MAI CHÍ TÂM - TIỂU LUẬN XỬ LÝ VÀ HÓA BỀN BỀ MẶT

MAI CHÍ TÂM – 12104213 GVHD: TRẦN THẾ SAN Tiểu luận: Tại thấm Nitơ nhiệt độ không 560 0C mà không thấm nhiệt độ cao BÀI LÀM I SƠ LƯỢC VỀ LÝ THUYẾT Định nghĩa, mục đích thấm N - Thấm nitơ phương pháp hóa nhiệt luyện làm bão hòa (thấm, khuếch tán) nitơ vào bề mặt thép, nhằm mục đích chủ yếu nâng cao độ cứng tính chống mài mòn (HRC 65 70 hẳn thấm cacbon) Cũng thấm cacbon, thấm nitơ tạo nên lớp ứng suất nén dư bề mặt, làm tăng giới hạn mỏi Ngồi thấm nitơ có bề mặt mờ, chống ăn mòn tốt mơi trường khí dùng làm trang sức - Thấm nitơ áp dụng chủ yếu cho chi tiết cần độ cứng tính chống mài mòn cao, làm việc nhiệt độ 500 0C, song chịu tải không lớn số trục, bánh răng, sơmi máy bay, dụng cụ cắt, dụng cụ đo Tổ chức lớp thấm - Độ cứng thấm nitơ chất tự nhiên nó, khơng phải qua nhiệt luyện thấm cacbon Người ta thấm nitơ dòng khí amơniac (NH 3) có nhiệt độ khoảng 480  560 0C lúc bị phân hóa mạnh theo phản ứng: 2NH3  3H2 + 2Nng.tử Hình: Giản đồ pha Fe - N Trang MAI CHÍ TÂM – 12104213 GVHD: TRẦN THẾ SAN - Nitơ ngun tử tạo thành có hoạt tính cao bị hấp thụ khuếch tán vào thép - Cơ sở để xác định tổ chức lớp thấm nitơ vào thép giản đồ pha Fe – N - Các pha hệ Fe - N gồm có: - dung dịch rắn xen kẽ nitơ Fe- Fenitnitơ - dung dịch rắn xen kẽ nitơ Fe - Auxtenit nitơ Chỉ tồn nhiệt độ cao 5910C, nhiệt độ làm  phân hố thành hỗn hợp tích [ + '] ': dung dịch rắn sở pha xen kẽ kiểu Fe4N - pha có độ cứng cao (>1200HV) : dung dịch rắn sở pha xen kẽ kiểu FeN - Tổ chức lớp thấm: từ vào là: (+’)-’-(’+) - thép lõi - Độ cứng cao lớp thấm vùng (’+), có nhiều nitrit: CrN, AlN, tiết nhỏ mịn nằm phân bố đều, qua nhiệt luyện thấm C - Như lớp thấm gồm nitrit – pha xen kẽ với độ cứng cao, phân tán, nhờ lớp thấm có độ cứng tính chống mài mòn cao - Chú ý: lớp xốp có độ cứng thấp (250-300HB), mẫu thấm to lên thường phải hớt bỏ Đặc điểm thấm nitơ - Do phải tiến hành nhiệt độ thấp khuếch tán khó khăn nên thời gian dài mà lớp thấm mỏng - Sau thấm không tiến hành mài - Thép dùng để thấm thường thép hợp kim chuyên dùng Nếu dùng thép cacbon lớp thấm có nitrit sắt, pha cứng giòn nên thường dùng thép hợp kim hóa Crơm, Molipđen nhơm nitrit chúng cứng giòn Trước thấm nitơ thép đem + ram trước để định hình tính cho lõi, nhiệt độ ram phải cao nhiệt độ thấm nitơ để q trình thấm khơng giảm độ bền lõi Trang MAI CHÍ TÂM – 12104213 GVHD: TRẦN THẾ SAN - Lớp thấm cứng độ cứng cao giữ làm việc nhiệt độ 500 0C, độ cứng cao lớp thấm cacbon bị giảm mạnh nhiệt độ vượt 200 0C mactenxit bị phân hóa ram + Độ cứng cao, tính chống mài mòn tốt, khả dính bám tốt So với thấm cacbon, thấm nitơ có độ cứng tính chống mài mòn cao rõ rệt Hơn nữa, tính chất lớp thấm giữ tới nhiệt độ cao 500  6000C theo giản đồ trạng thái Fe-N cấu trúc lớp thấm không thay đổi nhiệt độ 5910C + Nâng cao độ bền mỏi tạo nên lớp ứng suất nén dư bề mặt + Nâng cao tính chống mài mòn khí Bề mặt ngồi lớp thấm nitơ có tổ chức pha , pha có đặc tính cấu tạo xít chặt, có tính bảo vệ tốt + Thời gian trình thấm dài tiến hành thấm nitơ thể khí  Vì lý trên, mà thấm nitơ thường áp dụng cho chi tiết máy quan trọng trục khuỷu trục quan trọng II GIẢI THÍCH NGUYÊN NHÂN: Dựa vào lý thuyết nêu ta giải thích thấm Nitơ nhiệt độ không 5600C mà không thấm nhiệt độ cao nguyên nhân sau: - Mục đích thấm nitơ tạo pha ' α lớp bề mặt nên không cần nâng nhiệt độ đến trạng thái  hoàn toàn Mặt khác, hệ số khuếch tán Dmax 500 0C nên người ta chọn nhiệt độ thấm khoảng 500-5600C Thời gian thấm kéo dài, đủ để tạo pha xen kẽ - Người ta thấm nitơ dòng khí amơniac (NH 3) có nhiệt độ khoảng 480  560 0C lúc bị phân hóa mạnh theo phản ứng: 2NH3  3H2 + 2Nng.tử - Độ cứng cao lớp thấm vùng (’+), lớp xốp có độ cứng thấp (250-300HB), mẫu thấm to lên thường phải hớt bỏ nên thấm N ta lựa chọn khoảng nhiệt độ tối ưu từ 500 – 5600C để tạo vùng (’+) nhiều vùng thấp - Thấm N có độ cứng cao, tính chống mài mòn tốt, khả dính bám tốt So với thấm cacbon, thấm nitơ có độ cứng tính chống mài mòn cao rõ rệt Hơn nữa, tính chất lớp thấm giữ tới nhiệt độ cao 500  5600C theo giản đồ trạng thái Fe-N cấu trúc lớp Trang MAI CHÍ TÂM – 12104213 GVHD: TRẦN THẾ SAN thấm không thay đổi nhiệt độ 560 0C Nếu 5600C cấu trúc lớp thấm bắt đầu thay đổi nên độ cứng, tính chống mài mòn khả dính bám lớp thấm thay đổi Trang .. .MAI CHÍ TÂM – 12104213 GVHD: TRẦN THẾ SAN - Nitơ ngun tử tạo thành có hoạt tính cao bị hấp thụ khuếch tán vào thép - Cơ sở để xác định tổ chức lớp thấm nitơ vào thép giản đồ pha Fe – N - Các... dịch rắn sở pha xen kẽ kiểu Fe4N - pha có độ cứng cao (>1200HV) : dung dịch rắn sở pha xen kẽ kiểu FeN - Tổ chức lớp thấm: từ vào là: (+’ )- -( ’+) - thép lõi - Độ cứng cao lớp thấm vùng (’+),... theo giản đồ trạng thái Fe-N cấu trúc lớp thấm không thay đổi nhiệt độ 5910C + Nâng cao độ bền mỏi tạo nên lớp ứng suất nén dư bề mặt + Nâng cao tính chống mài mòn khí Bề mặt ngồi lớp thấm nitơ