GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU KỸ THUẬT CƠ KHÍ

Giáo trình vật liệu kỹ thuật cơ khí là một tài liệu giảng dạy chuyên sâu về các vật liệu kỹ thuật cơ khí, bao gồm các khái niệm cơ bản về cấu trúc, tính chất, ứng dụng và xử lý vật liệu. Giáo trình này giúp cho sinh viên và học viên các ngành kỹ thuật cơ khí hiểu rõ hơn về các loại vật liệu cơ bản được sử dụng trong công nghiệp, như thép, hợp kim nhôm, đồng, titan, gốm, composite và nhựa. Ngoài ra, giáo trình còn cung cấp cho học viên các kiến thức về cơ học, độ bền, độ dẻo, độ cứng, độ dẫn điện, độ dẫn nhiệt, khả năng chịu mài mòn, khả năng chịu ăn mòn, và khả năng chịu nhiệt của các vật liệu. Giáo trình được biên soạn bởi các chuyên gia trong lĩnh vực kỹ thuật cơ khí, đảm bảo tính chính xác, đầy đủ và thực tiễn của các kiến thức được truyền đạt. Bên cạnh đó, giáo trình còn cung cấp cho học viên các bài tập và ví dụ để giúp họ hiểu rõ hơn về các khái niệm và áp dụng chúng vào thực tế. Tổng quan, giáo trình vật liệu kỹ thuật cơ khí là một tài liệu giảng dạy chuyên sâu, cung cấp cho học viên kiến thức bổ ích, hữu ích và thực tiễn trong lĩnh vực kỹ thuật cơ khí, giúp cho họ nâng cao kỹ năng và kiến thức về vật liệu, từ đó đóng góp vào sự phát triển của ngành công nghiệp cơ khí nói chung.

MÅÍ ÂÁƯU Trong lëch sỉí phạt triãøn ca x häüi loi ngỉåìi chụng ta â sỉí dủng ráút nhiãưu loải váût liãûu khạc nhau, våïi nàng sỉí dủng ca chụng cng ngy cng cao hån Âáưu tiãn l thåìi k âäư âạ, sau âọ tiãún âãún thåìi âải âäư âäưng, âäư sàõt.v v Cho âãún ngy l mäüt loảt cạc loải váût liãûu måïi : composit, ceramit, pälyme v.v Cạc loải váût liãûu ny (âàûc biãût l kim loải & håüp kim, cng våïi cạc loải váût liãûu måïi) â gọp pháưn thục âáøy sỉû phạt triãøn ca x häü loi ngỉåìi mäüt cạch nhanh chọng Ngy cạc lénh vỉûc cäng nghiãûp, qúc phng, âåìi säúng âi hi váût liãûu sỉí dủng cáưn phi cọ ráút nhiãưu cháút khạc Vê dủ : thỗ cỏửn coù tờnh dỏựn õióỷn rỏứt cao õóứ dng ngnh âiãûn lỉûc, lục lải u cáưu cọ âäü cỉïng låïn âãø lm cạc loải dủng củ càõt gt kim loải, lải cáưn cọ âäü bãưn låïn âãø lm cạc cáúu kiãûn xáy dỉûng, hồûc phi cọ cao âãø cạn, dáûp, kẹo ngüi, hay cáưn âäü bãưn cao nhỉng khäúi lỉåüng riãng nh âãø dng cäng nghiãûp hng khäng Táút c cạc u cáưu ny âãưu cọ thãø âỉåüc âạp ỉïng båíi váût liãûu kim loải cng cạc loải váût liãûu måïi Män váût liãûu hck s trang bë cho sinh viãn nhỉỵng kiãún thỉïc cå bn ca cạc loải váût liãûu chênh : tinh thãø, cạc håüp kim, bạn dáùn v ion, cäüng họa trë cng kiãún thỉïc vãư xỉí l nhiãût ca chụng Mủc âêch ca män hc ny giụp cho sinh viãn hiãøu r cạc loải váût liãûu khạc dỉûa trãn mäúi quan hãû giỉỵa cáúu trục (liãn kãút họa hc, kiãøu mảng tinh thãø) v cå l tênh, thỉûc hnh âỉåüc cạc thê nghiãûm cå bn âãø xạc âënh cå ca váût liãûu v biãút lỉûa chn váût liãûu ph håüp nháút âạp ỉïng nhu cáưu sỉí dủng sau ny Khi nghiãn cỉïu mäüt váût liãûu báút k chụng ta âãưu dỉûa vo bäún cỉûc cå bn sau âáy : Kãút cáúu ca cáúu trục, cạc cháút, sỉû täøng håüp cạc phỉång phạp gia cäng v hiãûu qu sỉí dủng ca Mäüt sn pháøm cọ thãø gäưm hng chủc loải váût liãûu khạc tảo nãn Vê dủ ä tä RENAULT CLIO 1,2 RN ca Phạp gäưm mỉåìi mäüt loải váût liãûu sau õỏy taỷo nón : 1- Theùp tỏỳm 40,9% 2-Theùp hỗnh 10,9% 2-Gang 11,3% 4-Håüp kim nhäm 4,2% 5-Cạc kim loải mu khạc 3,9% 6-Cháút 10,2% 7-Cháút ân häưi 3,4% 8-Váût liãûu hỉỵu cå khạc 3,4% 9-Thy tinh 4,2% 10-Sån 1,7% 11-Cháút lng 5,9% u cáưu ca ngỉåìi k sỉ cạc ngnh cå âiãûn tỉí ngoi kh hiãøu biãút vãư chun män sáu ca ngnh hc, cn phi nàõm âỉåüc nhỉỵng cháút cå bn ca cạc loải váût liãûu âãø tỉì âọ cọ thãø sỉí dủng mäüt cạch håüp l nháút nhàịm náng cao tøi th ca maùy moùc, cọng trỗnh, haỷ giaù thaỡnh saớn phỏứm Män hc ny kãú thỉìa kiãún thỉïc ca khạ nhiãưu cạc lénh vỉûc khạc : tinh thãø hc, cå lỉåüng tỉí, l thuút lãûch, váût l tia rån ghen, àn mn v bo vãû kim loải âọ khäúi lổồỹng kióỳn thổùc khaù lồùn vaỡ coù nhióửu mỷt Vỗ váûy âi hi ngỉåìi hc phi nàõm vỉỵng cạc kiãún thỉïc cå bn vãư váût liãûu v thỉûc hnh nghiãm tục cạc thê nghiãûm Khi nghiãn cỉïu män hc ny phi nàõm chàõc mäúi quan hãû giỉỵa thnh pháưn họa hc, cáúu trục v cháút ca váût liãûu Báút k sỉû thay âäøi no ca thnh pháưn họa hc v cáúu trục s dáùn tåïi sỉû biãún âäøi ca cháút váût liãûu PHÁƯN : CÅ SÅÍ VÁÛT LIÃÛU HC CHỈÅNG : CÁÚU TRỤC TINH THÃØ CA VÁÛT LIÃÛU 1.1.CÁÚU TẢO NGUN TỈÍ V CẠC LOẢI LIN KT IỉN HầNH TRONG CHT RếN : 1.1.1.Mọ hỗnh cáúu tảo ngun tỉí : Ngun tỉí l mäüt hãû thäúng bao gäưm hảt nhán mang âiãûn dỉång v cạc âiãûn tỉí mang âiãûn ám chuøn âäüng xung quanh Hảt nhán ngun tỉí cáúu tảo båíi cạc präton v nåtron Präton mang âiãûn dỉång cọ âiãûn têch bàịng âiãûn têch ca âiãûn tỉí, nåtron khäng mang âiãûn Trong trảng thại bỗnh thổồỡng nguyón tổớ trung hoỡa õióỷn vỗ sọỳ lổồỹng präton bàịng säú lỉåüng âiãûn tỉí Säú ny âỉåüc âàûc trỉng bàịng säú thỉï tỉû (Z) bng tưn hon Menâãlãẹp Khäúi lỉåüng ngun tỉí bàịng khäúi lỉåüng hảt nhán cuớa noù vỗ khọỳi lổồỹng cuớa prọton vaỡ nồtron lồùn hån ráút nhiãưu so våïi khäúi lỉåüng âiãûn tỉí Våïi cng khäúi lỉåüng âiãûn tỉí v präton, hảt nhán cọ thãø chỉïa säú lỉåüng nåtron khạc v tảo nãn cạc âäưng vë ca cng mäüt ngun täú họa hc Xaùc suỏỳt tỗm thỏỳy õióỷn tổớ trón mọỹt quyợ õaỷo nạo âọ xung quanh hảt nhán âỉåüc xạc âënh bàịng bäún tham säú gi l säú lỉåüng tỉí Cọ nghéa l trảng thại nàng lỉåüng ca mäùi âiãûn tỉí ngun tỉí âỉåüc xạc âënh båíi bäún säú lỉåüng tỉí Cạc säú lỉåüng tỉí gäưm cọ : a-Säú lỉåüng tỉí chênh n : cọ cạc giạ trë bàịng 1, 2, 3, xạc âënh nàng lỉåüng cho phẹp ca âiãûn tỉí Cạc âiãûn tỉí cọ cng säú lỉåüng tỉí chênh n håüp thnh mäüt låïp âiãûn tỉí Cạc låïp âiãûn tỉí láưn lỉåüt l : K, L, M, N tæång æïng våïi n = 1, 2, 3, b-Säú lỉåüng tỉí phỉång vë l : xạc âënh cạc giạ trë cho phẹp ca mämen xung lỉåüng qu âảo, cọ trë säú bàịng 0, 1, 2, (n - 1) Cạc âiãûn tỉí våïi l khạc ca cng låïp tảo thnh nhỉỵng phán låïp tỉång ỉïng, k hiãûu láưn lỉåüt l s, p, d, f ỉïng våïi l = 0, 1, 2, c-Säú læåüng tỉí tỉì ml : xạc âënh kh nàng âënh hỉåïng cho phẹp ca vẹc tå mämen xung lỉåüng qu âảo âäúi våïi chiãưu ca tỉì trỉåìng bãn ngoi, cọ trë säú bàòng 0, ±1, ±2, ±3 ± l d-Säú lỉåüng tỉí spin ms : xạc âënh kh nàng âënh hỉåïng ngỉåüc chiãưu ca vẹc tå mämen xung lỉåüng spin ca âiãûn tỉí, ms = ±1/ Ngoi sỉû phán bäú âiãûn tỉí theo cạc mỉïc khạc nhucon phi tn theo ngun l loải trỉì Pauly : mäùi trảng thại våïi ba säú lỉåüng tỉí n, l, ml xạc âënh chè cọ thãø chỉïa hai âiãûn tỉí våïi spin ngỉåüc chiãưu Dỉûa vo ngun l ny ta cọ thãø dỉû âoạn säú âiãûn tỉí cho phẹp trãn cạc báûc nàng lỉåüng Vê dủ : ngun tỉí âäưng Cu cọ säú thỉï tỉû Z = 29, phán bäú âiãûn tỉí sau : 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s2 (Coỡn goỹi laỡ cỏỳu hỗnh õióỷn tổớ) K L M N Trong mäüt säú âiãưu kiãûn xạc âënh, âiãûn tỉí cọ thãø chuøn tỉì trảng thại ny sang trảng thại khạc, âọ s phạt hay háúp thủ nàng lỉåüng dỉåïi dảng ∆E dỉåïi dảng cạc lỉåüng tỉí ạnh sạng cọ táưn säú ν : ∆E = El -El+1 = hν våïi h = 6,627.10-27ec.s (hàòng säú Planck) 1.1.2.Cạc loải liãn kãút ngun tỉí thỉåìng gàûp : Trong cháút ràõn thỉåìng gàûp bäún loải liãn kãút sau âáy : liãn kãút âäưng họa tri, liãn kãút ion, liãn kãút kim loải, liãn kãút häùn håüp v liãn kãút Vanderval 1-Liãn kãút âäng họa trë : Liãn kãút ny tảo hai hồûc nhiãưu ngun tỉí gọp chung mäüt säú âiãûn tỉí ãø cọ â tạm âiãûn tỉí åí låïp ngoi cng (âiãûn tỉí họa trë) Vê dủ liãn kãút âäưng họa trë giỉỵa hai ngun tỉí clo phán tỉí Cl2 Hai ngun tỉí ny cọ säú âiãûn tỉí låïp ngoi cng l Do váûy chụng phi gọp chung hai âiãûn tỉí låïp ngoi cng âãø â tạm âiãûn tỉí Âàûc âiãøm ca liãn kãút âäưng họa trë : 1-Liãn kãút cọ âënh hỉåïng, nghéa l xạc sút täưn tải cạc âiãûn tỉí liãn kãút låïn nháút theo phỉång näúi tám cạc nguyn tỉí 2-Cỉåìng âäü liãn kãút phủ thüc ráút mảnh vo âàûc liãn kãút giỉỵa cạc âiãûn tỉí họa trë våïi hảt nhán Vê dủ cạc bon åí dảng âa hỗnh kim cổồng coù lión kóỳt õọửng hoùa trở rỏỳt maỷnh vỗ bọỳn õióỷn tổớ hoùa trở (trong sọỳ saùu âiãûn tỉí) liãn kãút háưu trỉûc tiãúp våïi hảt nhán Do váûy nhiãût âäü nọng chy ca cao hån 3550oC Trong âoï thiãúc (Sn) coï liãn kãút õọửng hoùa trở rỏỳt yóỳu vỗ bọỳn õióỷn tổớ hoùa trë (trong säú 50 âiãûn tỉí) nàịm xa hảt nhán nãn lỉûc liãn kãút úu âäúi våïi hảt nhán âọ nhiãût âäü nọng chy tháúp 270oC 3-Liãn kãút âäưng họa trë cọ thãø xy giỉỵa cạc ngun tỉí cng loải (ca mäüt ngun täú họa hc cạc nhọm tỉì IVA âãún VIIA), gi l liãn kãút âäưng họa trë âäưng cỉûc Vê dủ phán tỉí Cl2 hay cạc tinh thãø kim cỉång, si lêc, gẹcmani Liãn kãút âäưng họa trë giỉỵa cạc ngun tỉí khạc loải (cạc ngun täú họa hc nhọm IIIA våïi nhọm VIA) gi l liãn kãút âäưng họa trë dë cỉûc 2-Liãn kãút ion : Âáy l loải liãn kãút mảnh, cạc ngun tỉí cho båït âiãûn tỉí låïp ngoi cng v rtråí thn ion dỉång hay nháûn thãm âiãûn tỉí âãø bo låïp ngoi cng v tråí thnh ion ám Vê duû : liãn kãút LiF, Li cho båït mäüt âiãûn tỉí låïp ngoi cng tråí thnh Li+, cn F nháûn thãm mäüt âiãûn tỉí v tråí thnh F- Liãn kãút ion thỉåìng tảo nãn giỉỵa cạc ngun täú cọ nhiãưu âiãûn tỉí họa trë (nhọm VIB, VIIB) våïi cạc nhọm ngun täú cọ êt âiãûn tỉí họa trë (nhọm IB, IIB) Cạc ä xyt kim loải Al2O3, MgO, CaO, Fe3O4 cọ liãn kãút ch úu l liãn kãút ion Liãn kãút ion cng bãưn vỉỵng (cng mảnh) cạc ngun tỉí chỉïa cng êt âiãûn tỉí, nghéa l cạc âiãûn tỉí cho v nháûn nàịm gáưn hảt nhán Liãn kãút ion l loải liãn kãút khäng âënh hỉåïng Vê dủ : hydrä tảo våïi F, Cl, Br, I cạc håüp cháút HF, HCl, HBr, HI cọ nàng lỉåüng liãn kãút láưn lỉåüt l 5,81; 4,44; 3,75 v 3,06 eV/mol 3-Liãn kãút kim loải : Cạc ion dỉång kim loải tảo thnh mảng xạc âënh, âàût khäng gian âiãûn tỉí tỉû chung Nàng lỉåüng liãn kãút l täøng håüp lỉûc âáøy v hụt ténh âiãûn giỉỵa cạc ion dỉång v máy âiãûn tỉí tỉû Liãn kãút kim loải thỉåìng âỉåüc tảo nãn tỉì nhỉỵng ngun tỉí cọ êt âiãûn tỉí họa trë Vê dủ : cạc ngun tỉí åí nhọm IA bng tưn hon Menâãlãep våïi mäüt âiãûn tỉí họa trë cọ kim loaỷi õióứn hỗnh Caỡng õi vóử bón phaới cuớa baớng tưn hon cháút âäưng họa trë liãn kãút cng cao Cạc cháút ràõn cọ liãn kãút kim loải cáúu trục tinh thãø ca cọ âäúi xæïng cao + + - + + + + + + - + - + + - - + + + - + + Hỗnh 1.1- Lión kóỳt kim loải 4-Liãn kãút häùn håüp : Liãn kãút âäưng họa trë thưn tụy chè cọ âỉåüc trỉåìng håüp kiãn kãút âäưng cỉûc (giỉỵa cạc ngun tỉí ca cng mäüt ngun täú họa hc) Trong trỉåìng håüp liãn kãút dë cỉûc (giỉỵa cạc ngun tỉí ca cạc ngun täú khạc nhau) âiãûn tỉí họa trë tham gia liãn kãút chëu hai nh hỉåíng trại ngỉåüc : -Bë hụt båíi hảt nhán ca -Bë hụt båíi hảt nhán ca ngun tỉí thỉï hai âãø tảo âiãûn tỉí chung Kh nàng ca hảt nhán hụt âiãûn tỉí họa trë âỉåüc gi l ám âiãûn ca ngun tỉí Sỉû khạc vãư ám âiãûn giỉỵa cạc ngun tỉí liãn kãút âäưng họa trë lm âạm máy âiãûn tỉí "chung" bë biãún dảng v tảo thnh ngáùu cỉûc âiãûn, âọ l tiãưn täú ca liãn kãút ion Tênh ion ca liãn kãút s cng låïn nãúu sỉû khạc vãư ám âiãûn ca cạc ngun tỉí cng låïn Vê dủ : Na cọ ám âiãûn bàịng 0,9 cn Cl cọ ám âiãûn bàịng 3,0 Do váûy liãn kãút NaCl gäưm khong 58% liãn kãút ion v 48% liãn kãút âäưng họa trë Táút c nhỉỵng liãn kãút dë cỉûc âãưu mang cháút häùn håüp giỉỵa liãn kãút ion v âäưng họa trë 5-Liãn kãút úu (liãn kãút Val der Val) : Liãn kãút âäưng họa trë cho phẹp gii thêch sỉû tảo thnh cạc phán tỉí nỉåïc (H2O) hay poltylen (C2H4)n nhỉng khäng thãø gii thêch sỉû tảo thnh mäüt säú váût ràõn tỉì nhỉỵng phán tỉí trung nỉåïc âạ, polyme Trong nhiãưu phán tỉí cọ liãn kãút âäưng họa trë, sỉû khạc vãư ám âiãûn ca cạc nguøn tỉí, trng tám âiãûn têch dỉång v âiãûn têch ám khäng trng s tảo thnh ngáùu cỉûc âiãûn v phán tỉí bë phán cỉûc Liãn kãút Val der Val l liãn kãút hiãûn tỉåüng hụt giỉỵa cạc ngun tỉí hồûc phán tỉí bë phán cỉûc åí trảng thại ràõn Âáy l loải liãn kãút úu, ráút dãù bë phạ hy ba âäüng nhiãût Do váûy cạc cháút ràõn trãn cå såí liãn kãút Val der Val cọ nhiãût âäü nọng chy tháúp 1.2.CÁÚU TẢO MẢNG TINH THÃØ L TỈÅÍNG : 1.2.1.Cạc khại niãûm cå bn : 1-Màût tinh thãø : kim loải cạc ngun tỉí sàõp xãúp cọ tráût tỉû , tỉïc l chụng âãưu nàịm trãn nhỉỵng màût phàóng song song v cạch âãưu gi l màût tinh thãø Táûp håüp vä säú cạc màût váûy tảo nãn mảng tinh thãø 2-Khäúi cå såí (cn gi l ä cå bn) :l pháưn nh nháút âàûc trỉng cho mäüt loải mảng tinh thãø Cọ thãø xem mảng tinh thãø l vä säú cạc khäúi cå såí xãúp liãn tiãúp tảo nãn 3-Thäng säú mảng (cn gi l hàịng säú mảng) : l khong cạch giỉỵa hai ngun tỉí trãn mäüt cảnh ca khäúi cå såí Thäng säú mảng l kêch thỉåïc cå bn ca mảng tinh thãø, tỉì âọ cọ thãø suy cạc khong cạch báút k mảng Âån vë âo thäng säú mảng l kx (nano mẹt) hay àngsträng , våïi 1kx = 1,00202Ao = 1,00202.10-8 cm Theo thäng säú mảng ta cọ thãø âỉåüc âỉåìng kênh ngun tỉí kim loải Thäng säú mảng thỉåìng k hiãûu l a 1.2.2.Cạc kiãøu mảng tinh thãø thỉåìng gàûp : Trong cạc kim loải thäng dủng thỉåìng gàûp ba kiãøu mảng tinh thãø sau âáy : 1-Láûp phæång tám khäúi A2 (thãø tám) : Cạc ngun tỉí nàịm åí cạc âènh v åí trung tám ca khäúi láûp phỉång Nãúu coi cạc nguyón tổớ laỡ hỗnh cỏửu vaỡ bióứu dióựn gỏửn nhổ thỏỷt thỗ caùc nguyón tổớ nũm ồớ caùc õốnh cheùo thỗ tióỳp xuùc vồùi qua nguyón tổớ ồớ trung tám Cạc ngun tỉí cn lải khäng tiãúp xục våïi Kiãøu mảng ny cọ cạc kim loải Feα Cr, a a v r = Kiãøu mảng Mo, V Khong cạch gáưn nháút giỉỵa hai ngun tỉí l d = ny cọ mäüt thäng säú mảng l a Kiãøu mảng ny cọ säú sàõp xãúp laì K8, nghéa laì báút kyì nguyãn tỉí no cng cọ tạm ngun tỉí cạch âãưu mäüt khong gáưn nháút 2- Láûp phỉång tám màût A1 (diãûn tám) : Cạc ngun tỉí nàịm åí cạc âènh v tám ca cạc màût bãn Nãúu coi cạc nguyón tổớ laỡ hỗnh cỏửu vaỡ bióứu dióựn gỏửn nhổ thỏỷt thỗ nguyón tổớ nũm ồớ õốnh vaỡ tỏm cuớa caùc mỷt bón thỗ tióỳp xuùc vồùi Caùc nguyón tỉí cn lải khäng tiãúp xục a a våïi Khong cạch gáưn nháút giỉỵa hai ngun tỉí l d = v r = Kiãøu mảng ny chè cọ mäüt thäng säú mảng l a Thỉåìng gàûp cạc kim loải Feγ, Cu, Ni, Al, Pb Säú sàõp xãúp ca mảng A1 l K12 3-Sạu phỉång xãúp chàût A3 (lủc giạc xãúp chàût) : Cạc ngun tỉí nàịm åí cạc âènh v åí tỏm hai mỷt õaùy cuớa hỗnh lng truỷ luỷc giaùc âãưu Ba ngun tỉí nàịm åí trung tám ba làng trủ tam giạc cạch Sạu phỉång xãúp chàût cọ hai thäng säúù mảng l a v c , tè säú c/a goüi laì hãû c säú xãúp chàût Trong trỉåìng håüp l tỉåíng = ≈ 1,633 Trong thỉûc tãú tè säú c/a khäng a âụng l 1,633 m dao âäüng trong khong 1,57 ÷ 1,64 v cng âỉåüc coi l xãúp chàût Cạc kim loải cọ kiãøu mảng ny l : Zn, Cd, Coα, Mg, Ti, Ru 4-Chênh phæång tám khäúi (thãø tám) : Trong täø chỉïc ca thẹp sau täi (mactexit) cn cọ kiãøu mảng chênh phỉång tám khäúi Cọ thãø coi kiãøu mảng ny l láûp phỉång tám khäúi âỉåüc kẹo di theo mäüt chiãưu Nọ cọ hai thäng säú mảng l a v c , tè säú c/a gi l âäü chênh phỉång Trong thỉûc tãú sỉû sàõp xãúp ca cạc ngun tỉí kim loải theo xu hỉåïng dy âàûc nháút Do âọ khäng cọ kim loải no cọ kiãøu mảng âån gin chênh phỉång tỏm khọỳi caớ Hỗnh 1.2- Mọ hỗnh vaỡ cạc sàõp xãúp ngun tỉí khäúi cå såí a) Láûp phæång tám màût b) Lápû phæång tám khäúi c) Sau phỉång xãúp chàût 1.3.CÁÚU TẢO MẢNG TINH THÃØ THỈÛC TÃÚ : 1.3.1.Phán loải cạc sai lãûch mảng tinh thóứ : Caùc cỏỳu truùc trỗnh baỡy ồớ trón goỹi laỡ cỏỳu truùc cuớa tinh thóứ lyù tổồớng vỗ xem xẹt â b qua dao âäüng nhiãût v cạc sai hng tráût tỉû sàõp xãúp ca cạc ngun tỉí (ion, phán tỉí) Cạc sai hng âọ gi l sai lãûch mảng tinh thãø hay khuút táût mảng Hnh vi ca tinh thãø dỉåïi tạc dủng ca lỉûc (biãún cỉïng, biãún dảng do), âäü dáùn âiãûn, cạch âiãûn v bạn dáùn s bë nh hỉåíng ráút låïn sai lãûch mảng tinh thãø Dỉûa vo kêch thỉåïc theo ba chiãưu sai lãûch mảng âỉåüc phán lm ba loải : sai lãûch âiãøm, sai lãûch âỉåìng, sai lãûch màût v khäúi 1.Sai lãûch âiãøm : Sai lãûch âiãøm l cạc sai lãûch cọ kêch thỉåïc ráút nh theo ba chiãưu âo khäng gian (cåỵ kêch thỉåïc ngun tỉí) Cọ cạc dảng sau : nụt träúng, ngun tỉí xen k v ngun tỉí tảp cháút a-Nụt träúng v ngun tỉí xen k : Trong tinh thãø ngun tỉí ln ln dao âäüng nhiãût xung quanh trờ cỏn bũng cuớa mỗnh Taỷi nhióỷt õọỹ xaùc âënh, nàng lỉåüng dao âäüng ca mäùi ngun tỉí tn theo lyï thuyãút thäúng kã Maïc xoen - Bol zå man nãn khäng giäúng Khi mäüt säú ngun tỉí no âọ cọ nàng lỉåüng cao, våïi biãn âäü dao âäüng låïn, chụng cọ kh nàng råìi b nụt mảng v âãø lải nụt khäng cọ ngun tỉí, âọ l nụt träúng Sau âọ ngun tỉí cọ thãø chuøn sang vë trê giỉỵa cạc nụt ( cå chãú tảo nụt träúng Frenken) tảo sai lãûch âiãøm dảng ngun tỉí xen k Khi ngun tỉí råìi vë trê cán bàịng âi bãư màût tinh thãø gi l cå chãú nụt träúng Sätky Sỉû xút hiãûn nụt träúng v ngun tỉí xen k ln lm xút hiãûn trỉåìng ổùng suỏỳt hỗnh cỏửu (keùo xung quanh nuùt trọỳng vaỡ nẹn xung quanh ngun tỉí xen k) Näưng âäü nụt träúng thỉûc tãú låïn hån nhiãưu so våïi ngun tỉí xen keợ vỗ nng lổồỹng taỷo nuùt trọỳng nhoớ hồn nhiãưu so våïi ngun tỉí xen k Máût âäü nụt träúng biãøu diãùn theo cäng thæïc : n Q = exp( − ) N KT Trong âoï : -n,N : säú nụt träúng v säú nụt mảng -Q : nàng lỉåüng tảo nụt träúng -K : hàịng säú Bolzåman -T : nhiãût âäü tuyãût âäúi Qua cäng thæïc trãn ta tháúy ràịng näưng âäü nụt träúng tàng nhanh theo nhiãût âäü v cọ giạ trë låïn nháút åí kim loải lng b-Ngun tỉí tảp cháút : Trong thỉûc tãú khäng thãø cọ váût liãûu kim loải ngun cháút tuût âäúi Våïi cäng nghãû náúu luûn hiãûn âải ngy cọ thãø âaût âäü saûch âãún 99,99999% Do váûy kim loải ln cọ tảp cháút Ty theo kêch thỉåïc ngun tỉí m tảp cháút cọ thãø thay thãú vo vë trê ngun tỉí kim loải trãn nụt mảng hay xen giỉỵa cạc nụt Xung quanh cạc nguøn tỉí tảp chỏỳt luọn coù trổồỡng ổùng suỏỳt hỗnh cỏửu 2-Sai lóỷch âỉåìng - Lãûch Sai lãûch âỉåìng l loải sai lãûch cọ kêch thỉåïc nh (kêch cåỵ ngun tỉí) theo hai chiãưu âo v ráút låïn theo chiãưu thỉï ba tinh thãø (s gi l lãûch) L thuút vãư lãûch l cå såí l thuút bãưn váût l kim loải Nhåì cọ l thuút lãûch ta cọ thãø gii thêch âỉåüc nhiãưu váún âãư vãư cå tinh, l ca kim loải v håüp kim Trãn cå såí âọ chãú tảo cạc kim loải v håüp kim âàûc biãût : siãu bãưn, siãu a-Lãûch âỉåìng : Gi thãm vo phêa trãn mảng tinh thãø l tỉåíng mäüt nỉía màût phàóng ngun tỉí ABCD Pháưn nỉía phêa trãn ca tinh thãø (trãn âỉåìng AB) s chëu ỉïng sút nẹn, nỉía dỉåïi chëu ỉïng sút kẹo Âỉåìng AB daỡi haỡng nghỗn haỡng vaỷn thọng sọỳ maỷng goỹi laỡ trủc lãûch AB l biãn giåïi phêa ca nỉía màût ABCD nãn gi l lãûch biãn Nãúu nỉía màût ngun tỉí nàịm phêa trãn gi l lãûch dỉång, k hiãûu ⊥, nàịm phêa dỉåïi gi l lãûch ám, k hióỷu T Hỗnh 1.3 -Caùc daỷng sai lóỷch õióứm mảng tinh thãø a) Nụt träúng Frenkel; b) Nụt träúng Schottky c,d) Ngun tỉí xen k v thay thãú e,f) Sai lóỷch õióứm Schottky vaỡ Frenkel ion Hỗnh 1.4- Mọ hỗnh taỷo lóỷch õổồỡng maỷng tinh thóứ b-Lóỷch xoừn : ta coù thóứ hỗnh dung lóỷch xồõn sau : càõt mảng tinh thãø l tỉåíng bàịng nỉía màût phàóng ABCD, sau âọ xã dëch hai mẹp ngoi ngỉåüc chiãưu cho cạc ngun tỉí màût ngoi s xã dëch mäüt âoản bàịng mäüt thäng säú mảng theo âỉåìng CD Do âọ cạc ngun tỉí s sàõp xãúp lải quanh AB theo âỉåìng xồõn äúc v ta cọ lãûch xồõn AB gi l trủc lãûch xồõn Nãúu âỉåìng xồõn äúc ngun tỉí xung quanh trủc lãûch theo chiãưu kim âäưng häư gi l lãûch xồõn phi, k hiãûu ngỉåüc lải gi l lãûch xồõn trại, kyï hiãûu A B D C a) b) c) Hỗnh 1.5- Lóỷch xoừn: mọ hỗnh taỷo thaỡnh (a), mọ hỗnh khọng gian (b) vaỡ sổỷ sừp xóỳp nguyón tổớ vng lãûch (c) c-Lãch häùn håüp : Trong nhiãưu trỉåìng håüp mäüt lãûch cọ âàûc trỉng ca c lãûch bión vaỡ lóỷch xoừn goỹi laỡ lóỷch họựn hồỹp Hỗnh 1.6- Cạch xạc âënh vectå trỉåüt (Burgers) a) Trong tinh thãø han chènh b) lãûch âỉåìng c) Trong lãûch xồõn 3-Sai lãûch màût : Sai lãûch màût l cạc sai lãûch cọ kêch thỉọc låïn theo hai chiãưu âo v nh theo chiãưu âo thỉï ba Gäưm cọ cạc loaûi : biãn giåïi haût, biãn giåïi siãu haût, màût ngoi tinh thãø Nhỉåüc âiãøm ca phỉång phạp ny l khọ xạc âënh thåìi âiãøm chuøn mäi trỉåìng täi, u cáưu cäng nhán cọ tay nghãư cao Nãúu chuyóứn sồùm quaù thỗ phỏửn lồùn thồùi gian theùp õổồỹc lm ngüi mäi trỉåìng täi úu cọ âäü cỉïng thỏỳp Nóỳu chuyóứn muọỹn quaù thỗ chuyóứn bióỳn mactenxit seợ xy mäi trỉåìng täi mảnh dãù gáy nỉït vaỡ bióỳn daỷng Theo kinh nghióỷm thỗ thồỡi gian giổợ mäi trỉåìng täi mảnh tỉì - giáy cho 10 mm chiãưu dy hay âỉåìng kênh Cäng dủng ca täi hai mäi trỉåìng l : dng cho thẹp cạc bon cao, u cáưu âäü cỉïng låïn nhỉng khäng âãưu åí cạc láưn täi khạc c-Täi phán cáúp (âỉåìng c) : Phỉång phạp ny khàõc phủc âỉåüc khọ khàn vãư xạc âënh thåìi âiãøm chuøn mäi trỉåìng ca täi hai mäi trỉåìng Chi tiãút âỉåüc nhụng vo mäi trỉåìng múi nọng chy cọ nhiãût âäü cao hån âiãøm Mâ khong tỉì 50 - 100oC v chi tiãút bë ngüi âãún nhiãût âäü ny v giỉỵ tải âọ cho âãún nhiãût âäü âäưng âãưu trãn ton bäü tiãút diãûn chi tiãút Sau âọ nháúc ngoi khäng khê âãø chuøn biãún mactenxit xy Phỉång phạp ny cọ ỉu âiãøm l chi tiãút cọ âäü cỉïng cao nhỉng ỉïng sút bãn ráút nh, âäü biãún dảng tháúp nháút Màûc khạc cọ thãø tiãún hnh nẹn ẹp, sổớa chổợa nóỳu bở cong vónh vỗ austenit quaù nguọỹi cn khạ Cäng dủng : dng cho cạc thẹp cọ täúc âäü täi tåïi hản nh (cạc loải thẹp håüp kim) v tiãút diãûn nh : mi khoan, dao phay Ba phỉång täi trãn âãưu nháûn âỉåüc täú chỉïc mactenxit d-Täi âàóng nhiãût (âỉåìng d) : Phỉång phạp ny chè khạc täi phán cáúp åí chäù giỉỵ âàóng nhiãût láu hån múi nọng chy (cọ thãø âãún hng giåì) âãø austenit quạ ngüi pháún họa hon ton thnh häùn håüp phe rit v xãmentit nh mën cọ âäü cỉïng cao, âäü dai täút Ty theo nhiãût âäü giỉỵ âàóng nhiãût ta s nháûn âỉåüc cạc täø chỉïc khạc : giỉỵ tải 250 - 400oC nháû âỉåüc bainit, tải 500 - 600oC âỉåüc trästit Sau täi âàóng nhiãût khäng cáưn ram nỉỵa Täi âàóng nhiãût cọ âáưy â cạc ỉu v nhỉåüc âiãøm ca täi phán cáúp chè khạc l âäü cỉïng tháúp hån v âäü dai cao hån Trong thỉûc tãú êt dng phỉång phạp tọi naỡy vỗ nng suỏỳt thỏỳp Cọng duỷng : sổớ dủng cho mäüt säú dủng củ cọ u cáưu cao vãư âäü biãún dảng cho phẹp nhỉng âäü cỉïng khäng cáưn cao làõm v gang cáưu e-Täi tỉû ram : Våïi mäüt säú loải chi tiãút chè cáưn âäü cỉïng cao åí pháưn lm viãûc ta dng phỉång phap stäi tỉû ram Nung nọng chi tiãút âãún nhiãût âäü täi, nhụng pháưn cáưn täi cỉïng vo mäi trỉåìng täi âãø cọ chuøn biãún mactenxit Sau âọ láúy ngai khäng khê âãø nhiãût s truưn tỉì pháưn khäng täi sang ram pháưn vỉìa âỉåüc täi cỉïng Nhỉ váûy khäng cáưn phi tiãún hnh ram tiãúp theo nỉỵa Cäng dủng : dng cho cạc loải âủc thẹp (mi ve), täi cm ỉïng cạc chi tiãút låïn (bàng mạy, cạc trủc di ) 2-Gia cäng lảnh : Våïi nhiãưu thẹp dủng củ håüp kim lỉåüng cạc bon cao v âỉåüc håüp kim họa nãn cạc âiãøm Mâ v Mk quạ tháúp (Mk thổồỡng ồớ nhióỷt õọỹ ỏm) Vỗ vỏỷy laỡm ngüi âãún nhiãût âäü 155 thỉåìng chỉa kãút thục chuøn biãún mactenxit nãn lỉåüng austenit dỉ cn nhiãưu lm cho âäü cỉïng khäng cao Do âọ sau täi xong láûp tỉïc cho thẹp vo mäi trỉåìng cọ nhiãût âäü ám âãø austenit tiãúp tủc chuøn biãún thnh mactenxit Quaù trỗnh naỡy goỹi laỡ gia cọng laỷnh, thổỷc chỏỳt l phỉång phạp tiãúp tủc lm ngüi sau täi Nhiãût âäü gai cäng lảng xạc âënh theo âiãøm Mk (thỉåìng tỉì -50 âãún -700C) Gia cäng lảnh phi tiãún hnh sau täi thỉåìng, nãúu khäng austenit qua sngüi s bë äøn âënh họa khäng chuøn biãún âỉåüc nỉỵa Cäng dủng : -Dng âãø äøn âënh kêch thỉåïc chi tiãút : dủng củ âo -Cạc chi tiãút cáưn âäü cỉïng cao : äø làn, vi phun båm cao ạp, dủng củ càõt gt kim loải -Tàng tỉì cho nam chám vénh cỉíu 10.3.5.Cå nhiãût luûn thẹp : 1-Khaùi nióỷm : Cồ nhióỷt luyóỷn laỡ quaù trỗnh tióỳn haỡnh gỏửn nhổ õọửng thồỡi hai quaù trỗnh hoùa bóửn : biãún dảng austenit v täi tiãúp thẹo mäüt nguyãn cäng nháút Sau âoï mang ram tháúp åí nhiãût âäü tỉì 150 - 2000C Kãút qu l nháûn âỉåüc mactenxit nh mën våïi xä lãûch cao nãn cọ sỉû kãút håüp ráút cao giỉỵa âäü bãưn, âäü v âäü dai m chỉa cọ phỉång phạp họa bãưn no sạnh këp (so våïi täi v ram tháúp sau tiãún hnh cå nhiãût luûn âäü bãưn kẹo tàng lãn 10 - 20%, âäü do, âäü dai tàng tỉì 1,5 âãún 2láưn) Theo nhiãût âäü tiãún hnh biãún dảng ta chia hai loải : cå nhiãût luyãûn nhiãût âäü cao vaì cå nhiãût luyãûn nhiãût âäü tháúp 2-Cå nhiãût luyãûn nhiãût âäü cao : Tiãún hnh biãún dảng thẹp åí nhiãût âäü cao hån Ac3, sau õoù tọi õóứ ngn caớn quaù trỗnh kãút tinh lải xy (tuy nhiãn khäng thãø trạnh âỉåüc hon ton) Sau täi tiãún hnh ram tháúp Âàûc âiãøm cå nhiãût luyãûn nhiãût âäü cao : -Coï thãø ạp dủng cho mi loải thẹp, kãø c thẹp caùc bon -Dóự tióỳn haỡnh vỗ ồớ nhióỷt õọỹ cao austenit do, äøn âënh, khäng cáưn lỉûc ẹp låïn, âäü biãún dảng ε = 20 - 30% -Âảt âỉåüc âäü bãưn khạ cao σ b = 2200 - 2400MPa, âäü âäü dai tỉång âäúi täút δ = - 8%, ak = 300Kj/m2 Hỗnh 10.5 -Sồ õọử cồ nhióỷt luyãûn nhiãût âäü cao (a) vaì cå nhiãût luyãûn nhiãût âäü tháúp (b) 156 3-Cå nhiãût luyãûn nhiãût âäü tháúp : Sau nung âãún cao hån Ac3 âảt âỉåüc austenit âäưng nháút lm ngüi nhanh xúng 400 - 6000C Tải nhiãût âäü ny äøn âënh ca austenit quạ ngüi khạ cao nhỉng nh hån nhiãût âäü kãút tinh lải, tiãún hnh biãún dảng do, täi v ram tháúp Âàûc âiãøm cå nhiãût luyãûn nhiãût âäü tháúp : -Chố aùp duỷng õổồỹc cho theùp hồỹp kim vỗ austenit quạ ngüi cọ äøn âënh låïn -Khọ tiãún hnh vỗ cỏửn õọỹ bióỳn daỷng lồùn = 50 - 90% nhỉng åí nhiãût âäü tháúp austenit kẹm dai nãn phi dng cạc mạy cạn låïn, phäi thẹp phi cọ tiãút diãûn tỉång âäúi nh âãø këp ngüi nhanh xúng 400 - 6000C -Âảt âỉåüc âäü bãưn ráút cao σ b = 2600 - 2800 MPa nhỉng âäü âäü dai tháúp hån cå nhiãût luyãûn nhiãût âäü cao, δ = 3%, ak = 200Kj/m2 Cạc phỉång phạp cå nhiãût luûn tảo cå cao v giỉỵ âỉåüc täi tiãúp sau âọ 10.4.RAM THẸP 10.4.1 Âënh nghéa v mủc âêch : 1-Âënh nghéa : Ram l thao phỉång phạp nhiãût luûn gäưm cọ nung nọng thẹp â täi âãún nhiãût âäü tháúp hån Ac1, giỉỵ nhiãût v lm ngüi âãø biãún täø chỉïc sau täi thnh cạc täø chỉïc cọ cháút ph håüp våïi âiãưu kiãûn lm viãûc quy âënh Ram l ngun cäng bàõt büc âäúi våïi thẹp sau täi thnh mactenxit 2-Mủc âêch : -Gim hay khỉí b ỉïng sút bãn Âiãưu chènh cå cho ph håüp våïi âiãưu kiãûn lm viãûc củ thãø ca chi tiãø v dủng củ 10.4.2.Cạc phỉång phạp ram: Dỉûa vo nhiãût âäü ram ngỉåìi ta chia ba phỉång phạp ram : ram thỏỳp, ram trung bỗnh vaỡ ram cao 1-Ram thỏỳp (150 - 250oC) : Nhiãût âäü ram tỉì 150 - 2050C täø chỉïc nháûn âỉåüc l mạtenxit ram cọ âäü cỉïng khäng kẹm sau täi v chäúng mi mn låïn Phỉång phạp ny lm gim âạng kãø ỉïng sút bãn Cäng dủng : dng cho cạc sn pháøm cáưn âäü cỉïng v chäúng mi mn oo nháút lm viãûc : cạc loải dao càõt gt kim loải, khn dáûp ngüi, bạnh ràng, chi tiãút tháúm cạc bon, äø làn, chäút v cạc chi tiãút sau tọi bóử mỷt 2-Ram trung bỗnh (300 - 4000C) : Nhiãût âäü ram tỉì 300 - 4000C, täø chỉïc nháû âỉåüc l trästit ram cọ âäü cỉïng tỉång âäúi cao, giỉåïi hản ân häưi cao nháút, khỉí b hon ton ỉïng sút bãn trong, âäü âäü dai tàng mảnh Cäng dủng : dng cho cạc chi tiãút cáưn âäü cỉïng tỉång âäúi cao v ân häưi låïn : khn dáûp nọng, khn rn, l xo, nhêp 3-Ram cao (500 - 6500C) : 157 Nhiãût âäü ram tỉì 500 - 6500C, täø chỉïc nháû âỉåüc l xoocbit ram cọ cå täøng håüp cao (cọ sỉû kãút håüp täút nháút giỉỵa cạc chè tiãu cå âäü bãưn, âäü v âäü dai) Cäng dủng : dng cho cạc chi tiãút mạy cáưn giåïi hản bãưn, âàûc biãût l giåïi hản chy v âäü dai cao cạc loải trủc, bạnh ràng, tay biãn v cạc sn pháøm cáưn phi täi bãư màût tiãúp theo Täi v ram cao gi l nhiãût luûn họa täút (thỉûc tãú cn gi l âiãưu cháút, täi ci tiãún, täi ci thiãûn, lm täút ) Phán loải cạc phỉång phạp ram ny chè âụng cho thẹp cạc bon v thåìi gian giỉỵ nhiãût thỉåìng láúy giåì Âäúi våïi thẹp håüp kim nhiãût âäü ram cao hån, phi tra säø tay nhiãût luûn 10.5.CẠC DẢNG HNG XY RA KHI NHIÃÛT LUÛN THẸP : Nhiãût luûn (âàûc biãût l täi v ram) l ngun cäng gáưn cúi cng ca viãûc chãú tảo sn pháøm ca ngnh cå khê, váûy báút cỉï sỉû sai hng no ca cng dáùn tåïi sỉû lng phê váût liãûu v cäng sổùc cuớa caùc cọng õoaỷn gia cọng trổồùc õoù Vỗ vỏỷy ta phaới tỗm hióứu kyợ lổồợng caùc daỷng hoớng thỉåìng gàûp, ngun nhán v biãûn phạp khàõc phủc, phng trạnh chụng 10.5.1.Biãún dảng v nỉït : 1-Ngun nhán : Ngun nhán gáy biãún dảng v nỉït l æïng suáút bãn (æïng suáút nhiãût vaì æïng suáút täø chỉïc) ch úu lm ngüi nhanh täi Lục ny c hai loải ỉïng sút trãn âãưu låïn Nãúu ỉïng sút bãn låïn håïn giåïi hản chy s gáy biãún dảng, cong vãnh Nọi chung khäng thãø trạnh âỉåüc biãún dảng nhiãût luûn, váún âãư l khäúng chãú giåïi hản cho phẹp.Nãúu ỉïng sút vỉåüt quạ giåïi hản bãưn s gáy nỉït, âáy l dảng hng khäng sỉía chỉỵa âỉåüc v chi tiãút phi b âi 2-Khàõc phủc : Âãø khàõc phủc dảng hng naỡy phaới tỗm caùch giaớm ổùng suỏỳt bón nhiãût luûn Cọ cạc biãûn phạp sau âáy : -Nung nọng v âàûc biãût l lm ngüi våïi täúc âäü håüp l, âáy l biãûn phạp cå bn nháút -Nhụng chi tiãút vo mäi trỉåìng täi phi âụng quy lût : +Chi tiãút nh v di phi nhung vng gọc m khäng âỉåüc nhụng xiãn +Chi tiãút cọ pháưn dy mng khạc phi nhụng pháưn dy xúng trỉåïc +Chi tiãút phàóng v mng phi nhụng thàóng âỉïng khäng âỉåüc nhụng ngang +Chi tiãút cọ pháưn lm phi ngỉía pháưn ny lãn täi -Cạc trủc di nung nọng phi treo thàóng âỉïng -Våïi cạc chi tiãút mng v nh phi täi khn ẹp -Cäú gàõng sỉí dủng täi phán cáúp, nhiãût trỉåïc täi nãúu cọ thãø âỉåüc 10.5.2.Ä xy họa v cạc bon : Ä xy họa l hiãûn tỉåüng åí nhiãût âäü cao ä xy tạc dủng våïi sàõt tảo cạc vy ä xyt, lm thiãúu hủt kêch thỉåïc chi tiãút.Thọat cạc bon l hiãûn tỉåüng cạc bon trãn låïp bãư màût bë chạy hao âi nung lm xáúu bãư màût, giaím cå 158 1-Nguyãn nhán : Do mäi trỉåìng nung cọ chỉïa cạc cháút gáy ä xy họa ä xy, cạc bo nêc v håi nỉåïc Thoạt cạc bon dãù dng xy hån so våïi ä xy họa Khi bë ä xy họa thỉåìng km theo cạc bon 2-Khàõc phủc : Âãø khàõc phủc dảng hng ny täút nháút l nung nọng khê quøn khäng cọ cạc thnh pháưn nọi trãn Ta sỉí dủng cạc biãûn phạp sau : -Dng khê quøn bo vãû : l loải khê âỉåüc âiãưu chãú tỉì khê âäút thiãn nhiãn âọ cọ cạc thnh pháưn khê âäúi láûp (ä xy họa / hon ngun) : CO2/CO, H2O/H2 H2/CH4 våïi t lãû xạc âënh dáùn tåïi trung v bo vãû täút bãư màût thẹp -Duìng khê quyãøn trung : ni tå tinh khiãút hay khê trå argäng Täút nháút laì duìng khê trå argäng nhỉng cọ nhỉåüc âiãøm l giạ thnh cao -Nung mäi trỉåìng chán khäng : cọ ạp sút 10-2 - 10-4 mm Hg, âỉåüc sỉí dủng khạ räüng ri vỗ giaù thaỡnh khọng cao lừm -Nhuùng chi tióỳt vaỡo hn the (Na2B4O7) trỉåïc nung -Ri than hoa (than gäù) trãn âạy l hay ph kên chiãút bàịng than hoa -Nóỳu duỡng loỡ muọỳi thỗ phaới khổớ ọ xy triãût âãø bàịng than, hn the hay ferä silic 10.5.3.Âäü cỉïng khäng âảt : L hiãûn tỉåüng âäü cỉïng cọ giạ trë khäng âụng theo u cáưu nhiãût luûn â âàû ra, coï thãø cao hån hay tháúp hån quy âënh 1-Âäü cæïng cao : Sau nhiãût luyãûn xong âäü cỉïng cọ giạ trë cao hån u cáưu, thỉåìng xy v thỉåìng họa thẹp håüp kim gáy khoï khàn cho gia cäng càõt goüt Nguyãn nhán : täúc âäü ngüi quạ låïn Khàõc phủc : tiãún hnh nhiãût luûn lải våïi täúc âäü ngüi cháûm hån hay mang âàóng nhiãût 2-Âäü cỉïng tháúp : Thỉåìng xy täi âäü cỉïng cọ giạ trë tháúp hån quy âënh m phi cọ våïi thnh pháưn cạc bon tỉång ỉïng Cọ thãø cạc ngun nhán sau âáy : -Thiãúu nhiãût : nhiãût âäü nung chỉa â, hay thåìi gian giỉỵ nhiãût ngàõn Khàõc phủc bàịng cạch thỉåìng họa räưi täi lải våïi nhiãût âäü v thåìi gian âụng -Lm ngüi khäng â nhanh Khàõc phủc : thỉåìng họa v täi lải våïi täúc âäü ngüi nhanh hån -Thọat cạc bon åí bãư màût, cọ thãø tiãún hnh tháúm cạc bon lải -Nháưm thẹp, âäøi lải cho âụng mạc thẹp quy âënh Tuy nhiãn viãûc khàõc phủc trãn s lm tàng biãún dảng v cháút lỉåüng sn pháøm s gim âi 10.5.4.Tênh dn cao : L hiãûn tỉång sau täi thẹp cọ dn quạ mỉïc âäü cỉïng váùn åí giạ trë cao bỗnh thổồỡng 159 Nguyón nhỏn laỡ nhióỷt õọỹ nung täi quạ cao v thåìi gian giỉỵ nhiãût quạ di lm cho hảt thẹp bë låïn Khàõc phủc bàịng cạch thỉåìng họa räưi täi lải våïi nhiãût âäü v thåìi gian âụng Tuy nhiãn s lm tàng biãún dảng cho sn pháøm 160 CHỈÅNG 11 : CẠC PHỈÅNG PHẠP HỌA BÃƯN BÃƯ MÀÛT Bãư màût chi tiãút mạy l bäü pháûn cọ u cáưu cao nháút v quan trng nhỏỳt vỗ chuùng chởu taùc duỷng cuớa ổùng suỏỳt lồùn nháút, chëu mi mn tiãúp xục ma sạt, bở n moỡn trổồỡng laỡm vióỷc Vỗ vỏỷy viãûc họa bãưn bãư màût chi tiãút l u cáưu khäng thãø thiãúu âỉåüc âäúi våïi sn pháøm Cọ nhiãưu phỉång phạp họa bãưn bãư màût : biãún dảng bãư màût gáy biãún cỉïng, täi bãư màût v họa nhiãût luûn 11.1.TÄI BÃƯ MÀÛT : 11.1.1.Ngun l chung : Bàịng cạch no âọ nung nọng tháût nhanh låïp bãư màût våïi chiãưu dy xạc âënh lãn nhiãût âäü täi, pháưn låïn tiãút diãûn sn pháøm khäng âỉåüc nung, nãn täi chè cọ låïp bãư màût ny âỉåüc täi cỉïng Cạc phỉång phạp nung nọng bãư màût gäưm cọ : nung nọng bàịng dng âiãûn cm ỉïng cọ táưn säú cao, nung nọng bàịng ngn lỉía ä xy - axãtylen, nung nọng cháút âiãûn phán, nung nọng bàịng tiãúp xục Trong âọ thỉåìng dng nháút l hai phỉång phạp âáưu C AC3 AC1 I II I: Täi hoaìn toaìn II: Täi khäng hoaìn ton III: Khäng âỉåüc täi III Khong cạch tỉì bãư mỷt Hỗnh 11.1- Sổỷ phỏn bọỳ nhióỷt õọỹ tổỡ bóử màût vo li 11.1.2.Täi bãư màût bàịng dng âiãûn cm ỉïng cọ táưn säú cao (täi cao táưn, täi cm ỉïng) : 1-Ngun l : Ngun l ca nung nọng l dỉûa vo hiãûn tỉåüng cm ỉïng âiãûn tỉì : cho dng âiãûn xoay chiãưu cọ táưn säú f chảy dáy dáùn (gi l vng cm ỉïng) s sinh khäng gian xung quanh mäüt tỉì trỉåìng biãún thiãn cọ cng táưn säú Âàût chi tiãút thẹp tỉì trỉåìng ny s sinh trãn bãư màût (våïi chiãưu sáu xạc âënh) mäüt dng âiãûn cm ỉïng (dng fucä) nhanh chọng nung nong bãư màût lãn nhiãût âäü täi theo hiãûu ỉïng Jun - Lenxå Máût âäü dng âiãûn ca dng xoay chiãưu ch úu phán bäú trãn bãư màût våïi chiãưu sáu t lãû nghëch våïi táưn säú ca Chiãưu sáu phán bäú dng âiãûn (chiãưu dy låïp nung nọng) âỉåüc theo cäng thỉïc : δ = 5030 ρ cm µf 161 Trong âọ : - ρ l âiãûn tråí sút ( Ω.cm ) - µ l âäü tỉì tháøm (gaus/åcstec) -f l táưn säú dng âiãûn, Hz 2-Chn táưn säú v thiãút bë : Táưn säú quút âënh chiãưu dy låïp nung nọng váûy quút âënh chiãưu sáu låïp täi cỉïng Thäng thỉåìng ngỉåìi ta thỉåìng chn diãûn têch låïp täi cỉïng bàịng khong 20% tiãút diãûn Cạc chi låïn cáưn låïp täi dy (4 - 5mm) ta dng mạy phạt âiãûn táưn säú cao våïi táưn säú tỉì 2500 âãún 8000 Hz, cọ cäng sút låïn, thỉåìng l tỉì 100 kW tråí lãn Våïi cạc chi tiãút nh cáưn låïp täi mng (1 - 2mm) ta dng cạc thiãút bë phạt dng âiãûn cọ táưn säú ráút cao tỉì 66000 âãún 250000 Hz, cọ cäng sút dỉåïi 100kW, thỉåìng tỉì 50 - 60kW Tuy nhiãn thỉûc tãú åí Viãût Nam thỉåìng dng thiãút bë phạt dng cao táưn, våïi cạc chi tiãút låïn cáưn chiãưu sáu täi dy ta tàng thåìi gian giỉỵ nhiãût lãn tỉång ỉïng 3-Cáúu tảo vng cm ỉïng v cạc phỉång phạp täi : a-Cáúu tảo vng cm ỉïng : Vng cm ỉïng lm bàịng äúng âäưng cọ cáúu tảo ph håüp våïi bãư màût chi tiãút cáưn täi, bãn cọ nỉåïc lm ngüi Khong cạc giỉỵa vng cm ỉïng våïi bãư màût chi tiãút tỉì 1,5 - mm, khe håí ny cng nh cng âåỵ täøn hao cäng sút nung nọng b-Cạc phỉång phạp täi cm ỉïng : -Täi bãư màût ngoi : Vng cm æïng bao quanh bãö màût chi tiãút, sau nung nọng xong ta chuøn sang bäü pháûn lm ngüi hay nhụng vo mäi trỉåìng täi -Täi bãư màût : Vng cm ỉïng cọ dảng tỉång ỉïng våïi bãư màût bãn (så mi xy lanh ) Âi kãö âọ l bäü pháûn phun nỉåïc lm ngüi -Täi màût phàóng : Vng cm ỉïng cọ dảng tảo mäüt màût phàóng song song våïi bãư màût cáưn täi v chuøn âäüng song phàõng våïi bãư màût âọ Âi sau vng cm ỉïng l thiãút bë lm ngüi Dng täi bãư màût âáưu ray bàng mạy nh -Täi tưn tỉû tỉìng pháưn riãng biãût : Dng cho cạc bạnh ràng låïn (m > 6) hay cäø trủc khuu Sau nung nọng tỉìng pháưn (tỉìng ràng hay tỉìng cäø khuu) tiãún hnh lm ngüi chụng v phi thiãút kóỳ rióng thióỳt bở laỡm vióỷc theo chổồng trỗnh -Tọi trủc : Våïi cạc trủc di cọ bãư màût täi låïn ta dng phỉång phạp täi liãn tủc liãn tiãúp Vng cm ỉïng cọ cáúu tảo â nung nọng mäüt pháưn nh diãûn têch täi, âi kãư vng cm ỉïng laì voìng phun laìm nguäüi Thiãút bë naìy chuyãøn âäüng trãn sút chiãưu di ca chi tiãút v täi ton bäü bãư màût ca 4-Täø chỉïc v cå ca thẹp täi cm ỉïng : a-Thẹp âãø täi cm ỉïng : Âãø âm bo u cáưu täi bãư màût cọ âäü cỉïng cao â chäúng mi mn, cn li váùn â bãưn, v dai cao âãø chëu va âáûp, thẹp dng täi cm ỉïng cọ lổồỹng caùc bon trung bỗnh tổỡ 0,35 - 0,55%C Nóỳu laỡ theùp hồỹp kim thỗ thuọỹc loaỷi hồỹp kim thỏỳp b-Täø chỉïc : Nung nọng cm ỉïng cọ täúc âäü nung ráút nhanh tỉì hng chủc âãún hng tràm 0C/s (loì nhiãût luyãûn täúc âäü 1,5 - 30C/s), váûy cọ cạc âàûc âiãøm sau : -Nhiãût âäü chuøn biãún pha Ac1 v Ac3 âỉåüc náng cao lãn, váûy nhiãût âäü täi phaíi láúy cao hån täi thãø têch tỉì 100 - 2000C 162 Ttäi cm ỉïng = T tọi thóứ tờch + (100 - 2000C) Hỗnh 11.2-Nung noùng v täi bãư màût bàịng dng âiãûn táưn säú cao a)Så âäư nung nọng cm ỉïng b)Täi nung nọng ton bäü bãư màût täi c)Täi nung nọng liãn tủc-liãn tiãúp 1)Chi tiãút täi 2)Vng cm ỉïng 3)Vng lm ngüi 4)Âỉåìng sỉïc tỉì -Do âäü qụa nung cao nãn täúc âäü chuyãøn biãún pha ráút nhanh, thåìi gian chuyãøn biãún ráút ngàõn (thỉåìng cåỵ hng chủc giáy), hảt austenit rỏỳt nhoớ mởn nón nhỏỷn õổồỹc mactenxit hỗnh kim rỏỳt nhoớ mởn (mactenxit ỏứn tờch) Vỗ vỏỷy õóứ baớo õaớm hảt nh mën täi cm ỉïng v âm bo giåïi hản chy, âäü dai cao phi nhiãût luûn họa täút trỉåïc cọ täø chỉïc xoocbit ram Sau täi caớm ổùng bóử mỷt laỡ mactenxit hỗnh kim nhoớ mởn, li l xoocbit ram c-Cå : Sau täi cm ỉïng tiãún hnh ram tháúp, bãư màût thẹp cọ âäü cỉïng 50 - 58HRC chäúng mi mn khạ täút, li âäü cỉïng 30 - 40HRC cọ giåïi hản chy v âäü dai cao Âiãưu âàûc biãût l sau täi cm ỉìng tảo cho bãư màût låïp ỉïng sút nẹn dỉ âãún 800MPa náng cao mảnh giåïi hản mi 5-Ỉu nhỉåüc âiãøm : Täi cm ỉïng l phỉång phạp täi bãư màût cọ hiãûu qu kinh tãú k thût cao nãn âỉåüc sỉí dủng ráút räüng ri sn xút cå khê a-Ỉu âiãøm : Täi cm ỉïng cọ khạ nhiãưu ỉu âiãøm so våïi täi thãø têch -Nàng suáút cao : thåìi gian nung ngàõn vỗ chố nung mọỹt lồùp moớng trón bóử mỷt vaỡ nhiãût lỉåüng âỉåüc tảo kim loải -Cháút lỉåüng täút : thåìi gian nung ngàõn nãn hản chãú täúi âa ä xy họa v thọat cạc bon Bãn cảnh âọ cn âiãưu chènh âỉåüc chãú âäü âiãûn, nhiãût âäü nung, thåìi gian nung mäüt cạch chênh xạc nãn âm bo cháút lỉåüng âäưng âãưu Âäü cỉïng cao hån täi thỉåìng khong tỉì 3HRC, âỉåüc gi l siãu âäü cỉïng -Dãù tỉû âäüng họa, cå khê họa, gim nhẻ âiãưu kiãûn lao âäüng cho cäng nhán -Thêch håüp våïi sn xút hng loảt låïn (trong cạc nh mạy chãú tảo âäüng cå, ä tä, mạy kẹo cọ quy mä låïn) b-Nhỉåüc âiãøm : Tuy nhiãn täi cm ỉïng cng cọ nhỉåüc âiãøm nháút âënh 163 -Khọ ạp duỷng cho caùc chi tióỳt coù hỗnh daùng bóử mỷt phỉïc tảp hay sỉû thay âäøi âäüt ngäüt vãư tiãút diãûn khọ chãú tảo vng cm ỉïng ph håüp -Hiãûu quaí kinh tãú tháúp saín xuáút âån chiãúc v hng loảt nh Nung nọng cm ỉïng cn âỉåüc sỉí dủng khạ räüng ri k thût : +Náúu chy váût liãûu kim loải âục v luûn kim +Luûn vng âãø tảo tảo cạc ngun täú siãu sảch +Nung nọng âãø gia cäng ạp lỉûc : cạn, ẹp +Hn cạc äúng, dạn nylon, cháút 11.1.3.Täi ngn lỉía : Phỉång phạp ny sỉí dủng ngn lỉía ca häùn håüp ä xy - axãtylen thiãút bë hn khê Ngn lỉía ny cọ nhiãût âäü ráút cao, âãún 30000C nãn nhanh chọng nung nọng bãư màût thẹp lãn nhiãût âäü täi Phỉång phạp ny dng âãø täi cạc chi tiãút låïn, u cáưu låïp täi bãư màût dy (âãún 10mm v låïn hån ) m khäng täi cm ỉïng âỉåüc : cạc bạnh ràng låïn, mäüt säú loải trủc Täi ngn lỉía ráút âån gin, báút cỉï xỉåíng cå khê no cng thỉûc hiãûn âỉåüc Tuy nhiãn cháút lỉåüng khọ âm bo : thiãúu nhiãût, quạ nhiãût, dãù tảo di ram phủ cå khäng âm bo 11.2.HỌA NHIÃÛT LUÛN : 11.2.1.Âënh nghéa v mủc âêch : 1-Âënh nghéa : Họa nhiãût luûn l phỉång phạp lm bo cạc ngun täú â cho (C,N, H, B, Cr, Al ) vo bãư màût thẹp âãø lm thay âäøi thnh pháưn họa hc, âọ lm thay âäøi täø chỉïc v âảt âỉåüc cháút theo quy âënh 2-Mủc âêch : Họa nhiãût luûn nhàịm âảt âỉåüc cạc mủc âêch sau âáy -Náng cao âäü cỉïng, chäúng mi mn v âäü bãưn mi cho thẹp Våïi mủc âêch ny âảt âỉåüc cao hån so våïi täi bãö màût -Náng cao chäúng àn mn âiãûn họa, họa hc (chäúng ä xy họa åí nhiãût âäü cao) Tuy nhiãn mủc âêch ny êt thỉûc hiãûn nhiãût âäü quạ cao, thåìi gian quạ di, chi phê låïn nãn giạ thnh cao 2-Cạc quạ trỗnh xaớy : óứ tióỳn haỡnh hoùa nhióỷt luyóỷn ngỉåìi ta cho chi tiãút thẹp vo mäi trỉåìng giu cạc ngun täú cáưn khúch tạn v nung nọng âãún nhiãût âäü cáưn thiãút Khi giỉỵ tải nhiãût âäü ny seợ xaớy caùc quaù trỗnh sau õỏy : a-Phỏn hoùa : laỡ quaù trỗnh phỏn tờch caùc phỏn tổớ ca cháút khúch tạn tảo nãn cạc ngun tỉí cọ hoảt âäüng mảnh b-Háúp thủ : sau âọ cạc ngun tỉí hoảt âỉåüc háúp thủ vo bãư màût thẹp cọ näưng âäü cao tảo sỉû chãnh lãûch vãư näưng âäü giỉỵa bãư màût v li (gradien näưng âäü hỉåïng vo li) c-Khúch tạn : ngun tỉí hoảt åí låïp háúp thủ s âi sáu vo bãn theo cå chãú khúch tạn v tảo låïp tháúm cọ chióửu sỏu nhỏỳt õởnh Trong ba quaù trỗnh trón thỗ quaù trỗnh khuóỳch taùn laỡ quan troỹng nhỏỳt vỗ noù quút âënh kãút qu ca họa nhiãût luûn 3-Cạc úu täú nh hỉåíng : 164 Nhiãût âäü v thåìi gian nh hỉåíng ráút låïn âãún khúch tạn v chiãưu dy låïp tháúm Nhiãût âäü : caìng cao chuyãøn âäüng nhiãût ca ngun tỉí cng låïn, täúc âäü khúch tạn cng mảnh nãn låïp tháúm cng chọng âảt chiãưu sáu quy âënh Mäúi quan hãû nhæ sau : D = A.e-(Q/KT) Tỉì âọ ta tháúy ràịng nhiãût âäü l úu täú quan trng nháút lm tàng chiãưu dy låïp tháúm tiãún hnh hạa nhiãût luûn Thåìi gian : ÅÍ nhiãût âäü cäú âënh, kẹo di thåìi gian s náng cao chiãưu sáu låïp tháúm nhiãn hiãûu qu khäng mảnh bàịng nhiãût âäü Quan hãû ny sau : δ = k τ 1/ (k laì hãû säú, τ l thåìi gian) 11.2.2.Tháúm cạc bon : 1-Âënh nghéa v mủc âêch : Tháúm cạc bon l phỉång phạp lm bo cạc bon vo bãư màût thẹp cạc bon tháúp (%C ≤ 0,25%) âãø sau nhiãût luyãûn bãö màût cọ âäü cỉïng cao, chäúng mi mn låïn, cn trog li váùn v dai Mủc âêch ca tháúm cạc bon l lm cho bãư màût thẹp cọ âäü cỉïng âãún 60 - 64 HRC chäúng mi mn cao, chëu mi täút, cn li bãưn, dai våïi âäü cæïng 30 - 40 HRC chëu uäún, xồõn v va âáûp täút Sau tháúm cạc bon hm lỉåüng cạc bon åí låï bãư màût khong 0,80 - 1,00% l ph håüp nháút, cn li cọ hảt nh mën, khäng cọ phe rit tỉû Tháúm cạc bon l phỉång phạp họa nhiãût luûn âỉåüc sỉí dủng ráút láu âåìi v ráút phäø biãún åí Viãût Nam Ty theo cháút tháúm ngỉåìi ta chia tháúm cạc bon thãø ràõn, thãø khê v thãø lng (hiãûn taỷi khọng sổớ duỷng vỗ quaù õọỹc haỷi) 2-Thỏỳm caùc bon thãø ràõn : a-Cháút tháúm : Gäưm cọ than gäù âỉåüc xay nh âãún cåỵ - mm chiãúm 85 - 90%, cháút xục tạc (BaCO3, Na2CO3, K2CO3 ) våïi tyí lãû 10 - 15% Âàût chi tiãút vo häüp kên cọ chỉïa âáưy cháút tháúm v cho vo l náng lãn âãún nhiãût âäü cáưn thiãút b-Nhiãût âäü tháúm vaì thåìi gian tháúm : Nguyãn tàõc choün nhiãût âäü tháúm cạc bon l âãún trảng thại hon ton l austenit âãø cọ kh nàng ba lỉåüng cạc bon cao nháút cọ thãø âỉåüc.Våïi thẹp bn cháút hảt låïn nhiãût âäü tháúm tỉì 900 - 9200C thẹp bn cháút hảt nh nhiãût âäü tháúm âãún 9500C Nhiãût âäü tháúm cng cao chiãưu sáu låïp tháúm cng låïn Thåìi gian tháúm cạc bon âỉåüc quút âënh båíi chiãưu sáu låïp tháúm, giạ trë ny âỉåüc quy âënh thiãút kãú chi tiãút Våïi nhiãût âäü cäú âënh thåìi gian tháúm cng tàng chiãưu sáu tháúm s cng låïn cọ ba cạch thåìi gian tháúm : - Theo cäng thỉïc : δ = k τ våïi k l hãû säú phủ thüc vo nhiãût âäü tháúm, τ l thåìi gian tháúm (giỉỵ nhiãût, h), δ l chiãưu sáu tháúm (mm) - Tra bng cho trỉåïc säø tay nhiãût luyãûn - Theo kinh nghiãûm : tháúm åí 9000C cổù 0,20 mm/1h thồỡi gian giổợ nhióỷt c-Caùc quaù trỗnh xy : -Than chạy thiãúu ä xy : 2C + O2 = 2CO 165 -Khê CO chuyãøn âäüng gàûp bãư màût thẹp v tạc dủng ca xục tạc bë phán hy : 2CO → CO2 + Cngun tỉí -ÅÍ nhiãût âäü cao cháút xục tạc bë phán hy : BaCO3 → BaO + CO2 CO2 + Cthan = 2CO vaỡ tióỳp dióựn quaù trỗnh trón -Laỡm nguọỹi sau tháúm s tảo lải xục tạc : BaO + CO2 = BaCO3 Cạc bon ngun tỉí cọ hoảt âäüng cao s khúch tạn vo bãư màût thẹp theo cå chãú sau : Cngun tỉí + Fe γ = Fe γ (C) Cngun tỉí + Fe = Fe3C d-Nhiãût luûn sau tháúm : Sau tháúm hm lỉåüng cạc bon trãn låïp bãư màût âảt 0,80 - 1,00%C âäü cỉïng cọ tàng lãn mäüt êt nhỉng chỉa sỉí dủng âỉåüc m phi tiãún hnh nhiãût luûn Cọ hai phỉång phạp nhiãût luûn : täi hai láưn v ram tháúp, täi mäüt láưn v ram tháúp Täi hai láưn v ram tháúp : täi láưn thỉï nháút åí nhiãût âäü 860 - 8800C, våïi mủc âêch lm nh hảt thẹp v phạ lỉåïi xãmentit hai trãn bãư màût Täi láưn thỉï hai åí nhiãût âäü 760 - 7800C tảo cho bãư màût cọ âäü cỉïng cao nháút Ram tháúp våïi nhiãût âäü 150 - 1800C Cạch nhiãût luûn ny khạ täún kẹm nãn chè dng cho cạc chi tiãút quan trng Täi mäüt láưn v ram tháúp : tháúm cạc bon thỉåìng sỉí dủng thẹp bn cháút hảt nhoớ nón haỷt khọng lồùn lừm Vỗ vỏỷy sau tháúm xong nhiãût xäụng 760 - 7800C v täi sau âọ tiãún hnh ram tháúp 150 - 1800C Tháúm cạc bon thãø ràõn cọ âàûc âiãøm l thåìi gian di (phi nung c häüp cháút tháúm), âiãưu kiãûn lm viãûc xáúu (nhiãưu bủi than), cháút lỉåüng khäng cao (näưng âäü cạc bon quạ låïn, thỉåìng tảo xãmentit hai åí bãư màût gáy dn) Tuy nhiãn âån giaớn dóự tióỳn haỡnh Hỡỗnh 11.3 - Tọứ chổùc tóỳ vi låïp tháúm caïc bon 3-Tháúm caïc bon thãø khê : Tháúm cạc bon thãø khê l phỉång phạp hiãûn âải v cọ nhiãưu ỉu viãût nháút, ngy âỉåüc ạp dủng räüng ri sn xút cå khê Dng mäüt l kên chỉïa âáưy khê tháúm (CO, CH4, C2H6 ) láúy tỉì khê thiãn nhiãn, cho chi tiãút vo v náng lãn nhiãût âäü tháúm Trong thỉûc tãú thỉåìng dng CH4 våïi t lãû 3-5% (do 166 mãtan tạc dủng tháúm ráút mảnh) cn lải l CO (âãún 95%) Taỷi nhióỷt õọỹ nung xaớy quaù trỗnh sau : CH4 → 2H2 + Cngun tỉí Cạc bon ngun tỉí s khúch tạn vo bãư màût thẹp Nhiãût âäü, thåìi gian tháúm v nhiãût luûn sau tháúm tỉång tỉû thãø ràõn Tháúm cạc bon thãø khê cọ âàûc âiãøm laì : thoìi gian tháúm ngàõn (do khäng nung häüp chỉïa âáưy häùn håüp tháúm), cháút lỉåüng låïp tháúm âäưng âãưu, dãù cå khê họa v tỉû âäüng họa (sỉí dủng räüng ri sn xút hng loảt låïn), âiãưu kiãûn lao âäüng täút Tuy nhiãn thiãút bë giạ thnh cao 4-Cäng dủng : Tháúm cạc bon cng tảo cå tỉång tỉû täi bãư màût, nhỉng âäü cỉïng låïp bãư màût cao hån (60 - 64HRC), âäü cỉïng åí li tỉì 15 - 40HRC, cọ ỉïng sút nẹn dỉ trãn bãư màût Do váûy âm bo chëu mi mn cao hån v chëu ti täút hån cng náng cao giåïi hản mi Cäng dủng : dng cho cạc chi tiãút lm viãûc nàûng nãư hån, hỗnh daùng phổùc taỷp nhổ baùnh rng họỹp sọỳ, maùy càõt kim loải, mäüt säú loải trủc, chäút 11.2.3.Tháúm ni tå : 1-Âënh nghéa v mủc âêch : Tháúm ni tå l phỉång phạp họa nhiãût luûn lm bo ni tå vo bãư màût thẹp âãø náng cao âäü cỉïng, chäúng mi mn v chäúng àn mn (âäü cỉïng cao hån hàón tháúm cạc bon âãún 65-70HRC) 2-Täø chỉïc låïp tháúm ni tå : Âảt âỉåüc giạ trë âäü cỉïng cao l bn cháút ca låïp tháúm ni tå, váûy khäng phaíi nhiãût luyãûn sau tháúm Tháúm ni tå chè tiãún hnh åí thãø khê våïi cháút tháúm l amäniàõc, nhiãût âäü tháúm khong 480 - 6500C Phn ỉïng sau : 2NH3 → 3H2 + 2Nnguyón tổớ Hỗnh 11.5-Giaớn õọử pha sừt - nitå 167 Ni tå ngun tỉí cọ hoảt âäüng cao s khúch tạn vo bãư màût thẹp Cå såí tiãún hnh tháúm ni tå l gin âäư pha Fe - N Âi tỉì bãư màût vo täø chỉïc låïp tháúm gäưm cọ : -Pha ε l dung dëch ràõn trãn cå såí l pha xen k Fe2N -Pha γ ' l dung dëch ràn trã n cå såí pha xen l Fe4N -Pha α fe rit ni tå (dung dëch ràõn ca nitå Fe α Täø chỉïc låïp tháúm gäưm cạc nitrit - pha xen k våïi âäü cỉïng ráút cao, ráút phán tạn nãn cọ âäü cỉïng v chäúng mi mn ráút cao 3-Âàûc âiãøm tháúm ni tå : -Do tiãún hnh åí nhiãût âäü tháúp sỉû khúch tạn khọ khàn v cháûm nãn låïp tháúm mng, thåìi gian tháúm di Tháúm åí 5200C âãø âảt chiãưu sáu 0,40 mm phi giỉỵ nhiãût 48h -Sau tháúm khäng täi v mi -Phi dng thẹp âàûc biãût l 38CrMoAlA, trỉåïc tháúm phi nhiãût luûn họa täút thnh xoocbit ram -Låïp tháúm cỉïng hån v giỉỵ âỉåüc åí nhiãût âäü âãún 5000C v cao hån 4-Cäng dủng : Tháúm ni tå dng cho cạc chi tiãút cáưn âäü cỉïng v chäúng mi mn ráút cao, lm viãûc åí nhiãût âäü cao hån 5000C, nhỉng chëu ti khäng cao (do låïp tháúm mng) : mäüt säú trủc, så mi xy lanh mạy bay, dủng càõt, dủng củ âo, nng sụng Tháúm ni tå cng lm tàng âạng kãø giåïi hản mi 11.2.4.Tháúm cạc bon - nitå (tháúm xyanua) : 1-Âënh nghéa v mủc âêch : Tháúm cạc bon ni tå l phỉång phạp họa nhiãût luûn lm bo âäưng thåìi cạc bon v ni tå vo bãư màût thẹp âãø náng cao âäü cỉïng, chäúng mi mn cng chäúng mi mn (nọ l trung gian giỉỵa tháúm cạc bon v ni tå) Nóỳu tióỳn haỡnh thỏỳm dổồùi 5600C thỗ caùc bon khuóỳch tạn úu nãn låïp tháúm ch yú l ni tå váûy gáön våïi tháúm ni tå hån Nãúu tháúm ồớ nhióỷt õọỹ 8500C hay coa hồn thỗ sổỷ khuóỳch tạn ca cạc bon mảnh nãn lỉọp tháúm gáưn våïi tháúm cạc bon hån 2-Tháúm cạc bon ni tå åí nhiãût âäü cao : a-Tháúm thãø ràõn : Tiãún haình giäúng tháúm cạc bon chè khạc l cháút tháúm cọ thãm tỉì 20 30% cạc múi K4Fe(CN)6, K3Fe(CN)6 Sau tháúm phi täi v ram tháúp b-Tháúm thãø khê : Tiãún hnh tháúm cạc bon thãø khê nhỉng cháút tháúm cọ thãm 5-10% NH3 v nhiãût âäü tháúm l 840-8600C Täø chỉïc låïp tháúm ngoi cạc cao cn cọ pha cạcbon - nitrit Fe3(C,N) ráút cỉïng v phán tạn nãn náng cao ráút mảnh chäúng mi mn, lm tàng tøi th tỉì 50 - 100% Sau tháúm phi täi tỉì nhiãût âäü tháúm v ram tháúp Phỉång phạp ny sỉí dủng ráút rọỹng raợi vỗ khọng gỏy õọỹc haỷi vaỡ taỷo cháút lỉåüng täút c-Tháúm thãø lng : 168 Tiãún hnh bãø gäưm cạc häùn håüp múi nọng chy (trong âọ ch úu l cạc múi cọ gäúc CN hay CNO âãø cung cáúp C v N ngun tỉí) Cọ hai cạch : tháúm åí nhiãût âäü tháúp v åí nhiãût âäü cao Tháúm åí nhiãût âäü tháúp : Tiãún hnh åí nhiãût âäü 540-5600C häùn håüp gäưm cọ 50%NaCN vaì 50% Na2CO3 hay 50%NaCN vaì 50%KCN Sau tháúm khäng tiãún hnh täi v ram nỉỵa Cäng dủng : ch úu dng cho cạc dủng củ càõt gt bàịng thẹp giọ sau nhiãût luûn Phỉång phạp ny cọ nhổồỹc õióứm laỡ rỏỳt õọỹc haỷi vỗ duỡng muọỳi coù gäúc CN tỉì axit HCN (chè cáưn nhiãøm âäüc khong 1mg l â gáy tỉí vong) Tháúm åí nhiãût âäü cao : Tiãún hnh åí nhiãût âäü 820-8600C cạc múi cọ thnh pháưn tỉång tỉû trãn Sau tháúm phi täi v ram tháúp Cäng dủng : dng cho cạc loải trủc, bạnh ràng, chäút Âãø khàõc phủc nhỉåüc âiãøm ca tháúm cạc bon ni tå ngy ngỉåìi ta dng cac sloải múi khäng âäüc hải v tảo phỉång phạp måïi gi l tenifer (tenex - họa bãưn, nitrur tháúm N, ferum - Fe) âãø tàng âäü cỉïng v chäúng mi mn cho trủc khy, bạnh ràng, khn dáûp, khn kẹo 11.2.5.Cạc phỉång phạp họa nhiãût luûn khạc : Ngoi cạc phỉång phạp trãn cn sỉí dủng cạc phỉång phạp tháúm bo, cräm, nhäm, silic âãø náng cao âäü cæïng, chäúng ä xy họa cho váût liãûu Cäng dủng : khn rn, tua bin phn lỉûc, ghi l, gáưu rọt thẹp gang -o0o 169