МИСТЕЦТВО
КРАСА ТА ЗДОРОВ'Я
РЕМЕСЛО
КУЛЬТУРА ТА ІСТОРІЯ
РОЗВАГИ
СЕРЕДОВИЩЕ
ЇЖА ТА НАПІЇ
ЗБОРНА ІНЖЕНЕРІЯ
НАУК
СПОРТ
ТЕХНОЛОГІЯ
НОСИМО
The Surface Is Not the Centre: Thermal Mass and Soak Time
Penny

Створено

Penny

24. вересень 2026DK
1
0
0
0
0

The Surface Is Not the Centre: Thermal Mass and Soak Time

A piece of steel that looks orange all over is orange on the OUTSIDE. The centre is cooler, and how much cooler depends on how thick it is and how long it has been in the fire. That gap is the cause of a whole family of failures that look like something else: a blade that hardens at the edge and not the spine, a billet that cracks when forged, a pot that survives the kiln and shatters a week later. In each case the colour was right and the inside was not. The fix is SOAK TIME — holding at temperature after it looks right — and how much you need is calculable rather than a matter of opinion.
Середній
3 hours

Інструкції

1

Heat travels at a finite speed, and it is slower than you think

Heat spreads by conduction, and the rate depends on the material's thermal diffusivity. Copper and aluminium are fast; steel is several times slower; ceramic, glass and stone are slower again by a large factor. The consequence is that time-to-centre grows with the SQUARE of the thickness. Double the bar and it takes four times as long, not twice. That single relationship explains most of what goes wrong here and it is worth internalising before any of the arithmetic. It is also why thin sections in the same piece reach temperature long before thick ones — the subject of a later rung, because it is the reason points and edges burn off while the body is still coming up.

Матеріали для цього кроку:

Пруток із низьковуглецевої сталіПруток із низьковуглецевої сталі2 штук

Необхідні інструменти ({count})

Кувальне горноКувальне горно
Ковальські кліщіКовальські кліщі
ЗаписникЗаписник
2

How long to the centre

Завантаження блокнота Jupyter…

Необхідні інструменти ({count})

КалькуляторКалькулятор
ЗаписникЗаписник
Термопара з індикаторомТермопара з індикатором
3

Soak at temperature, do not just reach it

Once the surface is at the colour you want, HOLD it there. The fire should be maintaining the temperature rather than still driving it up, and the work should sit in it without being pushed hotter. For hardening this matters most: the steel has to be fully austenitic through its section before quenching, and a piece quenched as soon as the surface reaches colour hardens only in a shell. The published heat-treatment blueprint depends on this being done properly. Turn the work and move it in the fire during the soak. A piece lying still has a hot side and a cold side, so it is soaking unevenly even while the total time looks right.

Матеріали для цього кроку:

Пруток із низьковуглецевої сталіПруток із низьковуглецевої сталі1 штука
Кускове деревне вугілляКускове деревне вугілля1 штука

Необхідні інструменти ({count})

Кувальне горноКувальне горно
Ковальські кліщіКовальські кліщі
Термопара з індикаторомТермопара з індикатором
Шкіряні рукавиці з крагамиШкіряні рукавиці з крагами
4

The same arithmetic runs kiln schedules

A kiln is fired slowly for exactly this reason. Clay and glass have diffusivities twenty to forty times lower than steel, so a pot wall that looks trivially thin takes minutes rather than seconds to equalise — and a thick foot or a heavy handle takes far longer than the wall beside it. Heat it faster than the inside can follow and the temperature difference across the wall creates stress. That is why ware cracks on the way UP as often as on the way down, and why a firing schedule has soak periods at particular temperatures rather than simply climbing. The same reasoning covers glass annealing, tempering a large casting, and warming a cold anvil before heavy work. Whenever a thing is thick and the material is slow, the schedule matters more than the peak.

Необхідні інструменти ({count})

Муфельна пічМуфельна піч
Високотемпературна пічВисокотемпературна піч
Термопара з індикаторомТермопара з індикатором
ЗаписникЗаписник

Матеріали

2

Необхідні інструменти

8

Пов'язані креслення

Ці креслення діляться знаннями — техніки, матеріали або принципи

CC0 Суспільне надбання

Це креслення випущено під ліцензією CC0. Ви можете вільно копіювати, змінювати, поширювати та використовувати цю роботу для будь-яких цілей без запиту дозволу.

Підтримайте мейкера, купуючи продукти через його креслення, де він отримує Комісію мейкера встановлену вендорами, або створіть нову ітерацію цього креслення та включіть його як зв'язок у власне креслення для розподілу доходу.

Обговорення

(0)

Увійти щоб приєднатися до обговорення

Завантаження коментарів...