Сварка стали. Сталь сваривается теми же способами, что и железо, но только здесь все манипуляции требуют значительно большего навыка и вся работа должна быть проделана очень быстро. Малейшая потеря времени, малейший перегрев – и сталь перегорит и станет никуда негодной.
В качестве "флюса" для варки стали надо брать не песок, а смесь из равных весовых частей соли, селитры и буры или же смесь из 6 весовых частей нашатыря и 1 Ѕ частей буры. Сварка должна быть закончена обязательно с одного нагрева.
Сварить сталь с железом еще труднее – сталь при нагревании скорее доходит до белого накала, чем железо, и главная задача сводится к тому, чтобы довести и сталь и железо до нужного для сваривания состояния одновременно.
Чтобы наварить сталь на какую-либо железную вещь, напр., на топор, лезвие его осаживают до толщины около 1 Ѕ сантиметра; затем берут стальной брусок длиной в лезвие топора. Нагрев его докрасна, одну сторону нарезают крестиками и начинают сварку. Топор кладут лезвием к фурме, а сталь – несколько поодаль. Когда топор начнет доходить до белого каления, к фурме пододвигают и сталь, стараясь, чтобы они одновременно дошли до белого накала – "вара", как называют это состояние кузнецы. Как только они покроются ровной слизью, куски вынимают, отряхают гарь, ставят топор обухом на наковальню, накладывают стальной брусок на лезвие топора и сваривают их. Когда сварка закончена, накаливают все опять до красного цвета и отковывают стальное лезвие.
Отжиг (отпуск). Отковав какой-либо стальной предмет, прежде чем приступить к его окончательной отделке, необходимо отжечь или отпустить его, т.е., нагрев до темно-красного каления, дать свободно охладиться.
Делается это с целью сделать металл более мягким и способным подвергаться обработке напильником.
Закалка и отпуск. После окончательной обработки предмета, а для изделий более грубых непосредственно после ковки, сталь подвергают операции закалки и отпуска, чтобы получить от нее нужную степень твердости. Для закалки предмет нагревают до светло-красного каления, при так наз. немецкой или цементной стали, и до вишнево-красного – при литой стали. Лучше, если нагрев будет чуть не доведен до указанных пределов. Нагревание должно быть проведено постепенно и равномерно. Нагретый предмет захватывают клещами и быстро погружают в несколько наклонном положении в ведро с водой, вращая его при этом вдоль продольной оси. (Этим взбалтывается вода и достигается некоторая равномерность в ее температуре). В воде закаливаемый предмет держат до его полного охлаждения.
Закалка посредством охлаждения в воде применяется весьма широко и получается весьма сильной и равномерной. Среднюю степень твердости стали можно придать закалкой не в воде, а в масле или сале. Еще более легкая закалка получается при охлаждении изделия в слабом мыльном растворе.
Доведя закалкой твердость стального изделия до очень большой степени, нужный предел устанавливают уже посредством отпуска. Сталь только закаленная (по крайней мере, в воде) и не отпущенная, настолько тверда и хрупка, что не годится почти ни для какой цели. Отпускание производить значительно легче, чем предыдущие работы и главное, что при его выполнении уже можно пользоваться некоторыми указаниями, а не производить всю работу вслепую, руководствуясь только "чутьем", выработавшимся вследствие продолжительного опыта.
Указания эти сводятся к следующему: дело в том, что если закаленный описанным ранее способом предмет очистить на точиле с наружной поверхности и подвергнуть новому нагреванию, то, по мере повышения степени его нагрева, на поверхности предмета появляются так называемые "побежалые" цвета, которые сменяются одни другими, всегда в одном и том же порядке и каждый оттенок этих побежалых цветов соответствует известной определенной температуре. Появляются эти побежалые цвета в таком порядке: при 221 градусе по Цельсию – палевый цвет, при 228 – желтый, при 235 – оранжевый, при 250 – красный, при 280 – фиолетовый, при 290 – синий, при 334 – голубой, от 360 до 500 – снова палевый цвет.
По мере своего нагрева, сопровождающегося указанной сменой побежалых цветов, сталь мало-помалу теряет приобретенную при закалке твердость и, наконец, превращается в металл, столь же мягкий, как железо. При отпуске стали нужно поэтому лишь внимательно следить за появлением побежалых цветов и остановить нагрев на такой окраске, которая соответствует требующейся нам твердости стали.
При отпуске инструментов, от которых требуется обычно большая твердость, в частности для всех инструментов, служащих для обработки металлов, нагрев при отпуске должен производиться не далее одного из трех первых перечисленных цветов. Только если эти инструменты изготовляются из литой стали, можно производить отпуск до оранжевого или красного оттенков. Деревообделочные инструменты отпускаются до красного или фиолетового оттенков. Для всех предметов, где нужна не твердость, а гибкость и упругость, отпуск производится до синего или голубого оттенков. Отпуск производится нагреванием предметов не непосредственно на огне, а в коробке с насыпанным в ней слоем песка, сантиметра в 1? толщиной. Через слой песка нагревание, а следовательно, и отпуск происходят чрезвычайно равномерно. Надо только часто переворачивать на песке отпускаемые предметы и не пропустить появления нужного цвета, которые сменяются очень быстро. Если отдельные части одного и того же предмета должны быть отпущены не одинаково, то предмет соответственно этому кладут так, чтобы и нагревание его происходило неравномерно. Если предмет состоит из более тонких отдельных частей, то следует иметь в виду, что эти последние прогреваются скорее и их каким-либо образом необходимо предохранить от этого, стараясь, чтобы отпуск происходил равномерно во всех частях.