Chương 4 CÔNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN

Chương KHUẾCH TÁN TRONG VẬT LIỆU Chương CHUYỂN BIẾN PHA TRONG VẬT LIỆU Chương BIẾN DẠNG VÀ CƠ LÝ TÍNH CỦA VẬT LIỆU Chương CÔNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN Chương HOÁ BỀN BỀ MẶT Chương ĂN MÒN KIM LOẠI Chương BẢO VỆ BỀ MẶT KIM LOẠI Chương  CÔNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN  4.1 Một số khái niệm nung thép  4.1.1.Yêu cầu việc nung thép  4.1.2.Phân loại phương pháp 4.1.1.Yêu cầu việc nung thép 4.1.2.Phân loại phương pháp  Nhiệt luyện thông thường: Chỉ dùng nhiệt làm thay đổi tính chất kim loại như: ủ, thường hoá, tôi, ram  Hoá nhiệt luyện: Dùng nhiệt kết hợp với hoá chất làm thay đổi tính chất kim loại như: thấm bon, thấm Nitơ…  Cơ nhiệt luyện: dùng nhiệt kết hợp với tác dụng học làm thay đổi tính chất kim loại như: cán, rèn… 4.2 Ủ thường hoá thép  4.2.1 Định nghĩa mục đích ủ  Định nghĩa  Mục đích  4.2.2.Phương pháp ủ  Ủ chuyển biến pha(T < Ac1)  a.Ủ non  b.Ủ kết tinh lại  4.2 Ủ thường hoá thép 4.2.1 Định nghĩa mục đích ủ  Định nghĩa Ủ phương pháp nung thép đến nhiệt độ xác định(>A1), giữ thời gian làm nguội chậm(thường làm nguội lò hay môi trường dẫn nhiệt kém), có vận tốc nguội từ 10 - 50oC/h  Mục đích Mềm, dễ cắt, dễ dập, khử ứng suất dư, đồng thành phần làm nhỏ hạt chuẩn bị cho nhiệt luyện cuối  4.2.2.Phương pháp ủ   Ủ chuyển biến pha(T < Ac1) a.Ủ non nhiệt độ ủ từ 200 - 300C nhằm khử bỏ ứng suất dư vật đúc, sản phẩm khí Nhiệt độ ủ từ 450 - 600C giữ khoảng đến hai giờ, khử ứng suất hoàn toàn Ap dụng cho chi tiết đặc biệt ví dụ thân máy sau đúc, xécmăng sau mài, lò xo sau cuốn,…vv Nếu yêu cầu không cao cần giảm ứng suất đến mức định để trời từ đến 12 tháng Cách lãng phí thời gian, ứ đọng sản phẩm, chi phí kho bãi tăng, dồng sản xuất b.Ủ kết tinh lại Nhiệt độ ủ từ 600 đến 700C, nhằm khôi phục độ cứng, độ dẻo sau biến dạng nguội, hạt không bị biến dạng Phương pháp dễ làm cho thép có hạt lớn nên áp dụng 2.Ủ có chuyển biến pha  a.Ủ hoàn toàn  b.Ủ không hoàn toàn  c.Ủ cầu hoá  d.Ủ khuếch tán  e.Ủ đẳng nhiệt   a.Ủ hoàn toàn nhiệt độ ủ cao AC3 ACm từ 20 ÷ 30 C, giữ nhiệt độ thời gian định, sau làm nguội lò từ 500 ÷ 200 C tiếp tục làm nguội không khí Nếu ủ chế độ mà chưa đạt phải ủ lần Lần nung nóng nhiệt độ cao 950 C, Lần nung từ AC3 + (80 ÷ 50 C) Tổ chức hạt nung austenít đồng nhất, nên làm nguội phân hoá thành tổ chức ferítpéclít, tổ chức péclít dạng Thường áp dụng cho thép trước tích, có lượng cacbon từ 0,3 đến 0,6% Nhằm mục đích : Làm hạt nhỏ mịn, khử ứng suất dư, giảm độ cứng, tăng độ dẻo, dễ cắt gọt dập nguội, 160 ÷ 200 HB Ví dụ : Thép 0,3%C có AC3 = 840 C, tủ =860 ÷ 870 C Thép 0,65%C có AC3 = 760 C, tủ =780 ÷ 790 C Tôi hai môi trường  Làm nguội nhanh qua đỉnh chữ C chuyển sang môi trường thứ hai với vận tốc nguội nhỏ Nhược điểm khó xác định thời điểm chuyển môi trường làm nguội Thường áp dụng cho chi tiết phức tạp so với môi trường Tôi phân cấp Làm nguội nhanh đến gần thời điểm bắt đầu chuyển biến máctenxít(Mđ), giữ thời gian (không cắt chữ C) sau làm nguội đến nhiệt độ thường không khí  Phương pháp cong vênh hơn, ứng suất nhiệt nhỏ Chỉ áp dụng cho thép hợp kim cao (thép gió), mũi khoan, lưỡi phay  Tôi đẳng nhiệt  Giống phân cấp giữ lâu để austenít(γ) chuyển biến thành ferit(α) xêmentít(xe)â nhỏ mịn, có độ cứng tương đối cao, có độ dẻo dai tốt Sau không cần Ram, thường áp dụng cho dụng cụ cần độ biến dạng cao không yêu cầu độ cứng lớn Tôi phận  Chỉ nung đến nhiệt độ làm nguội đến nhiệt độ thường chỗ cần Gia công lạnh Sau làm nguội đến nhiệt độ thường kim loại γ dư nên chuyển vào môi trường có nhiệt độ t = -50 C đến –70 C để γ dư tiếp tục chuyển biến thành máctenxít (M ), đạt độ cứng(HB) cao  Ap dụng cho: vòng bi, vòi phun cao áp, dụng cụ cắt (có Mđ &Mk thấp γ dư nhiệt độ thường)  4.4 Ram thép  4.4.1.Định nghĩa, mục đích  4.4.3.Phương pháp  4.4.4 Các hình thức ram  4.4.1.Định nghĩa, mục đích   Ram công nghệ nung thép nhiệt độ nhỏ (727oC) giữ nhiệt thời gian làm nguội không khí tĩnh Thép sau thường có ứng suất dư giòn, ảnh hưởng không tốt đến tính thép Ram để khư ûứng suất dư, tăng dẻo, giảm cứng đến mức yêu cầu, ổn định tổ chức nâng cao tính thép 4.4.3.Phương pháp    Khi ram phải ý đến nhiệt độ nung thời gian giữ nhiệt, nhiệt độ ram từ 150 đến 600oC Thép sau phải ram để lâu bị nứt Tốc độ nung ram phải chậm, nhiệi độ nung phải đồng Chi tiết đưa vào lò phải nhiệt độ thường nhiệt độ 200oC, sau tăng nhiệt độ từ 50 đến 100oC/h, nung nhanh gây nứt Lò ram thường lò điện kiểu giếng, có quạt gió để tạo nên nhiệt lò Đối với dụng cụ cắt nhỏ hay chi tiết bé ram lò dầu, lò muối hay cát nóng Tốc độ nguội ram không quan trọng lắm, thường làm nguội sau ram không khí tĩnh 4.4.4 Các hình thức ram    Ram thấp: tiến hành 150 đến 250oC thời gian giữ nhiệt từ 30 phút đến 1,5 Mục đích khử ứng suất trong, giảm giữ nguyên độ cứng(1 2HRC), áp dụng cho dụng cụ cắt, dụng cụ đo, khuôn dập,vòng bi… Ram trung bình: nhiệt độ 300 đến 450oC, Làm giảm mạnh ứng suất, tăng giới hạn đàn hồi, độ dẻo dai, độ cứng giảm 4045HRC Aùp dụng cho chi tiết sau để đạt độ cứng tương đối cao, giới hạn đàn hồi cao, áp dụng cho lò xo, nhíp, xi lanh, xéc măng, khuôn rèn, khuôn dập nóng, Ram cao: tiến hành 500 đến 600oC gọi cải thiện có độ bền độ dai va đập cao, khử bỏ hoàn toàn ứng suất, độ cứng giảm 1524HRC, độ dẻo tăng mạnh áp dụng cho chi tiết có tính tổng hợp như: Trục máy, bánh răng, truyền, trục 4.5.Những khuyết tật sau nhiệt luyện  4.5.1 Oxi hoá thoát cácbon  4.5.2 Biến dạng nứt  4.5.3 Độ cứng không đạt  4.5.4 Giòn  4.6.Hoá già  4.5.1 Oxi hoá thoát cácbon Nguyên nhân nung nhiệt độ cao thời gian dài, môi trường nung có khí CO2, nước  Khắc phục: Nung môi trường khí trơ, phủ phoi gang, than bột nung sơ sau nhúng vào hàn the nung tiêp đến nhiệt độ nung lò muối có biện pháp khử O2  4.5.2 Biến dạng nứt Do ứng suất lớn làm nguôi nhanh nguội không tạo lực co kéo lớn gây nứt vỡ  Khắc phục: Thực qui trình, nung chậm, cách xếp chi tiết, cách làm nguội, làm nguội chi tiết sau phải ram  4.5.3 Độ cứng không đạt Do nhiệt độ nung không đạt tốc độ nguội không Độ cứng cao ủ, ram, thường hoá Độ cứng không đạt trình  Khắc phục: Tìm rõ nguyên nhân làm lại  4.5.4 Giòn Do nhiệt gây nên, phát cách xem mặt gãy hay quan sát kính hiển vi, tổ chức cấu tạo thép nhiệt thô, độ cứng giảm, tính  Khắc phục cách thường hoá làm nhỏ hạt sau đem lại  4.6.Hoá già Là trình nhiệt luyện để có tiếp pha biến cứng  Nếu sảy nhiệt độ thường giọi hoá già tự nhiện  Nếu sảy nhiệt độ cao gọi hoá già nhân tạo 