Художественная ковка
от Master Company

Способы термической обработки металлов при художественной ковке

Используемые в процессе ковки материалы обладают определенными физическими свойствами. Эти свойства зависят от их химического состава и молекулярного строения. Под действием нагрева и охлаждения они изменяются. Зная закономерности изменения физических свойств материала в ходе термической обработки, можно варьировать характеристики готового изделия.

Термическая обработка металлов при художественной ковкеРеакция металлов на нагрев и охлаждение, изменение их физических свойств описаны металлургами в специальных таблицах. Тем не менее, в художественной ковке эти данные не используют — у мастерских нет оборудования для точного определения химического состава материалов. Вместо этого применяется упрощенная классификация, по которой металлы делят на ковкую и инструментальную сталь. Первая пластична и используется для изготовления декоративных элементов. Вторая имеет повышенную прочность, жесткость. Из нее изготавливают рабочие инструменты и некоторые элементы конструкций кованых изделий.

Обработка инструментальной стали

Для изготовления листьев, петель, цветов и других декоративных элементов нужен мягкий, тягучий, пластичный металл. Его получают следующим образом:

  • ковкую сталь нагревают до 650-720°С в течение 2-3 часов. Это делают с помощью электрической печи или горна с древесным углем;
  • нагретый металл медленно охлаждают. Он может остывать в топке электрической печи или в золе, которую предварительно просеивают и подогревают.

Прошедший отжиг материал приобретает тягучесть, с ним удобно работать. Из него создают элементы любых форм: от ажурных деталей узоров до заготовок цветов. Сталь становится пластичной в результате превращения аустенита (структурной составляющей металла) в мягкий перлит.

Если выполняют художественную ковку из меди, технология термообработки меняется. Металл разогревают до температуры 500-600°С, а затем помещают в холодную воду, чтобы медь быстро остыла.

Термическая обработка инструментальной стали

По опыту работы кузнецов "Master Company", инструментальная сталь имеет повышенную прочность и устойчивость к нагреву. Чтобы получить ее, металл предварительно закаляют. Для этого его подвергают медленному нагреву с последующим быстрым охлаждением. В результате этого аустенит превращается в твердый мартенсит. Процесс этого преобразования может быть разным, он определяется скоростью охлаждения. Выбирая тот или иной способ получают сталь определенной марки:

  • в охлажденной воде металл остывает быстрее всего. Охлаждение дополнительно ускоряют, добавляя в воду соляную кислоту или поваренную соль, используя циркулирующую воду. Таким способом получают углеродистые стали;
  • масло дает среднюю скорость охлаждения и используется для получения легированных сталей;
  • охлаждение на воздухе — самое медленное. С его помощью получают высоколегированные стали. Замедлить остывание металла можно, используя подогретую воду с добавлением известняковых соединений.

Образующийся при закалке мартенсит — твердый, но хрупкий компонент. Чтобы избавиться от этого недостатка, изделие «отпускают». Для этого его несильно нагревают, чтобы мартенсит стал бейнитом, трооститом или сорбитом. Металл сохранит твердость, но перестанет быть хрупким. Чтобы «отпустить» изделие, его поверхность зачищают после охлаждения. Далее инструмент погружают в охлаждающую среду. После охлаждения его прогревают, выбирая момент «отпуска» по цвету металла.

Ниже сотрудники "Master Company" представляют таблицу соответствия температуры и цвета стали при термообработке и «отпуске».

Таблица. Шкала температур и цвета стали при закалке

Температура, °С

Цвет нагретой стали

405

Красный, едва видный в темноте

480

Светло-красный, видный в полумраке

530

Темно-красный, видный на свету

535

Красный, видный при солнечном свете

576

Красный, цвета темной вишни

580

Красный, цвета среднеспелой вишни

746

Вишнево-красный

800

Красный, цвета светлой вишни

843

Светло-красный

900

Красный (средней яркости)

940

Ярко-красный

1000

Лимонно-желтый

1080

Светло-желтый

1209

Желто-белый

1400

Ярко-белый

1660

Ослепительный, бело-голубой

Температура, °С

Цвет стали при отпуске

220

Яркий соломенно-желтый

230

Соломенно-желтый средней яркости

240

Соломенно-желтый

245

Темно-соломенно-желтый

250

Темно-желтый

255

Желто-бурый

260

Буро-желтый

265

Красно-бурый

276

Пурпурный

282

Ярко-пурпурный

287

Ярко-голубой (слегка)

293

Ярко-голубой (полностью)

305

Глянцево-голубой

315

Темно-голубой

Наше видео: