи, обычно должны быть довольно широкими, чтобы оставлять место для образования градиента. Однако дифференциальная закалка не изменяет форму лезвия.

Металлургия

Когда меч, нож или инструмент подвергаются равномерной закалке, весь объект превращается в мартенсит, который очень твердый, без образования мягкий перлит. Отпуск снижает твердость стали за счет постепенного превращения мартенсита в микроструктуру из различных карбидов, таких как цементит, и более мягкого феррита (железа), образуя микроструктура называется «отпущенный мартенсит ». При отпуске высокоуглеродистой стали кузнечным способом цвет дает общее представление об окончательной твердости, хотя обычно требуется метод проб и ошибок, чтобы сопоставить правильный цвет с типом 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 закаливать для достижения надлежащей твердости в каждой области, гарантируя, что ни одна из областей не будет слишком мягкой. Например, при вооружении мечами, поскольку лезвие обычно довольно широкое и тонкое, оно может изгибаться во время боя. Если центр лезвия слишком мягкий, этот изгиб может быть постоянным. Однако, если меч закален до упругой твердости, он с большей вероятностью вернется к своей первоначальной форме.

Преимущества и недостатки

Закаленный таким образом меч обычно не может иметь остроту, как твердая, как меч с разной закалкой, как катана, потому что нет более мягкого металла прямо под лезвием, чтобы поддержать более твердый металл. Это увеличивает вероятность откола кромки на более крупные куски. Следовательно, такое чрезвычайно твердое лезвие не всегда желательно, поскольку большая твердость делает лезвие более хрупким и менее устойчивым к ударам, таким как прорезывание костей, древков древкового оружия, попадание в щит или блокирование и парирование. Меч часто закаляют до немного более высоких температур, чтобы повысить ударопрочность за счет способности удерживать острый край при резке. Для этого, возможно, потребуется закалить край до темно-соломенного или коричневого цвета, а центр - до синего или фиолетового цвета. Это может оставить очень небольшую разницу между острием и центром, и преимущества этого метода, по сравнению с равномерным закалкой меча в точке где-то посередине, могут быть не очень существенными. Когда закаленный таким образом меч повторно заточен, твердость будет уменьшаться с каждой заточкой, хотя снижение твердости обычно не будет заметно до тех пор, пока не будет удалено большое количество стали.

См. Также
Ссылки
Библиография
Внешние ссылки
Последняя правка сделана 2021-05-17 05:44:31
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте