Nhiệt luyện thép Nhiệt luyện thép (Heat treatment of steels) Nguyễn Bá Kiên Bộ môn CNVL Khoa Cơ khí nbkiendut udn vn 2022 thép Nhiệt luyện théthép Nhiệt luyện thé8292022 Tài liệu tham khảo (References) 1 Nghiêm Hùng, Giáo trình vật Liệu.
Nhiệt luyện thép (Heat treatment of steels) Nguyễn Bá Kiên Bộ mơn CNVL-Khoa Cơ khí nbkien@dut.udn.vn 2022 Tài liệu tham khảo (References) Nghiêm Hùng, Giáo trình vật Liệu Học, Đại Học Bách Khoa HN, 1999 Lê Công Dưỡng, Vật Liệu Học, Nhà xuất khoa học Kỹ Thuật, Hà Nội, 1997 William, D.C., Materials Sciences and Engineering An Introduction, 7th Edition, John Wiley and Sons, New York, 2007 Brian, S.M., An introduction to materials science and Engineering for chemicals and materials Engineers, John Wiley and Sons, New York, 2003 Michael, S.H., RH.J David, Engineering Materials 2-An Introduction to Microstructures, processing and design, 3rd edition, Elsiver, UK, 2006 William, F.H., Foudations of materials science and engineering, 3rd Edition, McGraw-Hill, New York, 1999 Phạm Thị Minh Phương, Tạ Văn Thất, Công nghệ nhiệt luyện, Nhà xuất giáo dục, Hà nội, 2000 8/29/2022 Tại lại học nhiệt luyện thép? Nhiệt luyện khâu có tác dụng định đến chất lượng sản phẩm khí nên phận khơng thể thiếu nhà máy khí, đặc biệt nhà máy chế tạo Từ sở nhiệt luyện thép dễ dàng sâu vào tìm hiểu dạng nhiệt luyện áp dụng cho vật liệu kim loại khác nhôm, titan… 8/29/2022 GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI Fe-C Cơ sở để nghiên cứu nhiệt luyện thép tìm hiểu tính chất thép-gang giản đồ trạng thái Fe-C Để nghiên cứu giản đồ trạng thái Fe-C, trước hết khảo sát đặc tính nguyên thành phần Cacbon Là nguyên tố kim thuộc nhóm bảng hệ thống tuần hồn hai dạng thù hình: Graphit kim cương Ở điều kiện bình thường graphit dạng ổn định cịn kim cương khơng Graphit có mạng hình lục giác mềm Trong thiên nhiên phần lớn cacbon dạng vơ định hình Hình Cấu trúc mạng tinh thể cacbon a Kim cương b Graphit 8/29/2022 Sắt Là nguyên tố thuộc nhóm VII bảng hệ thống tuần hoàn, sắt kim loại chuyển tiếp a) Cơ tính Các giá trị tiêu tính Fe sau: Giới hạn bền kéo, σb 250 N/mm2 Giới hạn bền chảy σc 120 N/mm2 Độ giãn dài tương đối, δ 50% Độ thắt tỷ đối, ψ 85% Độ cứng, HB 80 kG/mm2 Độ dai va đập, ak 3000 kJ/m2 Bảng Tổng hợp tiêu tính sắt 8/29/2022 Như so với nhiều kim loại thường dùng nhôm, đồng, sắt có độ bền, độ cứng cao hẳn, thấp so với yêu cầu chế tạo khí Đó ngun nhân người ta khơng dùng sắt nguyên chất chế tạo khí, mà dùng hợp kim có tính cao rõ rệt b) Tính thù hình Sắt có hai kiểu mạng tinh thể tồn ba khoảng nhiệt độ khác nhau: - Mạng lập phương thể tâm tồn hai khoảng nhiệt độ: 911 oC gọi Feα 1392-1539 oC gọi Feδ Thông số mạng phụ thuộc vào nhiệt độ khoảng 2.86-2.93 Ao Đặc biệt Feα có tính sắt từ nhiệt độ thấp 768 oC Sắt vật liệu từ mềm Mật độ Feα 7.68 g/cm3 - Mạng lập phương diện tâm tồn khoảng nhiệt độ 911-1392 oC gọi Feγ, với thông số mạng 911 oC khoảng 3.64 oA Feγ có tính thuận từ có mật độ 8.0-8.1 g/cm3 8/29/2022 Tương tác Fe-C Fe C tương tác với theo hai cách: Fe hòa tan C để tạo thành dung dịch rắn Fe kết hợp với C thành hợp chất hóa học ❖ Feα Feδ với mạng lập phương thể tâm mật độ xếp thấp, có nhiều lỗ hổng, song lổ hổng lại có kích thước nhỏ: r=0.154rFe (lỗ tám mặt) r=0.291rFe (lỗ bốn mặt) → Về nguyên lý Feα Feδ khả hịa tan cacbon hay độ hịa tan cacbon chúng không đáng kể ❖ Feγ với mạng lập phương diện tâm có mật độ thể tích cao hơn, lỗ hỏng lại có loại có kích thước lớn hơn: r=0.225rFe (lỗ bốn mặt) r=0.414rFe (lỗ tám mặt) Ở lỗ hổng tám mặt chứa khối cầu 0.0512 nm, nên có khả thu xếp để nguyên tử cacbon lọt vào cách giản nguyên tử sắt xa Do có Feγ hịa tan C 10% 3) ❖ 8/29/2022 ❖ Khi lượng cacbon đưa vào sắt vượt giới hạn hịa tan (phụ thuộc vào dạng thù hình nhiệt độ), sau vào lỗ hổng để tạo nên dung dich rắn xen kẽ, phần C thừa kết hợp với Fe tạo thành Fe3C gọi cementit pha xen kẽ với kiểu mạng phức tạp, có thành phần 6.67%C +93.33%Fe b) c) a) Hình a) cementit màu trắng perlit màu đen cấu trúc tế vi gang b) Cấu trúc diện tâm c) Cấu trúc thể tâm 8/29/2022 8/29/2022 ... 8/29/2022 Tại lại học nhiệt luyện thép? Nhiệt luyện khâu có tác dụng định đến chất lượng sản phẩm khí nên phận khơng thể thiếu nhà máy khí, đặc biệt nhà máy chế tạo Từ sở nhiệt luyện thép dễ dàng... thép dễ dàng sâu vào tìm hiểu dạng nhiệt luyện áp dụng cho vật liệu kim loại khác nhôm, titan… 8/29/2022 GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI Fe-C Cơ sở để nghiên cứu nhiệt luyện thép tìm hiểu tính chất thép-gang... ✓ Austenit (Feγ) - Khơng có tính từ, tồn nhiệt độ cao (>723 oC) nên khơng có khả sử dụng hợp kim lại có vai trị định nhiệt luyện - Với tính dẻo cao mềm nhiệt độ cao nên biến dạng nóng (dạng chủ