Hartowanie blach

Hełmy, zbroje itp.

Moderatorzy: Nomad, BANAN, Marcin, Nikiel

Awatar użytkownika
EO
Posty: 159
Rejestracja: 26 lut 2010, 12:02
Lokalizacja: W-wa

Hartowanie blach

Post autor: EO » 04 mar 2010, 09:53

Wielu płatnerzy, z tego co się orientuję, oddaje swoje wyroby do profesjonalnych hartowni. Mnie jednak interesuje hartowanie własnoręczne - dla fanu i historycznej poprawności :)

U Williamsa wyczytałem, że najprawdopodobniej podstawową techniką hartowniczą średniowiecznych płatnerzy było hartowanie "slack quench" albo "timed/interrupted quench".

Slack quench ("hartowanie niepełne"?) to - niekompletne utwardzenie stali wskutek studzenia z zakresu austenitu z prędkością niższą niż krytyczna prędkość chłodzenia danego gatunku stali, dające w efekcie powstanie jednego lub więcej produktów przemiany oprócz martenzytu.

Timed/interrupted quench ("hartowanie przerywane"?) - to hartowanie, w którym hartowany przedmiot trzyma się w kąpieli określony czas, tak, by nie osiągnął swojej maksymalnej twardości, a jedynie częściową - po wyjęciu ciepło pozostałe w stali niejako ją "odpuszcza".

I teraz pytanie do doświadczonych metalurgów - co o tym sądzicie? Czy w warunkach zbliżonych do średniowiecznych - czyli węglowe palenisko i brak przemysłowych przyrządów pomiarowych (ocena temperatury bo barwie stali) powyższe metody są łatwiejsze i skuteczniejsze, niż zwykłe hartowanie do pełnego martenzytu i późniejsze odpuszczanie?

Pozdrawiam,
EO

melonmelon
Posty: 121
Rejestracja: 26 gru 2009, 20:07
Lokalizacja: swiete miasto

a miałęm byc emerytem

Post autor: melonmelon » 12 mar 2010, 16:36

Slack quench ("hartowanie niepełne"?)
po polsku nazwijmy to wyżarzaniem perlityzującym
sory ale potrafię przy tłumaczeniu posługiwać sie tylko ctpc
http://www.iim.p.lodz.pl/wyklady/10%20o ... ieplna.pdf
str. 8,
krzywa posrednia między V3 i V2 wyobraźmy sobie że krzywa chłodzenia przechodzi P+A
czyli chłodzenie wolniejsze niż szybkość krytyczna, ale szybsze niż normalizowanie
efekt - drobna struktura perlityczna (tak się ulepsza szyny kolejowe)
czyli przykładowo stal 45
str. 14
przechodzimy przez pole F, następnie A+P, może B
wynik trochę wydzieleń ferrytu i drobny perlit, czasem trochu bainitu
możemy uzyskać twardość 500-250HV (zależy jak szybko chłodzimy)
teoretycznie nie wymagane odpuszczanie

Timed/interrupted quench ("hartowanie przerywane"?)
rozwinięcie
aby uzyskać jak najwyższą twardość, chłodzimy jak najniżej
jeśli dla przykładu schłodzimy do 200 st. C i damy ostygnąć na powietrzu to tak naprawdę zahartowaliśmy sposobem przerywanym, który to zmniejsza naprężenia/paczenia

natomiast hartowanie z odpuszczaniem z wykorzystaniem ciepła z detalu mamy tu

przykład takiego hartowania dla ostrza siekiery
http://www.knives.pl/forum/index.php/topic,92318.0.html
dla body :) siekiery było tam
Slack quench ("hartowanie niepełne"?)

sposoby są łatwe i skuteczne
zmniejszają ilość wypaczonych detali
są gorsze od tradycyjnego hartowania i odpuszczania
produkty odpuszczonego martenzytu mają zazwyczaj wyższą plastyczność (przy tej samej twardości) niż produkty wyżarzania perlityzującego

pozdro

Awatar użytkownika
EO
Posty: 159
Rejestracja: 26 lut 2010, 12:02
Lokalizacja: W-wa

Post autor: EO » 16 mar 2010, 14:07

OK, to jeszcze dla jasności: jeśli kranówka przy 18C ma szybkość chłodzenia 600C/s, to gubię się trochę, kiedy mam skojarzyć, jak tu manipulować długością czasu chłodzenia - jak zejść np z 800C do 500C w czasie np 10s. Coś mi ewidentnie umyka - nie bez udziału jest tu też fakt, że nie do końca wiem, jak odczytywać wykresy CTP i co właściwie znaczą te wszystkie linie :)

Nie ukrywam, że byłbym wdzięczny za krótkie korepetycje :)

melonmelon
Posty: 121
Rejestracja: 26 gru 2009, 20:07
Lokalizacja: swiete miasto

Post autor: melonmelon » 17 mar 2010, 09:55

http://www.knives.pl/forum/index.php/to ... 67.20.html
jest tam sposób szybki odczytywania czasów i temperatur z ctpc, jesli bedą niejasnosci
konkretne pytanie, bedzie odpowiedź

pozdro

Awatar użytkownika
EO
Posty: 159
Rejestracja: 26 lut 2010, 12:02
Lokalizacja: W-wa

Post autor: EO » 17 mar 2010, 12:30

Jeśli chodzi Ci o te pdfy z rapida, to niestety mają limit 10 ściągnięć i dupa, nie ma do nich dostępu.

melonmelon
Posty: 121
Rejestracja: 26 gru 2009, 20:07
Lokalizacja: swiete miasto

zamówienie

Post autor: melonmelon » 17 mar 2010, 19:07

słabość mam do cię
wybierz sobie gatunek stali
wybierz sobie 2 ciecze chłodzące (znormalizowane)
wybierz sobie co kcesz uzyskać (twardośc, mikrostrukturę, czy nazwę obróbki - hartowanie, bainityczne, martenzytyczne itd)
opiszę na podstawie ctpc

pozdro

Awatar użytkownika
EO
Posty: 159
Rejestracja: 26 lut 2010, 12:02
Lokalizacja: W-wa

Post autor: EO » 19 mar 2010, 13:33

Do nóżek padam.

Stal 45, ciecze... powiedzmy, woda/solanka i olej, twardość - tak z 300-350HV

Mistrzu Ty mój jedyny :)

kin241
Posty: 444
Rejestracja: 07 paź 2009, 14:58
Lokalizacja: Warszawa

Post autor: kin241 » 19 mar 2010, 19:19

Nie sądze aby hartowanie blach o jakims złożonym kształcie w wodzie lub nawet w oleju to był dobry pomysł. Jakos nie moge sobie przypomniec zastosowanie takich procesow do blach. Jak ktos zna takie przykłady to prosze podpowiedziec. Hartowanie w cieczach grozi sporymi odkształceniami. Raczej nalezy zastosować normalizacje z odpuszczaniem,

Awatar użytkownika
EO
Posty: 159
Rejestracja: 26 lut 2010, 12:02
Lokalizacja: W-wa

Post autor: EO » 20 mar 2010, 17:02

Cóż, robiono to z powodzeniem przez kilkaset lat...

kin241
Posty: 444
Rejestracja: 07 paź 2009, 14:58
Lokalizacja: Warszawa

Post autor: kin241 » 21 mar 2010, 10:14

Jesli jest tak duże udokumentowane doświadczenie w tym zakresie to nie pozostaje nic innego jak proces skopiowac. A jesli doświadczenie nie jest udokumentowane to nadal nie wiemy jak było robione i trudno stwierdzić ze było hartowane w cieczach na martenzyt. Wiec moze jakis konkretny przykład by sie przydał. Nie jestem znawca platnerstwa ale wdaje mi sie ze hartowanie dużych powierzchni na martenzyt, w ktorym wystepuja wysokie napręzenie zwiazane ze zmiana objętosci, wymaga jakiejś szczegolnej wiedzy jesli proces ma sie zakończyć powodzeniem.

Awatar użytkownika
Nomad
Moderator
Posty: 2263
Rejestracja: 28 sie 2009, 10:34
Lokalizacja: Jasło

Post autor: Nomad » 21 mar 2010, 11:45

A może hartowali nie całą powierzchnię, tylko obszar najbardziej narażony na uderzenia?

Awatar użytkownika
EO
Posty: 159
Rejestracja: 26 lut 2010, 12:02
Lokalizacja: W-wa

Post autor: EO » 21 mar 2010, 18:36

http://www.oakeshott.org/metal.html

Tu jest trochę na dzień dobry o średniowiecznej metalurgii; m.in. opis z poł. XVI w. hartowania na martenzyt w wodzie. Istnieją teorie, że w przypadku elementów o skomplikowanych kształtach stosowano klamry itp usztywnienia.

W większość, z tego co wiem, stosowano jednak hartowanie bainit/perlit, bez pełnego martenzytu, i takie mnie też interesuje.

melonmelon
Posty: 121
Rejestracja: 26 gru 2009, 20:07
Lokalizacja: swiete miasto

ctpc 45

Post autor: melonmelon » 22 mar 2010, 11:12

dane
1. Stal 45, ciecze... powiedzmy, woda/solanka i olej, twardość - tak z 300-350HV
2. wykres ctpc
http://metalurgia.bblog.pl/wpis,przemia ... 13462.html
skala czasu jest logarytmiczna
3. uzywamy stopni Celcjusza
4. nie chołodzimy izotermiczne - chłodzenie ciągłe
5. zdolnośc chłodząca różnych osrodków
http://www.stalnierdzewna.com/index.php ... hartowanie
6. Ms dla stali 45 to 345 st. C
http://cdsc.ippt.gov.pl/Baza/Stale%20ko ... sci/45.htm
7. założenie: szybkośc chłodzenia danego osrodka w zakresie od temp. austenityzacji do 650 st. C jest równa szybkosci chłodzenia 650-500

I. twardość 300-350hv
z tego wykresu wynika ze musimy sie wstrzelić w zakres pomiedzy twardoscią 274 a 378hv
twardość taka mozemy próbować uzyskać:)
stosujać taki rodzaj chłodzenia, który pozwoli na schłodzenie z temperatury austenityzacji 780 do temp. 300
dlaczego do temp. 300?
krzywa oddzielajaca pole martenzytu i bajnitu jest przecięta naszymi dwoma krzywymi chłodzenia (274 i 378) własnie w okolicy 300 st. C
późniejsza szybkośc chłodzenia jest juz mało istotna, ważne by schłodzic do temp. otoczenia
nasze krzywe (chłodzenia i przemian bainit/martenzyt) przecinają się ze skala czasu również, z skali czasu odczytujemy czasy 10 i 20 sek
z tego wynika ze musimy zastosować środek chłodzacy który zapewni spadek temperatury detalu z temp. 780 do 300 w czasie 10-20 sekund
780-300=480 st. C
480st. C/10sek=48 st. C/sek
480st. C/20sek=24 st. C/sek
czyli nasz osrodek chłodzący ma chłodzić z szybkoscią 24-48 st. C/sek by uzyskać twardość na poz. 300-350 st. C w jednym cyklu cieplnym (samym chłodzeniem)
mozna to samo uzyskać hartując na martenzyt (max 550hv mozna uzyskac) i odpuszczając wysoko
przecieto krzywe F (ferryt), A+P(austenit + perlit), B (bainit), M (martenzyt)
czyli w strukturze wystepuje ferryt, perlit, bainit, moze martenzyt i austenit szczątkowy
poszukiwany ośrodek chłodzący to
emulsja ciepła wodno-olejowa (praktycznie nieprzewidywalna)
ciężki olej (gesty)
może jakiś polimerowy roztwór wodny
i faworyt czyli lekki wietrzyk :)

II woda destylowana/demineralizowana
założenie
ponieważ woda w różnych rejonach polski jest różna, nawet deszczówka podczas nastepnego deszczu jest inna na klawiature lejemy wodę destylowaną/demineralizowaną ze wzgledu na jej powtarzalność
szybkość chłodzenia w zakresie
650-500 = 250 st. C/sek
300-200 = 200 st. C/sek
ponieważ szybkośc chłodząca się zmienia, lecimy okresami
a) 1sek : 780-250=530 st. C, czyli detal po pierwszej sek ma temp. 530 st. C
b) 1,5sek : 530-250/2= ok. 400 st. C
c) 2 sek : 400-200/2=300 st. C (zdolnośc chłodząca wody się zmniejsza wd jakiejś krzywej, do której teraz nie mam dostepu, dla uproszczenia przyjeto ze od 400 st. C woda ma zdolnośc chłodzącą 200 st. C/sek co jest pewnym uproszczeniem)
z wykresu ctpc wynika że po 2 sek. jesteśmy pod polem martenzytu, przecinamy tylko krzywą martenzytyczną, z czego wynika że mamy w strukturze martenzyt + austenit szczątkowy
twardość mozliwa do uzyskania to 550hv

III
10% NaCl w wodzie destylowanej ok. 18 st. C
w zakresie do
500 st. C chłodzimy z szybkoscią 1100 st. C/sek
w zakresie 500-300 chłodzimy z szybkoscią 500 st. C/sek (jak wyżej lekkie przyblizenie)
w zakresie 300-200 chłodzimy z szybkoscia 300 st. C/sek
a) temp. 500 st. C uzyskujemy po czasie 0,25sek
780-500=280 st. C
280 [st. C]/1100 [st. C/sek]=0,25sek
b) temp. 300 st. C uzyskujemy po czasie 0,25+0,4=0,75sek
500-200=200 st. C
200 [st. C]/500 [st. C/sek]= 0,4sek
z wykresu ctpc wynika ze po 1 sek jesteśmy pod polem martenzytu i uzyskujemy twardość >550hv

IV olej transformatorowy (bo był tu o nim topic)
szybkość chłodzenia w zakresie
650-500=120 st. C/sek
300-200=25 st. C
dla uproszczenia przyjmiemy ze w zakresie 500-300 szybkośc chłodzenia wynosi 50 st. C/sek
a) 1sek
780-120=660st. C mamy austenit
b) 1,5sek
660-120/2=600st.C i wchodzimy w pole F(ferryt), zaczyna nam się tworzyć ferryt po granicach ziarn austenitu
c) 2 sek
600-120/2=540 st. C i przecinamy krzywa dzielacą pola F i A+P(austenit + perlit), przestaje tworzyć sie czysty ferryt, zaczyna tworzyć sie perlit
d) 2,5 sek
540-60=480 st. C jak w c)
e) 3 sek
480-50=430 st. C i przecinamy krzywą dzilacą pola A+P i A=B (bainit), przestaje tworzyć się perlit, zaczyna bainit
f) 4 sek
430-50=380 st. C jak w d)
g) 5 sek
380-50=330 st. C jak w d)
h) 6 sek
330-50=280 st. C
przecinamy krzywą Ms, przestaje się nam tworzyć bainit, zaczyna tworzyć martenzyt - i tak do temp. pokojowej
uzyskujemy twardość ok 500hv

w powyzszym tekscie poczyniono pewne uproszczenia, powinno sie rozpatrywać mniejsze przedziały czasowe, z większą dokładnością podawać szybkosci chłodzenia (są krzywe dla danego osrodka chłodzącego w danej temperaturze)
ale jednak mimo wszystko z wystarczajacą dokładnością mozna określac w ten sposób wynik chłodzenia w danym osrodku chłodzącym

pozdro

Awatar użytkownika
EO
Posty: 159
Rejestracja: 26 lut 2010, 12:02
Lokalizacja: W-wa

Post autor: EO » 22 mar 2010, 14:23

Wielkie dzięki, bardzo mi pomogłeś. Teraz pora pobawić się w praktyce i zobaczyć, jak to działa.

Mardinus
Posty: 150
Rejestracja: 30 wrz 2009, 20:39
Lokalizacja: szczecin
Kontakt:

Post autor: Mardinus » 13 kwie 2010, 20:46

Dla mnie to naukowy bełkot.

Doswiadczenie rzemieslnika w pracownii to podstawa - on wie jak długo nagrzewać - jak chłodzic itp.

To co napisane (ten bełkot) tomoze i prawda i wszystko cacy - ale stosuje sie bardziej do hartowania specjalistycznego np elementy silnikw , przekladni itp.

W płatnerstwie blacha powinna być sprężysta , twarda , nie lamać sie i być troszkę plastyczna .
Nie powinna zbyt sie odkształcać , nie powinno być wżerów od hartowania , aby zbyt grubej zendry.

To wszystko mozna osiągnąć bez tego bełkotu......................

ODPOWIEDZ

Wróć do „ PŁATNERSTWO - armorer's trade”