При какой температуре сталь теряет магнитные свойства при
Короткое введение—————— Перевод с английского
Пару лет назад, я занялся ковкой клинков. Под руку естественно попались
рессоры, пружины, подшипники, напильники и т.п. , т.е. изделия выполненные из
углеродистой стали. И я перековывал орала на мечи 🙂 Кидал их в самодельный
горн, придавал им форму клинка, далее наждак …, ну думаю все с этим знакомы.
Но результат был печальным. При закалке клинуи вело волной. Десятка два, почти
готовых клинков разломанные буквально пальцами валялись в коробке кучкой
обломков. На изломе они имели крупное зерно, видимое невооруженным взглядом.
Я искал причину моей неудачии не где не мог найти точного ответа. Учебники
И справочники по металлургии подавляли килограммами своих сведений и
академичностью. Там что-то говорили про нармализацию, отжиг, приводили кучу
цифр, а я не маг понять, что, как, в какой последовательности делать. Пытался
на конференциях задавать вопросы, но видимо мастера не горели желанием делится
своими проф. Секретами и отвечали весьма уклончиво типа: “Правильная сталь,
грамотная закалка, не в домашних условиях” и т.п. ничего не значащие фразы. А
если что-то и говорили то опять же: “Нагреть до светло-вишневого цвета, обратить
внимание на цвет искры …”
Дела мои были плохи, пока я не наткнулся в Интернете на статью замечательно
мужика, которого зовут Max Burnett. Прочитав ее у меня все стало получатся, а
статья стала своеобразной библией. Есть же люди на свете!
Частенько в Инете я встречаю людей, которые хотят выковать, именно полностью
С нуля изготовит свой первый клинок. Именно им посвящается мой несколько вольный
перевод. Извиняюсь, если что не так.
————————————
Heat Treating
by Max Burnett
–
Закалка клинков из рессор и подшипников
Написано Максимом Пережогиным (Max Burnett) 🙂
Это всего на всего введение, что бы помочь понять загадку, емкого выражения
как закалка стали. Я также скажу, какие шаги вам нужно будет сделать перед тем
как вы будете непосредственно закаливать сталь.
Я упомяну только основные принципы в легко понимаемой форме, но это очень
важно, что бы вы поняли, что происходит в куске стали с каким вы работаете. А
так же что бы знали наиболее важные термины с какими вам придется встретится при
чтении.
Сталь, которую я буду использовать в данном описании, низко легированная
углеродистая сталь; 1084 (углерод-84-.90 , марганец – .72-.90). Есть несколько
причин почему это хорошая сталь для ковки лезвий, и первое слово это:
Эвтектоидная. Умные головы металлургии произносят эта так: Эвтектоид, или точка
баланса содержания углерод/сталь; 0.85% углерода. Все это означает для меня и
для вас, что нет причин использовать сталь с большим содержанием углерода для
лезвия ножа, если вы не имеете дело спец. сталями, типа высоколегированных, или
высокоуглеродистыми сталями. (О них другой разговор) Более высокое содержание
углерода отнесет сталь к классу “заэвтетоидных”. Более низкое содержание,
естественно, к “доэвтетоидным”. Но, достаточно об этом.
Если вы ничего и не вынесите из этой статьи, то хотя бы, запомните крепко-
накрепко следующее: Не доверяйте вашим глазам что бы определить, когда сталь
готова для нормализации, отжига, или закалки. Вы просто напросто не получите
хороших, стабильных результатов. Используйте обычный магнит, чтобы определять,
когда сталь переходит в немагнитное состояние.
А сейчас, очень важно узнать, почему сталь магнитится по разному, в процессе
нагрева/охлаждения. Когда вы подогреваете ваше лезвие в горне, сталь нагревается
все сильнее и сильнее, и меняет цвет от едва заметного, до ярко красного
непонятно какой температуры. Когда идет нагрев, ваш магнит не солгет вам. А вот
когда идет охлаждение, сталь будет оставаться немагнитной
достаточно продолжительное время. Вообще-то, извиняюсь, я забежал вперед, через
минуту вы все узн
Источник
Коля Жуков
28 апреля · 2,0 K
При сильном нагревании магнит теряет свои свойства и перестает магнитить. Переход от магнитного состояния к немагнитному происходит очень быстро, как только температура тела достигает определенного предела
При сильном нагревании магнит теряет свои свойства и перестает магнитить. Переход от магнитного состояния к немагнитному происходит очень… Читать далее
Можно ли магнитом найти золото?
Специального поискового магнита на золото и серебро не существует. Однако украшения и монеты из драгоценных сплавов добыть с его помощью вполне возможно, ведь они содержат и другие элементы, которые магнит притянет. … Никель легко притягивается к магниту .
Прочитать ещё 1 ответ
Кто может простыми словами объяснить как работает постоянный магнит? В каком направлении двигаются в нем электроны и как получается так что если разрезать магнит получится два маленьких магнита?
Кибербезопасность, Компьютерные системы, Науки.
Возьмём, что электрон это шарик. Возьмём отдельный атом. Он состоит из ядра и орбиты. В ядре расположены протоны — положительно заряженные частицы, и нейтроны — нейтральные частицы. На орбите находятся электроны — отрицательно заряженные частицы. У атома есть орбитали. На каждой из них могут располагаться максимум два электрона. Если электрона два, то они врашаются в разные стороны, т.е один по часовой, другой против.
Вращаясь, электрон, как и положено заряду, генерирует поле. Направление вектора индукции поля*(далее вектор) зависит от направления вращения электрона. Если на орбитали вращаются два электрона, то их векторы направлены противоположно друг-другу и “гасят” друг-друга, т.е в итоге мы ничего не получаем. Примерно как про лебедя, рака и щуку. Тащат кто куда, а ничего не происходит. Если электроны не имеют пары, то магнитные поля усиливаются. Т.е, если бы лебедь, рак и щука тянули в одном направлении. В магните атомы выстроены особым образом, так, что направление векторов одинаково. Не из всех материалов можно сделать магнит. Есть магнитомягкие материалы, в которых при воздействии на них внешнего(стороннего) магнитного поля(например, от другого магнита), атомы выстраиваются в упорядоченную структуру, но, когда поле исчезает, атомы снова начинают маяться своими делами. Но, есть магнитотвердые тела, где конструкция не сразу разрушается после отключения магнитного поля. При воздействии поля, атомы поворачиваются в определенном направлении. В ферромагнетиках, например, атомы поворачиваются так, чтобы направление векторов их полей совпадало с направлением вектора внешнего поля, усиливая его, а вот в диамагнетиках атомы поворачиваются так, что направление векторов их полей направлено против внешнего, ослабляя его. У магнита есть два полюса: Северный и Южный. Из Северного полюса выходят силовые линии, которые входят в Южный. Это наглядная схема представления. Если поднести магниты одинаковыми полюсами друг к другу, то силовые линии начинают “конфликтовать”, расталкивая магниты, т.к векторы будут направлены в разные стороны и будут возникать противоположно направленные силы.
Почему если разрезать магнит по-середине, то мы не получим однополюсный магнит? Представим что атомы располагаются друг на друге, направления векторов поля(вернее, векторов магнитной индукции) у них совпадают. Если мы разделим эту цепочку, то получим две цепочки, у которых все так же, т.е, два магнита. Гипотетический магнит с одним полюсом называется монополем, самый известный — монополь Дирака.
Прочитать ещё 3 ответа
Что такое неодимовый магнит?
Радиоинженер(Радиосвязь, электро-радионавигация)
В свободное время ремонтирую…
Неодимовый магнит имеет во много раз большую магнитную индукцию, чем обычные магниты. Неодимовые магниты изготавливаются из сплава редкоземельных металлов – Неодима(Neodymium (Nd), Железа(Ferrum (Fe), и Бора( Borum (B) и представляют собой цилиндры, диски, или кубы покрытые защитной оболочкой из никиля.
Прочитать ещё 2 ответа
Поставили бы вы солнечные батареи Tesla на свой дом?
генеральный директор компании Unwired Devices
Нет, я бы ставить «солнечную крышу» не стал бы.
Причин тому несколько, и главная в том, что солнечные батареи сами по себе — источник энергии довольно неэффективный, экономически оправданный только в очень солнечных южных краях или при невозможности подключить дом к обычной линии электропередач.
КИУМ — коэффициент использования установленной мощности — у солнечных батарей даже в Южной Европе составляет всего 10-15 %, то есть, поставив батарею на 1 кВт паспортной мощности, в среднем мы будем получать от неё всего 100-150 Вт: ночью батарея не работает, утром и вечером работает плохо, в пасмурную погоду тоже не очень… Для сравнения, КИУМ ветряков в той же Европе — около 30 %, а у атомной электростанции он превышает 90 %.
Поэтому случаев, когда имеет смысл ставить на крышу частного дома солнечные батареи, в общем-то не так уж много — и большинство из них вообще не про типичные российские широты.
К слову, придуманная самим Маском компания SolarCity превратилась в крупнейшего установщика солнечных панелей в США после того, как стала предлагать панели бесплатно — предполагалось, что расплачиваться за них домовладельцы будут следующие 10-20 лет за счёт средств, сэкономленных на оплате электричества. Сейчас SolarCity на грани банкротства — убытки в последнем квартале составили четверть миллиарда долларов, а на счетах компании осталось меньше 150 миллионов.
Прочитать ещё 4 ответа
Как добывают магнит?
Я увлекаются очень многими вещами, разносторонний…. Отвечаю на вопросы…
Существуют три основных вида магнитов:
постоянные магниты;
временные магниты;
электромагниты.
Для производства постоянных магнитов используются четыре основных класса материалов:
неодим-железо-бор (Nd-Fe-B, NdFeB, NIB); самарий-кобальт (SmCo); альнико (Alnico); керамические (ферриты).
Временные магниты: в качестве примера можно привести скрепки и гвозди, а также другие изделия из «мягкого» железа.
Электромагнит — это туго намотанные на каркас витки провода, обычно с железным сердечником, который действует как постоянный магнит только тогда, когда по проводу течет ток.
Прочитать ещё 2 ответа
Источник
Еще со времен
Гильберта было известно, что железо и
сталь теряют свои магнитные свойства,
будучи нагреты до светло-красного
каления. Они при этом перестают
намагничиваться и не притягиваются
магнитом, но при охлаждении восстанавливают
свои обычные качества. То же происходит
при несколько более высокой температуре
с кобальтом и при более низкой — с
никкелем. Вообще говоря, переход от
магнитного состояния к немагнитному
происходит очень быстро, как только
температура тела достигает определенного
предела.
152
В
виде примера приведем данные, которые
былиполучены:
Гопкинсоном во время одного опыта с
куском кованого железа. Когда этот
материал был подвергнут действию слабого
магнитного поля (H=0,3
эрстеда), его магнитная проницаемость
непрерывно возрастала с повышением
температуры сначала медленно, затем
все быстрее и быстрее и так далее, до
предельной температуры, которая в
описываемом случае оказалась равной
775° С. При этой температуре магнитная
проницаемость во много раз больше, чем
в случае холодного железа. При дальнейшем
нагревании последовала чрезвычайно
быстрая потеря магнитных свойств: когда
температура поднялась всего только на
11°, т. е. до 786°С, железо сделалось
практически немагнитным. Его магнитная
проницаемость стала равной 1,1, между
тем как при 775°С проницаемость имела
значение около 11000. На рисунке 89)
представлена графически зависимость
от температуры в данном случае, т. е. при
H=0,3
эрстеда.
Здесь весьма
отчетливо видно, насколько внезапно
магнитная проницаемость данного образца
железа падает при приближении температуры
его к 786°С. Когда материал был подвергнут
действию сравнительно более сильного
поля, переход от магнитного состояния
к немагнитному совершался более плавно,
но потеря
153
магнитных свойств
столь же полная, и происходит это при
той же температуре, что и раньше. Гопкинсон
назвал ее критической температурой.
На рисунках 90 и 91 представлена зависимость
от температуры
при
H=4
эрстедам,
H=45
эрстедам,
для того же сорта
железа, к которому относится и рисунок
89. В случае H=4
эрстедам, по мере повышения температуры
еще наблюдается некоторый подъем ,
и это
продолжается приблизительно до 650°.
Затем довольно
быстро падает. В случае же Н=45
эрстедам, повышения
по мере повышения температуры совсем
не наблюдается. В пределах от 0 до 500°С
магнитная проницаемость практически
сохраняется неизменною, а при дальнейшем
нагревании начинает медленно падать и
сравнительно медленно же падает до
предельного значения =1,1
при температуре в 786° С. Критическая
температура различных сортов железа и
стали колеблется, как показали
исследования, в пределах от 690° до 870°С.
У кобальта критическая температура
равна приблизительно 1000°, у никкеля
—около 310°С.
Из приведенных на
рисунках 89, 90 и 91 кривых ясно, что в
пределах нормальных рабочих температур,
встречающихся в обычной электротехнической
практике, изменение магнитных свойств
железа и стали в зависимости от нагревания
настолько ничтожно, что при всякого
рода расчетах им можно пренебречь.
На рисунке 92
приведены еще характерные кривые,
представляющие результаты наблюдений
Гопкинсона над ходом намагничения
железа при разных температурах.
Здесь
кривая I
дает зависимость В
от
Н
при
температуре в 10°. Кривая 11 дает ту же
зависимость при температуре в 670°. Кривая
III
построена для
154
температуры
около 742°, и, наконец, кривая IV
— для температуры около 771°. На рисунке
93 представлены начальные части этих
кривых.
Здесь
масштаб Н
взят
нарочно большим, чтобы наглядно показать
относительное расположение кривых и
их пересечение. Обозначения кривых те
же, что и на рисунке 92.
Из
всех приведенных кривых отчетливо
видно, что чем слабее магнитное поле,
воздействующее на железо, тем большее
значение имеет повышение температуры
в смысле достижения высших степеней
намагничения. В этом отношении мы имеем
полную аналогию с влиянием сотрясений
на магнитные свойства ферромагнитных
материалов (см. § 39). В данном случае
гипотеза элементарных магнитов дает
возможность высказать предположение,
что с повышением температуры устойчивость
отдельных групп магнитиков должна
уменьшаться, так как при этом возрастает
общая подвижность всех молекул тела.
Надо полагать, что при приближении
к критической температуре эта подвижность
настолько уже велика, что достаточно
небольших добавочных воздействий со
стороны слабой намагничивающей силы
для того, чтобы нарушить исходные
группировки молекулярных магнитиков
и ориентировать ихв
направлении поля.
155
Есть
много данных в пользу того предположения,
что при переходе через критическую
температуру железо я
другие
магнитные материалы вообще претерпевают
какое-то резкое изменение в своих
свойствах. Так, при переходе через
критическую температуру резко меняются
термо-электрические свойства, а также
электрическое сопротивление материала.
Далее, железо и сталь, предварительно
нагретые выше критической температуры,
при остывании темнеют до достижения
этой температуры и затем внезапно
вспыхивают, проходя через нее. Это
последнее явление, открытое Барретом.
было им названо рекалесценцией.
Выяснилось,
что температура рекалесценции как раз
и есть температура критическая в
магнитном отношении. Современная
металлургия в полной мере выяснила
сущность того, что происходит с
железом и другими подобными материалами
при переходе через критическую
температуру. Именно, при этом происходит
очень быстрое изменение молекулярного
строения вещества, связанное с превращением
одной модификации его (магнитной)
в другую (немагнитную).
Кроме
тех изменений магнитных качеств железа,
которые обнаруживаются немедленно
при повышении температуры его, на
практике приходится встречаться еще с
одним явлением, которое также повидимому
обусловливается нагреванием. Речь идет
о так называемом старении
железа. Этот
процесс протекает очень медленно
при сравнительно низких температурах
и выражается между прочим в изменении
потерь на гистерезис, которые обычно
возрастают с течением времени. Такое
возрастание потерь на гисте-
156
резис
в прежнее время нередко наблюдалось
при работе трансформаторов переменного
тока, для изготовления которых применялось
простое железо. Есть основание полагать,
что в данном случае мы имеем дело с
медленным изменением молекулярного
строения железа. Опыт показывает,
что процесс старения ускоряется при
нагревании. В частности при температурах
порядка 150°—200° процесс этот протекает
в несколько дней, в то время как при
температурах порядка 50° он протекает
годы, прежде чем железо придет в некоторое
установившееся состояние. В связи с
тем, что явление впервые было наблюдено
в
трансформаторах,
сначала высказывалось предположение,
что возрастание потерь нагистерезис
представляет собою результат некоторой
усталости материала, происходящей
вследствие непрерывного перемагничивания,
подобно усталости упругого тела,
подверженного повторным механическим
напряжениям. Юинг, однако, показал, что
переменное намагничение само по себе
не производит никакого действия. Мордей
выяснил совершенно определенно, что
возрастание потерь на гистерезис
происходит исключительно благодаря
длительному нагреванию материала.
Это было затем подтверждено исследованием
Роджета. Для иллюстрации сказанного
выше о старении железа приведены на
рисунке 94 кривые гистерезиса, полученные
Роджетомдля
некоторого сорта железа при
Bmax=4000
гауссов.
Здесь изображены
три цикла. Первый характеризует железо
в начальной стадии, т. е. до нагревания.
Второй — через 19 часов нагревания при
200°. Третий цикл характеризует материал
после нагревания при той же температуре
в течение 4 дней. За это время был пройден
максимум потерь на гистерезис.
В настоящее время
в области электрического машиностроения
и аппаратостроения вопрос о старении
железа потерял свою остроту, благодаря
тому, что удалось получить сплавы железа,
обладающие весьма устойчивыми магнитными
качествами (например, кремнистое железо).
Источник
Как известно, не все металлы одинаковы, и температурное воздействие может менять их структуру по-разному. Но основная масса распространенных металлов приобретают пластичность при нагревании. Среди них: алюминий, железо, сталь, латунь и т.д. То есть, при воздействии температуры, они способны растягиваться, меняя свою структуру. В это время металл можно ковать, придавая ему любую форму по желанию мастера. Однако есть металлы, которые не обладают пластичностью при нагревании, и во время попытки их ковать, совершая удары, они могут просто трескаться и разрушаться. Среди них: цинк, серый чугун, сплав олова и бронзы, и др.
Поведение металлов при воздействии разных температур
Железо и сталь – самые популярные металлы, которые хорошо поддаются температурному воздействию и ковке. Однако, необходимо учитывать тот факт, что при воздействии разной температуры эти металлы и ведут себя по-разному. Например, если нагреть сталь до температуры чуть выше 900°С, то ковать ее будет 2,5 раза сложнее, нежели если нагреть металл до 1200 °С. Следовательно, чем меньше температура нагрева, тем сложнее ковать. Это логично. Но необходимо знать, что нагрев стали уже до 600 °С способствует изменению ее структуры и улучшается пластичность. Температуру регулируют в зависимости от вида работ, которые планируют проводить со сталью.
Интересный факт: при нагревании стали от комнатной температуры, например, от 15-20 градусов и до 600 °С процесс видоизменения металла происходит по-разному. На значении в 300 °С наступает первый предел прочности на растяжение, но в этот момент металл становится очень хрупким. И только после значения в 600 °С сталь можно начинать растягивать и ковать. Далее, чем выше поднимается температура, тем ниже падает прочность стали. При 1200°С-1300°С, в сравнении со сталью комнатной температуры, ее прочность падает в 30 раз.
Что касается цветных металлов и других сплавов, то температура плавления у них меньше, чем у стали, а значит и все значения уменьшатся. Например, алюминий становится в 30 раз менее прочным уже при нагревании до 600 °С. В таком состоянии их можно легко деформировать, не затрачивая при этом особых усилий.
Максимальная температура для снижения прочности металлолома
Если сталь нагревать сильнее, чем до 1300 °С, то начинается превращение металла в жидкую фазу. Для того, чтобы этого не случилось, на пунктах приема металлолома установлены специальные печи, с максимальной температурой 1400 °С. Если поднимать температуру выше этого значения, то сталь расплавится. Этого допустить нельзя, ведь при, так называемом, пережоге стали наблюдаются негативные реакции в следующей последовательности:
- Кристаллы и зерна металла начинают оплавляться;
- Проникновение кислорода в межкристаллическое пространство;
- Образование окиси железа на гранях зерен;
- Разрушение металла.
Все эти факторы приводят к порче материала и неисправному браку. Именно поэтому печь должна быть отрегулирована положенным образом, а металл должен находится в ней только определённое короткое время. Во избежание пережога.
Прием металлолома metprom-group.ru оснащен всей необходимой специализированной и современной техникой, как для транспортировки и погрузки лома, так и для его дальнейшей обработки. Также, компания предлагает услуги вывоза лома с территории заказчика и очень выгодные цены. Сдав ненужный лом, вы сможете не только подзаработать, но и дать металлу вторую жизнь, сэкономив, таким образом, ценные ресурсы.
Источник