Cara mengeraskan baja - percobaan visual

Baja yang akrab bagi semua orang adalah paduan besi dan karbon. Besi murni mudah ditempa dan lunak, cakupannya terbatas. Berbagai produk baja dan produk baja secara signifikan mengubah kekerasan dan keuletan selama berbagai perlakuan panas:

• Pengerasan baja terdiri dari pemanasan hingga suhu tinggi dan pendinginan cepat dalam minyak atau air. Ini menghasilkan baja yang kuat tapi rapuh.
• Baja penempaan adalah proses yang berlawanan, ditandai dengan pendinginan lambat setelah pemanasan.

Pengerasan dan temper yang tepat dari produk baja memungkinkan Anda untuk mendapatkan "jalan tengah" atau material dengan kekuatan dan kekerasan yang meningkat. Perlakuan panas memungkinkan baja untuk ditekuk sebelum pecah dan tidak pecah dengan cara rapuh, yang dapat berguna dalam banyak produk.
Baja memiliki komponen paduan, komposisi yang berbeda mengarah pada fakta bahwa paduan mungkin memerlukan waktu dan suhu pemanasan yang berbeda. Serta berbagai metode pendinginan (kecepatan).

Bahan dan peralatan

Untuk melakukan eksperimen pengerasan baja, kita perlu:

• kompor gas atau obor;
• dua batang yang terbuat dari baja grade 1040 (padanan dari Rusia: Art. 40, atau Art. 49G);
• tangki air untuk pengerasan.

Keamanan:
Saat melakukan pekerjaan panas, langkah-langkah tambahan harus diambil untuk memastikan keamanan yang tepat. Memanaskan baja dengan obor api terbuka akan membutuhkan peralatan pelindung pribadi (sarung tangan dan kacamata). Selain itu, pemadam api, seember air dan mimpi buruk (asbes lembar) akan diperlukan.

Pendinginan baja

Sekali lagi kami memeriksa ketersediaan dan kemudahan servis alat pemadam kebakaran dan pelindung diri. Persiapan:
Tekuk batang kami dalam bentuk huruf "U".
Nyalakan gas dan nyalakan kompor gas. Pastikan obor mengarah menjauh dari Anda. Pastikan tidak ada orang lain yang berada dalam jarak 1 meter dari obor saat sedang menyala. Miliki pemadam api terdekat jika terjadi keadaan darurat.
Kami menempatkan bagian melengkung dari batang "U" di bagian terpanas dari nyala, memegang kedua ujung batang baja.
Bagian terpanas dari nyala api adalah kerucut kecil sekitar setengah panjang obor. Pastikan Anda memutar batang saat sedang dipanaskan oleh api, ini memastikan pemanasan yang seragam. Pada titik pemanasan terbesar, penataan ulang atom besi, karbon dan komponen paduan dimulai.
Ketika batang, di tempat pemanasan, menjadi warna oranye terang, lepaskan batang dari api dan dengan cepat celupkan ke dalam air di dalam wadah, seperti yang ditunjukkan dalam foto (disebut "kepunahan"). Quenching mengurangi pergerakan atom, dan dapat diilustrasikan sebagai "pembekuan" atom baja di tempat baru. Pada saat ini, atom-atom berada dalam posisi yang tidak stabil.
Ulangi langkah 3 dan 4 dengan batang baja kedua.
Ambil batang baja kedua dan mengeraskannya dengan memanaskan dengan obor selama 10 detik. Jangan marah bar baja pertama! Setelah menempatkannya dalam wadah dengan air, kami membuat pengerasan sekunder atau penempaan termal dari baja. Ini memungkinkan atom-atom logam "rileks" dan menetap di posisi yang lebih stabil.
Kami meluruskan kedua batang untuk menggambarkan perbedaan dalam sifat mekanik. Batang pertama (batang yang tidak mengeras secara sekunder) akan sangat rapuh dan akan pecah, karena atom-atomnya tidak dalam posisi stabil.
Batang kedua, yang telah dipanaskan dan dikeraskan (dilepaskan) untuk kedua kalinya, akan ditekuk, tetapi bentuk "U" akan tetap ada. Karena batang ini mengeras dan marah, atom-atom dibiarkan "rileks" ke posisi stabil, material menjadi lebih kuat dan lebih tangguh tanpa kehilangan ketahanan terhadap deformasi.

Kesimpulan

Contoh pendinginan dan penempaan paling sederhana dari baja karbon paduan rendah ini menunjukkan kemungkinan perlakuan panas dan pengaruhnya terhadap sifat fisik logam.
Artikel asli dalam bahasa Inggris