Искусственное старение металла своими руками

Способы состарить различные металлы

Металл, оформленный под старину, уже на протяжении многих лет считается интересным дизайнерским решением. Благодаря некоторым приемам, металл приобретает специфическую шероховатость, а на его поверхности возникают переливы нескольких цветов. Многие дизайнеры и рукодельницы задаются вопросом о том, как состарить металл и какие средства для этой цели понадобятся. На самом деле работы по приданию металлу эффекта старины не вызывают особых затруднений, а также не требуют колоссального расхода средств и времени.

Так выглядит металл, который искусственно состарили

Медь: как состарить?

Отвечая на вопрос о том, как состарить медь, важно упомянуть несколько методов, позволяющих это сделать. Прежде всего следует проверить подлинность меди. Настоящий металл характеризуется золотисто-коричневым оттенком. Также медь практически не притягивается к магниту.

Кроме этого, следует обратить внимание на наличие слоя лака на медном изделии. Если таковой есть, то его необходимо удалить. Сделать это можно с помощью ацетона (эта жидкость применяется для снятия маникюрного лака) — достаточно пропитать веществом кусочек ватки и тщательно натереть ею медное изделие. Вместо ацетона можно взять метиловый спирт или растворитель для краски. После обработки изделия ацетоном следует замочить его в горячей воде. Такой прием поможет окончательно удалить лак.

Если медный предмет не имеет лакового покрытия, то его достаточно просто обезжирить. Для этой цели подойдет раствор воды и уксуса (1:1) или медицинский спирт. Подготовку изделия к состариванию заканчивают сушкой. Для этой цели подойдет фен или газовая горелка.

Существует 3 проверенных способа, позволяющих состарить медь:

  1. Применение аммиачных испарений: для начала нужно приобрести чистый аммиак и пластиковую емкость с плотно закрывающейся крышкой. Перед тем как приступить к работе, нужно обеспечить доступ свежего воздуха в помещение и защитить руки и глаза (для этой цели понадобятся перчатки и очки). На дно емкости нужно положить деревянный брус, на который будут выкладываться изделия из меди. Затем в емкость наливают аммиак, но только так, чтобы его уровень оказался ниже уровня бруска. Важно следить за тем, чтобы предмет не упал в аммиак, но если это случилось, то его следует немедленного достать и тщательно промыть водой. После укладывания предмета из меди на брусок нужно плотно закрыть емкость и оставить изделие на несколько часов в аммиаке. В конце процедуры предмет следует тщательно высушить. Для закрепления эффекта можно натереть состаренный предмет парафином.
  2. Применение специального раствора: в продаже можно найти раствор, применяемый для состаривания меди. При работе с этим средством важно защитить руки и глаза. Раствор для состаривания меди готовят в соответствии с инструкцией (обычно на 1 часть средства берется 10 частей воды). Изделие нужно взять в руку, защищенную перчаткой, и несколько раз окунуть в раствор. Манипуляции проделывают до тех пор, пока не будет достигнут нужный эффект. В конце процедуры изделие ополоснуть горячей водой и тщательно высушить.
  3. Раствор соли: чтобы приготовить его, нужно взять 1 часть воды и 1 часть соли. Полученную жидкость кисточкой наносят на изделие несколько раз в день, при этом отслеживая эффект от процедуры. Подобное состаривание может занять несколько суток.
  4. Уксус: для состаривания меди в домашних условиях нужно взять чистый уксус, нанести его кисточкой на изделие. Через несколько часов процедуру следует повторить. Также можно попросту замочить изделие в уксусе, после чего тщательно высушить его потоком горячего воздуха.

Другие методы

Такие методы подходят для состаривания других видов металла. К примеру, если нужно состарить латунь, достаточно взять яблочный уксус (3 части) и соль (1 часть). Из компонентов готовят раствор и наливают его во флакон для распыления. В течение получаса изделие следует равномерно орошать полученным раствором. В конце работы предмет нужно отполировать парафином.

Также металлическое изделие можно покрасить, и для этого нужно подготовить наждачную бумагу, растворитель, черную акриловую краску, кисть-губку, другой оттенок акриловой краски (это будет акцентный цвет). Перед тем как приступить к работе над изделием, нужно обработать его наждачной бумагой, а после следует обезжирить поверхность предмета. Затем нужно взять кисть, смочить ее водой и окунуть в краску черного цвета. Изделие окрашивают и оставляют его высыхать на ночь. После предмет нужно неравномерными мазками окрасить краской акцентного цвета. Слой краски должен сохнуть минимум двое суток.

Какой бы метод состаривания металла ни был выбран, человек, работающий над изделием, должен позаботиться о соблюдении правил техники безопасности. Нельзя допускать попадания каких-либо средств на кожу и слизистые оболочки!

Старение железа (стали).

#1 Маклок

  • Пользователи
  • 2 434 сообщений
    • На форуме: c 2010 г.
    • Город: Воронеж

    Здравствуйте! Иногда, при создании какого-либо макета, требуется заменить истлевшую в труху деталь новодельной. Своей новизной, она явно не будет вписываться в общую композицию предмета. Для этого, требуется её состарить. Для старения цветных металлов (покрытия их патиной и пр.) — особых проблем нет. Вопрос о железе (именно, о стали). Если каверны, типа «лунного пейзажа», можно получить, вымочив деталь в кислоте, то как быстро получить стойкий нарост ржавчины (не просто поверхностный налёт)? Кто-нибудь решал такую проблему? В книге Хорева «Реставрация старинного оружия», описан способ вымачивания в солёном растворе. Гвоздь у меня лежал в нём месяц. Немного почернел и совсем немного поржавел. В Интернете нашёл способ, который предлагает вымачивание мелких деталей в уксусе с солью в течении 12 часов. Неделю вымачивал два мелких винтика. Изменений никаких! Если способ лучше и быстрее? Кто как делал? (Сразу оговорюсь. Загримировать под ржавчину я и сам могу. Требуется именно ржа (ржавчина). И, пожалуйста, без намёков на продажу подделок! Нужно исключительно в личных целях!)

    #2 Wa0130

  • Пользователи
  • 1 052 сообщений
    • На форуме: c 2012 г.
    • Город: Москва

    #3 amadeus

  • Пользователи
  • 152 сообщений
    • На форуме: c 2009 г.

    #4 alikson

  • Пользователи
  • 169 сообщений
    • На форуме: c 2012 г.
    • Город: казань

    Разведите хлористое железо 1 к 2 и следите за процессом пока не будет нужный результат(вплоть до каверн)

    #5 Holtoff

    Во всём сомневаюсь.

  • Пользователи
  • 1 716 сообщений
    • На форуме: c 2009 г.
    • Город: Воронежская обл.

    Разведите хлористое железо 1 к 2 и следите за процессом пока не будет нужный результат(вплоть до каверн)

    #6 schrott

  • Модератор форума
  • Состоит в клубе 2 года 11 месяцев
  • 19 869 сообщений
    • На форуме: c 2004 г.
    • Город: Сарычан -Царiцынъ -Сталинград -Волгоград

    Коррозия металлов вызывается окислительно-восстановительными реакциями, протекающими на границе металла и окружающей среды. Коррозия железа (ржавление) чаще всего сводится к его окислению кислородом воздуха или кислотами, содержащимися в растворах, и превращению его в оксиды. В зависимости от механизма возникновения, различают такие виды коррозии, как: химическая, электрохимическая и электрическая.

    Химическая коррозия железа

    Окислительно-восстановительные реакции в данном случае проходят через переход электронов на окислитель. В процессе коррозии такого типа кислород воздуха взаимодействует с поверхностью железа. При этом образуется оксидная пленка, которая называется ржавчиной:

    В отличие от плотно прилегающих оксидных пленок, которые образуются в процессе коррозии на щелочных металлах, алюминии, цинке, рыхлая оксидная пленка на железе свободно пропускает к поверхности металла кислород воздуха, а также другие газы и пары воды. Это способствует дальнейшей коррозии железа.

    Читать еще:  Вертикальный фрезерный станок по дереву своими руками

    Этот вид коррозии проходит в среде, которая проводит электрический ток. Металл в грунте подвергается, преимущественно, электрохимической коррозии. Процесс коррозии такого типа – это результат химических реакций с участием компонентов окружающей среды. Также электрохимическая коррозия возникает в случае контакта металлов, находящихся в ряду напряжений на некотором расстоянии друг от друга, в результате чего возникает гальваническая пара катод-анод.

    Атмосферный и грунтовый процесс коррозии выражается схемой:

    В результате образуется ржавчина различной расцветки, что обусловлено тем, что образуются различные окислы железа. Какое именно вещество образуется в процессе коррозии железа, зависит от давления кислорода, влажности воздуха, температуры, длительности процесса, состава железного сплава, состояния поверхности изделия и т. д. Скорость разрушения разных металлов различна.

    Процесс коррозии металла в растворах электролитов – это результат работы большого количества микроскопических гальванических элементов, у которых в качестве катода выступают примеси в металле, а в качестве анода – сам металл. В результате чего возникают микроскопические гальванические элементы.

    Также атомы железа на разных участках имеют различную способность отдавать электроны (окисляться). Участки металла, на котором протекает этот процесс, выступают в роли анода. Остальные участки – катодные, на которых происходят процессы восстановления воды и кислорода:

    Результат – из ионов железа (II) и гидроксид-ионов образуется гидроксид железа (II). Далее идет его окисление до гидроксида железа (III) – основного компонента ржавчины:

    Для того чтобы гальванический элемент работал, необходимо наличие двух металлов различной химической активности и среды, которая проводит электрический ток, – электролита. При контакте железа и другого металла (например, цинка) коррозия железа замедляется, а более активного металла (цинка) – ускоряется. Это обусловлено тем, что поток электронов идет от более активного металла (анода) к менее активному металлу (катоду). Так, при контакте железа с менее активным металлом, коррозия железа ускоряется.

    Электрическая коррозия (электрокоррозия)

    Такой вид разрушения металлических подземных конструкций, кабелей и сооружений могут вызывать блуждающие токи, исходящие от трамваев, метро, электрических железных дорог и различных электроустановок с постоянным током.

    Ток с металлических конструкций выходит в грунт в виде положительных ионов металла – происходит электролиз металла. Участок выхода токов – это анодные зоны. Именно в них и протекают активные процессы электрической коррозии железа. Блуждающие токи могут достигать 300 А и действовать в радиусе нескольких десятков километров.

    Блуждающими токами, исходящими от источников переменного тока, вызывается слабая коррозия подземных стальных конструкций, и сильная – конструкций из цветных металлов. Защита металлических конструкций от коррозии является очень важной задачей, так как она причиняет огромные убытки.

    Как состарить алюминий в домашних условиях?

    Всем доброго времени суток! Возник недавно передо мной такой вопрос: как состарить металлические пластины (предположительно алюминиевые)? Нужно, чтобы они выглядели старыми, темными, можно даже с ржавчиной. Покопалась в инете, нашла только химические способы. А можно ли чем-нибудь ещё состарить, помимо химии? Доступа у меня к подобным реагентам нет (и даже не знаю, где их можно купить), потому нужен бытовой способ, если такой, конечно, имеется.

    Пластина моя выглядит примерно так:

    Заранее благодарю за помощь!

    Ржавчина, Это к железу.

    Даже если Вам удастся оксидировать алюминий, то его патина выглядит некрасиво — она не темная — она белесая, как плесень, ничуть не благородная. ничего хорошего.

    Мне нужна именно темная патина. Хотя не знаю, возможен ли такой эффект на алюминии?

    И примерно такое. Алюминиевая лента — единственное, что нашлось. Хочу сделать что-то типа обшивки, какую используют на сундуках и многих других предметах, сделанных под старину. У меня, конечно, это предполагается исключительно как декоративная деталь. Наверно, надо все-таки взять другой металл?

    Ну вот Павел уже написал — и меня удивил. Я была уверена, что с алюминием ничего путного сделать нельзя. Старые сундуки обивали, кажется, просто железом. Мне кажется, медь или латунь — было бы очень красиво.

    Было бы — да. Очень хочу сделать правдоподобный старинный сундук — мечта давняя)) Но сколько фотографий смотрела, убеждалась, что там в основном шло железо. Сейчас вот, интересно, чем обивают (помимо ковки).

    думаю, жестью или чем-то вроде того.

    Как вариант — сейчас бывает всякая искусственная патина (типа специального покрытия, создающего эффект) — может, Вам такое лучше поискать, если с металлом напряженка?

    Сейчас вот пробовала поискать стальную ленту для стяжки — нашла только по оптовым ценам и, соотвественно, большими партиями. Свою я брала в строительном гипермаркете, специально, правда, никуда не ездила и не искала. Искусственные патины есть, но мне хочется именно натурального металла, можно даже с небольшой коррозией. Думаю, придется мне продолжать поиски уже железной ленты, её можно хотя бы поржавить попробовать в воде. А то с алюминиевой у меня ничего не получается. (

    Виктория, знаю один дедовский способ. Когда-то работал с алюминием немного, так что проверено.

    Берёте обычное яйцо, отделяете белок от желтка. Белок размешиваете и выливаете в плотно закрывающийся сосуд, банка с крышкой подойдёт, и ставите дня на три в тёплое место, можно на батарею.

    Через три дня белок протухает, вонь капитальная..))

    Предварительно надев противогаз, открываете банку, перемешиваете, кистью наносите на отделываемую поверхность тухлый белок (он как вода из лужи становится, когда протухнет), и оставляете подсыхать на часик-другой.

    Теперь нужна горелка. Газовая или бензиновая — без разницы. Хотя, возможно, и на газовой плите пойдёт, но не уверен..

    Подсохшую детальку просто прокаливаете догоряча и оставляете остывать. Цвет изделия станет как патина, грязно-коричневого цвета. Затем либо шлифануть деталь, либо мягкой латунной щёточкой пройтись, можно и тканью потереть.

    Изделие будет выглядеть состаренным.

    ЗЫ.. Почему-то мне кажется, что Вы не пожелаете воспользоваться этим рецептом..)) Но, мало ли, может кому и пригодится..

    Искусственное состаривание

    Состаривание дерева

    Декоративная обработка деревянных покрытий под старину сегодня переживает настоящий бум. Дизайнеры всего мира создают неповторимые шедевры, черпая вдохновение в элементах старинного декора. Данный вид обработки материала нашел широчайшее применение не только в создании стилизованного внутреннего убранства помещений (например, обработка картин, мебели, создание винтажных форм и др.), он значительно расширился и продолжает развиваться, образовав собственный стиль в архитектуре и дизайне помещений. На этапе планировки и строительства архитекторы привносят в свои проекты, делая их эксклюзивными, множество решений, включая декорированные под старину потолочные балки, двери, панели, элементы фасада и прочее.

    Искусственное состаривание деревянной поверхности придает ей некоторую изысканность и благородство. Существует множество различных способов декорирования деревянных поверхностей под старину. Одним из самых распространенных является метод патинирования.

    Патинируют поверхность, как правило, красящим составом тёмных оттенков. Для этого можно воспользоваться морилкой, акриловой краской, или воском. Предварительно на всю поверхность наносят достаточное количество краски. После этого необходимо удалить красящее вещество с выступающих частей рельефа, воспользовавшись мягкой тканью. Это сделает текстуру дерева более выразительной. Заключительным штрихом будет нанесение тонкого слоя бесцветного лака на поверхность, который сохранит ее от механического воздействия и сделает более гладким.

    Браширование древесины своими руками

    Очень популярен способ браширования древесины. Данным методом пользуются для декорирования деревянных полов или потолочных балок (потолков), а также стилизации предметов интерьера и мебели. Заключается он в том, чтобы обработать поверхность грубой металлической щеткой, а затем покрыть лаком. При механической обработке мягкие слои древесины убираются, а на поверхности остаются только твердые слои.

    Читать еще:  Жестяные изделия своими руками

    За счет такого воздействия поверхность приобретет рельефный вид. После древесину необходимо покрыть лаком, причем, лучше в два слоя, что подчеркнет фактуру дерева и придаст ему элегантность. Следует помнить, что не любую древесину можно использовать для браширования. Лучше всего для этих целей подойдут хвойные породы древесины, а также дуб, орех и ясень.

    Состаривание древесины своими руками

    Техника лессировки

    Широко применим также метод лессировки деревянной поверхности. Данный способ предполагает использование различных красящих составов, начиная от акрила и масла, и, заканчивая, акварелью. Техника лессировки состоит в том, чтобы получить глубокие переливы цвета за счет слоев различной прозрачности. Для искусственного состаривания древесины указанным методом удобно воспользоваться красками на акриловой основе, так как они легко разбавляются либо смешиваются, образуя широкую гамму цветов.

    К тому же раствор красящего состава на акриловой основе быстро высыхает на поверхности и влагоустойчив. Процесс окрашивания довольно прост: подготовленный раствор акриловой краски наносится на поверхность, после чего ему дают полностью высохнуть. При необходимости процедуру можно повторить для получения необходимого оттенка. Лессированные слои не скрывают текстуру древесины, а эффект состаривания достигается за счёт переливов полупрозрачных слоев красящего вещества.

    Декорирование поверхностей методом лессирования, помимо всего прочего, открывает широкие возможности для экспериментирования, так как позволяет наносить полупрозрачные слои красящего состава различных цветов, получая неповторимые оттенки.

    Техника кракелюра

    Значительный эффект состаривания поверхности придает создание трещин на покрытии, или техника кракелюра. В данном случае в верхнем слое красящего состава искусственно создается сеть трещин, сквозь которые видно основание либо базовый слой красящего вещества. Техника кракелюра необычайно красива и может быть различных видов: одношаговой, двухшаговой, многокомпонентной и т.д.

    Наиболее простой в исполнении является одношаговая техника создания искусственных трещин в слое красящего состава. Для неё понадобится два различных цвета красящего вещества и, обязательно, бесцветный кракелюрный лак. В качестве первого слоя можно выбрать бронзовые, золотые или серебряные оттенки, которые придадут поверхности изысканный вид. После нанесения первого слоя важно, чтобы поверхность полностью просохла. Затем, довольно обильно, наносится прозрачный кракелюрный лак.

    В отличие от первого слоя красящего состава ждать полного его высыхания не следует, уже через 45 минут можно смело наносить второй слой колера. Лучше всего использовать для нанесения второго слоя акриловые краски. Причем важно развести их водой и добиться не слишком густой консистенции. Однако, сильно разбавлять красящий состав водой также не следует, так как трещины будут гораздо больше.

    Для декорирования поверхности данным способом предпочтительно использовать широкую кисть с синтетическим волосом.

    Можно несколько ускорить процесс высыхания красящего состава, воспользовавшись обычным либо строительным феном. Спустя сутки после полного высыхания поверхности и образования не ней сетки искусственных трещин рекомендуется закрепить покрытие шеллачным либо акриловым лаком.

    Довольно интересна техника микрокракелирования, то есть создание на стилизуемой поверхности сетки микротрещин, которые образуют тонкую паутину. В целом данная техника весьма схожа с описанной ранее, хотя имеются и некоторые особенности. Например, в качестве основы на поверхность необходимо нанести прозрачный грунт, а после его полного высыхания наносится бесцветный кракелюрный лак. При высыхании на поверхности образуется сеть мелких трещин размером от одного миллиметра. При желании для защиты на покрытие можно нанести слой патины, пасты, либо масляных красок.

    Состаривание металла

    Искусственно сделать металлическое покрытие старше и, тем самым, придать ему эффектный и утонченный вид можно несколькими способами. Декорировать металлические поверхности в домашних условиях, не прибегая к сложным техническим методам, вполне возможно. Одним из самых популярных способов искусственного состаривания металла является патинирование. Процесс декорирования осуществляется краской-патиной. Причем, лучше всего использовать контрастные цвета, например, для черной основы подойдет золотая, серебряная или медная краска.

    Для патинирования в домашних условиях лучше всего подойдет обычная краска на акриловой основе. Приобрести её не составит труда в любом специализированном магазине. При этом, комбинируя различные цвета между собой, можно создать нужные оттенки.

    Удачно сочетаются бронза с зеленоватым налетом, медь с коричневатым отливом, серебро с серо-голубым оттенком.

    Начинать декоративное окрашивание необходимо с предварительной подготовки поверхности. Для этого металл очищают наждачной бумагой или шлифовальной машиной, а также обезжиривают. После этого мягкой кистью на поверхность наносится основа, которая будет являться базой для дальнейшего процесса искусственного состаривания. После высыхания основного цвета нужным оттенком окрашивают выступающие или рельефные части металлической поверхности. После того, как необходимый оттенок будет достигнут, покрытие следует тщательно высушить.

    Кроме акриловых составов для патинирования можно применять специальные лаки. Как правило, такие лаки имеют темно золотой цвет с фиолетовыми оттенками. Применять патинирующий лак предельно просто: на металлическую поверхность достаточно нанести небольшой слой, который придаст покрытию янтарный оттенок, и помимо прочего защитит основу от механических воздействий.

    В последнее время довольно широко распространились специальные патинирующие краски. Чтобы искусственно состарить металлический элемент, достаточно приобрести уже готовый к применению состав и нанести его на поверхность. Специальные патинирующие краски выпускаются в различной цветовой гамме и для каждого конкретного металла (бронзы, стали, меди и др.). Естественно, способы применения таких составов отличаются. Для правильного использования в обязательном порядке необходимо изучить инструкцию от изготовителя.

    Для декорирования не слишком больших поверхностей, таких как предметы интерьера, мебель или элементы декора помещения применяется также металлизированная краска. Применять металлизированный красящий состав можно либо совместно с техникой кракелюра, либо отдельно.

    Сначала на очищенную поверхность наносят слой металлизированный краски, затем, после высыхания, на рельефные участки можно нанести жжёную умбру, которая подчеркнет изящность декора. Важно помнить, что умброй необходимо покрывать не всю поверхность, а лишь некоторые участки металлического элемента, либо трещины. Причем, наносить её допускается даже на не полностью высохшую металлизированную краску.

    При использовании металлизированного красящего состава в технике кракелирования, элементы декора приобретают неповторимый старинный вид. Хотя данный способ декорирования несколько сложнее описанного выше, однако, образованный им эффект антикварного изделия, несомненно, доставит высокое эстетическое наслаждение.

    Итак, сначала нужно нанести на поверхность слой металлизированной краски. После полного высыхания красящего состава поверхность покрывается первым слоем прозрачного кракелирующего состава. Причем, наносить кракелюр необходимо ровным слоем, чтобы не допустить скатывание и потеки краски. Для этих целей обычно используется специальный лак.

    Ждать полного высыхания первого кракелирующего слоя не обязательно, можно наносить второй слой кракелюра на слегка липкую поверхность. Вторым слоем покрывают всю металлическую поверхность, чтобы появились характерные прожилки. Размер искусственных прожилок зависит от толщины кракелирующего состава, чем толще слой краски, тем шире и больше трещины на поверхности, и наоборот. Для придания поверхности законченного вида поверх второго слоя кракелюра, после его высыхания, также можно нанести жжёную умбру. Использовать для этих целей можно обычную хлопчатобумажную ткань. Попадая в мельчайшие трещины, умбра усиливает эффект воздействия времени на предмет.

    Чтобы придать прочность покрытию и защитить от механического воздействия на поверхность, необходимо нанести дополнительный слой лака.

    материалы по теме

    Техника декупажа

    Лакокрасочные материалы прочно вошли в жизнь современного человека. Каждому приходилось хотя бы однажды красить стены, потолки, окна или двери своего жилья, ремонтировать ограждения или кровлю. И нельзя было не обратить внимание на огромное разнообразие отделочных материалов. Но есть еще одна сфера жизни человека, где лаки и краски играют не последнюю роль – декоративно-прикладное искусство. Все большую популярность в последнее время получает декупаж, что переводится с французского как «вырезать». Чтобы получить красивое и долговечное изделие необходимо использовать качественные лакокрасочные материалы (грунты, краски и лаки).

    Читать еще:  Как варить оцинкованный металл

    Художник оформитель

    Продукция лакокрасочной промышленности находит широкое применение. Она успешно применяется в строительстве, автомобилестроении, кораблестроении, самолетостроении. Всего не перечислить. Без антисептиков не обходятся деревянные строения и конструкции. А еще эти сооружения нужно обработать огнезащитными составами, которые также производят предприятия лакокрасочной промышленности. В быту без лакокрасочных материалов так же не обойтись.

    Краски с эффектом шелка

    Что объединяло интерьеры дворцов падишахов и русских императоров? Чем богатые вельможи стремились подчеркнуть свой достаток и высокое положение?

    Старение металла, виды, искусственное, естественное, как происходит и от чего зависит

    Старение металлов достаточно медленный процесс, в результате которого происходят механические изменения, изменение физических и химических свойств.

    На старение металлов оказывает влияние целый ряд факторов, среди которых:

    • тепловое движение атомов и молекул;
    • механическое воздействие (различные нагрузки на сгибание/сдавливание/разрыв и т.д.);
    • световое излучение (особенно невидимые человеку излучения);
    • магнитное поле (намагничивание/размагничивание) и др.

    Суть старения металла заключается в том, что происходит процесс равновесного состояния, при котором свойства металла отклоняются от нормы. А именно, материал может стать более мягким, хрупким, менее упругим и т.д.

    Типы старения металлов

    Различают естественное старение и искусственное.

    Искусственное старение металла это когда металл, быстро приобретает тот состав и те свойства, которые необходимы. Достигается искусственное старение путем воздействия термообработкой и пластическим деформированием. Например, при получении дюралюминия его подвергают на несколько часов искусственному старению.

    Естественное старение происходит соответственно естественным путем и не требует создания дополнительных условий. Хотя более интенсивно процесс идет при большой длительности по времени и температуре, приближенной к 20°С.

    Применение процессов старения в металлургии и металлообработке

    Старение в качестве дополнительной обработки применяется как заключительная операция. Используется к некоторым металлам и сплавам, у которых пресыщенный твердый раствор может выделять избыточный компонент и распадаться самопроизвольно с течением времени. Особенно актуален метод для подготовки материалов при создании отдельных узлов и деталей, для которых описанный выше процесс будет критичен.

    После старения у металла возрастают показатели твердости с прочности, но при этом снижаются вязкость с пластичностью, однако важно отметить, что эти значения сохраняются на протяжении всего срока службы материала.

    Старение стали выполняют для изменения внутренней структуры и применяется после закалки. Так, полученный твердый раствор феррита пресыщенный азотом и углеродом при нагревании распадается. В зависимости от объема включений углерода в «стареющем» материале, внутренняя структура приобретает формы:

    • кубическую;
    • сферическую;
    • дискообразную (в виде тонких пластинок);
    • игольчатую.

    Термообработка (искусственное старение металла) применяется к тем сплавам, в которых растворяемость одного элемента в твердом состоянии значительно снижена. Это свойство ярко проявляется при снижении температуры.

    В сталях с низким содержанием углерода, не выше 0,05%, при искусственном старении, распадается пресыщенный твердый альфа раствор. Как результат выделяются избыточные фазы. После такой обработки снижается пластичность, но явно увеличивается твердость и прочность. А именно эти качества часто требуются в конечном продукте металлургии.

    На показанном рисунке продемонстрирована модель Орована, наглядно иллюстрирующая перемещение дислокаций. Получить максимальный эффект можно при естественном старении, Однако на это дело потребуется большое количество времени, что не выгодно и не практично в случае с постоянным и объемным производством (это ведь не вино/коньяк в бочках отстаиватьJ). Поэтому существуют искусственные методы по ускорению этих естественных процессов (жаль такого не провернуть с вискарикомJ). Но стоит отметить, что при искусственном «старении» прочностные характеристики материала будут заметно снижены.

    Твердость в зависимости от времени старения

    Показанный график наглядно демонстрирует описанную выше проблему – сокращение времени старения металла не увеличивает его прочностных характеристик.

    Течение процесса старения во многом зависит от углерода и азота. Особенно это заметно в малоуглеродистых сталях. Азот с уменьшением температуры начинает хуже растворятся в альфа железе. Например, при температуре 590°С растворенного азота содержится 0,1%, но уже при 20°С его содержание снижается до 0,004%. При старении альфа раствор выделяет нитриды. Поэтому влияние азота менее выражено по сравнению с тем же углеродом при температурном воздействии.

    При увеличении углерода в сталях увеличивается эффект изменения структуры, получаемый при термическом воздействии. Объем углерода, максимум которого может раствориться в альфа железе составляет 0,02-0,04%. При таком содержании закаленное изделие, подвергнутое естественному старению обладает твердостью в полтора раза выше чем после отжига.

    Старение – это основной способ увеличения прочности жаропрочных сплавов (с высоким содержанием никеля). В эту же группу относятся сплавы на основе алюминия, меди, магния. Кроме того, измененная структура вышеперечисленных металлов и сплавов придает им коэрцитивную силу.

    Алюминиевые и алюминисто-медные сплавы подвергаются деструкции при различных температурах (свыше 100°С) из-за различия в температуре распада структуры разных металлов. Так выделяют низкотемпературное и высокотемпературное изменение структуры.

    Распад твердого раствора проходит по двум путям. В первом случае это образование и рост частиц фазы идет по всему объему. Во втором случае распад прерывистый (ячеистый). Во время него ячейки растут колониями. У колоний структура ячеистая, а рост идет от границы зерна и движется во внутрь, уменьшая размер.

    Механическое и термическое старение

    Существует два вида старения металла: термическое и механическое. Рассмотрим каждый из них более подробно.

    Термическое старение

    Фаза упрочняющая металл во время термического воздействия происходит в точке максимума. Здесь проходит метастабильный промежуток раствора в зоне Гинье-Престона. Такой вид упрочнения металлов и сплавов принято называть дисперсионным.

    Зависимость прочности от времени и температуры старения

    При более длительной выдержке начинается перестаривание, то есть снижение прочностных характеристик. На это влияют:

    • коагуляция;
    • частичная замена частиц некогерентыми.

    Виды термического старения металла:

    • Двухступенчатое – закалка, затем выдержка при температуре замещения, а потом выдерживание с повышенной температурой для получения однородности твердого раствора.
    • Закалочное – закалка и одна фаза выдержки с естественным охлаждением.
    • Естественное – для алюминиевых сплавов.
    • Искусственное – для сплавов из цветных металлов с нагревом до температуры выше той, которая используется для естественной деструкции.
    • Стабилизационное – высокая температура старения и длительный срок выдержки помогают сохранить размеры и свойства детали.

    Механическое старение металла

    Деструкция стали при помощи деформирующих усилий происходит в диапазоне температур ниже процесса рекристаллизации. Обусловлено это образованием и движением дислокаций. При холодной пластической деформации увеличивает плотность дислокаций, которые далее еще больше увеличиваются при увеличении нагрузок.

    Изменяющиеся механические свойства металла вызывает движение атомов углерода и азота к дислокациям, которые размещены в альфа растворе. Достигнув дислокаций атомы образуют облака (атмосферы Котрелла). Данные скопления препятствуют движению дислокаций, благодаря чему происходит изменение свойств. Появляются присущие состаренным термообработкой деталям свойства.

    Если на эффект старения деформированием сильно влияют азот, никель и медь, то с добавками ванадия, титана и ниобия данный эффект полностью пропадает. Поэтому рекомендуется использовать сталь с содержанием алюминия 0,02-0,07%.

    Рекомендуемые режимы для проведения старения

    • для сталей с высоким содержанием углерода: температура порядка 130°С-150°С, время выдержки порядка 25-30 часов;
    • для сплавов из цветных металлов: температура порядка 250°С, время выдержки порядка 1 часа.
    • для естественного процесса: температура порядка 20°С;
    • для искусственного протекания процесса: температура порядка 250°С, время выдержки порядка 1 часа.

    Температура нагрева и время выдержки подбирается индивидуально к каждой марке металла и к сплаву в зависимости от их состава

    Оставьте свой комментарий Отменить ответ

    Цвета побежалости металла – это спектр цветов, которые образуются на…

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector