khoa hoc vat lieu co khi-chuong 7 - NHIET LUYEN

CHƯƠNG 7: CÔNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN THÉP - Một thao tác nhiệt luyện gồm giai đoạn: + Nung nóng AB + Giữ nhiệt BC + Làm nguội CD Nhiệt độ Khái niệm nhiệt luyện a Khái niệm - Nhiệt luyện phương pháp gia công dùng nhiệt để làm thay đổi tính chất thép hợp kim nhờ thay đổi cấu trúc bên mà không làm thay đổi hình dáng kích thước hình học bên chi tiết Tn Giữ nhiệt (τg) B C D A Thời gian CHƯƠNG 7: CÔNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN THÉP Khái niệm nhiệt luyện b Mục đích phương pháp - Chuẩn bị điều kiện tốt cho phương pháp gia công gọi nhiệt luyện sơ - Chuẩn bị tính chất để thỏa mãn điều kiện làm việc chi tiết (đạt độ cứng, độ bền…) gọi nhiệt luyện kết thúc (nguyên công cuối cùng) CHƯƠNG 7: CÔNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN THÉP Đặc điểm nhiệt luyện - Nhiệt luyện không nung đến chảy lỏng mà luôn trạng thái rắn - Khi nhiệt luyện hình dạng kích thước không thay đổi hay thay đổi không đáng kể - Kết nhiệt luyện đánh giá thay đổi tổ chức tế vi tính CHƯƠNG 7: CÔNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN THÉP b Thời gian giữ nhiệt (τg) - Là khoảng thời gian giữ cho sản phẩm nhiệt độ nung - Nó định đồng mặt tổ chức vật cần nhiệt luyện, từ đạt đồng mặt tính Nhiệt độ Các thông số trình nhiệt luyện a Nhiệt độ nung (Tn) - Là nhiệt độ cao mà trình nung đạt Nhiệt độ nung định hình thành tổ chức kim loại ban đầu định chất lượng cấu trúc tổ chức sau nhiệt luyện Tn Giữ nhiệt (τg) B C D A Thời gian CHƯƠNG 7: CÔNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN THÉP Các thông số trình nhiệt luyện b Thời gian giữ nhiệt (τg) - Thời gian giữ nhiệt phụ thuộc vào: + Môi trường nung: không khí, muối nóng chảy + Kích thước chi tiết (to, nhỏ…) + Bản chất vật liệu (cứng, mềm…) + Cách xếp vật liệu lò.v.v Tn Giữ nhiệt (τg) Nhiệt độ B C D A Thời gian CHƯƠNG 7: CÔNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN THÉP Các thông số trình nhiệt luyện c Tốc độ nguội (Vng) - Vng tốc độ giảm nhiệt độ sản phẩm sau giữ nhiệt - Vng định hình thành tổ chức pha - Vng phụ thuộc vào mục đích nhiệt luyện chất vật liệu CHƯƠNG 7: CÔNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN THÉP Nhiệt độ Nhiệt luyện Ủ a Định nghĩa - Ủ thép phương pháp nung T Giữ nhiệt (τ ) nóng thép đến nhiệt độ xác định, D B C giữ nhiệt khoảng thời Làm nguội chậm gian sau làm nguội chậm với lò, để đạt tổ chức ổn A định nhằm đạt độ cứng thấp Thời gian độ dẻo cao b Mục đích ủ thép - Làm giảm độ cứng thép để dễ tiến hành gia công cắt gọt - Làm tăng độ dẻo dai để tiến hành dập, cán vào kéo thép trạng thái nguội n g CHƯƠNG 7: CÔNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN THÉP Nhiệt luyện Ủ b Mục đích ủ thép - Làm giảm hay làm ứng suất bên chi tiết - Làm đồng thành phần hoá học vật đúc bị thiên tích - Làm nhỏ hạt thép CHƯƠNG 7: CÔNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN THÉP Thường hóa a Định nghĩa - Thường hoá nung nóng thép đến trạng thái hoàn toàn  (Tn>A3 Am), giữ nhiệt làm nguội không khí tĩnh để  phân hoá thành P phân tán hay Xocbit có độ cứng tương đối thấp - Nhiệt độ thường hóa Am A3 Ủ đẳng nhiệt T = (A3 hay Am)+(20 ¸ 30)0C CHƯƠNG 7: CÔNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN THÉP Thường hóa a Định nghĩa - So với ủ thường hoá kinh tế làm nguội lò (để nguội sân) - Tốc độ nguội lớn ủ, nên độ nguội DT lớn hạt thu có kích thước nhỏ so với ủ làm cho tính tăng lên 10 CHƯƠNG 7: CÔNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN THÉP Thường hóa b Mục đích - Đạt độ cứng thích hợp để gia công thép C thấp (≤0,25%) thép dẻo phoi khó gãy quấn vào dao bề mặt gia công làm chất lượng bề mặt - Làm nhỏ hạt Xe để chuẩn bị cho khâu nhiệt luyện kết thúc - Làm lưới XeII tránh gây dòn cho thép 11 CHƯƠNG 7: CÔNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN THÉP Tôi thép a Định nghĩa Tôi phương pháp nhiệt luyện cách nung nóng thép lên cao nhiệt độ (A1) (A3) để làm xuất tổ chức , giữ nhiệt làm nguội nhanh thích hợp để  chuyển biến thành Mactenxit hay tổ chức khác Bainit, Truxit…có độ cứng cao b Mục đích - Nâng cao độ cứng tính chống mài mòn thép kéo dài thời gian làm việc chi tiết chịu mài mòn - Nâng cao độ bền nhằm nâng cao sức chịu tải chi tiết máy 12 CHƯƠNG 7: CÔNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN THÉP Tôi thép c Chọn nhiệt độ thép * Đối với thép trước tích A A tích (≤0,8%) - Nung nóng đến trạng thái hoàn toàn γ gọi hoàn toàn - Khi nguội nhanh γ chuyển biến thành Mactenxit có độ cứng cao chống mài mòn tốt đạt mục đích nhiệt luyện Ttôi = A3+(30¸50)0C - Chú ý: loại thép này, TtôiAm thì làm nguội ta γ dư nên thép mềm không đạt độ cứng hạt γ lớn gây dòn thép 14 CHƯƠNG 7: CÔNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN THÉP Tôi thép c Chọn nhiệt độ thép * Đối với thép sau tích A3 Am - Chú ý: + Về mặt kinh tế nung nóng A1 tiết kiệm lượng nung nóng Am 15 Tôi thép d c A1 - Tôi thể tích phương pháp a b mà nung toàn thể tích chi tiết đến nhiệt độ sau làm nguội toàn thể tích chi tiết môi trường tôi, để đạt tổ chức mong muốn d1 Tôi môi trường (Đường V1) - Sau nung đến nhiệt độ giữ nhiệt sau làm nguội môi trường (nước, dầu…) với tốc độ nguội nhanh để γ chuyển hóa thành Mactenxit - Đây phương pháp phổ biến, đơn giản, dễ khí hóa, tự động hóa Dùng để chi tiết máy đơn giản dễ bị cong vênh chi tiết 16 Tôi thép d Phương pháp thể tích d2 Tôi hai môi trường (Đường V2) - Thường sử dụng nước (mtr1) dầu (mtr2) để làm nguội - Lúc đầu nhiệt độ cao thép cho nguội môi trường mạnh (nước hay nước pha muối) đến gần nhiệt độ chuyển biến mactenxit chuyển sang môi trường yếu (dầu không khí) nguội hẳn a A1 b - Tránh công vênh, nứt nẻ thích hợp với thép C cao 17 Tôi thép d Phương pháp thể tích d2 Tôi hai môi trường (Đường V2) - Khó xác định thời điểm chuyển chi tiết từ môi trường sang môi trường điểm A (cần thợ có kinh nghiệm) - Khó khí hóa tự dộng hóa a A1 b 18 CHƯƠNG 7: CÔNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN THÉP Tôi thép d Phương pháp thể tích d3 Tôi phân cấp (Đường V3) A1 - Làm nguội môi trường a muối nóng chảy nhiệt độ b mactenxit khoảng (50-100) độ, giữ nhiệt khoảng thời gian định làm nguội không khí để chuyển biến Mactenxit tiếp tục hoàn thành - Khắc phục nhược điểm việc xác định nhiệt độ chuyển từ môi trường sang môi trường - Ứng suất bên thấp chênh lệch nhiệt độ bền mặt bên nhỏ 19 CHƯƠNG 7: CÔNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN THÉP Tôi thép d Phương pháp thể tích d4 Tôi đẳng nhiệt (Đường V4) A1 - Giống phân cấp a giữ đẳng nhiệt muối nóng b chảy với thời gian đủ lâu để Austenite chuyển biến xảy hoàn toàn, nhận tổ chức ổn định Trustit Bainit có độ cứng, độ dai va đập cao - Áp dụng cho thép hợp kim có tính ổn định Austenite nguội lớn 20 10 CHƯƠNG 7: CÔNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN THÉP Tôi thép e Tôi phận - Là phận cần thiết chi tiết - Khi nung nóng toàn chi tiết làm nguội nhanh phần hay nung phần cần Ví dụ: lưỡi cưa, bánh răng… 21 CHƯƠNG 7: CÔNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN THÉP Ram thép a Định nghĩa Ram thép phương pháp nhiệt luyện nung nóng thép có tổ chức Máctenit dư lên nhiệt độ thấp A1, giữ nhiệt độ thời gian định để chúng phân hóa thành tổ chức có tính phù hợp với yêu cầu sử dụng b Mục đích - Làm giảm khử hoàn toàn ứng suất dư bên - Biến Mactenxit+ dư thành tổ chức có độ dẽo độ dai cao độ cứng độ bền phù hợp yêu cầu - Cải thiện tính gia công cắt gọt, làm mềm thép cứng 22 11 CHƯƠNG 7: CÔNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN THÉP Ram thép c Các phương pháp ram c1 Ram thấp - Là phương pháp nhiệt luyện gồm có nung nóng chi tiết thép tới nhiệt độ (150-250)oC, giữ nhiệt làm nguội - Khi ram thấp độ cứng chi tiết giảm (1-3)HRC - Khử phần ứng suất bên - Sau ram thấp độ cứng (56-64) HRC - Áp dụng cho chi tiết cần có độ cứng, tính chống mài mòn cao như: loại dao cắt, khuôn dập nguội, vòng bi… 23 CHƯƠNG 7: CÔNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN THÉP Ram thép c Các phương pháp ram: c2 Ram trung bình: - Là phương pháp nung nóng thép đến nhiệt độ (300-450)oC để nhận tổ chức truxtit ram - Độ cứng đạt (40-45)HRC - Ứng suất bên giảm mạnh giới hạn đàn hồi đạt giá trị cao nhất, độ dẻo, độ dai tăng lên - Các sản phẩm qua ram trung bình: chi tiết lò xo, nhíp, khuôn dập nóng… 24 12 CHƯƠNG 7: CÔNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN THÉP Ram thép c Các phương pháp ram c3 Ram cao - Là phương pháp nung thép đến (500-650)oC để nhận tổ chức Xocbit ram - Độ cứng đạt (30-35)HRC - Xocbit ram có tính tổng hợp lớn nhất, khử bỏ hoàn toàn ứng suất bên - Áp dụng cho chi tiết chịu lực truyền lực như: truyền, tay biên, cần gạt, bánh răng… 25 13