Giáo trình kim loại thiết bị nhiệt P2 ppt

27 Khoảng (4 - 5)% các nguyên tố hợp kim. Sử dụng chủ yếu trong chế tạo nồi hơi , các đờng ống dẫn hơi Nhiệt độ làm việc < (500 - 600) o C Pha chính là dung dịch rắn + pha d các-bít Giới hạn bền dão là đặc tính chủ yếu của loại thép này. (Giới hạn bền dão là với biến dạng chảy 1% sau thời gian nhất định 10.000 h; 100.000 h; 200.000 h; Thành phần hoá học một số thép péclít: (G.465) C Cr Mo V 12MX (12MoCr) 0,09 -0,16 0,4 -0,6 0,40 - 0,6 12XM(12CrMoV) 0,08 -0,15 0,4 - 0,6 0,25 - 0,35 0,15- 0,30 12XM (12CrMo) 0,09 -0,16 0,8 -1,1 0,40 - 0,60 12X1M (12Cr1MoV) 0,08 -0,15 0,9 -1,2 0,25 - 0,35 0,15- 0,30 Vì %C <= 0,15- 0,18 nên có thể hàn tiếp xúc giáp mối và chế tạo các chi tiết ống đợc. Vì trong thép có một ít Mo nhằm tăng nhiệt độ kết tinh lại của ferít, do đó độ bền nhiệt tăng lên. Thành phần Mo = (0,3 - 0,5) % Cr cũng có tác dụng tơng tự nhng yếu hơn Mo, Cr = (0,5 - 1,0) % Tăng dần Cr thì tổ chức chuyển dần sang Martenxít. Độ bền nóng của thép này chủ yếu do ( Mo + Cr) làm hoá bền dung dịch rắn tăng nhiệt độ kết tinh lại của phe-rít. Các nguyên tố phụ: W, V, có tác dụng: Làm nhỏ hạt; Tạo pha thứ 2 hoá bền; Ngăn cản sự tiết ra khỏi dung dịch rắn ( các nguyên tố hợp kim chính nh: Cr, Mo. Thép Péc lít chứa ít Cr do vậy tính ổn định nóng kém, dể tạo lớp vảy ôxyt ở nhiệt độ cao; dễ có khuynh hớng dòn nhiệt . Đây là hịên tợng dòn xuất hiện khi nung lâu trong vùng (T = 400 500) o C và không phụ thuộc tốc độ nguội. Dòn nhiệt xuất hiện ngay cả trong thép bền nóng péc lít ở nhiệt độ cao hơn hoặc thấp hơn 400 - 500 o C. Cũng nh dòn ram, dòn nhiệt sẽ làm giảm độ dai va đập đột ngột, nhng không làm thay đổi các chỉ tiêu khác về cơ tính . Nguyên nhân : Do tiết ra các tạp chất theo biên giới hạt ( ôstenit) trớc đây trong quá trình nung . Khắc phục bằng cách nhiệt luyện: + Tôi trong dầu với vận tốc nguội W ng = 200 - 300 độ/s (Vận tốc nguội (Wng.) của dầu < W ng. nớc) W ng nớc = 600 o C/s T nung = 900 - 950 o C Ram cao = 600 - 650 o hoặc ram cao 700 - 750 o C 2.5.4 Nhóm thép bền nhiệt Martenxít, Martenxit-Ferit : Mác thép C Cr Mo V Nb 28 Nhóm M (máctenít ) [12] trang 465) 12X2MCP (12Cr2MoVSiB) 0,08-0,15 1,6-1,9 0,5-0,7 0,2-0.35 12X2Mb (12CrMoNb) 0,08-0,12 2,1-2,6 0,5-0,7 0,2-0.35 X5B (Cr5WV) 0,15 4,0-6,0 0,4-0,6 Nhóm M+F [12] trang 465) Mác thép C Cr Mo V Nb 15X11M (15Cr11MoV) 0,12-0,19 10,0-11,5 0,6-0,8 0,25-0,4 1X12BHM (1Cr12WniMoV) 0,12-0,18 11,0-13 0,50,7 0,15-0,3 0,7-1,1 1X12B2M (1Cr12W2MoV) 0,10-0,17 11,0-13 0,6-0,9 0,15-0,35 1,7-2,2 Đây là một dạng thép không rỉ có thêm các nguyên tố hoá bền nh : W, Mo, V Những thép này có độ bền nhiệt và tính ổn định nhiệt (chịu nhiệt) cao do nhiệt độ kết tinh lại đợc nâng cao và pha các-bít M 23 C 6 cầu hoá chậm hơn M 3 C (Xêmentít). Silic chống ram tốt nên nâng cao đợc tính bền nóng. (40X10C2M, 40X9C2). Nhóm này thờng dùng cho các chi tiết làm việc ở nhiệt độ 550 600 o C 40X10C2M, 40X9C2 thờng làm xupáp xả ôtô. Các nguyên tố W, Mo, V, X 12 % làm tăng độ bền nhiệt Độ bền nhiệt của một số thép [12] (trang 466 ) b / (100.000 h ) KG/mm 2 Nhiệt độ Làm việc 400 450 500 550 600 650 700 o C Péclít 1%Cr0,5%Mo) 16 10 5 - - - - Martenxits 12%Cr1%MoVW - - 20 15 6 - - Ôstenít 1%Cr13%Ni0,5%Nb - - - 16 10 8 4 Nhiệt luyện : Tôi T = 1050 1150 o C Ram T = 650 750 o C Chú ý : Thép F - M xảy ra dòn ở nhiệt độ T = 475 o C là hiện tợng dòn khi nung lâu trong vùng 450 - 500 o C làm hạn chế việc sử dụng thép này đối với các chi tiết chịu tải lớn . Dòn nhiệt 475-khác với dòn ram ở chổ độ dai va đập giảm đột ngột, khi dòn -475, kèm theo tăng độ bền , giảm khả năng chịu ăn mòn, giảm tính ổn định hoá học Dòn 475 có tính thuận nghịch , tức là tính dẻo có thể phục hồi bằng cách ram thép ở nhiệt độ 600-650 o C và làm nguội trong dầu . ( Nguyên nhân do phân huỷ dung dịch rắn Fe-Cr với sự tiết ra pha dòn giàu Cr kiểu siêu cấu trúc trật tự ) Nhóm 1 : Thép không hoá bền bằng nhiệt luyện Tổ chức hoàn toàn (Ostenit ) X18H9, X18H10T NLuyện Tôi ở T = 1050-1100 o C trong nớc hoặc trong không khí 29 Ram ổn định ở T = 750 o C Nhóm 2 : Thép hoá bền đợc bằng nhiệt luyện Tôi . . . . . T = 1050 -1100 o C Ram . . . . . T = 600 - 750 o C Tăng bền & tăng cứng do tiết ra pha hoá bền Các-Bít, Nitrít, các pha liên kim loại,các pha này có độ phân tán cao quan hệ liền mạng với pha nên gây sai lệch mạng , kết quả làm tăng bền. Nhợc điểm của nhóm thép này là : * Dòn nhiệt khi nung ở nhiệt độ 550-600 o C * Dòn nhiệt làm giảm độ dai va đập kèm theo thay đổi tính dẻo, độ bền lâu. Nguyên nhân do sự phân huỷ dung dịch rắn quá bão hoà theo biên giới hạt & tiết ra pha denta kiểu Fe-Cr Độ bền tức thời của một số thép nhóm này [12] (trang472) Mác thép B 100 1000 T = 600 700 800 600 700 600 700 1X18H10T 35 30 25 25 12 20 10 KG/mm 2 . X18H12b 38 33 28 28 15 22 12 KG/mm 2 1X14H18B2bP 45 42 - 35 24 28 17 KG/mm 2 1X14H18B2b 45 38 - 35 24 30 18 KG/mm 2 Thành phần một số thép bền nhiệt Ôstenít [12] (471) C Cr Ni W Ti Nb 1Cr14Ni16Nb 0,07-0,12 13-15 14-17 0,9-1,3 1Cr14Ni18W2Nb 0,07-0,12 13-15 18-20 2,0-2,7. 0,9-1,3 Cr18Ni10Ti 0,12 17-19 9-11 0,5-0,7 Cr18Ni12Ti 0,12 17-19 11-13 0,5-0,7 0Cr18Ni12Nb 0,12 -/- 11-13 Si = 8% 1,2 C Cr Ni Cr25Ni20Si2 0,12 24-27 18-21 4Cr12Ni8Mn8MoVNb 0,34-0,40 11-13,5 7-9 V=1.2-1.5 1,1-1,4Nb Cr12Ni20Ti3 0,10 10-12,5 18-21 Ti(2,6-3,2) Thép này dùng để chế tạo các supáp động cơ, cánh tuốc bin khí, các chi tiết chịu nóng của các động cơ phản lực và cho các chi tiết làm việc ở nhiệt độ 600-700 o C . Tất cả các thép này có chứa Cr, Ni và các nguyên tố khác gây hoá bền Tính chất của thép ostenit bền nhiệt * Bền nhiệt , chịu nhiệt cao, dẻo; * Có tính hàn tốt , nhng mối hàn dòn cần phải nhiệt luyện sau khi hàn. * Hệ số giản nở nhiệt lớn; * Gia công áp lực và cắt gọt khó hơn loại thép Péclít và Martenxít 30 * Dòn ở T 550-600 o C * Tính bền nhịêt cao do cấu trúc mạng tinh thể lập phơng diện tâm, sít chặt hơn, liên kết bền nhiệt độ kết tinh lại cao . 2.5.5 Thép Hợp kim bền nhiệt Ni-Co C Cr Ni Al Mo W Ti Hợp kim cơ sở sắt : CrNi35Wti) 0.12 14-16 34-38 - - 2.8-3.5 1.1-1.5 CrNi35WTiAl 0.08 14-16 33-37 0,7-1,4 - 2.8-3.5 2.4-3.2 Hợp kim cơ sở là cô ban Co 0.35-0.45 18-21 18-22 3.5 - 5.8 3.8-5.8 0.20-0.35 25-30 1.5-3.5 4.5 -6.5 Nhiệt độ làm việc của thép bền nhiệt ngày càng tăng : 1946 510 - 650 o C 1954 730 790 o C 1966 780 950 o C Hiện nay nhiệt độ làm việc của một số hợp kim trên 2000 o C Phạm vi ứng dụng : Chế tạo các tuốc bin và động cơ phản lực Nhiệt độ làm việc 700 - 900 o C Các loại vật liệu chủ yếu là HK Ni - Co còn các HK trên cơ sở sắt không làm việc ở nhiệt độ cao dợc. HK Ni - Cr có cơ tính thấp, không hoá bền bằng nhiệt luyện đợc thờng dùng làm dây điện trở X20H80, X15H60 2.5.6 ứng dụng các loại vật liệu chịu nhiệt bền nhiệt Thép chế tạo xu páp Bảng 2 - 2[2] (trang 349) Liên xô Việt Nam 45 C45 Xu páp chịu tải nhẹ 40X 40Cr Xupáp nạp X9C2 45CrSi34 Xupáp van nạp chịu tải trọng nặng và trung bình 50X20 X50CrMnNiN22.9 Xupáp xả trong động cơ Bảng 2 - 3 Mác thép Nhiệt độ làm việc Cr17Ni13Mo2Ti Tiếp xúc với phốt pho nóng Cr6Si, 1Cr13, và môi trờng axit Cr25Ni20Si2 Ch/tiết tuốc bin, ống nồi hơi 2Cr13, 1Cr13 Cánh tuốc bin hơi, supáp ,van, vít, ống 500 o C 1Cr11MoV Cánh tuốc bin hơi 550 o C 1Cr14Ni16NbB ống hơi có áp lực cao 650-700 o C CrNi70WmoTiAl Cánh tuốc bin 800 - 850 o C Thép bền nhiệt dùng cho bu lông và đai ốc Bảng 2 - 4 31 Mác thép Nhiệt độ o C Độ bền nhiệt C35 350 - 450 221 - 70 C45 350 - 450 221 - 70 19Mn5 400 - 500 170 - 40 15Mo3 450 - 500 220 - 120 20CrMo13 500 - 600 210 - 40 Chơng 3 : Các phơng pháp nhiệt luyện 3.1. Khái niệm chung về nhiệt luyện Quá trình gia công kim loại thờng có ba giai đoạn chính: 1. Quá trình luyện kim là giai đoạn đầu nhằm chế tạo ra các kim loại và hợp kim khác nhau. 2. Quá trình chế tạo phôi, gia công cơ và các dạng gia công khác để chế tạo chi tiết máy. 3. Nhiệt luyện là quá trình làm thay đổi những tính chất cần thiết cho vật liệu theo yêu cầu sử dụng trớc hoặc sau khi gia công. Phần lớn các dạng gia công nhiệt luyện nằm ở giai đoạn cuối của quá trình sản xuất cơ khí. Sản phẩm cơ khí có thể tiến hành mạ, mài chính xác, để nhận đợc sản phẩm theo yêu cầu. Nhiệt luyện giữ vai trò rất quan trọng trong quá trình sản xuất cơ khí. Nhờ có nhiệt luyện mà ta có thể tạo cho vật liệu những tính chất đặc biệt, làm cho tuổi thọ đợc nâng cao, kích thớc chi tiết đợc thu nhỏ, chất lợng sản phẩm đợc tăng lên, nâng cao hiệu quả sử dụng, hạ giá thành sản phẩm, tăng hiệu quả kinh tế. 3.1.1. Định nghĩa : Nhiệt luyện là một quá trình gia công nhiệt bao gồm 3 quá trình : nung nóng chi tiết đến nhiệt độ cao, giữ nhiệt độ đó một thời gian nhất định sau đó làm nguội ở trạng thái rắn với những tốc độ theo yêu cầu . 3.1.2.Các yếu tố quan trọng khi nhiệt luyện : 1. Nhiệt độ nung cao nhất mà phơng pháp nhiệt luyện yêu cầu; 2. Tốc độ nung nóng ứng với các khoảng thời gian và nhiệt độ nhất định; 3. Thời gian giữ nhiệt tại nhiệt độ đã xác định; 4. Tốc độ làm nguội ứng với các giai đoạn làm nguội; Hình 3-1 Sơ đồ quá trình nhiệt luyện 2 3 1 Thời gian (giờ) Nhiệt độ o C 32 1 - Giai đoạn nung nóng 2 - Gia đoạn giữ nhiệt; 3 - Giai đoạn làm nguội Nhiệt độ nung là nhiệt độ cao nhất mà quá trình phải đạt đợc. Thời gian giữ nhiệt là thời gian cần thiết để duy trì chi tiết tại nhiệt độ nung đã xác định nhằm đảm bảo cho các quá trình biến đổi kim loại. Tốc độ làm nguội là tốc độ giảm nhiệt độ theo thời gian ( o C/s ) 3.1.3. Mục đích của nhiệt luyện : làm thay đổi tổ chức cấu tạo của kim loại để nhận đợc các tính chất theo yêu cầu. 3.1.4. ý nghĩa : Nhiệt luyện là khâu không thể thiếu đợc trong ngành cơ khí và luyện kim hiện đại. Nhờ có nhiệt luyện ta có thể tạo ra các tính chất đặc biệt của hợp kim tạo điều kiện cho các quá trình gia công tiếp theo đợc dễ dàng và nâng cao khả năng làm việc của các chi tiết máy. 3.2. Điều kiện nhiệt luyện Để thoả mãn các yêu cầu trên không phải tất cả các kim loại đều nhiệt luyện đợc mà chỉ có những vật liệu mãn các yêu cầu sau : 1. Khi nung nóng, giữ nhiệt và làm nguội kim loại phải có quá trình chuyển biến thù hình. 2. Khi làm nung nóng hay làm nguội, thì kim loại hoặc hợp kim tuy không thay đổi về tổ chức, nhng do ảnh hởng của nhiệt độ khi nhiệt luyện làm cho tổ chức kim loại từ trạng thái không ổn định trở lại trạng thái ổn định hơn. 3. Trong điều kiện nhất định làm thay đổi lợng hoà tan của một số nguyên tố nào đó hoặc các nguyên tố kim loại khác có thể xâm nhập vào chi tiết máy làm thay đổi thành phần hoá học của kim loại hay hợp kim, do đó làm thay đổi cơ tính, lý tính và hoá tính của kim loại hay hợp kim. Giản đồ trạng thái Fe - C Pha L + Ô Ô 0 0 , 8 4 , 3 6,67 %C 2 , 14 Ô + X P + X F+ P + X +L X +L X +L A + X + L T o C 33 Hình 3-2 Giản đồ trạng thái sắt - các bon Hợp kim sắt - cácbon : là gang, thép và các hợp kim khác. Giản đồ trạng thái Fe - C sẽ cung cấp cho ta những khái niệm về cấu trúc của hợp kim Fe - C và cụ thể là gang, thép . Trong thực tế không dùng loại hợp kim có %C 6,67 % do đó ta nghiên cứu trong giới hạn C <= 6,67% Ghi chú : Trục tung chỉ nhiệt độ ; Trục hoành chỉ hàm lợng cácbon ( %C )và hàm lợng sắt ( % Fe); Nằm sát bên trái là sắt nguyên chất ( Fe), bên phải là xementít Fe 3 C hàm lợng các bon = 6,67% Bản thân Fe có hai dạng mạng tinh thể : lập phơng thể tâm Fe( ), và dạng lập phong diện tâm Fe ( ) Pha lỏng : Dung dịch lỏng của các bon hoà tan trong sắt pha lỏng tồn tại trên đờng ABCD Xementít : trên đờng thẳng DFEL Ferit : dung dịch dặc của cácbon trong Fe( ) nằm phía trái đờng GPQ và AHN Ôstenít Dung dịch đặc của các bon trong Fe() nằm ở khu vực NJESG. Trên giản đồ 3 đờng // HJB, ECF, PSK đó là 3 đờng phản ứng đẳng nhiệt : Đờng HJB ở T = 1486 Đờng ECF ở T = 1147 Đờng PSK ở T = 727 S - là điểm cùng tích, C - điểm cùng tinh Trên giản đồ trạng thái Fe-C ta thấy nung nóng hoặc làm nguội thép đều phát sinh sự biến chuyển về tổ chức tinh thể của thép đợc gọi là nhiệt độ tới hạn hay điểm tới hạn . Trên giản đồ có nhiều nhiệt độ tới hạn. ở đây ta chỉ nghiên cứu một số giá trị quan trọng A 1 , A 2 A 1 = ( PSK ) khi nung gọi là A c1 , khi làm nguội A r1 A c1 A r1 A3 = ( GS ) khi nung gọi là A c3 , khi làm nguội A r3 A c3 A r3 A cm = ( PSK ) khi nung gọi là A cm , khi làm nguội A cr A cm A cr 3.4. Các phơng pháp nhiệt luyện Trong thực tế có nhiều phơng pháp nhiệt luyện, hoá nhiệt luyện, nhuộm màu, ở đây ta chỉ làm quen một số phơng pháp chính: ủ, tôi , ram, thờng hoá và hoá nhiệt luyện 3.4.1 ủ kim loại ủ là qúa trình nung thép đến nhiệt độ cao hơn Ac1 hay Acm cũng có thể nhỏ hơn Ac1 sau đó giữ nhiệt và làm nguội chậm cùng lò . Có thể làm nguội cùng lò đến nhiệt độ khoảng 500 - 600 oC ) sau đó làm nguội ngoài không khí. U thờng là quá trình nhiệt luyện sơ bộ để chuẩn bị cho khâu nhiệt luyện hay gia công tiếp theo. a. Mục đích 1. Chuẩn bị cho các bớc gia công tiếp theo, cải thiện tính cắt gọt cho kim loại. 2. Khử các khuyết tật do các nguyên công gây ra nh rèn, đúc, gia công nguội từ đó cải thiện cơ tính của thép, Khử ứng suất bên trong thép. 34 3. Tăng tính dẻo hay phục hồi tính dẻo của thép sau khi cán nguội. 4. Làm đồng đều thành phần hoá học trong thép ; 5. Chuẩn bị tổ chức kim loại để tôi. b. Các phơng pháp ủ : ủ hoàn toàn ( kết tinh lại hoàn toàn) : Là qúa trình nung thép đến nhiệt độ cao hơn điểm A 3 giữ nhiệt độ một thời gian sau đó làm nguội chậm đến khoảng 300 o C, lấy ra khỏi lò, tiếp tục làm nguội trong không khí. Mục đích của ủ hoàn toàn là làm cho tổ chức nhỏ hạt và phân bố tơng đối đều, nhờ vậy cơ tính tăng. Mặt khác do nguội chậm nên độ cứng thấp và có tổ chức péc - lit ổn định do đó dễ cắt gọt, ứng suất bên trong nhỏ, tạo nên tổ chức tốt cho khâu tôi tiếp theo. Sơ đồ quả trình ủ hoàn toàn Hình 3-3 Sơ đồ quá trình công nghệ ủ kim loại ủ không hoàn toàn : ủ không hoàn toàn là quá trình nung thép đến nhiệt độ giữa A c1 và A C3 , giữ nhiệt sau đó làm nguội chậm. + Mục đích: khử ửng suất bên trong do quá trình gia công nóng sinh ra , làm giảm độ cứng tăng độ dẻo, tăng cơ tính , dễ cắt gọt. Ngoài ra còn có một số phơng pháp ủ khác : ủ thấp, ủ cầu hoá, ủ đẳng nhiệt, ủ khuyếch tán, 3.4.2 Thờng hoá : Khái niệm : Là phơng pháp nhiệt luyện, nung thép đến nhiệt độ chuyển biến pha trên đờng A c3 hay trên A cm + ( 30 50 o C) , giữ nhiệt độ đó một thời gian , sau đó làm nguội ngoài không khí. ( Thực chất là một dạng ủ đặc biệt nhng tốc độ ủ ở đây cao hơn phơng pháp ủ thờng). Mục đích : + Khử ứng suất ; + Làm nhỏ hạt và đồng đều tổ chức, + Cải thiện các tổ chức xấu nh tổ chức xementít, Ferít hạt to , tổ chức Vítmantít ) t (thời gian) A cm A c1 A c3 Khoảng nhiệt độ ủ A c1 A c3 t (thời gian) 35 + Chuẩn bị tổ chức cho khâu nhiệt luyện tiếp theo, thờng hoá ( Cũng có thể là khâu nhiệt luyện cuối cùng ) Hình 3-4 Sơ đồ quá trình công nghệ thờng hoá 3.4.3. Tôi thép a. Khái niệm : là qúa trình nung thép tới nhiệt độ chuyển biến pha : Thép trớc cùng tích T o = A c3 + 30-50 o C ;Thép sau cùng tích T o = A c1 + 30-50 o C sau đó giữ nhiệt và làm nguội nhanh trong các môi trờng làm nguội, để ngăn cản không cho Ô stenít chuyển thành péclít mà chuyển thành mác ten xít có tổ chức không cân bằng với độ cứng cao. Có thể tôi thép trong một môi trờng, tôi trong hai môi trờng, tôi phân cấp, tôi đẳng nhiệt, tôi toàn bộ, tôi bộ phận ( nh tôi bề mặt) , Hình 3-5 Sơ đồ quá trình công nghệ tôi thép b. Mục đích + Tăng độ cứng và tính chịu mài mòn của vật liệu; + Chuẩn bị cho khâu nhiệt luyện tiếp thép nh ram, để đạt đợc những tính chất theo yêu cầu. 3.4.5 Ram thép a. Khái niệm : Ram thép là quá trình nung thép đã tôi đến nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ chuyển biến pha ( T < A c1 ) , sau đó gĩ nhiệt rồi làm nguội để mác ten xít và ô t (thời i) A cm A c1 A c3 Khoảng nhiệt độ th - ờng A c1 A c3 t (thời T o C T o C t (thời A c A c1 A c3 Khoả ng nhiệt A c1 A c3 t (thời T 36 stenit d phân hoá thành các tổ chức thích hợp với các điều kiện làm việc. Ram là thao tác bắt buộc đối với thép sau khi tôi. b. Mục đích Làm ổn định tổ chức của thép đã tôi; Cải thiện cơ tính cho thép ( làm giảm một ít độ cứng, tăng tính dẻo cho thép) ; Khử ứng suất d do quá trình tôi sinh ra c. Các phơng pháp ram + Ram thấp : T = 150 - 250 o C + Ram thấp : T = 300 - 450 o C + Ram thấp : T = 500 - 650 o C Ram là một trong những phơng pháp quyết định đến cơ tính của thép. 3. 5 Sơ đồ tổng hợp quá trình nhiệt luyện Hình 3-6 Sơ đồ tổng quát một số phơng pháp nhiệt luyện chủ yếu 3. 6 Hoá nhiệt luyện 3.6.1 Khái niệm Đây là một phơng pháp nhiệt luyện đặc biệt mà thực chất của nó là nung thép đến nhiệt độ cao ( đến vùng tồn tại O stenit ) rồi cho một số nguyên tố ( cácbon, ni tơ, ) xâm nhập vào bề mặt của vật liệu, kết quả làm thay đổi thành phần hoá học lớp bên ngoài của vật liệu. Sau đó tiến hành nhiệt luyện để nhận đợc những tính chất theo yêu cầu. So với phơng pháp nhiệt luyện thông thờng thì đây là phơng pháp có làm thay đổi thành phần hoá học trên những bề mặt cần thiết của thép, do vậy làm thay đổi cơ tính trên bề mặt so với cơ tính bên trong của chi tiết. Các giai đoạn của hoá nhiệt luyện 1. Giai đoạn phân hoá : là quá trình phân huỷ các phân tử để tạo nên các nguyên tử có hoạt tính hoá học mạnh và có khả năng khuyếch tán vào bề mặt của chi tiết cần thấm. 2. Quá trình hấp thụ vào bề mặt kim loại để tạo nên sự chênh lệch về nồng độ trên bề mặt và bên trong vật thể. %C t (thời i) A cm A c1 A c3 Th-ờng hoá Tôi T o C 1100 1000 ủ khuếch t n (đồng ủ không hoàn ủthấp 1147 o C [...]... 30-40 HRC 3.7 Thiết bị nhiệt luyện Thiết bị nhiệt luyện bao gồm các loại thiết bị nung giử và không chế nhiệt độ, dụng cụ phục vụ cho quá trình cấp phôi liệu lấy phôi liệu sau khi nung, ở đây chúng ta chỉ quan tâm đến các loại thiết bị nung hay các loại lò nung phôi khi nhiệt luyện Yêu cầu đối với thiết bị nung Khống chế nhiệt độ chính xác ; ( sai lệch cho phép trong khoảng từ 5 - 10 oC) Nhiệt độ nung... lõi Đè khuôn - Rót kim loại lỏng vào khuôn Gang hồi liệu Tháo dỡ khuôn, lõi Làm sạch vật đúc Vật đúc hỏng đem nấu lại Kiểm tra chất lợng vật đúc Giao hàng Hình 4-1 Sơ đồ quá trình chế tạo vật đúc 43 4.1.3 Đặc điểm : Phơng pháp đúc có thể chế tạo sản phẩm từ các loại vật liệu khác nhau : kim loại đen ( đúc gang, đúc thép, Đúc kim loại màu : đúc nhôm, đúc đồng, đúc vật liệu phi kim loại : đúc các tợng... làm việc Môi trờng khí lò phải ít bị ô xy hoá và ít thoát các bon ít độc hại, đảm bảo an toàn khi làm việc; Vận hành dễ dàng, dễ cơ khí hoá và tự động hoá ; Phân loại lò nhiệt luyện : Theo công dụng : Lò để ủ , tôi, ram, thờng hoá kim loại, Dựa vào khoảng nhiệt độ của lò mà mỗi loại lò có thể có nhiều chức năng nh lò để tôi, thờng hoá, Đa số các loại lò buồng có nhiệt độ cao trên 950oC cho nên... đặc điểm v công dụng của sản xuất đúc 4.1.1 Thực chất quá trình đúc: Đúc kim loại là phơng pháp chế tạo các chi tiết bằng cách rót kim loại lỏng vào khuôn có hình dạng, kích thớc đã đợc định hình trớc theo yêu cầu, sau khi đông đặc ta đợc vật đúc 4.1.2 Sơ đồ qúa trình công nghệ chế tạo vật đúc : Bộ phận phận Bộ kỹ thuật kỹ thuật Nấu chảy Kim loại Chế tạo bộ mẫu Pha chế hổn hợp làm khuôn Chế tạo hộp... nhiều lần Khi chế tạo mẫu, hộp lõi phải tính đến độ co ngót của kim loại, tính đến lợng d cần gia công cơ hay các yêu cầu khác về độ chính xác , độ bóng, Chính vì thế, kích thớc của mẫu và hộp lõi phải đợc thiết lập dựa trên kích thớc của chi tiết Bộ mẫu và hộp lõi đợc chế tạo từ các loại vật liệu gỗ, kim loại, chất dẻo hoặc các chất phi kim loại khác (xi măng, thạch cao ) Gối mẫu dùng để tạo nên chỗ... nhiều lần Khi chế tạo mẫu, hộp lõi phải tính đến độ co ngót của kim loại, tính đến lợng d cần gia công cơ hay các yêu cầu khác về độ chính xác , độ bóng, Chính vì thế, kích thớc của mẫu và hộp lõi phải đợc thiết lập dựa trên kích thớc của chi tiết Bộ mẫu và hộp lõi đợc chế tạo từ các loại vật liệu gỗ, kim loại, chất dẻo hoặc các chất phi kim loại khác ( xi măng, thạch cao ) Gối mẫu dùng để tạo nên chỗ... Quá trình khuyếch tán - các nguyên tử hoạt tính ở lớp hấp thụ sẽ đi sâu vào bên trong chi tiết theo cơ chế khuyếch tán, tạo nên chiều dày lớp thấm cần thiết Quá trình thấm phụ thuộc : nhiệt độ thấm, thời gian và một số yếu tố khác nh chất lợng bề mặt, vật liệu thấm, chất xúc tác, Nhiệt độ thấm càng cao thì chuyển động nhiệt của các nguyên tử càng mạnh, tốc độ khuyếch tán càng lớn, làm cho quá trình. .. nhiệt; 5 - Gạch cách nhiệt; 6 - Vỏ thép bảo vệ Lò muối ba cực Hình 3-10 Sơ đồ nguyên lý lò muối ba cực 1 - Điện cực; 2 - Buồng nung; 3 - Gạch chịu lửa; 4 - Bột cách nhiệt; 5 - Gạch cách nhiệt; 6 - Vỏ thép bảo vệ 40 Hình 3-7 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo tờng lò 1 - Buồng nung; 2 - Gạch chịu nhiệt; 3 - Bột cách nhiệt; 4 - Gạch cách nhiệt; 5 - Vỏ thép bảo vệ 41 chơng 4 khái niệm chung về quá trình sản xuất đúc... hợp kim, 100 % BaCl2 thép gió, dụng cụ cắt Sơ đồ nguyên lý cấu tạo một số lò thông dụng trong nhiệt luyện Lò buồng điện trở Hình 3-8 Sơ đồ nguyên lý lò buồng điện trở 1 - Gạch chịu lửa; 2 - Dây điện trở; 3 - Chi tiết cần nung; 4 - Tấm lót kim loại đáy bằng thép chịu nhiệt; Lò muối hai cực 39 Hình 3-9 Sơ đồ nguyên lý lò muối hai cực 1 - Điện cực; 2 - Buồng nung; 3 - Gạch chịu lửa; 4 - Bột cách nhiệt; ... dễ dàng Đậu ngót thờng đợc bố trí ở những nơi tập trung kim loại để bù đấp kim loại bị thiếu hụt do co ngót Lỗ xiên hơi tạo điều kiện thoát khí dễ dàng Bộ mẫu : bao gồm tấm mẫu, mẫu vật đúc (mẫu chính), mẫu đậu hơi, mẫu đậu ngót, mẫu hệ thống rót (Cốc rót, ống rót, rãnh lọc xỷ, rãnh dẫn) Mẫu vật đúc tạo nên hình dạng bên ngoài vật đúc (Tuỳ theo loại vật đúc mà có thể gắn thêm gối lõi, ) 45 Lõi : là . lõi có độ cứng 30-40 HRC. 3.7 Thiết bị nhiệt luyện Thiết bị nhiệt luyện bao gồm các loại thiết bị nung giử và không chế nhiệt độ, dụng cụ phục vụ cho quá trình cấp phôi liệu lấy phôi liệu. pháp nhiệt luyện 3.1. Khái niệm chung về nhiệt luyện Quá trình gia công kim loại thờng có ba giai đoạn chính: 1. Quá trình luyện kim là giai đoạn đầu nhằm chế tạo ra các kim loại và hợp kim. đến các loại thiết bị nung hay các loại lò nung phôi khi nhiệt luyện. Yêu cầu đối với thiết bị nung Khống chế nhiệt độ chính xác ; ( sai lệch cho phép trong khoảng từ 5 - 10 o C). Nhiệt