Hartowanie blach
Moderatorzy: Nomad, BANAN, Marcin, Nikiel
Hartowanie blach
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
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
-
- Posty: 121
- Rejestracja: 26 gru 2009, 20:07
- Lokalizacja: swiete miasto
a miałęm byc emerytem
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
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
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
Nie ukrywam, że byłbym wdzięczny za krótkie korepetycje
-
- Posty: 121
- Rejestracja: 26 gru 2009, 20:07
- Lokalizacja: swiete miasto
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
jest tam sposób szybki odczytywania czasów i temperatur z ctpc, jesli bedą niejasnosci
konkretne pytanie, bedzie odpowiedź
pozdro
-
- Posty: 121
- Rejestracja: 26 gru 2009, 20:07
- Lokalizacja: swiete miasto
zamówienie
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
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
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,
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.
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.
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.
-
- Posty: 121
- Rejestracja: 26 gru 2009, 20:07
- Lokalizacja: swiete miasto
ctpc 45
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
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
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......................
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......................