Попробовал кратко написать материал про технологию производства чего-либо из металла и это значит не просто переписать учебники, а и ещё дать много примеров, пояснений почему так, как делать не нужно и это будет во много раз больше каждого учебника по отдельности. У нас обычные учебники не читают, где там на такие труды замахиваться.
А моя цель проще – просто уберечь от травматизма.
Поэтому тезисно – про лопаты и ножи. Труд не академический, поэтому масса упрощений, ненаучная терминология и прочее.
Все эти кустари берут готовый металл с хороших заводов. На территории СССР были неплохие предприятия, делали много неплохих марок, для промышленности хватало. И сейчас их наследники делают. Что они делают – засыпали руду, флюс, чугун – продули и готово. Иногда дегазация, не всегда, но бывает. Даже если напишут дегазацию, то не всегда её производят.
Легирование стали – персонал ворует на этом этапе как последний день живут. Величина воровства учитывается при разработке тех. процессов и поэтому получают минимально возможный продукт.
Легирование газами делают за рубежом. Сложный процесс, дающий хорошие результаты. Есть у такого легирования и проблема – такую сталь не все могут использовать, она требует особых методов обработки.
И так по всем переделам – везде немного накосячили, недосмотрели, поспешили или по-другому и получили что-то на выходе с минимальным запасом технологичности, что уже можно с натяжкой назвать каким-то изделием. На самом деле и это очень неплохой вариант, многие так делают неосознанно, иногда в тех отделах понимают, что происходит на производстве, хотя таких единицы.
И вот мы имеем металл – обычно прокатанный, реже кованный. Цель прокатки и ковки обеспечить форму и механические свойства, сохранить хим. состав и легирующее наполнение. И вот сталь нагревают и давят через валки или мнут под бойками молота. При этом не только получается форма, но и зерна металлов деформируются и разрушаются, ещё немного затрагиваем кристаллическую решётку, пытаясь выдавить дефекты на поверхность или уменьшить их влияние на свойства. Получить мелкозернистую структуру металла это основной смысл процессов, всё рассчитывается и подстраивается под это.
А потом закалка, иногда совмещённая с прокаткой. Иногда прокатка и ковка по режимам, называется «Контролируемая (термомеханическая) прокатка сталей» и много чего ещё применяется для получения нужных свойств.
Во всех описанных процессах несмотря на внешнюю неуклюжесть происходят сложные преобразования химические и на уровне решётки. Формулы, описывающие эти процессы нелинейны, они имеют квадратные и кубические степени на членах, как пример F(x) = ac^2 + bd^3 / cf^3 .
И это хорошо если формуле только степень, там всё более сложно. И потом, у металлов есть свойство менять свои характеристики от времени, это распадаются фазы и может поменятся структура от воздействия эксплуатационных нагрузок. Это тоже учитывается. Мне, что бы понять, пришлось взаимосвязанные программы написать, очень запутанные взаимосвязи.
Я выложил фото шлифов при разной скорости охлаждения- http://alexmarned.zzz.com.ua/baza/vliyanie-skorosti-ohlazhde... температуры выбраны для наглядности, разница хорошо видна, а это разные ударные вязкости и пластичность. Предел прочности сейчас не рассматриваем, хотя там жёсткая корреляция. Вот просто нагрели и остудили в разных условиях и такая разница в свойствах. Если скачаете статью, то там это в цифрах.
Аналогия из жизни. Многие видели и даже имеют металлодетекторы – там предел обнаружения кусочка металла идеальной формы до 25 см. А дальше по дальности обнаружения никак. Три транзистора усилят сигнал в 10 000 раз с хорошей стабильностью, можно и фильтр с компаратором поставить и что мы сможем найти металл дальше 25 см? Нет. Казалось бы, век электроники, микропроцессоры везде, сейчас усилим сигнал, отфильтруем, преобразуем и получим больше дальность? Нет, потому что это должен быть другой уровень прибора, мы упёрлись в предел. Пять сантиметров по дальности это затухание сигнала порядка в сто раз. Почему так? - там кубические зависимости .
В кустарном производстве нельзя повторить промышленные процессы. Даже обладая полнотой знаний и большим опытом я понимаю ущербность таких попыток, я бы не взялся за это.
И не вижу смысла расписывать ошибки технологии при кустарном изготовление ножей и лопат. Просто почитайте отзывы о лопатах на маркетплейсах, там среди хвалебных есть и негативные. И обратите внимание на общую деталь – лопаты из рельсовой стали ломаются моментально, только что она была без видимых повреждений, а через секунду при прежних нагрузках одним щелчком она разрушается. Нет видимого эффекта нарастания разрушения – трещина распространяется молниеносно. Тришины не просто не видно без микроскопа - её может и не быть, а следующая нагрузка вызывает необратимые разрушения.
Этот же эффект Баушингера является причиной того, что на автомобилях нет пластмассового корпуса, всегда он металлический.
И разрушаются такие изделия по непредсказуемой траектории – даже делая выступы и рёбра получаем непредсказуемый результат.
С ножами то же самое – они тоже разрушаются в одно движение. Их изгибают в одну сторону, загибают и он ломается даже на доходя до прямого угла. Если по нему ударить плашмя, то он сразу ломается. Ножеделы хвалятся твёрдостью изделий, при этот обходя вопрос ударной вязкости и пластичности. Можно и сталь 3пс закалить до невероятный величин твёрдости, будет резать бумажки на лету, только не в этом же её преимущество. Да и меряют они твёрдость неправильно.
Острота режущей кромки лезвия достигается совсем не так. Если нужна только острота, то даже дома можно сделать из обычного кухонного ножа такой, что будет резать стекло и сталь и при этом его не нужно перетачивать – один раз и на много лет активного использования. Я делал такой нож, доработка стоила меньше доллара, и его пришлось выбросить – неосторожное движение могло легко ампутировать пару пальцев.
И ещё. Пластичность — это не свойство, а состояние вещества. Обычное стекло, с нулевой пластичностью, если его вытянуть в нить, то нить можно свернуть в кольцо без разрушения. Если сделать тоньше нить, то вообще стекловату делали. Кто учил прокатку и металлургию, то там в учебниках есть более наглядные примеры.
И при этом неважно толщина изделия для излома – ломаются и рельсы, и в этом нет ничего удивительного. Толстая лопата или нож ничего не обеспечивают. А что важно, что при непредсказуемом разрушении вы с высокой вероятностью поранитесь об острые края. Повредите, порежете всё что можно, врачи потом тоже отработают свои возможности, только они мало что могут при таких исходных данных.
Не покупайте ножи из порошковой стали, рельсовой стали, высоколегированные, легированные газами и при этом кустарного производства. Я видел молодых людей без пальцев, хромающих от несгибания ноги, постоянно крюченные пальцы и всё произошло за мгновенье. Ну просто они такого не предполагали. И это навсегда.
Если посту поставят плюсы, могу написать детальней, иначе это никому не интересно.