Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено из Дифференциального упрочнения )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Дифференциальная термообработка (также называемая селективной термообработкой или локальной термообработкой) - это метод, используемый во время термообработки для упрочнения или смягчения определенных участков стального объекта, создавая разницу в твердости между этими областями. Существует множество методов создания разницы в свойствах, но большинство из них можно определить как дифференциальное упрочнение или дифференциальный отпуск . Это были распространенные методы термической обработки, исторически использовавшиеся в Европе и Азии, возможно, наиболее широко известный пример из японского кузнечного дела . Некоторые современные разновидности были выведены в двадцатом веке по мере быстрого роста металлургических знаний и технологий.

Дифференциальная закалка состоит из двух методов. Это может включать в себя равномерное нагревание металла до раскаленной температуры и последующее охлаждение с разной скоростью, превращая часть объекта в очень твердый мартенсит, в то время как остальная часть остывает медленнее и становится более мягким перлитом . Он также может состоять в очень быстром нагреве только части объекта до докрасна, а затем в быстром охлаждении ( закалке ), превращая только часть объекта в твердый мартенсит, но оставляя остальное без изменений. И наоборот, методы дифференциального отпуска состоят из равномерного нагрева объекта до докрасна, а затем закалки всего объекта, превращая его в мартенсит. Затем объект нагревается до гораздо более низкой температуры, чтобы смягчить его ( закалка), но нагревается только на локальном участке, смягчая только его часть.

Меч с различной закалкой, с закаленным краем и более белой частью лезвия.

Введение [ править ]

Дифференциальная термообработка - это метод, используемый для изменения свойств различных частей стального объекта по-разному, создавая участки, которые являются более твердыми или мягкими, чем другие. Это создает большую прочность в тех частях объекта, где это необходимо, таких как острие или острие меча, но обеспечивает большую твердость на краю или в других областях, где требуется большая ударопрочность , износостойкость и прочность . Дифференциальная термообработка часто может сделать определенные участки более твердыми, чем это было бы допустимо, если бы сталь обрабатывалась равномерно или «сквозная обработка». Существует несколько методов дифференциальной термической обработки стали, но их обычно можно разделить на дифференциальную закалку и закалку.методы дифференциального отпуска .

Во время термообработки , когда раскаленная сталь (обычно от 1500 ° F (820 ° C) до 1600 ° F (870 ° C)) закаляется, она становится очень твердой. Однако он будет слишком твердым и станет очень хрупким, как стекло. Закаленную сталь обычно снова нагревают, медленно и равномерно (обычно от 400 ° F (204 ° C) до 650 ° F (343 ° C)) в процессе, называемом отпуском, чтобы смягчить металл и тем самым повысить ударную вязкость. Однако, хотя это размягчение металла делает лезвие менее склонным к поломке, оно делает лезвие более восприимчивым к деформации, такой как затупление, закругление или скручивание. [1]

Дифференциальная закалка - это метод, используемый при термической обработке мечей и ножей для увеличения твердости лезвия, не делая все лезвие хрупким . Для этого кромка охлаждается быстрее, чем корешок, за счет добавления теплоизолятора к корешку перед закалкой . Для утепления используется глина или другой материал. Чтобы предотвратить растрескивание и потерю поверхностного углерода, закалка обычно выполняется перед снятием фаски, профилированием и заточкой кромки. [2] [3] Этого также можно добиться, осторожно наливая воду (возможно, уже нагретую) на край лезвия, как в случае с производством кукри.. Технология дифференциальной закалки зародилась в Китае, а затем распространилась в Корее и Японии. Эта техника в основном использовалась в более позднем китайском цзянь , китайском дао и катане , традиционном японском мече, и хукури , традиционном непальском ноже. Большинство лезвий, изготовленных с помощью этой техники, имеют видимые линии закалки. Более ранние китайские цзянь древней эпохи (например, Воюющие государства до династии Хань ) использовали закаливание.а не дифференциальная термообработка. Этот метод иногда называют дифференциальным темперированием, но этот термин более точно относится к другой технике, которая возникла у палашей Европы.

Современные варианты дифференциального упрочнения были разработаны, когда были изобретены источники быстрого нагрева металла, такие как кислородно-ацетиленовая горелка или индукционный нагрев . При использовании методов закалки пламенем и индукционной закалки сталь быстро нагревается до докрасна в определенной области, а затем закаливается. Это укрепляет только часть объекта, но оставляет без изменений остальное.

Дифференциальная закалка чаще использовалась для изготовления режущих инструментов, хотя иногда ее применяли и для ножей и мечей. Дифференциальная закалка достигается путем равномерной закалки меча с последующей закалкой одной его части, например, позвоночника или центральной части обоюдоострого лезвия. Обычно это делается с помощью горелки или другого направленного источника тепла. Нагретая часть металла размягчается в результате этого процесса, оставляя кромку с более высокой твердостью. [4]

Дифференциальная закалка [ править ]

Изготовление клинков [ править ]

Схема поперечного сечения катаны, показывающая типичное расположение более твердых и более мягких зон.

Дифференциальная закалка (также называемая дифференциальной закалкой, выборочной закалкой, селективной закалкой или локальной закалкой) чаще всего используется в кузнечном деле для повышения ударной вязкости лезвия при сохранении очень высокой твердости и прочности на кромке. Это помогает сделать лезвие очень устойчиво к разрыву, делая позвоночник очень мягким и Сгибаемым, но обеспечивает большую твердость по краям , чем было бы возможно , если лезвие равномерно гасит и закаленное . Это помогает создать прочное лезвие, которое сохранит очень острый износостойкий край даже во время грубого использования, например, в бою.

Изоляционные покрытия [ править ]

Лезвие с дифференцированной закалкой обычно покрывается изолирующим слоем, например глиной, но край остается открытым. Когда он нагревается до докрасна и закаливается, край быстро остывает, становясь очень твердым, а остальная часть остывает медленно, становясь намного мягче. [5] [6] Изоляционный слой довольно часто представляет собой смесь глины, золы, полировального каменного порошка и солей, которые очень быстро предохраняют заднюю часть лезвия от охлаждения при закалке. [7] [8] Глина часто наносится краской, очень толсто покрывая лезвие вокруг центра и позвоночника, но оставляя край открытым. Это позволяет кромке очень быстро остывать, превращая ее в очень твердую микроструктуру, называемую мартенситом., но заставляет остальную часть лезвия медленно остывать, превращая ее в мягкую микроструктуру, называемую перлитом . В результате получается край, который является исключительно твердым и хрупким, но подкреплен более мягким и прочным металлом. Кромка, однако, обычно бывает слишком твердой, поэтому после закалки все лезвие обычно закаляется до температуры около 400 ° F (204 ° C) на короткое время, чтобы снизить твердость кромки до HRc60 по твердости по Роквеллу. шкала. [5]

Точный состав глиняной смеси, толщина покрытия и даже температура воды часто были секретами различных школ кузнечного дела. [8]Основная цель глиняной смеси заключалась в том, чтобы найти смесь, которая выдерживала бы высокие температуры и прилипала к лезвию без усадки, растрескивания и отслаивания при высыхании. Иногда тыльную сторону клинка покрывали глиной, оставляя острие открытым. В других случаях покрытие покрывали все лезвие, а затем глину срезали с края. Другой метод заключался в нанесении глины толстым слоем на спину, но тонким слоем по краю, обеспечивая меньшую изоляцию. Регулируя толщину краевого покрытия вместе с температурой воды, можно контролировать скорость охлаждения каждой части лезвия для получения надлежащей твердости при закалке без необходимости дальнейшего отпуска. [7] [8]

Тушение [ править ]

Изгиб катаны во время закалки сначала начинается с изгиба вниз по мере остывания лезвия, а затем с изгиба вверх по мере остывания остальной части меча.

После высыхания покрытия лезвие нагревают медленно и равномерно, чтобы предотвратить растрескивание или падение покрытия. После того, как лезвие нагреется до надлежащей температуры, о которой обычно судят по вишнево-красному свечению ( излучению черного тела ) лезвия, оно превратится в фазу, называемую аустенитом.. Как для предотвращения растрескивания, так и для обеспечения однородности твердости каждой области кузнецу необходимо следить за тем, чтобы температура была равномерной, без каких-либо горячих точек рядом с углями. Чтобы предотвратить это, лезвие обычно оставляют в движении во время нагрева, чтобы тепло распределялось более равномерно. Гашение часто выполняется в условиях низкой освещенности, чтобы точно определить цвет свечения. Как правило, кузнец также старается избегать перегрева лезвия, чтобы металлические кристаллы не стали слишком большими. В это время лезвие обычно погружают в чан с водой или маслом, чтобы быстро отвести тепло от лезвия. Глина, в свою очередь, изолирует тыльную сторону лезвия, заставляя его остывать медленнее, чем лезвие. [5]

Когда кромка остывает быстро, происходит бездиффузионное превращение , превращающее аустенит в очень твердый мартенсит. Для этого требуется падение температуры с 750 ° C (вишнево-красный) до 450 ° C (на этом этапе превращение завершается) менее чем за секунду, чтобы предотвратить образование мягкого перлита . Поскольку остальная часть лезвия охлаждается медленно, углерод в аустените успевает выпасть в осадок , превратившись в перлит. Бездиффузионное преобразование заставляет край внезапно «замораживаться» в термически расширенном состоянии, но позволяет спине сокращаться, поскольку она остывает медленнее. Обычно это приводит к изгибу или искривлению лезвия во время закалки, так как спинка сжимается сильнее, чем кромка. Это дает мечи, такие как катана ивакидзаси их характерные изогнутые формы. Лезвие обычно прямое при нагревании, но затем изгибается при охлаждении; сначала изгибается к краю при сокращении, а затем от края, когда позвоночник сокращается сильнее. У мечей рубящего типа эта кривизна помогает облегчить резание, но увеличивает вероятность появления трещин во время процедуры. До одной трети всех мечей часто разрушаются в процессе закалки. [9] Однако, когда меч не трескается, возникающие внутренние напряжения помогают увеличить прочность лезвия, подобно повышенной прочности закаленного стекла . [10] Для достижения желаемой кривизны мечу может потребоваться дополнительная форма после закалки и отпуска. [6]

Следует соблюдать осторожность, чтобы быстро и вертикально вонзить меч (лезвие вперед), поскольку, если одна сторона входит в охлаждающую жидкость раньше другой, охлаждение может быть асимметричным и вызвать изгиб лезвия в сторону (деформацию). Поскольку закалка в воде имеет тенденцию вызывать внезапную потерю углерода на поверхности, меч обычно закаливают до того, как лезвие будет скошено и заточено. После закалки и отпуска лезвию традиционно придают грубую форму с помощью вытяжного ножа перед отправкой в ​​полировальный станок для заточки [11], хотя в наше время вместо него часто используется электрическая ленточная шлифовальная машина .

Металлография [ править ]

Дифференциальная закалка дает две разные зоны твердости, которые по-разному реагируют на шлифование, заточку и полировку. Задняя часть и центр лезвия будут стачиваться намного быстрее, чем лезвие, поэтому полировщику необходимо будет тщательно контролировать угол лезвия, что повлияет на геометрию лезвия. Неопытный полировщик может быстро испортить лезвие, слишком сильно надавив на размягченные участки, быстро изменив форму лезвия без значительных изменений в затвердевшей зоне. [12]

Катана, показанная под длинным углом, чтобы обнажить ниои, то есть яркую линию, следующую за хамоном. На врезке крупным планом показан nioi, который выглядит как пятнистая область между ярким закаленным краем и более темной мягкой зоной. Внешний вид древесины является результатом техники складывания, используемой во время ковки .

Хотя и перлит, и мартенсит можно отполировать до зеркального блеска, обычно до такой степени полируются только спинка и корешок. Закаленная часть лезвия (якиба) и центральная часть (хира) вместо этого часто получают матовую поверхность, чтобы выделить различия в твердости. Это заставляет различные микроструктуры по-разному отражать свет, если смотреть под разными углами. Перлит покрывается более длинными и глубокими царапинами и выглядит блестящим и ярким, а иногда и темным, в зависимости от угла обзора. Мартенсит труднее поцарапать, поэтому микроскопические потертости меньше. Мартенсит обычно кажется более ярким, но более плоским, чем перлит, и это в меньшей степени зависит от угла обзора. [12]При полировке или травлении кислотой для выявления этих особенностей наблюдается четкая граница между мартенситной частью лезвия и перлитом. Эту границу часто называют «линией темперамента» или обычно используемым японским термином « хамон ». Между закаленным краем и хамоном находится промежуточная зона, называемая по-японски «nioi», которая обычно видна только под большим углом. Ниои имеет ширину около миллиметра или два, следует за хамоном, который состоит из отдельных зерен мартенсита (ние), окруженных перлитом. Ниои обеспечивает очень жесткую границу между якиба и хира. [13]

Декоративная закалка [ править ]

В Японии с легендарных времен знаменитого кузнеца Амакуни хамоны изначально были прямыми и параллельными краю, но к XII веку нашей эры кузнецы, такие как Синтого Кунимицуначали производить хамоны очень неправильной формы, которые обеспечивали как механические, так и декоративные преимущества. К шестнадцатому веку нашей эры японские кузнецы часто слегка перегревали свои мечи перед закалкой, чтобы произвести довольно крупное ние для эстетических целей, хотя крупный размер зерна имел тенденцию немного ослаблять меч. В это время в Японии начали уделять большое внимание изготовлению декоративных хамонов путем тщательной обработки глины. В эту эпоху стало очень обычным явлением находить мечи с волнистыми хамонами, цветами или клевером, изображенными в линии темперамента, крысиных лапах, деревьях или других формах. К восемнадцатому веку декоративные хамоны часто сочетались с декоративной техникой складывания для создания целых ландшафтов с конкретными островами, грохочущими волнами, холмами, горами, реками,а иногда в глине вырезали низкие точки, чтобы произвести ние вдали от хамона, создавая эффекты, такие как птицы в небе.[14]

Преимущества и недостатки [ править ]

Хотя дифференциальное упрочнение дает очень твердое лезвие, оно также оставляет остальную часть меча довольно мягкой, что может сделать его склонным к изгибанию при тяжелых нагрузках, таких как парирование сильного удара. Это также может сделать кромку более восприимчивой к сколам или трещинам. Мечи этого типа обычно можно переточить только несколько раз, прежде чем достигнет более мягкого металла под лезвием. Однако при надлежащей защите и уходе эти лезвия обычно могут удерживать лезвие в течение длительного периода времени, даже после прорезания кости и плоти или сильно спутанного бамбука, чтобы имитировать прорезывание частей тела, как в иайдо . [15]

Современное дифференциальное упрочнение [ править ]

Закалка пламенем [ править ]

Звездочка газораспределительного механизма из закаленной пламенем. Изменение цвета вокруг зубов указывает на то, что металл был нагрет и закален, а зона термического влияния видна в виде тонкого слоя между ним и кольцом закаленных цветов.

Закалка пламенем часто используется для упрочнения только части объекта путем быстрого нагревания его очень горячим пламенем в определенной области, а затем закалки стали. Это превращает нагретую часть в очень твердый мартенсит, но оставляет без изменений остальное. Обычно для обеспечения таких высоких температур используется газокислородная горелка . Закалка пламенем - это очень распространенный метод поверхностного упрочнения, который часто используется для получения очень износостойкой поверхности. Обычно используется для упрочнения поверхности шестерен , что делает их более устойчивыми к эрозии.. Шестерня обычно сначала закаляется и отпускается до определенной твердости, что делает большую часть шестерни прочной, а затем зубья быстро нагреваются и немедленно закаливаются, упрочняя только поверхность. После этого он может быть подвергнут повторному отпуску, а может и не быть, чтобы достичь окончательной дифференциальной твердости. [16]

Этот процесс часто используется для изготовления ножей, когда нагревается только край предварительно закаленного и отпущенного лезвия. Когда лезвие приобретает нужную цветовую температуру , оно закаливается, затвердевая только кромку, но оставляя большую часть остальной части лезвия с более низкой твердостью. Затем нож снова закаляется для получения окончательной дифференциальной твердости. [17] Однако, в отличие от лезвия, которое было равномерно нагрето и закалено по-разному, закалка пламенем создает зону термического влияния.. В отличие от nioi, граница между горячим и холодным металлом, образованная этой зоной термического влияния, вызывает чрезвычайно быстрое охлаждение при закалке. В сочетании с возникающими напряжениями это создает очень хрупкую зону между твердым и более мягким металлом, что обычно делает этот метод непригодным для мечей или инструментов, которые могут подвергаться сдвиговым и ударным нагрузкам. [18]

Индукционная закалка [ править ]

Индукционная закалка - это метод поверхностной закалки, при котором используются индукционные катушки для очень быстрого нагрева металла. С помощью индукционного нагрева сталь можно очень быстро нагреть до докрасна поверхности, прежде чем тепло сможет проникнуть в металл на какое-либо расстояние. Затем поверхность закаливается, закаляется и часто используется без дальнейшего отпуска. Это делает поверхность очень устойчивой к износу, но обеспечивает более прочный металл непосредственно под ней, оставляя большую часть объекта неизменной. Обычно индукционную закалку используют для упрочнения опорных поверхностей или « шеек» коленчатых валов автомобилей или штоков гидроцилиндров . [19]

Дифференциальная закалка [ править ]

Строгательное долото подвергается дифференциальной закалке, цвета которой перемещаются по длинной плоской части между валом (синий) и режущей кромкой (желтый).

Дифференциальный отпуск (также называемый постепенным отпуском, селективным отпуском или местным отпуском) - это обратный процесс дифференциального отпуска, который в конечном итоге дает аналогичные результаты. Дифференциальный отпуск начинается с получения стали, которая была равномерно закалена и закалена, а затем нагрева ее на определенных участках для снижения твердости. Этот процесс часто используется в кузнечном деле для закалки режущих инструментов, смягчения спинки, стержня или позвоночника, но одновременно закаливания кромки до очень высокой твердости. Этот процесс был очень распространен в древней Европе для изготовления инструментов, но вскоре был применен также к ножам и мечам. [20]

Кузнечное дело [ править ]

Чаще всего дифференциальный отпуск применялся для термообработки режущих инструментов, таких как топоры и долота , где желательна чрезвычайно твердая кромка, но остальная часть инструмента требует некоторой пластичности и упругости. Долото с очень твердой кромкой может удерживать эту кромку дольше и резать более твердые материалы, но, если все долото будет слишком твердым, оно разобьется от ударов молотка. Дифференциальный отпуск часто использовался для получения очень твердой режущей кромки, но для смягчения частей инструмента, подверженных ударам и ударным нагрузкам. [21]

Перед дифференциальной закалкой инструмент сначала нагревают до докрасна, а затем закаляют, закаляя весь инструмент. Это делает инструмент слишком твердым для нормального использования, поэтому инструмент закаляется, чтобы снизить твердость до более подходящей точки. Однако, в отличие от обычного отпуска, инструмент нагревается неравномерно. Вместо этого, тепло применяется только к части инструмента, что позволяет тепло термически поведения по направлению к режущей кромке охладителя. Закаленную сталь сначала шлифуют или полируют, чтобы удалить любое остаточное окисление , открыв оголенный металл под ней. Затем сталь нагревают в определенной области, например, на конце долота или на рукоятке топора. Затем кузнец тщательно измеряет температуру, наблюдая за темперированными цветами.из стали. Когда сталь нагревается, образуются эти цвета от желтого до коричневого, пурпурного и синего, а также множество промежуточных оттенков, которые будут указывать на температуру стали. При подаче тепла цвета будут формироваться рядом с источником тепла, а затем медленно перемещаться по инструменту, следуя за теплом, когда оно направляется к краю. [22]

Прежде чем желтый или «светло-соломенный» цвет дойдет до края, кузнец снимает огонь. Тепло будет продолжать проводиться, перемещая цвета к краю в течение короткого времени после того, как тепло будет удалено. Когда светло-соломенный цвет достигает края, кузнец обычно окунает сталь в воду, чтобы остановить процесс. Обычно это дает очень твердую кромку, около HRc58-60 по шкале Роквелла, но делает противоположный конец инструмента гораздо более мягким. Твердость режущей кромки обычно зависит от выбранного цвета, но на нее также в первую очередь влияет содержание углерода в стали, а также множество других факторов. Точная твердость мягкого конца зависит от многих факторов, но главный из них - это скорость, с которой нагревается сталь, или насколько далеко распределяются цвета. Светло-соломенный цвет - очень твердая, хрупкая сталь,но голубой более мягкий и очень упругий. Помимо синего цвета, когда сталь становится серой, она, скорее всего, будет очень ковкой, что обычно нежелательно для долота. Если сталь слишком мягкая, она может гнуться или превратиться в гриб.пластически деформируется под действием молотка. [22]

Степень вспыльчивости [ править ]

В отличие от дифференциальной закалки, при дифференциальном отпуске нет четкой границы между более твердыми и более мягкими металлами, но переход от твердого к мягкому происходит очень постепенно, образуя континуум или «градацию» (градиент) твердости. Однако более высокие температуры нагрева вызывают меньшее растекание цветов, создавая гораздо более крутой градиент, в то время как более низкие температуры могут сделать изменение более постепенным, используя меньшую часть всего континуума. Цвета отпуска представляют собой лишь часть всего сорта, потому что металл становится серым при температуре выше 650 ° F (343 ° C), что затрудняет оценку температуры, но твердость будет продолжать снижаться с повышением температуры. [23] [24]

Направляя жару [ править ]

Долото холодного закалки с дифференциальной закалкой

Нагрев только в одной области, например, на плоском конце кернера, заставит сплав равномерно распределиться по длине инструмента. Поскольку не всегда желательно иметь непрерывный уклон по длине всего инструмента, были разработаны методы концентрации изменения. Такой инструмент, как долото, можно быстро, но равномерно нагреть по всей длине вала, сделав его пурпурным или синим, но позволяя остаточному теплу быстро уйти на небольшое расстояние к краю. Другой метод - держать лезвие в воде, сохраняя его прохладным, пока остальная часть инструмента закаляется. По достижении нужного цвета лезвие вынимают из воды и позволяют закаляться под действием остаточного тепла, и весь инструмент погружается в воду, когда лезвие приобретает нужный цвет. Однако нагревание в определенных местах с такими низкими температурами может быть затруднено с помощью более крупных предметов, таких как топор илираскалывающий молот , потому что сталь может потерять слишком много тепла, прежде чем достигнет края. Иногда сталь нагревают равномерно до температуры чуть ниже желаемой, а затем дифференцированно отпускают, что упрощает контроль за изменением температуры. Другой способ - частично заделать сталь изолятором, например песком или известью, чтобы предотвратить слишком большие потери тепла во время отпуска.

Изготовление клинков [ править ]

Меч с различной закалкой. Изготовлен из углеродистой стали 5160 и сбалансирован прямо на конце дола, лезвие закалено немного тверже, чем у молотка, в то время как центр, рукоять и рукоять закалены до жесткости пружины.

В конце концов, этот процесс был применен к мечам и ножам, чтобы произвести механические эффекты, похожие на дифференциальную закалку, но с некоторыми важными отличиями. Для дифференциальной закалки лезвия его сначала закаливают, чтобы равномерно закалить все лезвие. Затем лезвие нагревается в определенной области, позволяя теплу течь к краю. У однолезвийных лезвий лезвие можно закалить огнем или факелом. Лезвие нагревается только вдоль позвоночника и хвостовика, позволяя теплу проходить к краю. Тепло нужно будет применять равномерно, чтобы цвета равномерно распространились по лезвию. Однако с обоюдоострыми лезвиями обычно требуется более точно локализовать источник тепла, потому что тепло должно подаваться равномерно по центру лезвия, позволяя ему проходить к обоим краям. Часто,Для подачи тепла используется красный или желто-желтый стержень, который размещается по центру лезвия, обычно вставляется вполнее . [25] Современные газовые горелки часто способны производить очень точное пламя. Чтобы предотвратить слишком большие потери тепла в лезвии, его можно предварительно нагреть, частично изолировать или зажать между двумя раскаленными стержнями. Когда нужный цвет достигает края, его погружают в воду, чтобы остановить процесс. [26]

Направляя жару [ править ]

Дифференциальный отпуск может быть затруднен формой лезвия. При закалке обоюдоострого меча с конусом по длине острие может нагреться до нужной температуры раньше, чем стержень. Кузнецу может потребоваться контролировать температуру, используя такие методы, как облив воды по определенным частям кромки или охлаждение ее льдом, в результате чего необходимая температура достигает всего края одновременно. Таким образом, хотя это требует меньше времени, чем дифференциальное отверждение с глиной, в начале процесса кузнец должен проявлять бдительность и тщательно направлять нагрев. Это оставляет мало места для ошибок, и ошибки в формировании закаленной зоны нелегко исправить. Это становится еще более трудным, если нож или меч имеют изогнутую, необычную форму или остроконечный кончик. Закаленные таким образом мечи,особенно обоюдоострые мечи, как правило, должны быть довольно широкими, чтобы оставлять место для образования градиента. Однако дифференциальная закалка не изменяет форму лезвия.[27]

Металлургия [ править ]

Когда меч, нож или инструмент равномерно закалены, весь объект превращается в мартенсит, который является чрезвычайно твердым без образования мягкого перлита. Отпуск снижает твердость стали за счет постепенного превращения мартенсита в микроструктуру из различных карбидов , таких как цементит , и более мягкий феррит (железо) , образуя микроструктуру, называемую « отпущенный мартенсит».". При отпуске высокоуглеродистой стали кузнечным способом цвет дает общее представление об окончательной твердости, хотя обычно требуется метод проб и ошибок, чтобы подобрать правильный цвет к типу стали для достижения точной твердости. потому что содержание углерода, скорость нагрева и даже тип источника тепла будут влиять на результат. Без образования перлита сталь можно постепенно закаливать для достижения надлежащей твердости в каждой области, гарантируя, что ни одна из областей не будет слишком мягкой. [28]Например, при вооружении мечами, поскольку лезвие обычно довольно широкое и тонкое, лезвие может изгибаться во время боя. Если центр лезвия слишком мягкий, этот изгиб может быть постоянным. Однако, если меч закалить до упругой твердости, он с большей вероятностью вернется к своей первоначальной форме. [27]

Преимущества и недостатки [ править ]

Закаленный таким образом меч обычно не может иметь такое же твердое лезвие, как у другого закаленного меча, такого как катана, потому что нет более мягкого металла непосредственно под лезвием, чтобы поддержать более твердый металл. Это увеличивает вероятность откола кромки на более крупные куски. Следовательно, такое чрезвычайно твердое лезвие не всегда желательно, так как большая твердость делает лезвие более хрупким и менее устойчивым к ударам, таким как прорезывание костей, древков древкового оружия, попадание в щит или блокирование и парирование. Меч часто закаляют до немного более высоких температур, чтобы повысить ударопрочность за счет способности удерживать острый край при резке. Для этого, возможно, потребуется закалить край до темно-соломенного или коричневого цвета, а центр - до синего или пурпурного цвета. Это может оставить очень небольшую разницу между краем и центром,и преимущества этого метода по сравнению с равномерной закалкой меча в точке где-то посередине могут быть не очень существенными. Когда закаленный таким образом меч повторно затачивается, твердость будет уменьшаться с каждой заточкой, хотя уменьшение твердости обычно не будет заметно до тех пор, пока не будет удалено большое количество стали.[27]

См. Также [ править ]

  • Поверхностное упрочнение
  • Дробеструйная обработка

Ссылки [ править ]

  1. Knife Talk II: High Performance Blade Автор: Эд Фаулер - Krause Publications, 2003, стр. 115
  2. ^ Джеймс Drewe (28 февраля 2009). Таидзи Цзянь, 32-позиционная форма меча . Поющий дракон. С. 11–. ISBN 978-1-84819-011-5. Проверено 11 ноября 2012 года .
  3. Ричард Коэн (5 августа 2003 г.). У меча: история гладиаторов, мушкетеров, самураев, головорезов и олимпийских чемпионов . Random House Digital, Inc. стр. 124–. ISBN 978-0-8129-6966-5. Проверено 11 ноября 2012 года .
  4. ^ Как сделать свои собственные стальные ножи (sic) . Primitiveways.com. Проверено 11 ноября 2012 г.
  5. ^ a b c Knife Talk II: High Performance Blade Эд Фаулер - Krause Publications 2003, стр. 114–115
  6. ^ а б НОВА | Секреты самурайского меча . Pbs.org. Проверено 11 ноября 2012 г.
  7. ^ a b Японский процесс изготовления мечей ~ www.samuraisword.com . Samuraisword.com. Проверено 11 ноября 2012 г.
  8. ^ a b c Смит, стр. 49
  9. ^ "NOVA | Секреты самурайского меча" . pbs.org . Проверено 27 мая 2014 .
  10. ^ "Международная конференция" . jsme.or.jp . Проверено 27 мая 2014 .
  11. ^ Смит, стр. 49-52
  12. ^ а б Смит
  13. ^ Смит, стр. 49-52
  14. ^ Смит, стр. 41, 50–51
  15. ^ Средневековый меч в современном мире Майкл «Тинкер» Пирс - 2007 стр. 39
  16. ^ Prabhudev, стр. 394-400
  17. ^ Руководство по изготовлению ножей Джо Керцмана по лезвиям - Публикации Краузе, 2005 г., стр. 47
  18. ^ Металлургия стали для неметаллургов Джоном Д. Верховеном - ASM International 2007 p. 51
  19. ^ Prabhudev, стр. 400-407
  20. ^ Прабхудев, стр. 101
  21. ^ Полный Современный Blacksmith По Александер Уэйджерс - Ten Speed Press 1997
  22. ^ a b Основы кузнечного дела в усадьбе Джо ДеЛаронд - Гиббс Смит, 2008 г., стр. 101
  23. ^ Механика разрушения: Четырнадцатый симпозиум - STP 791 Американским обществом испытаний и материалов - ASTM 1983 стр. 148–150
  24. ^ Руководство по термообработке: практика и процедуры для чугуна и стали Гарри Чендлер - ASM International, стр. 98–99
  25. Искусство кузнечного дела Дэна В. Билера - Castle Books 1969, страница 359
  26. ^ Чудо Knifemaking Уэйн Годдард -. Krause Publications 2011 С. 47-48
  27. ^ a b c Средневековый меч в современном мире Майкл «Тинкер» Пирс - 2007 стр. 39, 112
  28. ^ Современные материалы и процессы, том 149 Американского общества металлов - ASM International стр. 114

Библиография [ править ]

  • Прабхудев, К. Х. (1988). Справочник по термообработке сталей . Тата Макгроу-Хилл Образование. ISBN 978-0-07-451831-1. Проверено 11 ноября 2012 года .
  • Смит, Сирил Стэнли (сентябрь 2012 г.). История металлографии: развитие представлений о структуре металлов до 1890 года . Литературное лицензирование, ООО. ISBN 978-1-258-47336-5. Проверено 11 ноября 2012 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • Лезвия для глинирования - Дифференциальное упрочнение глиной