Tổng quan về các loại nhiệt luyện

Người ta gọi nhiệt luyện để chỉ tác dụng nhiệt gây thay đổi vĩnh viễn cấu trúc và đặc tính. Người ta phân biệt các phương pháp nhiệt luyện sau:

Nung

Nung là một phương pháp nhiệt luyện, gổm các giai đoạn nung nóng chậm, giữ cổ định nhiệt độ nung và làm nguội chậm.

Các phương pháp nung. Các phương pháp nung khác nhau ở nhiệt độ và thời gian nung (Hinh 1).

Qua nung giảm ứng suất tất cả dạng ứng suất do chảy dẻo trong chi tiết sẽ giảm đi. Các ứng suất trong (ứng suất nội thể) có thể do đúc, cán, rèn hay hàn phát sinh ra. Người ta nung các chi tiếtở550°Cđến 650°c trong 1 đến 2 giờ (Hình 1).

Nung tái kết tinh (ủ trung gian) được ứng dụng đưa cấu trúc bị biến thể do biến dạng nguội trở về cấu trúc chưa biến thể. Một cấu trúc hoàn toàn mới được hình thành qua tác động nung nhiều giờ ở nhiệt độ 550°c đến 650°c (Hình 2).

Khi nung mềm (ủ mềm), tùy theo hàm lượng carbon của thép, người ta nung nóng lên 680°c đến 750°c và giữcố định nhiệt độ trong nhiều giờ. Cũng có thể đạt tác dụng như thế bằng phương pháp nung thay đổi nhiệt độ, nghĩa là với nhiều lần thay đổi nhiệt độ vượt qua đường PSK (Hình 1). Qua nung mềm xêmentit sọc biến đổi thành xementit hạt (Hình 3).

Nhờ thế mà vật liệu dễ biến dạng và dễ cắt gọt.

Nung ủ thường hóa được ứng dụng khi cẩn phải loại bỏ cấu trúc không đồng đều hay có hạt to. Việc này đạt được với cách nung với thời gian ngắn ở nhiệt độ nằm gần trên đường GSK (Hình

Điểu này đưa đến sự cấu tạo hạt hoàn toàn mới. Qua đó hình thành một cấu trúc hạt mịn và đổng đều (Hình 4). Quá trình này cũng được gọi là làm mịn lại (Hồi tinh thể).

Người ta hiểu nghĩa thuật ngữ ủ khuếch tán là một cách nung thời gian dài ở nhiệt độ 1050°c đến 1250°c. Mục đích là để cân bằng hàm lượng khác biệt trong chi tiết, phát sinh qua quá trình đúc (sự chia tách hay thiên tích).

Lỗi nung. Không giữ cố định nhiệt độ và thời gian nung sẽ không đưa đến sự thay đổi cấu trúc như mong muốn. Khi nung với thời gian quá dài và nhiệt độ vượt quá mức, vật liệu sẽ bị hư hại hay bị phá hủy.

Tôi (trui)

Phương pháp tôi bao gổm nhiều giai đoạn gia công (Hình 1).

Đẩu tiên chi tiết được nung nóng lên nhiệt độ tôi và tiếp theo là giữ cổ định nhiệt độ này. Rối chi tiết được làm nguội đột ngột, tức là nhúng vào nước hay dẩu. Nhờ đó mà thép rất cứng, nhưng cũng giòn và dễ gãy. Vì thế chi tiết tiếp tục được ram, nghĩa là nung lên nhiệt độ ram, tiếp theo đó chi tiết được để giảm nhiệt trong không khí. Chất thép sẽ có độ cứng cẩn dùng.

Tôi là một phương pháp nhiệt luyện làm cho thép cứng và có độ bền chống hao mòn.

Trước tiên dụng cụ và cấu kiện chịu mài mòn được tôi (Hình 2).

Quá trình diễn tiến bên trong lúc tôi

Lúc nung nóng thép vượt qua nhiệt độ của đường GSK trong biểu đổ trạng thái Fe-C tinh thể biến đổi từ lập phương tâm khối của mạng ferit sang lập phương tâm mặt của mạng austenit (Hlnh

trang 279). Chỗ trống (được giải phóng) ở tâm khối của tinh thể được một nguyên tử carbon có nguồn gốctừthành phẩn cấu trúcxêmentit (Fe3C) chiếm lấy. Sự biến đổi này có thể thấy được trong ảnh mài (ảnh chụp cấu trúc tế vi).

Làm nguội chậm. Khi làm nguội chậm thép austenit, sự biến đổi sẽ đảo ngược. Mạng tinh thể lập phương tâm khối sẽ xuất hiện trở lại (Hình 2, trang 279). Nguyên tử carbon rút đi (khuếch tán) ra khỏi tâm khối lập phương và kết nối với nguyên tử sắt thành xêmentit (Fe3C), tự tách rời dưới dạng sọc. Cấu trúc peclit hình thành giống như trước khi nung.

Làm nguội cấp tốc (Nhúng lầm nguội). Nếu thép austenit được làm nguội thật nhanh, mạng austenit lập phương tâm mặt sẽ lật chuyển đột ngột thành mạng ferit lập phương tâm khối khi nhiệt độ xuống thấp hơn đường GSK (Hình 3).

Nguyên tử carbon ở giữa khối không có thì giờ rút ra khỏi mạng, ở giữa mạng có cùng lúc một nguyên tử carbon và có thêm một nguyên tử sắt. Vì thế mạng tinh thể bị bóp méo rất mạnh. Một cấu trúc được dưới dạng những hình kim mịn, được gọi là mactensit. cấu trúc này rất cứng nhưng giòn.

Mactensit chỉ được hình thành khi chi tiết được làm nguội đủ nhanh (với một tốc độ làm nguội tối thiểu) và khi thép có đủ hàm lượng carbon.

Chỉ những ioại thép có trên 0,2 % carbon mới thích hợp cho nhiệt luyện tôi.

Nung nóng và giữ cố định nhiệt độ tôi

Chi tiết được đưa vào một lò tôi đã nung nóng lên nhiệt độ tôi trên toàn tiết diện (nung thấu) và nhiệt độ tôi được giữ vững trong một thời gian nhất định.

ở những loại thép carbon nhiệt độ tôi phụ thuộc vào hàm lượng carbon và có thể trình bày trong biểu đồ trạng thái của hợp kim sắt-carbon (Hình 1)

Nhiệt độ này cẩn phải cao hơn đường GSK khoảng 40°c. Qua đó sự biến đổi tinh thể của cấu trúc ferit-peclit sẽ chắc chắn đạt được.

Nhiệt độ tôi quá thấp sẽ sinh ra những vùng vật liệu không cứng (đốm mềm). Nhiệt độ tôi quá cao làm cấu trúc tôi có dạng kim thô với độ giòn cao.

Thép carbon với hơn 0,8 % carbon được nung mểm trước khi tôi để có một cấu trúc nền ferit với hạt mịn xêmentit (Hình 3 trang 280). Khi tôi người ta đạt được cấu trúc nển mactensit mịn với những hạt xêmentit được xen vào. ở thép hợp kim, nhiệt độ tôi thường cao hơn ở thép carbon và thời gian giữ nhiệt độ cố định dài hơn. Hai điều này được ghi trong những trang tiêu chuẩn về vật liệu và có thể tìm ra ở đấy hoặc ở trong quy định nhiệt luyện của công ty sản xuất thép.

Làm nguội cấp tốc (Nhúng làm nguội)

Làm nguội nhanh cho chi tiết đã được nung nóng đến nhiệt độ tôi sẽ đạt được bằng cách nhúng vào nước hay dẩu nhũ (dầu emulsi) hoặc thổi khí. Lúc làm nguội cấp tốc, tư thế của chi tiết lúc nhúng vào và chuyển động trong chất lỏng làm nguội rất quan trọng, nhờ đó tránh được sự làm nguội không đồng đều dẫn đến méo mó (Hình 2)

Chỉ dẫn thực hành khi làm nguội cấp tốc

• Chi tiết dạng thanh nhúng theo chiểu dài
• Chi tiết với tiết diện lớn nhất được nhúng trước
• Chi tiết có lỗ cụt phải nhúng với miệng hở quay lên trên để cho bọt khí thoát được
• Chi tiết có bể mặt phẳng nên nhúng cạnh hẹp trước.

Phải đảm bảo rằng những bọt hơi phát sinh ở bể mặt chi tiết được giải thoát nhanh. Bọt bám chắc làm giảm tốc độ truyền nhiệt và ngăn việc làm nguội đổng đều cho chi tiết.

Cấu trúc và mạng tinh thể lúc nung nóng

Phần còn lại của phần tử kim và phần tử có ý nghĩa

Hàm mũ của chúng tôi có thể tăng 2%, đạt được. Gia đình của họ và gia đình Trong giai đoạn này, rất nhiều thay đổi trong khi tập tài liệu.

Nếu nung chúng có carbon (thép) lên trên 723 ° c, thì đó là phần của nó. Nguyên nhân của sự thay đổi trong cuộc sống và sự thay đổi của họ.

Khi nung lên 723 ° c, cách tinh tinh thiết lập (krz) của tinh tinh lên men Cách hát của nam tính (kfz) cách mạng austenit. Nơi trú ngụ của chúng tôi, một trong những thứ khác nhau, đó là một thứ gì đó có thể sử dụng được. Austenit kết hợp với tinh tinh

Loại thép với 0,8 % carbon (cấu trúc peclit) xuất hiện sự biến đổi tinh thể này toàn diện ở 723°c (Điểm s trong hình 1).

Những loại thép với hàm lượng carbon dưới 0,8

% thành phẩn peclit của cấu trúc ferit-peclit biến đổi sang austenit ở723°C.Thành phẩn ferit còn lại chuyển dẩn sang austenit giữa đường P-S và đường G-S. Phía trên đường G-S, toàn bộ cấu trúc biến đổi sang austenit.

Trong thép có hơn 0,8 % carbon, phấn peclit cùa cấu trúc peclit-xêmentit biến đổi mạng tinh thể lúc vượt qua đường S-K thành austenit. Phấn xêmentit biên hạt hòa tan dần dần với sự gia tăng nhiệt độ ở vùng nhiệt độ giữa đường S-K và S-E.Trên đường S-E sẽ chỉ có cấu trúc austenit.

Bố trí của chúng tôi đang ở trong tình trạng tuyệt vời. Mạnh mẽ austenit Cuộc tranh luận về cuộc sống của chúng tôi ở thế giới 723 ° c, cách mạng austenit từ khóa của chúng tôi