Особенности
Из-за своих свойств, сталь 65г не подходит для сварки
Но стоит отметить, что спектр использования довольно широк, даже если не брать во внимание холодное оружие. Из нее делают различные пружины, рессоры, корпуса подшипников, узлы и металлоконструкции. Она нашла применение даже в грузовых машинах – при создании рессоры заднего моста применяют именно этот материал
Она нашла применение даже в грузовых машинах – при создании рессоры заднего моста применяют именно этот материал.
Чтобы материал сохранял свои свойства и не покрывался ржавчиной его необходимо держать в сухом помещении, а изделия периодически покрывать маслом.
Благодаря своей дешевизне и довольно приличным свойствам, сталь 65г используют в качестве аналогов таких материалов, как: 55С2, 60С2, 70, 70Г, У8А, 9Хс.
Эластичность металла при ковке позволяет изготавливать холодное оружие и клинки в домашних условиях. Именно благодаря этой причине, сталь 65г получила широкое распространение в этой отрасли. Это касается ручного производства не только спортивных снарядов или орудий для реконструкций, но и в бытовом использовании — на кухне.
Минусы
Как отмечали выше, сталь относиться к углеродистой группе и подвержена коррозии. Поэтому не забываем два важных правила: держим клинки в сухости и чистоте и периодически смазываем касторовым малом. Уход за ножами из стали 65Г сравним с уходом за ножами из дамасской стали.
Режимы термообработки
Температурный интервал закалки стали 65Г находится в пределах 800-830 °С. Последующий высокий отпуск в режиме 160-200 °С с дальнейшим охлаждением на спокойном воздухе позволяют получить на выходе твердость стали в пределах 45-47 HRC. Данная марка стали не боится перегрева, однако при закалке в верхних температурных значениях ударная вязкость стали начинает снижаться.
Метательный нож «Луч-Б»
Из стали 65Г с оплеткой Производство компании “АиР”, Златоуст, Россия Нож изготовлен из стали 65Г, …
цена 1694 р.
Метательный нож «Викинг»
Из стали 65Г с оплеткой Производство компании “АиР”, Златоуст, Россия Нож изготовлен из стали 65Г, …
цена 1694 р.
Метательный нож «Катран»
Из стали 65Г с оплеткой Производство компании “АиР”, Златоуст, Россия Нож изготовлен из стали 65Г, …
цена 1694 р.
Метательный нож «Луч-С»
Из стали 65Г с оплеткой Производство компании “АиР”, Златоуст, Россия Нож изготовлен из стали 65Г, …
цена 1694 р.
Метательный нож «Твист»
Из стали 65Г с оплеткой Производство компании “АиР”, Златоуст, Россия Нож изготовлен из стали 65Г, …
цена 1694 р.
цена 5352 р.
Термическая обработка стали 65Г
Термическая обработка применяется для исправления строения металла. Процесс заключается в нагреве заготовок и дальнейшем их охлаждении. При разных размерах деталей, этапы обработки могут занимать разное время по длительности.
Также важна при этом скорость выполнения операций. Химический состав остаётся при этом без изменений, но свойства металла меняются. Так приобретается необходимая твёрдость стали 65Г.
Отжиг
Для процесса отжига прибегают при необходимости изогнуть деталь. Также он полезен перед резкой стали. В таком случае заготовка отправляется в печь при температуре в 800-900 градусов. А затем происходит медленное остывание.
Красивые клинки из стали 65Г.
Закалка
Закалка стали 65Г заключается в нагреве детали до критической отметки с резким охлаждением. В результате чего происходит изменение типа кристаллической решётки металла. Благодаря чему значительно повышается твёрдость сплава и увеличиваются его эксплуатационные характеристики.
Закалку стали 65Г производят при температуре в 800-830 градусов в камерных печах различного типа. Всё зависит от размера заготовки и её конечной принадлежности. После нагрева детали охлаждают в минеральном масле, так получается избежать возможного растрескивания предмета.
При закалке стали в домашних условиях, без использования термометра, можно прибегнуть к старому способу. Необходимо уметь определять на глаз до какой температуры нагрелась деталь. В данном случае металл приобретёт почти белый цвет. Это говорит о достижении нужной температуры.
Отпуск
После закалки, необходимо произвести отпуск стали 65Г. Это помогает микроструктуре металла перейти в устойчивое состояние. И также процесс отпуска способствует повышению упругости и текучести материала. Для этой марки стали можно применять 3 варианта отпуска:
- низкий отпуск позволяет получить структуру отпущенного мартенсита, его производят при температуре в 250 градусов;
- при среднем отпуске получается – тростит, его производят при 350-500 градусах;
- сорбит получается после высокого отпуска, он происходит при температурах в 500-600 градусов.
Различные изделия из стали 65Г.
Химический состав
В состав марки 65Г входят следующие вещества:
- до 0,65% углерода (С);
- до 1,2% марганца (Мn);
- до 0,4% кремния (Si);
- до 0,2% меди (Си);
- до 0,25% хрома (Сг);
- до 0,035% фосфора (Р);
- до 0,035% серы (S);
- до 0,25% никеля (Ni).
Расшифровка стали
Буква Г означает, что основной легирующий элемент — марганец, а цифра 65 — это процентное содержание углерода в сплаве в сотых долях (0,65%)
Наличие марганца в таком количестве увеличивает упругость стали и ее сопротивление на разрыв.
Эта сталь выпускается на основании ГОСТ14959-2016.
Действие этого документа относится к горячекатанному и кованному прокату. Кроме того, он регламентирует такую продукцию, как специальный прокат, который предназначен для производства пружинной и рессорной продукции. Этот ГОСТ нормирует химический состав проката.
Производители выпускают следующую номенклатуру продукции:
- сортовой прокат, в т. ч. фасонный — ГОСТ 14959-79;
- пруток калиброванный — ГОСТ 1051-73;
- серебрянка — ГОСТ 14955-77.
Кроме тог,о металлургические предприятия выпускают лист разной толщины, круги, полосы, прутки прочие виды изделий.
Сталь 65г для ножей: плюсы, минусы и особенности
Сталь для ножей представляет собой сочетание углерода и железа. В зависимости от предназначения и требуемых качеств, пропорции могут значительно отличаться. Кроме этого, для достижения высоких показателей прочности, долговечности и твердости, могут применяться различные добавки и компоненты, улучшающие свойства исходного материала.
Главная задача большинства оружейников – разработать или воспроизвести такую сталь для ножа, которая будет иметь высокую прочность и при этом не менее высокую твердость.
На сегодняшний день, одной из самых популярных сталей для ножей принято считать сплав 65г. Именно о ней и пойдет речь далее.
Общие сведения о стали 65г
Такая сталь пользуется огромной популярностью из-за своей относительно низкой стоимости
Если говорить о закалке, то этот материал не боится перегрева. Однако, если температуры достаточно высокие, то ударная вязкость довольно быстро снижается, что в свою очередь неизбежно приводит к большому росту зерен в мелкой текстуре волокон.
Температура закаливания может быть разной (от 800 до 820 градусов Цельсия). Все зависит от сложности очертаний исходного изделия и показателей металла, необходимых для того или иного сценария использования.
За счет добавления Марганца, такой сплав еще называют раскисленной сталью, это касается абсолютно всех материалов, содержащих такой компонент. Свои свойства ножи приобретают в тех случаях, когда в процессе закаливания было достигнуто перлитное превращение.
Плюсы стали 65г
Несомненно, большой популярностью эта сталь пользуется не только благодаря низкой стоимости производства, но и по другим, немаловажным пунктам:
- Очень высокая твердость. Это означает, что при существенных нагрузках материал не будет деформироваться, ломаться или разрушаться.
- Большая устойчивость к ударам, деформациям. Именно за это качество, такую сталь принято использовать для метательных ножей, клинков, реже – для медицинских инструментов.
- Простота в заточке.
- Высокая сопротивляемость разрыву.
Стоит отметить, что цифра «65» в названии означает процентное содержание углерода в составе сплава в сотых долях. Буква «Г» говорит о том, что основной легирующий элемент это Марганец. Именно благодаря ему, сплав приобретает большинство вышеописанных свойств.
Минусы стали 65г
Как и у любого сплава, у этой есть ряд минусов, которые не дают использовать этот материал в определенных целях:
- Из-за того, что данный материал относится к группе углеродсодержащих соединений, он крайне сильно подвержен коррозии.
- Хоть данная сталь и легко затачивается, она достаточно быстро теряет заточку. Именно поэтому нужно постоять следить за режущей кромкой и за ее сведением, постоянно подтачивать нож.
- Довольно весомые ограничения по применению.
Преимущества и недостатки являются больше относительными, их не всегда можно применить ко всем ножам, сделанным из данного сплава. Это обусловлено тем, что у каждого производителя технология производства либо немного, либо серьезно отличаются друг от друга.
Особенности
Из-за своих свойств, сталь 65г не подходит для сварки
Но стоит отметить, что спектр использования довольно широк, даже если не брать во внимание холодное оружие. Из нее делают различные пружины, рессоры, корпуса подшипников, узлы и металлоконструкции
Она нашла применение даже в грузовых машинах – при создании рессоры заднего моста применяют именно этот материал
Она нашла применение даже в грузовых машинах – при создании рессоры заднего моста применяют именно этот материал.
Чтобы материал сохранял свои свойства и не покрывался ржавчиной его необходимо держать в сухом помещении, а изделия периодически покрывать маслом.
Благодаря своей дешевизне и довольно приличным свойствам, сталь 65г используют в качестве аналогов таких материалов, как: 55С2, 60С2, 70, 70Г, У8А, 9Хс.
Эластичность металла при ковке позволяет изготавливать холодное оружие и клинки в домашних условиях. Именно благодаря этой причине, сталь 65г получила широкое распространение в этой отрасли. Это касается ручного производства не только спортивных снарядов или орудий для реконструкций, но и в бытовом использовании — на кухне.
Итоги
Подводя итоги, стоит отметить, что такая сталь часто используется для спортивного вида холодного оружия, а также орудий для турниров. Ведь именно при таком сценарии использования необходима стойкость к ударам и низкая стоимость изделия.
Делать ножи из этой стали будут еще долгое время, но все же в более специализированных отраслях. Хоть и ножи из такой стали почти не используют на кухне, особенно в последнее время, любителей мастерить клинки из остатков такого сплава предостаточно.
Структура
До процедуры
Сталь конструкционная до этапа закаливания имеет объемно-центрированную структуру. В процессе нагревания до уровня аустенита происходит изменение состояния структурной решетки железа с переходом в структуру гранецентрированную.
После
В образовавшейся пересыщенной структуре возникают внутренние напряжения
Гранецентрированная решетка превращается в однонапрвравленную тетрагональную структуру. Образовавшийся мартенсит имеет вид мелких игольчатых кристаллов, придающих стали высокие показатели прочности.
Одновременно два вида кристаллов мартенсита и аустенита начинают воздействовать друг с другом и создавать внутреннее напряжение. Прочность структуры связана с взаимной компенсацией этих кристаллов в момент активного влияния на металл внешних сил.
Технология последующего отпуска
Как уже указывалось, для получения структуры сорбита изделия из стали 65Г подвергают только высокому отпуску при температурах 550…600 °С, с охлаждением на спокойном воздухе. Для особо ответственных деталей иногда проводят дополнительный низкий отпуск. Диапазон его температур — 160…200 °С, с последующим медленным охлаждением на воздухе. Такая технология позволяет избежать накапливания термических напряжений в изделии, и повышает его долговечность. Для отпуска можно применять не только пламенные, но и электрические печи, оснащённые устройствами для принудительной циркуляции воздуха. Время выдержки изделий в таких печах — от 110 до 160 мин (увеличенные нормативы времени соответствуют деталям сложной конфигурации и значительных поперечных сечений).
В качестве рабочих сред при закалке стали 65Г не рекомендуется использовать воду и водные растворы солей. Ускорение процесса охлаждения, которое вызывает вода, часто сопровождается неравномерностью прокаливания.
Итоговый контроль качества закалки состоит в оценке макро- и микроструктуры металла, а также в определении финишной твёрдости изделия. Поверхностная твёрдость продукции, изготовленной из стали 65Г, должна находиться в пределах 35…40 НRC после нормализации, и 40…45 НRC – после закалки с высоким отпуском.
Источник
Нож из рессоры
Нож – это отличная вещь, которая может быть полезна не только в качестве прекрасного инструмента, но и в виде замечательного сувенира. Каждый мальчишка будет рад такому подарку. Если нож изготовлен вручную, то он сразу становится уникальной ценностью в глазах владельца.
Взрослые тоже не всегда используют ножи исключительно в бытовых целях – многие люди их коллекционируют. Критерии выбора у всех разные, но каждый знает, что качественная сталь – это обязательное условие для хорошего ножа. Но и красиво выполненная ручка может произвести не меньшее впечатление, чем прочное лезвие, способное долго держать заточку.
Общие сведения
В старину топоры из сырого железа помещали в герметичный глиняный горшок, наполненный углем, и ставили в печь на несколько суток. Внешние слои насыщались углеродом под действием жара. Инструмент получал твердую поверхность, сохраняя мягкую, пластичную сердцевину. Сущность технологии сохранилась, прием получил развитие, стал распространенным и разделился на несколько ветвей.
Метод цементации описывается как способ обработки металла с использованием высоких температур в среде определенных химических веществ (химико-термическая обработка); среда может быть жидкой, газовой или твёрдой. Химические компоненты при нагревании выделяют свободный углерод. Поверхность нагретого металла поглощает атомы газа, меняя свою структуру (происходит диффузное насыщение на глубину от 0,5 до 2 мм).
Цементации подвергают детали, работающие на истирание, испытывающие при работе вибрацию и удары. Назначение такой термообработки в том, чтобы изменить (усилить) некоторые характеристики поверхностного слоя металлического изделия:
- Слой укрепляется, улучшаются такие его свойства, как твердость и износостойкость; при этом более глубокие слои сохраняют свои первоначальные свойства (вязкость и упругость). Поверхность хорошо сопротивляется истиранию, сердцевина способна выдерживать динамические нагрузки.
- После обработки предмет приобретает твердость, аналогичную с полученной по методу классической закалки (огнем и механическим воздействием).
Выделяют следующие особенности метода:
При организации процесса цементации важно выдерживать временные и температурные интервалы. Оптимальная плотность атомарного углерода появляется при поддержании температуры от 850 до 950°C
Диффузное насыщение идет с малой скоростью; в этом заключается его особенность
Поглощение поверхностью атомов газа течет со скоростью 0,1 мм/час (значение может немного меняться в зависимости от среды и температуры). Учитывая, что ожидаемая толщина слоя начинается от 0,8 мм, нетрудно подсчитать, что полезные свойства деталь приобретет минимум через 8 часов. Метод признан эффективным для легированных (инструментальных) и низкоуглеродистых сталей, где доля углерода в составе ограничена 0,2-0,25%, и они способны поглотить дополнительное количество атомов газа. Допускаются машиностроительные, строительные и арматурные стали марок 20х, 40х. Углеродистые стали таким способом не обрабатываются. Технология цементации допускает использование нескольких сред. Разработаны приемы закалки в присутствии твердого и газового карбюризатора (углеродистого вещества, способного делиться углеродом). Поверхностное науглероживание возможно в кипящем слое, в растворах электролитов и в пастах.
Самыми распространенными в циклах производства являются газовые и твёрдые карбюризаторы.
Можно ли выполнить отпуск стали в домашних условиях?
Чаще все термообработка распространяется на различные простые детали, домашнюю утварь — ножи, вилки, металлические чашки, детали автомобилей и так далее. Однако домашняя металлургия обладает множеством ограничений, о которых простой человек может не знать. Рассмотрим основные проблемы, с которым может столкнуться человек во время отпуска стали в домашних условиях:
- Большинство домашних печей не могут выполнить нагрев до высоких температур. Поэтому в домашних условиях можно сделать только низкий или средний отпуск. Теоретически можно попытаться переоборудовать или «усилить» свою печь, чтобы повысить температуру нагрева, однако сделать это человеку без опыта будет сложно.
- Для проведения термической обработки необходимо использовать защитную среду (масло, щелочи, селитра). Но каждое вещество имеет свои температурные особенности. Простой пример: соединения на основе селитры могут взрываться при нагреве до высоких температур, что может быть опасно для жизни, здоровья домашнего металлурга.
- Выполнение отпуска без применения защитной среды может быть фатально для самого металла. Дело в том, что без использования защитной среды металл будет остывать быстро, что может повлиять на качестве стали (повышение хрупкости, образования изгибов, пластическая деформация, появление ржавчины).
- Также не стоит забывать о низкотемпературной хрупкости первого рода (от 250 до 300 градусов). В случае неправильного температурного режима из-за нее может серьезно пострадать качество металла вплоть до полного разрушения сплава.
Химический состав
Марка рессорно-пружинной стали 65Г представляет совокупность из перечисленных ингредиентов:
- углерод (C) – 0,65-0,7%;
- кремний (Si) – 0,17-0,37%;
- марганец (Mn) – 0,9-1,2%;
- никель (Ni) и хром (Cr) – с лимитом в 0,25%;
- сера (S) и фосфор (P) – не более 0,035%;
- медь (Cu) – до 0,2%;
- железо (Fe) – 97%.
Химический состав марки 65Г
Главной задачей сделанной продукции является сохранение максимальной стойкости и упругости. Добиться такого эффекта можно при присоединении 1% марганца. Оставшиеся составляющие относятся к категории примесей, и добавляются в соответствии с государственными стандартами.
Технология закалки, отпуска пружинной стали
Чтобы получить металл с нужными физическими свойствами, применяется отпуск и закалка пружинной стали. Каждый из этапов имеет свои технологические особенности:
- Сперва выполняется закалка пружинной стали при высоких температурах. Благодаря закалке заметно повышается предел текучести материала, что делает сталь упругой, ковкой, устойчивой.
- Однако во время высокотемпературной закалки внутри сплава образуются мартенситные соединения, которые резко ухудшают упругость материала, делают его необычайно ломким и твердым.
- Чтобы избавиться от мартенситных соединений следует применять отпуск пружинной стали при невысоких температурах. Во время такой обработки мартенситы разрушаются, что позволяет получить материал с нужными свойствами.
Обратите внимание, что температура и время обработки на каждом из этапов зависят от того, какие применяются марки пружинной стали. Для примера: марка рессорно пружинной стали 65Г должна проходить закалку при температуре +800-850 градусов, отпуск — при +400-500 градусах
В ряде случаев закалка, отпуск комбинируются с процедурой нормализации металла. Эта процедура позволяет избавиться от лишних напряжений внутри металла, однако в большинстве случаев нормализация происходит сама собой во время остывания материала. Поэтому дополнительная обработка методом нормализации обычно не требуется.
Термическая закалка
Закалка пружинной стали проводится с учетом следующих параметров:
- Методика нагрева металла, характер остывания материала, температура окружающей среды.
- Состав металла, наличие и тип легирующих добавок, общая концентрация углерода.
- Способ сохранения нужного температурного диапазона для проведения закалки.
- Методика охлаждения материала после проведения закалки, способ хранения материала.
Малолегированные стали рекомендуется нагревать быстро. Ведь при медленном нагреве происходит постепенное испарение углерода, что критично для малолегированных материалов. Однако со скоростью нагрева не нужно перестараться. Если нагрев будет идти очень быстро, то в таком случае может произойти неравномерный разогрев материала. Из-за этого возрастает риск образования различных металлических дефектов (трещины, кромки, разрушение углов).
Оптимальным способом нагрева будет применения двух печей. В первой печи материал постепенно нагревается до 500-700 градусов, а потом он поступает во вторую печь, где происходит финальная закалка.
Для нагрева рекомендуется применять газовые печи. Однако во время нагрева следует следить за распределением тепла, чтобы избежать появления «термических островков» на металле. Электрические печи нагреваются достаточно медленно, поэтому их применение в данном случае проблематично с практической точки зрения. Единственное исключение из этого правила — закалка тонких металлов, которые не нуждаются в дополнительном равномерном прогреве по понятным причинам.
Время выдержки зависит от многих параметров, однако в среднем общее время закалки составляет 80 минут для пламенных печей и 20 минут для электрических установок. Определенное значение также имеет форма изделия. При работе с плоским листами закалка может проводиться быстро. Тогда как в случае материала, обладающего сложной формой, рекомендуется выполнить дополнительный прогрев. Оптимальный способ охлаждения материала — на открытом воздухе.
Финальный термический отпуск
Чтобы избежать появления твердых мартенситных фракций, нужно выполнить термической отпуск непосредственно сразу же после закалки. Температурный режим также зависит от того, какая марка рессорно пружинной стали подвергалась закалке. Для отпуска можно применять как пламенные, так и электрические печи. Тип печи будет также влиять на длительность отпуска.
Пример: сталь 65Г рекомендуется подвергать высокому отпуску при температуре +400-500 градусов. Способ охлаждения — воздушный. Время выдержки — 30-150 минут в зависимости от типа печи. После проведения закалки рекомендуется выполнить контрольные мероприятия. Однако делать это нужно только после полного остывания материала, чтобы не повредить сплав.
Характеристики материала
Твердость
- По Роквеллу. В зависимости от температуры отпуска по шкале Цельсия: 200 градусов — 61 МПа, 400 — 46, 600 — 30.
- По Бринеллю. 241 МПа.
Плотность
7,82 г/см3.
Важно! Величина носит ориентировочный характер и является типичным значением для низкоуглеродистой и низколегированной стали
Химический состав
- Основную часть химсостава занимает железо (его должно быть не меньше 97 %).
- Также в структуре сплава есть марганец (0,9–1,2 %), он нужен для устранения окислов железа, для увеличения твердости, повышения упругости и сопротивления разрыву, увеличению плотности.
- Углерод (0,62–0,7 %).
- Кремний (0,17–0,3 %) отвечает за повышение упругих свойств.
- Хром (до 0,25 %) повышает прочность стали и степень ее жаростойкости.
- Никель (до 0,25 %) придает пластичность и антикоррозионные свойства.
- Медь (до 0,2 %) увеличивает устойчивость к коррозии.
- Фосфор (до 0,035 %) снижает пластичность и повышает хрупкость.
- Сера (до 0,035 %) вызывает красноломкость.
Однако наличие последних двух элементов в составе неизбежно.
Ударная вязкость
- При температуре, равной +20 °С, ударная вязкость равна 110 Дж/см2.
- При 0 °С — 69.
- При -20 °С — 27.
- При -30 °С — 23.
- При -70 °С — 12.
Механические свойства
- Условный предел текучести:
- при температуре отпуска 200 °С равен 1790 МПа;
- при 400 °С — 1450 МПа;
- при 600 °С — 850 МПа.
- Предел прочности при растяжении при тех же температурах — 2200 МПА, 1670 МПА, 880 МПа.
- Относительное удлинение после разрыва в процентах равно 4, 8 и 15.
- Относительное сужение — 30, 48, 51 %.
- Ударная вязкость — 5, 29, 76 Дж/см2.
Заключение
Подведем итоги. Отпуск стали — это технологическая процедура, которая заключается в нагреве металла до определенной температуры с последующим остыванием в защитной среде. Эта обработка позволяет улучшить качество металла — повышение прочности, нормализация пластичности, улучшение физико-химических свойств материала. В зависимости от температуры различают несколько типов отпуска — высокий, средний, низкий. Высокотемпературная обработка — оптимальна, поскольку она позволяет выполнить не только диффузию углерода, но и рекристаллизацию, полигонизации материала.
Низкотемпературная технология подходит для обработки простых деталей, низкокачественных сплавов. Инструментальные стальные сплавы (с большим содержанием углерода) не подходят для стандартного отпуска — вместо него рекомендуется делать многоступенчатую закалку. Во время обработки нужно избегать островков отпускной хрупкости, которые могут серьезно ухудшить свойства стали.
