1 Giản đồ trạng thái Fe C 2 Chuyển biến khi nung nóng thép ( )M 3 Chuyển biến khi ( )P khi làm nguội chậm 4 Chuyển biến ( )M khi làm nguội nhanh 5 Trình bày công nghệ ủ, thường hóa, ram thép[.]
1 Giản đồ trạng thái Fe-C Chuyển biến nung nóng thép ( M ) Chuyển biến ( P) làm nguội chậm Chuyển biến ( M ) làm nguội nhanh Trình bày cơng nghệ ủ, thường hóa, ram thép cacbon a Ủ thép: Là phương pháp nung nóng thép đến nhiệt độ định, giữ nhiệt làm nguội chậm lò để nhận tổ chức ổn định (gắn với tổ chức cân bằng) có độ cứng thấp độ dẻo cao Mục đích: - Giảm độ cứng thép để dễ gia công cắt gọt - Làm tăng độ dẻo để dễ tiến hành biến dạng nguội - Làm giảm hay khử bỏ hoàn toàn ứng suất bên gia công cắt biến dạng - Làm đồng thành phần hoá học vật đúc bị thiên tích - Làm nhỏ hạt thép Các phương pháp ủ: - Ủ thấp (Ủ non): Tiến hành nhiệt độ 200 600o C để giảm hay khử bỏ ứng suất bên vật đúc hay sản phẩm qua gia cơng khí 200 - 300° C khử bỏ phần ứng suất bên (làm giảm bớt), 450 - 600° C khử bỏ hoàn toàn ứng suất bên - Ủ kết tinh lại: Tiến hành nhiệt độ kết tinh lại (với thép cacbon nhiệt độ ủ 600 - 700° C) nhằm khôi phục lại độ dẻo, giảm độ cứng KL qua biết dạng - Ủ hoàn toàn: Là phương pháp ủ nung nóng thép đến trạng thái hồn tồn ôstenit, nhiệt độ cao Ac Làm nhỏ hạt thép, giảm độ cứng tăng độ dẻo để dập nguội cắt gọt - Ủ khơng hồn tồn: nung nóng thép đến nhiệt độ cao AC1 ACM tức trạng khơng hồn tồn ơstenit - Ủ cầu hóa: dạng đặc biệt ủ khơng hồn toàn - Ủ đẳng nhiệt: Sau nung giữ nhiệt, làm nguội nhanh t A1 (50 100o C ) sau làm nguội ngồi khơng khí - Ủ khuếch tán: áp dụng cho chi tiết đúc Nhiệt độ ủ 1000 1200o C thời gian 8-12 Sau đúc cần phải ủ hoàn toàn thường hóa để làm nhỏ hạt b Thường hóa: Phương pháp nhiệt luyện gồm nung nóng thép đến trạng thái hoàn toàn austenit giữ nhiệt làm nguội khơng khí tĩnh TTH AC hay Acm (30 50o C ) Công dụng: tương tự ủ số đặc điểm sau: - Đạt độ cứng thích hợp để gia cơng cắt cho thép cacbon thấp ≤ 0,25%C - Làm nhỏ xementit chuẩn bị cho nhiệt luyện kết thúc - Phá lưới xementit hai thép sau tích Chọn nhiệt độ tơi, phương pháp tơi thể tích thép cacbon Thép trước tích tích: to = AC3 + (30 ÷ 50)o C Thép sau tích : to = AC1 + (30 ÷ 50)o C Các phương pháp tơi thể tích: Tơi mơi trường : sau nung nóng đến nhiệt độ tơi giữ nhiệt, làm nguội môi trường ( nước dầu…) môi trường nước dùng cho thép cacbon, môi trường dầu dùng cho thép hợp kim Đơn giản, dễ khí hóa, tạo ứng suất lơn gây cong vênh, nứt chi tiết Tôi môi trường: chi tiết dc làm ngi mơi trường có tốc độ nguội nhanh ( nước, dd muối…) đến khoảng 250 ÷ 300oC chuyển sang mơi trường có tốc độ nguội châm ( dầu , kkhí…) Giảm ứng suất tơi tránh biến dạng nứt khó xác định thời điểm chuyển từ môi trường sang môi trường Tôi phân cấp: khắc phục dc nhược điểm việc xác định nhiêt độ chuyển môi trường Nhúng chi tiết giữ nhiệt độ vào mơi trường muối nóng chảy có nhiệt độ cao Mđ khoảng 50 ÷ 100oC , giữ nhiệt để chi tiết có nhiệt độ đồng tồn tiết diện khơng dể xảy chuyển biến pha, để chi tiết chuyển biến mactenxit khơng khí Giảm ứng suất nên gây biến dạng, nứt khó thực hiên với chi tiết kích thước lớn khó khống chế thời gian giữ nhiên phân cấp để không xảy chuyển biến trung gian bainit Tôi đẳng nhiệt: giống phân cấp.nhưng không nhấc chi thiết mà giữ nhiêt đủ lâu để ostenit phân hủy hỗn hợp ferit xêmentit Độ cứng tương đối cao độ dai tốt Do chi tiết có ứng suất dư khơng đáng kể nên sau không cần ram Chỉ áp dụng cho chi tiết có kích thước nhỏ ổn định ơstenit cao Hóa-nhiệt luyện (trình bày cơng nghệ thấm cacbon thể rắn thể khí, cơng nghệ nhiệt luyện sau thấm cacbon) a Thấm cacbon thể rắn khí Phương pháp nhiệt luyện làm bão hịa khuếch tán vào bề mặt thép cacbon hay nhiều nguyên tố làm thay đổi tổ chức tính chất lớp bề mặt Nhiệt độ thấm: thường chọn Ac3 (900-9500C) Tổ chức tế vi nhận sau thấm tính từ bề mặt vào sau làm nguội chậm là: P+XeII ; P ; P+F Thấm cacbon thể khí: sử dụng khí chứa cacbua hidro no CnH2n+2 không no CnH2n chất lỏng dầu hỏa, benzen nhiệt phân thành khí cacbua hidro thấm lị có múp kín Q trình thấm rút ngắn, điều kiện lao động cải thiện, dễ tự động hóa, chất lượng lớp thấm đồng tốt Thấm cacbon thể rắn: Dùng than gỗ (80-90% lượng) nghiền nhỏ 2-5mm làm chất thắm lượng nhỏ chất xúc tác: Na2CO3 , K2CO3 (10-15% lượng) thêm chất chống dính CaO b Công nghệ nhiệt luyện sau thấm cacbon Tôi lần + ram thấp (dùng cho chi tiết quan trọng): Tôi lần 1: làm nhỏ hạt phá lưới xemetit II lớp bề mặt, nhiệt độ tôi: Ac3 (880-900 0C), phù hợp với thép trước tích Tơi lần 2: làm cứng bề mặt thép, nhiệt độ tôi: Trên Ac1 (7607800C), tương ứng với thép tích, sau tích Ram thấp: nhiệt độ: 160-1800C, khử bỏ phần ứng suất mà giữ độ cứng cao bề mặt Tôi lần + ram thấp: (dùng cho chi tiết không quan trọng chịu tải nhỏ): nhiệt độ tơi Ac1 Ac3, cần tính lõi cao lấy khoảng 820-8500C, cần độ cứng bề mặt cao lấy khoảng 760-7800C Rồi tiến hành ram thấp Tôi trực tiếp + ram thấp (dùng cho thép có chất hạt nhỏ hợp kim hóa thêm titan, vanadi ): tơi sau thấm Tôi nhiệt độ cao (900-9500C) (cách dễ gây cong vênh lớn) hạ xuống Ar3 (850-8600C) (độ cong vênh thấp hơn) Sau tiến hành ram thấp Thép thấm cacbon ( điều kiện làm việc, yêu cầu kĩ thuật, nhóm thép thấm cacbon, cơng nghệ nhiệt luyện sau thấm) Dùng để chế tạo chi tiết có lõi dẻo dai, cịn bề mặt có độ cứng cao, chịu mài mịn (bánh răng, chốt, xích, ) Thành phần hóa học: thành phần cacbon (giới hạn 0.1-0.25% đơi đến 0.3%) nguyên tố hợp kim ( Cr, Ni, Mn, Mo, V ) Công nghệ nhiệt luyện: thấm cacbon, tơi ram thấp Các nhóm thép thấm cacbon Gồm Ứng dụng Công nghệ nhiệt Cơ tính luyện Nhóm thép C10, C15, làm chi tiết mỏng không nên thấm b=500-600 Cacbon đơn giản, yêu cầu q 9000C tơi 0.2=300-400 MPa chống mài mịn bề nước lần sau =15-20 % mặt mà không yêu cầu thấm cacbon Độ cứng bề mặt >= cao độ bền 60 HRC C20, C25, CT38 Nhóm thép 15Cr, Crom MPa 20Cr, làm chi tiết có thấm nhiệt b=700-800 MPa 15CrV đường kính nhỏ độ 900-9200C, 0.2=500-600 30 mm, chống mài dầu Mpa mòn bề mặt cao, chịu =10-12 % tải trung bình Độ cứng bề mặt >= 60 RC Nhóm thép CrơmNiken 20CrNi 12CrNi3A 18Cr2Ni4W A chi tiết thấm cacbon b=1000-1200 có tiết diện lớn, chịu Mpa tải cao, chi tiết đăc 0.2=700-950 biệt quan trọng Mpa =10-12 % Độ cứng bề mặt > 60 HRC Nhóm thép 18CrMnTi sản xuất chi tiết b=1150-1500 Crôm- 25CrMnTi oto, máy kéo Mpa Mangan- 30CrMnTi 0.2=900-1300 Titan 25CrMnMo MPa (Molipden) =9-11 % Thép hóa tốt ( điều kiện làm việc, yêu cầu kĩ thuật, nhóm thép thấm hóa tốt, cơng nghệ nhiệt luyện sau thấm) Có hàm lượng cacbon trung bình (0,30 ~ 0,50%) dùng để chế tạo chi tiết chịu trọng tải tĩnh va đập cao, yêu cầu độ bền độ dai cao Thành phần hóa học: thành phần cacbon (giới hạn 0,3-0,5% đến 0,55%) nguyên tố (Cr, Ni, Mn, Si 1%) Các mác thép: Nhóm thép Cacbon (C35, C40, C45, C50), Nhóm thép Crom (35Cr, 40Cr, 40CrB), Nhóm thép Crơm-Mangan-Silic (40CrMn, 40CrMnB, 30CrMnSi), Nhóm thép Crơm-Niken (40CrNi, 45CrNi, 50CrNi), Nhóm thép Crơm-Niken (38CrNi3MoA, 38CrNi3MoVA, 18Cr2Ni4MoA) Nhiệt luyện: Sơ :thép cacbon crơm sau biến dạng nóng đem ủ hồn tồn Với thép crơm-niken cao ( loại thép mactenxit) phải thường hố (tơi) ram cao Kết thúc :tôi ram để nhận tổ chức xoocbit ram, có độ dai va đập lớn Những chi tiết vừa chịu gia đập, vừa chịu mài mòn, sau nhiệt luyện hố tốt cịn phải qua tơi bề mặt, thấm cacbon-nitơ thấm nitơ 10 Thép làm dao cắt có suất cao ( thép gió) (điều kiện làm việc, yêu cầu kĩ thuật công nghệ nhiệt luyện) Loại thép dụng cụ hợp kim cao, suất cao Thành phần hóa học: C (0,7-1,5%), Cr ( khoảng 4%), W (9-18%: quan trọng nhất), Vanadi (1-2%), Cooban (5-10%) Molipđen dùng thay cho Wonfram Tơi thép gió: Nhiệt độ tơi cao 1230-1290oC Mơi trường tơi dầu nóng (60-80oC) tơi phân cấp muối nóng chảy (400-600oC), làm nguội ngồi khơng khí Tổ chức thép gió sau tơi: mactenxit, ôstenit dư(30-40%),cacbit dư (1520%) độ cứng 62-63 HRC Ram thép gió: làm giảm lượng ơstenit sau tơi, tăng độ cứng cho thép Nđộ ram 550-570oC, ram nhìu lần (2-4lần), lần ram khoảng 1tiếng Nđộ ram 600oC: cacbit thép kết tụ làm giảm độ cứng Để nâng cao khả cắt gọt thép gió: tiến hành thấm cacbon-nitơ nhiệt độ 550-570oC 2-3giờ tạo lớp thấm 0,02-0,04 mm => độ cứng bề mặt cao (10001100 Hµ) tăng tuổi thọ len 50-200% 11 Thép làm khn dập nguội nóng 12 Gang xám, gang cầu ( thành phần hóa học, tổ chức tế vi, phương pháp chế tạo, tính ứng dụng) a Gang xám: Thành phần hóa học: C (2,8-3,5%), Si (1,5-3%0, Mn ( 0,5-1%), P (