Vật liệu kỹ thuật - Chương 7 pot

CHỈÅNG 7 : KHẠI NIÃÛM CHUNG VÃƯ THẸP 7.1.KHẠI NIÃÛM CHUNG VÃƯ THẸP 7.1.1.Khại niãûm : Thẹp cạc bon l håüp kim ca sàõt v cạcbon våïi hm lỉåüng cạc bon nh hån 2,14%. Ngoi ra trong thẹp ln chỉïa mäüt lỉåüng nh cạc ngun täú Mn, Si, P, S. Våïi báút k loải thẹp cạc bon no ngoi sàõt ra cng cọ chỉïa C ≤ 2,14%; Mn ≤ 0,80%; Si ≤ 0,40%; P v S ≤ 0,05%. Thẹp cạc bon âỉåüc sỉí dủng ráút räüng ri trong cå khê (t lãû 60 ÷ 70%) v cạc ngnh cäng nghiãûp khạc. Ngoi cạc ngun täú trãn trong thẹp cạc bon cn chỉïa mäüt lỉåüng khê ráút nh hçnh thnh trong quạ trçnh náúu kuûn nhỉ : äxy, hydrä, nitå. Nhỉng do säú lỉåüng ca chụng quạ êt, nh hỉåíng khäng âạng kãø âãún tênh cháút nãn ta thỉåìng khäng quan tám âãún. 7.1.2.Thnh pháưn hoạ hc v tạc dủng ca cạc ngun täú âãún täø chỉïc v tênh cháút ca thẹp : 1-Cạc bon : l ngun täú quan trng nháút quút âënh âãún täø chỉïc v tênh cháút ca thẹp. Våïi hm lỉåüng cạc bon khạc nhau thẹp cọ täø chỉïc tãú vi khạc nhau : -Nãúu hm lỉåüng cạc bon < 0,80% : täø chỉïc l pherit v pẹclit -Nãúu hm lỉåüng cạc bon = 0,80% : täø chỉïc l peclit. -Nãúu hm lỉåüng cạc bon > 0,80% : täø chỉïc peclit v xãmentit thỉï hai. Màût khạc khi hm lỉåüng cạc bon tàng lãn thç lỉåüng xãmentit tàng lãn, cn tråí mảnh quạ trçnh trỉåüt ca pherit lm cho âäü bãưn, âäü cỉïng ca thẹp tàng lãn, âäü do v âäü dai gim âi. Tuy nhiãn âäü bãưn låïn nháút âảt âỉåüc våïi hm lỉåüng cạc bon tỉì 0,80-1,0%, vỉåüt quạ giåïi hản ny do lỉåüng xãmentit thỉï hai quạ nhiãưu lm cho thẹp dn, âäü bãưn gim âi Thẹp cạc bon våïi hm lỉåüng khạc nhau âỉåüc sỉí dủng trong cạc lénh vỉûc hon ton khạc nhau. 2-Mangan : âỉåüc cho vo thẹp dỉåïi dảng pherä mangan âãø khỉí äxy loải b tạc hải ca FeO trong thẹp lng : Mn + FeO → Fe + MnO Äxyt mangan näøi lãn âi vo xè v âỉåüc láúy ra khi l. Ngoi ra mangan cn cọ tạc dủng loải b tạc hải ca lỉu hunh trong thẹp. Mangan ho tan vo pherit náng cao cå tênh cho thẹp, tuy nhiãn tạc dủng khäng låïn do lỉåüng chỉïa ca nọ nh. Lỉåüng mangan trong thẹp tỉì 0,50 ÷ 0,80% 3-Silic : âỉåüc cho vo thẹp dỉåïi dảng pherä silêc âãø khỉí äxy loải b tạc hải ca FeO trong thẹp lng : Si + FeO → Fe + SiO 2 Âiäxyt silic näøi lãn âi vo xè v âỉåüc láúy ra khi l. Ngoi ra silic cn ho tan vo pherit v náng cao cå tênh cho thẹp. Silic khỉí äxy v náng cao cå tênh cho thẹp mảnh hån mangan. Lỉåüng silêc trong thẹp tỉì 0,20 ÷ 0,40%. Do váûy tạc dủng náng cao cå tênh khäng âạng kãø. 131 4-Phäút pho : Phäút pho cọ kh nàng ho tan vo pherit khạ låïn (âãún 1,20% trong Fe - C ngun cháút) v gim âäüt ngäüt khi nhiãût âäü gim. Do âọ gáy xä lãûch mảng phe rit ráút mảnh lm tàng tênh dn khạ låïn (âỉåìng kênh ngun tỉí phäút pho khạc nhiãưu so våïi sàõt). Khi vỉåüt quạ giåïi hản ho tan nọ tảo ra Fe 3 P cỉïng v dn. Do váûy phäút pho lm thẹp bë dn åí nhiãût âäü thỉåìng v gi l dn ngüi (cn gi l båí ngüi). Do tênh thiãn têch ráút mảnh nãn chè cáưn 0,10%P â lm cho thẹp bë dn. Vç thãú lỉåüng phäút pho trong thẹp nh hån 0,05%. Vãư phỉång diãûn gia cäng càõt gt thç phäút pho l ngun täú cọ låüi vç lm cho phoi dãù gy, lục ny lỉåüng phäút pho âãún 0,15%. 5-Lỉu hunh : Lỉu hunh hon ton khäng ho tan trong sàõt m tảo nãn håüp cháút FeS. Cng tinh (Fe+FeS) tảo thnh åí nhiãût âäü tháúp (988 O C) v phán bäú tải biãn giåïi hảt. Khi cạn, rn, kẹo (nung âãún trãn 1000 O C) biãn giåïi hảt bë chy ra lm thẹp bë âỉït, gy, hiãûn tỉåüng ny gi l dn nọng (cn gi l båí nọng). Tuy nhiãn cọ thãø dng mangan âãø loải b tạc hải ca lỉu hunh : Mn + FeS → Fe + MnS (nhiãût âäü chy 1620 O C) Vãư màût gia cäng càõt gt thç lỉu hunh l ngun täú cọ låüi vç nọ tảo ra sunphua sàõt lm cho phoi dãù gy, trỉåìng håüp ny lỉåüng lỉu hunh âãún 0,35%. 7.1.3.Phán loải thẹp cạc bon : Cọ nhiãưu cạch phán loải thẹp cạc bon, mäùi phỉång phạp cọ mäüt âàûc trỉng riãng biãût cáưn quan tám âãún âãø sỉí dủng âỉåüc hiãûu qu hån. 1-Phán loải theo phỉång phạp luûn v âäü sảch tảp cháút : a-Theo phỉång phạp luûn : -Thẹp mạc tanh (ngy nay khäng dng phỉång phạp ny nỉỵa) -Thẹp l chuøn (l L-D, cn gi l l thäøi) -Thẹp l âiãûn 132 Hçnh7.1-nh hỉåíng ca cacbon âãún cå tênh ca thẹp b-Theo âäü sảch tảp cháút : -Thẹp cháút lỉåüng thỉåìng : cọ lỉåüng P v S khạ cao âãún 0,050% âỉåüc náúu luûn trong l L-D cọ nàng sút cao, giạ thnh r. Cạc nhọm thẹp ny ch úu âỉåüc dng trong xáy dỉûng. -Thẹp cháút lỉåüng täút : cọ lỉåüng P v S tháúp hån âãún 0,040% âỉåüc luûn trong l âiãûn häư quang. Chụng âỉåüc sỉí dủng trong chãú tảo mạy thäng dủng. -Thẹp cháút lỉåüng cao : cọ lỉåüng P v S âảt 0,030% âỉåüc luûn trong l âiãûn häư quang v cọ thãm cạc cháút khỉí mảnh, ngun liãûu âỉåüc tuøn chn k lỉåỵng. -Thẹp cháút lỉåüng ráút cao : lỉåüng P v S âỉåüc khỉí âãún mỉïc âäü tháúp nháút 0,020% sau khi luûn bàòng l häư quang chụng âỉåüc tiãúp tủc khỉí tiãúp tảp cháút åí ngoi lo ìbàòng xè täøng håüp hay bàòng âiãûn xè. Âãø hản chãú lỉåüng khê trong thẹp phi dng phỉång phạp rọt trong chán khäng. Thẹp chháút lỉåüng cao v ráút cao dng chãú tảo cạc thiãút bë v mạy mọc quan trng. 2-Phán loải theo phỉång phạp khỉí ä xy Theo mỉïc âäü khỉí ä xy triãût âãø hay khäng triãût âãø ta chia thẹp ra hai loải l thẹp säi v thẹp làõng (làûng). a-Thẹp säi : l loải thẹp âỉåüc khỉí ä xy bàòng cháút khỉí úu : phe rä mangan nãn ä xy khäng âỉåüc khỉí triãût âãø, trong thẹp lng váùn cn FeO khi rọt khn cọ phn ỉïng : FeO + C → Fe + CO ↑ Khê Co bay lãn lm bãư màût thẹp lng chuøn âäüng giäúng nhỉ hiãûn tỉåüng säi. Váût âục thẹp säi cọ máût âäü tháúp v chỉïa nhiãưu räù khê v lm co nh. Thẹp ny cọ âäü do cao v ráút mãưm, dáûp ngüi täút. b-Thẹp làõng : l loải thẹp âỉåüc khỉí ä xy triãût âãø, ngoi phe rä mangan cn dng phe rä silic v nhäm nãn khäng cn FeO nỉỵa, do váûy bãư màût thẹp lng phàóng làûng. Thẹp làõng cọ âäü cỉïng khạ cao, khọ dáûp ngüi. Váût âục thẹp làõng cọ máût âäü cao v lm co låïn. Thẹp håüp kim chè l loải thẹp làõng. 133 Hçnh 7.2- Så âäư cáúu tảo ca thi âục thẹp säi (a) v thẹp làõng (b). Ngoi ra cn loải thẹp nỉía làûng, nọ cọ tênh cháút trung gian giỉỵa hai loải trãn do chè khỉí äxy bàòng phe rä mangan v nhäm. Ngy nay cọ xu hỉåïng dng thẹp nỉía làûng thay cho thẹp säi. 3-Phán loải theo cäng dủng : Dỉûa theo mủc âêch sỉí dủng thẹp cạcbon âỉåüc chia lm hai nhọm : thẹp kãút cáúu v thẹp dủng củ. a-Thẹp kãút cáúu : l loải thẹp dng lm cạc kãút cáúu v chi tiãút mạy chëu ti do âọ cáưn cọ âäü bãưn, âäü do v âäü dai bo âm. Nhọm thẹp ny âỉåüc sỉí dủng nhiãưu nháút vç chng loải sn pháøm ca nọ ráút låïn. Âáy l nhọm thẹp cháút lỉåüng täút v cao. b-Thẹp dủng củ : l loải thẹp lm cạc dủng củ gia cäng v biãún dảng kim loải nhỉ : dủng củ càõt, khn dáûp, khn kẹo Chụng giỉỵ vai tr ráút quan trng âãø gia cäng cạc chi tiãút v kãút cáúu mạy. Säú lỉåüng thẹp dủng củ khäng låïn vç chng loải sn pháøm ca chụng êt. 7.1.4.K hiãûu thẹp cạc bon (tiãu chøn thẹp cạc bon) : 1-Thẹp cạc bon cháút lỉåüng thỉåìng (thẹp cạc bon thäng dủng) : L loải thẹp ch úu âỉåüc dng trong xáy dỉûng, âỉåüc cung cáúp qua cạn nọng khäng nhiãût luûn, dỉåïi dảng bạn thnh pháøm : äúng, thanh, táúm, thẹp hçnh, såüi Theo tiãu chøn Viãût Nam TCVN 1765 - 75 nhọm thẹp cạc bon cháút lỉåüng thỉåìng âỉåüc k hiãûu bàòng chỉỵ CT (C - cạc bon, T - thẹp cháút lỉåüng thỉåìng). Nãúu cúi mạc thẹp khäng ghi gç c l thẹp làõng (làûng), nãúu cọ s l thẹp säi, n l thẹp nỉía làûng. Chụng âỉåüc chia lm ba phán nhọm : a-Phán nhọm A : l loải thẹp chè âỉåüc quy âënh vãư cå tênh m khäng quy âënh vãư thnh pháưn họa hc. Giåïi hản bãưn kẹo täúi thiãøu tênh theo âån vë kG/mm 2 (våïi MPa phi nhán thãm 10), cọ thãø tra bng âãø tçm cạc chè tiãu σ 0,2 , , δ ψ v a K . Gäưm cạc mạc CT31, 33, 34, 38, 42, 51, 61. b-Phán nhọm B : l loải thẹp chè âỉåüc quy âënh vãư thnh pháưn hoạ hc m khäng quy âënh vãư cå tênh (thnh pháưn ny cọ thãø tçm tháúy khi tra bng). K hiãûu ca phán nhọm ny tỉång tỉû phán nhọm A, chè khạc l thãm chỉỵ B åí âáưu mạc. Vê dủ BCT31, BCT33 BCT61. c-Phán nhọm C : gäưm cạc thẹp âỉåüc quy c vãư cå tênh v thnh pháưn hoạ hc. K hiãûu ca chụng tỉång tỉû phán nhọm A, chè khạc l thãm chỉỵ C åí âáưu mạc. Vê dủ CCT31, CCT33 CCT61. Âãø tçm cạc chè tiãu ca thẹp phán nhọm ny ta phi dỉûa vo hai phán nhọm trãn. Chàóng hản våïi mạc thẹp CCT38, khi tçm thnh pháưn hoạ hc ta tra bng theo mạc BCT38, cå tênh theo mạc CT38. Thẹp chun dng trong xáy dỉûng âỉåüc quy âënh theo TCVN 5709-93. 2-Thẹp kãút cáúu : Theo TCVN 1766-75 quy âënh k hiãûu bàòng chỉỵ C v cạc chỉỵ säú tiãúp theo chè lỉåüng cạc bon trung bçnh trong thẹp tênh theo pháưn vản. Vê dủ : C05, C10, C15 C65. Nãúu cúi mạc thẹp cọ chỉỵ A l loẵi cháút lỉåüng cao hån (P, S ≤ 0,030%) 3-Thẹp dủng củ : Theo TCVN 1822-75 quy âënh k hiãûu bàòng chỉỵ CD (C-cạc bon, D-dủng củ) v cạc chỉỵ säú tiãúp theo chè lỉåüng cạc bon trung bçnh trong thẹp theo pháưn vản. Nãúu cúi 134 mạc thẹp cọ thãm chỉỵ A cọ nghéa l cháút lỉåüng cao hån. Vê dủ : CD70, CD80 CD130 (CD70A, CD80A CD130A) 7.3.KHẠI NIÃÛM VÃƯ THẸP HÅÜP KIM : 7.3.1.Khại niãûm : Thẹp håüp kim l loải thẹp ngoi sàõt v cạc bon ra ngỉåìi ta cäú âỉa thãm vo cạc ngun täú cọ låüi, våïi säú lỉåüng nháút âënh v â låïn âãø lm thay âäøi täø chỉïc v ci thiãûn tênh cháút (cå, l, hoạ m ch úu l cå tênh) ca chụng. Cạc ngun täú cọ låüi, âỉåüc cäú âỉa vo thẹp gi l ngun täú håüp kim. Tu theo tạc dủng ca chụng âäúi våïi thẹp m giåïi hản l ngun täú håüp kim khäng giäúng nhau, ngun täú tạc dủng cng mảnh giåïi hản ny cng nh. Mn ≥ 0,80 ÷ 1,00% Si ≥ 0,50 ÷ 0,80% Cr ≥ 0,50 ÷ 0,80% Ti ≥ 0,10% W ≥ 0,10 ÷ 0,50% Mo ≥ 0,05 ÷ 0,20% Ni ≥ 0,50 ÷ 0,80% Cu ≥ 0,30% B ≥ 0,0005% 7.3.2.Cạc âàûc tênh ca thẹp håüp kim : 1-Cå tênh : Do cọ tênh tháúm täi cao hån nãn thẹp håüp kim cọ âäü bãưn cao hån hàón thẹp cạc bon cọ cng lỉåüng chỉïa cạc bon. Ỉu viãût ny thãø hiãûn r nháút qua nhiãût luûn v våïi kêch thỉåïc låïn ( φ > 20mm). Màût khạc do täúc âäü täi tåïi hản nh nãn dng cạc mäi trỉåìng täi úu do váûy lỉåüng biãún dảng cng gim âi. Tuy cọ âäü bãưn cao hån nhỉng âäü do v âäü dai tháúp nãn tênh cäng nghãû kẹm hån thẹp cạc bon (trỉì âäü tháúm täi). 2-Tênh chëu nhiãût âäü cao : Cạc ngun täú håüp kim cn tråí sỉû khúch tạn ca cạc bon do âọ lm mạctenxit khọ phán họa v cạc bêt khọ kãút tủ åí cao hån 200 0 C, do âọ åí nhiãût âäü ny thẹp håüp kim bãưn hån thẹp cạc bon. Mäüt säú thẹp håüp kim ä xyt ca nọ tảo thnh åí nhiãût âäü cao cọ mng sêt chàût cọ tênh bo vãû täút. 3-Cọ tênh cháút l họa hc âàûc biãût : Mäüt säú thẹp håüp kim cọ cạc tênh cháút l họa hc âàûc biãût m thẹp cạc bon khäng thãø cọ âỉåüc nhỉ : chäúng àn mn cao, chëu nọng låïn, chäúng mi mn cao, tỉì tênh cao v gin nåí âàûc biãût 7.3.3.Tạc dủng ca ngun täú håüp kim âãún täø chỉïc ca thẹp : Cọ thãø xem thẹp håüp kim l thẹp cạc bon nhỉng cọ pha thãm vo âọ cạc ngun täú håüp kim. Trong pháưn ny ta xem xẹt nh hỉåíng ca cạc ngun täú håpü kim nhỉ thãú no âãún cạc täø chỉïc v gin âäư pha Fe-C. 1-nh hỉåíng âãún dung dëch ràõn ca sàõt : Cạc ngun täú håüp kim cọ tạc dủng ha tan vo dung dëch ràõn ca sàõt nhỉ Mn,Si, Cr, Ni Våïi lỉåüng ha tan nh : (cåỵ vi pháưn %) chụng khäng lm thay âäøi âạng kãø hçnh dạng ca gin âäư pha Fe-C v chụng chè ha tan vo sàõt åí cạc nhiãût âäü khạc nhau. Khi ha tan vo phe rêt dỉåïi dảng thay thãú chụng gáy ra xä lãûch mảng, do âọ lm tàng âäü bãưn v âäü cỉïng, lm gim âäü do v âäü dai våïi mỉïc âäü khạc nhau. Mn v Si lm tàng mảnh âäü bãưn âäü cỉïng nhỉng lải lm gim âạng kãø âäü do v âäü dai (våïi 2%Si v 3,5%Mn âäü dai ≤ 500kJ/m 2 ) lm cho thẹp dn khäng sỉí dủng âỉåüc. 135 Màûc d hai ngun täú ny lm tàng âạng kãø âäü tháúm täi v cọ giạ thnh tháúp nhỉng khäng thãø sỉí dủng våïi hm lỉåüng låïn. Cr v Ni lm tàng âäü bãưn v âäü cỉïng khäng mảnh bàòng Si, Mn nhỉng lải khäng lm gim nhiãưu âäü do, âäü dai. Trong mäüt säú trỉåìng håüp lm tàng mäüt êt âäü dai, do váûy cọ thãø sỉí dủng våïi hm lỉåüng låïn (âãún 4%). Thẹp âỉåüc håüp kim họa bàòng cräm v niken lm tàng mảnh âäü tháúm täi, náng cao âäü cỉïng, âäü bãưn m váùn duy trç täút âäü dẹo v âäü dai. Tuy nhiãn Ni âàõt tiãưn lm giạ thnh thẹp cao, do váûy chè dng cho cạc chi tiãút quan trng cáưn âäü tin cáûy cao. Våïi lỉåüng ha tan låïn : (> 10%) : Khi ha tan våïi hm lỉåüng låïn cạc ngun täú håüp kim lm thay âäøi hàón hçnh dạng ca gin âäư pha Fe-C. Mn v Ni khi ha tan cọ tạc dủng måí räüng khu vỉûc täưn tải ca täø chỉïc austenit (måí räüng vng pha γ v thu hẻp vng pha α ) trãn gin âäư pha Fe-C. Våïi hm lỉåüng låïn tỉì 10-20% täø chỉïc austenit täưn tải ngay c åí nhiãût âäü thỉåììng v gi l thẹp austenit. Cräm l ngun täú thu hẻp khu vỉûc täưn tải ca austenit (thu hẻp vng pha γ v måí räüng vng pha α ), våïi lỉåüng Cr â låïn khu vỉûc γ khäng täưn tải nỉỵa m täø chỉïc phe rit täưn tải ngay c åí nhiãût âäü cao cho âãún khi chy lng. Håüp kim ny gi l thẹp phe rit. Thẹp austenit v thẹp phe rit khäng cọ chuøn biãún pha khi nung nọng v lm ngüi. Do váûy khäng thãø họa bãưn âỉåüc bàòng phỉång phạp täi. Cạc trỉåìng håüp ny chè gàûp åí thẹp âàûc biãût (thỉåìng l cạc thẹp khäng rè, thẹp chëu nọng) 2-Tảo thnh cạc bêt : Táút c cạc ngun täú håüp kim (trỉì Si, Ni, Al, Cu, Co) ngoi kh nàng ha tan vo sàõt ra cn cọ thãø kãút håüp våïi cạc bon tảo thnh cạc bêt. Âọ l cạc ngun täú : Mn, Cr, Mo, W, Ti, Zr, Nb. Âiãưu kiãûn âãø tảo thnh cạc bêt l säú âiãûn tỉí åí phán låïp d (3d, 4d, 5d) trong ngun tỉí ca ngun täú âọ nh hån 6 (l âiãûn tỉí låïp d ca Fe). Säú ngun tỉí phán låïp ny cng nh hån 6 thç kh nàng tảo cạc bêt cng mảnh. Thỉï tỉû tảo cạc bêt ca cạc ngun täú nhỉ sau (theo chiãưu mảnh dáưn lãn) : Fe(6), Mn(5), Cr(5), Mo(5), W(4), V(3), Ti(2), Zr(2), Nb(2). 136 Hçnh 7.3- Gin âäư pha Fe- ngun täú håüp kim: a) Khi ho tan vä hản vo γ-Fe; b) Khi ho tan cọ hản vo γ-Fe Khi cho cạc ngun täú håüp kim vo thẹp thç cạc bon s ỉu tiãn tạc dủng våïi ngun täú mảnh trỉåïc. Ty theo ngun täú håüp kim cho vo v hm lỉåüng ca nọ, trong thẹp håüp kim cọ cạc pha cạc bêt sau âáy : -Xãmentêt håüp kim (Fe, Me) 3 C : Nãúu trong thẹp chỉïa mäüt lỉåüng êt cạc ngun täú tảo cạc bêt trung bçnh v tỉång âäúi mảnh (1-2%) nhỉ : Mn, Cr, Mo, W chụng s ha tan thay thãú vë trê cạc ngun tỉí sàõt trong xãmentit tảo nãn xãmentit håüp kim (Fe, Me) 3 C Xãmentêt håüp kim khọ phán hy hån xãmentit nãn nhiãût âäü täi cọ cao hån mäüt êt. -Cạc bit våïi kiãøu mảng phỉïc tảp (cạcbit phỉïc tảp) : Khi håüp kim họa âån gin (mäüt ngun täú håüp kim) nhỉng våïi säú lỉåüng låïn (>10%) Cr hay Mn s tảo nãn cạc bit våïi kiãøu mảng phỉïc tảp : Cr 7 C 3 , Cr 23 C 6 , Mn 3 C cọ cạc âàûc âiãøm sau : +Cọ âäü cỉïng cao hån xãmentit mäüt êt. +Nhiãût âäü nọng chy khäng cao làõm khong 1550 ÷ 1850 0 C cọ tênh äøn âënh cao hån nãn nhiãût âäü täi phi låïn hån 1000 0 C. +Khi cọ Cr cng våïi W hay Mo s tảo ra cạc bit kiãøu Me 6 C, cọ tênh äøn âënh cao hån loải trãn, khọ ha tan vo austenit hån nãn nhiãût âäü täi âỉåüc náng cao âãún 1200 ÷ 1300 0 C -Cạc bit våïi kiãøu mảng âån gin : Cạc ngun täú tảo cạc bit mảnh v ráút mảnh nhỉ ì V, Ti, Zr, Nb khi cho vo thẹp våïi hm lỉåüng êt (0,10%) s tảo cạc bit cọ kiãøu mảng âån gin nhỉ VC, TiC, ZrC, NbC cọ cạc âàûc âiãøm : +Cọ âäü cỉïng cao nhỉng êt dn hån xãmentit. +Nhiãût âäü nọng chy ráút cao (xáúp xè 3000 0 C) nãn ráút khọ phán hy v ha tan vo austenit khi nung nọng, do váûy cọ tạc dủng giỉỵ cho hảt nh v náng cao tênh chäúng mi mn. -Vai tr ca cạc bêt håüp kim : +Lm tàng âäü cỉïng, tênh chäúng mi mn mảnh hån xãmentit. Do váûy cạc thẹp dủng củ täút phi l thẹp cạc bon cao v håüp kim cao. +Náng cao nhiãût âäü täi nhỉng giỉỵ âỉåüc hảt nh khi nung do váûy náng cao âäü dai v cå tênh. 137 Hçnh7.4 -nh hỉåíng ca Mn (a) v Cr (b) âãún vngvtrãn gin âä pha Fe-C +Tióỳt ra khoới maùctenxit vaỡ kóỳt tuỷ laỷi ồớ nhióỷt õọỹ cao hồn do õoù giổợ õổồỹc õọỹ cổùng sau khi tọi õóỳn 500 ữ 600 0 C (tờnh cổùng noùng). 7.3.4.Anh hổồớng cuớa nguyón tọỳ hồỹp kim õóỳn quaù trỗnh nhióỷt luyóỷn : Caùc nguyón tọỳ hồỹp kim aớnh hổồớng khaù maỷnh õóỳn quaù trinh nhióỷt luyóỷn õỷc bióỷt laỡ tọi vaỡ ram do õoù aớnh hổồớng lồùn õóỳn cồ tờnh. 1-Chuyóứn bióỳn khi nung noùng õóứ tọi : Caùc theùp hồỹp kim thọng thổồỡng õóửu coù tọứ chổùc peclit (trổỡ mọỹt sọỳ theùp õỷc bióỷt), do õoù khi nung noùng seợ coù chuyóứn bióỳn peclit thaỡnh austenit, caùc bit hoỡa tan vaỡo austenit vaỡ haỷt austenit phaùt trióứn lón. Tuy nhión coù mọỹt sọỳ õỷc õióứm sau : -Sổỷ hoỡa tan caùcbit hồỹp kim khoù khn hồn nón cỏửn nhióỷt õọỹ tọi cao hồn vaỡ thồỡi gian giổợ nhióỷt daỡi hồn. -Caùc bit hồỹp kim khoù hoaỡn tan vaỡo austenit nũm taỷi bión giồùi haỷt nhổ haỡng raỡo giổợ cho haỷt nhoớ. Taùc duỷng naỡy rỏỳt maỷnh vồùi Ti, Zr, Nb maỷnh vồùi V vaỡ khaù maỷnh vồùi W, Mo (rióng Mn laỡm cho haỷt lồùn). Do õoù theùp hồỹp kim giổợ õổồỹc haỷt nhoớ hồn theùp caùc bon khi nung cuỡng nhióỷt õọỹ. 2-Sổỷ phỏn hoùa õúng nhióỷt cuớa austenit quaù nguọỹi vaỡ õọỹ thỏỳm tọi : ỏy laỡ taùc duỷng quan troỹng nhỏỳt vaỡ õióứn hỗnh nhỏỳt cuớa nguyón tọỳ hồỹp kim. -Sổỷ phỏn hoùa õúng nhióỷt cuớa au stenit quaù nguọỹi : Khi hoỡa tan vaỡo austenit tỏtỳ caớ caùc nguyón tọỳ hồỹp kim (trổỡ Co) vồùi caùc mổùc õọỹ khaùc nhau õóửu laỡm chỏỷm tọỳc õọỹ phỏn hoùa õúng nhióỷt cuớa austenit quaù nguọỹi (laỡm õổồỡng cong chổợ C chaỷy sang phaới) do õoù laỡm giaớm tọỳc õọỹ tọi tồùi haỷn. Nóỳu khọng hoỡa tan vaỡo austenit maỡ ồớ daỷng caùc bit seợ coù taùc duỷng ngổồỹc laỷi. -ọỹ thỏỳm tọi : Do laỡm giaớm tọỳc õọỹ tọi tồùi haỷn nón caùc nguyón tọỳ hồỹp kim (trổỡ Co) khi hoỡa tan vaỡo austenit õóửu laỡm tng õọỹ thỏỳm tọi. Nhồỡ taùc duỷng naỡy maỡ theùp hồỹp kim coù thóứ tọi thỏỳu hay tổỷ tọi (laỡm nguọỹi trong khọng khờ vỏựn taỷo thaỡnh maùctenxit - theùp gioù) maỡ theùp caùc bon khọng thóứ coù õổồỹc. 138 Hỗnh 7.5- Sổỷ chuyóứn dởch sang phaới cuớa õổồỡng cong chổợ C cuớa caùc nguyón tọỳ hồỹp kim a) Theùp C vaỡ theùp hồỹp kim hoùa bũng Ni, Si, Mn b) Theùp C vaỡ theùp hồỹp kim hoùa bũng Cr, W, Mo vaỡ V 3-Chuyóứn bióỳn maùctenxit : Khi hoỡa tan vaỡo austenit, caùc nguyón tọỳ hồỹp kim (trổỡ Co, Si, Al) õóửu haỷ thỏỳp nhióỷt õọỹ chuyóứn bióỳn maùctenxit do vỏỷy laỡm tng lổồỹng austenit dổ sau khi tọi. Cổù 1% nguyón tọỳ hồỹp kim seợ laỡm giaớm õióứm M õ nhổ sau : Mn - 45 0 C, Cr - 35 0 C, Ni - 26 0 C, Mo - 25 0 C. Do õoù seợ laỡm giaớm õọỹ cổùng sau khi tọi tổỡ 1-10HRC. Tuy nhión hoaỡn toaỡn coù thóứ khừc phuỷc nhổồỹc õióứm naỡy bũng gia cọng laỷnh. 4-Chuyóứn bióỳn khi ram : Noùi chung caùc nguyón tọỳ hồỹp kim hoỡa tan vaỡo maùctenxit õóửu caớn trồớ sổỷ phỏn hoùa cuớa noù khi ram coù nghộa laỡ laỡm tng caùc nhióỷt õọỹ chuyóứn bióỳn khi ram. Coù hióỷn tổồỹng trón laỡ do caùc nguyón tọỳ hồỹp kim caớn trồớ khaù maỷnh sổỷ khuóỳch taùn cuớa caùcbon. Do vỏỷy dỏựn tồùi kóỳt quớa sau : -Caùc bit taỷo ra rỏỳt nhoớ mởn vaỡ phỏn taùn laỡm tng maỷnh õọỹ cổùng vaỡ tờnh chọỳng maỡi moỡn hióỷn tổồỹng naỡy goỹi laỡ bióỳn cổùng phỏn taùn. Trong mọỹt sọỳ theùp hồỹp kim cao khi ram ồớ nhióỷt õọỹ thờch hồỹp austenit dổ chuyóứn bióỳn thaỡnh maùctenxit ram vaỡ caùc bit tióỳt ra nhoớ mởn, phỏn taùn laỡm õọỹ cổùng tng lón so vồùi sau khi tọi goỹi laỡ õọỹ cổùng thổù hai. -Khi ram hay cuỡng laỡm vióỷc ồớ mọỹt nhióỷt õọỹ theùp hồỹp kim bao giồỡ cuợng coù õọỹ bóửn, õọỹ cổùng cuợng nhổ õọỹ dai cao hồn (do ram cao hồn khổớ boớ ổùng suỏỳt dổ nhióửu hồn) 7.3.4.Caùc daỷng hoớng cuớa theùp hồỹp kim : 1-Thión tờch : Caùc theùp hồỹp kim õỷc bióỷt laỡ loaỷi hồỹp kim cao khi kóỳt tinh thaỡnh phỏửn tọứ chổùc khọng õọửng nhỏỳt, khi caùn seợ taỷo thaỡnh tọứ chổùc thồù laỡm cho cồ tờnh theo caùc phổồng doỹc vaỡ ngang thồù khaùc nhau nhióửu (õóỳn 50 ữ 70% hay cao hồn). Khừc phuỷc bũng uớ khuóỳch taùn sau õoù caùn noùng. Tuy nhión vồùi tióỳt dióỷn lồùn khọng thóứ khừc phuỷc trióỷt õóứ õổồỹc, vỏựn coỡn thỏỳy daỷng hoớng naỡy. 2-ọỳm trừng (õióứm trừng) : Laỡ hióỷn tổồỹng trón mỷt gaợy mọỹt sọỳ theùp hồỹp kim coù caùc vóỳt nổùt nhoớ coù daỷng lọỳm õọỳm trừng. Nguyón nhỏn do hydrọ coù trong theùp gỏy ra. traỷng thaùi loớng hyõrọ hoỡa tan 139 Hỗnh 7.6- Sồ õọử bióứu dióựn sổỷ giaớm tọỳc õọỹ tọi tồùi haỷn (a) vaỡ sổỷ tng õọỹ thỏỳm tọi (b) cuớa theùp hồỹp kim so vồùi theùp C khạ nhiãưu trong thẹp nhỉng åí trảng thại ràõn âäü ha tan gim mảnh, âàûc biãût l tỉì dỉåïi 200 0 C tråí âi gim âäüt ngäüt. Do váûy hrä thọat ra nhiãưu táûp trung lải tảo nãn ạp sút ráút låïn v gáy nỉït tãú vi. Hiãûn tỉåüng ny thỉåìng gàûp trong cạc thẹp Cr-Ni, Cr-Ni-Mo, Cr-Ni- W qua cạn nọng (khäng tháúy trong thẹp âục). Khàõc phủc : sáúy khä m liãûu khi náúu luûn hồûc khê cạn nọng lm ngüi cháûm âãø hrä këp thọat ra. 3-Dn ram : Quy lût chung khi ram l nhiãût âäü tàng lãn âäü dai liãn tủc tàng cho âãún 650 0 C. Nhỉng trong thẹp håüp kim khi ram cọ xút hiãûn hai cỉûc tiãøu vãư âäü dai khi tàng nhiãût âäü. Hiãûn tỉåüng ny gi l dn ram. Cọ hai loải dn ram : -Dn ram loải I (khäng thûn nghëch) : Xút hiãûn khi ram thẹp håüp kim åí nhiãût âäü 280 0 C ÷ 350 0 C, cọ âäü dai khạ tháúp (mäüt säú trỉåìng håüp tháúp hån sau khi täi) . Thẹp cạc bon cng cọ hiãûn tỉåüng ny nhỉng åí nhiãût âäü tháúp hån. Ngun nhán cọ thãø do cạc bit ε tiãút ra åí dảng táúm hay austenit dỉ chuøn biãún thnh mạctenxêt ram lm thẹp dn. Khàõc phủc : trạnh ram åí khong nhiãût âäü ny. -Dn ram loải II (thûn nghëch, sỉía chỉỵa âỉåüc) : Xy ra trong cạc thẹp håüp kim họa bàòng Cr, Mn, Cr-Ni Cr-Mn khi ram åí 500 ÷ 650 0 C v lm ngüi cháûm (lm ngüi nhanh khäng cọ). Ngun nhán cọ thãø do lm ngüi cháûm sau khi ram åí nhiãût âäü cao thục âáøy quạ trçnh tiãút ra cạc pha dn tải biãn giåïi hảt. Khàõc phủc : våïi cạc chi tiãút trung bçnh v nh lm ngüi nhanh trong dáưu hay nỉọc sau khi ram. Våïi cạc chi tiãút låïn håüp kim họa thãm 0,50% Mo hay 0,50 ÷ 1,00%W. 140 Hçnh 7.7-nh hỉåíng ca nhiãût âäü ram âãún âäü dai va âáûp ca thẹp håüp kim [...]... cháút thẹp -Thẹp Cr, thẹp Mn, thẹp Ni -Thẹp Cr-Ni, Cr-Ni-Mo, Cr-Ni-Ti 4-Theo täøng lỉåüng ngun täú håüp kim : Cạch phán loải ny cho ta biãút âỉåüc giạ trë, mỉïc âäü qu v giạ thnh ca thẹp -Thẹp håüp kim tháúp : cọ täøng lỉåüng ngun täú håüp kim nh hån 2,50% -Thẹp håüp kim trung bçnh : cọ täøng lỉåüng ngun täú håüp kim 2,50 ÷ 10% -Thẹp håüp kim cao : cọ täøng lỉång ngun täú håüp kim låïn hån 10% 5-Theo.. .7. 3.5.Phán loải thẹp håüp kim : 1-Theo täø chỉïc cán bàòng : Theo täø chỉïc cáưn bàòng (sau ) cọ cạc loải thẹp sau âáy : -Thẹp trỉåïc cng têch : peclit v phe rit tỉû do -Thẹp cng têch : pẹclit -Thẹp sau cng têch : pẹclit v cạc bit tỉû do -Thẹp lãâãburit -Thẹp austenit -Thẹp phe rit 2-Theo täø chỉïc thỉåìng họa : Tiãún hnh thỉåìng họa cạc máùu thẹp cọ âỉåìng kênh 25mm -Thẹp h pẹc lit... lỉång ngun täú håüp kim låïn hån 10% 5-Theo cäng dủng : -Thẹp håüp kim kãút cáúu -Thẹp håüp kim dủng cu.û -Thẹp håüp kim âàûc biãût 7. 3.6.K hiãûu thẹp håüp kim : TCVN 175 9 -7 5 quy âënh k hiãûu thẹp håüp kim theo quy lût sau : 141 -Säú âáưu tiãn ca mạc thẹp chè lỉåüng cạc bon trung bçnh cọ trong thẹp theo pháưn vản, nãúu xáúp xè 1% thç khäng ghi -Cạc chỉỵ l k hiãûu hoạ hc ca ngun täú håüp kim, säú âỉïng... khäng khê nháûn âỉåüc häùn håüp phe rit v xãmentit (peclit, xoocbit, trästit) -Thẹp h mactenxit : xy ra chuøn biãún mạctenxit khi lm ngüi trong khäng khê -Thẹp h austenit : cọ täø chỉïc austenit täưn tải åí nhiãût âäü thỉåìng Hçnh 7. 8- Âỉåìng cong chỉỵ “C” ca cạc loải thẹp a)Thẹp h peclit; b)thẹp h mactenxit; c)Thẹp h austenit 3-Theo tãn ca ngun täú håüp kim ch úu : Dỉûa vo ngun täú håüp kim ch úu cọ lỉåüng... chè lỉåüng chỉïa ca nọ theo pháưn tràm, nãúu xáúp xè 1% thç khäng ghi -Cúi mạc thẹp cọ chỉỵ A l thẹp cọ cháút lỉåüng täút hån -Thẹp cọ cäng dủng riãng âỉåüc k hiãûu riãng Vê dủ : 12Cr18Ni9Ti cọ : 0,12%C; 18%Cr; 9%Ni; 1%Ti 50CrNiMo cọ : 0,50%C; 1%Cr; 1%Ni; 1%Mo 38CrMoAlA cọ : 0,38%C; 1%Cr; 1%Mo; 1%Al; A -loải täút OL100Cr1,5SiMn - OL thẹp äø làn, cọ : 1%C; 1,5%Cr; 1%Si; 1%Mn 130Mn13Â cọ : 1,30%C; 13%Mn; . : a-Theo phỉång phạp luûn : -Thẹp mạc tanh (ngy nay khäng dng phỉång phạp ny nỉỵa) -Thẹp l chuøn (l L-D, cn gi l l thäøi) -Thẹp l âiãûn 132 Hçnh7.1-nh hỉåíng ca cacbon âãún cå tênh ca thẹp b-Theo. nguyón tọỳ hồỹp kim õổa vaỡo vaỡ õoaùn õổồỹc tờnh chỏỳt theùp. -Theùp Cr, theùp Mn, theùp Ni -Theùp Cr-Ni, Cr-Ni-Mo, Cr-Ni-Ti 4-Theo tọứng lổồỹng nguyón tọỳ hồỹp kim : Caùch phỏn loaỷi naỡy. hồỹp kim lồùn hồn 10%. 5-Theo cọng duỷng : -Theùp hồỹp kim kóỳt cỏỳu. -Theùp hồỹp kim duỷng cu.ỷ -Theùp hồỹp kim õỷc bióỷt. 7. 3.6.Kyù hióỷu theùp hồỹp kim : TCVN 175 9 -7 5 quy õởnh kyù hióỷu theùp