Nhiệt luyện kim loại

NHIỆT LUYỆN VẬT LIỆU KIM LOẠI KSC Phan Anh Tú VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) NỘI DUNG I Cơ sở công nghệ nhiệt luyện II Công nghệ nhiệt luyện bề mặt VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Cơ sở công nghệ nhiệt luyện VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Nhiệt luyện • Làm tăng độ cứng, độ bền tính chống mài mòn • Cải thiện tính cơng nghệ VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Định nghĩa Là trình bao gồm • nung nóng • giữ nhiệt • làm nguội chi tiết nhiệt luyện (bằng vật liệu kl) cách thích hợp VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Phân loại Nhiệt luyện • Theo trình tự QTCN chế tạo: - Nhiệt luyện sơ bộ: chuẩn bị phôi với tính phù hợp cho ngun cơng quy trình - Nhiệt luyện kết thúc: hồn thiện sản phẩm với tính đáp ứng yêu cầu làm việc chi tiết • Theo cơng nghệ xử lý: - Nhiệt luyện thể tích - Nhiệt luyện bề mặt - Hóa nhiệt luyện - Cơ nhiệt luyện VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Ủ Thường hóa Tơi Ram Phân loại Nhiệt luyện Nhiệt luyện thép chia làm loại: Nhiệt luyện túy - Ủ: Ủ khuyếch tán, ủ thô hạt, ủ khử ứng suất, ủ tái kết tinh, ủ mềm (cầu hóa), thường hóa - Xử lý biến cứng: biến cứng mactenxit (tôi thấu suốt mặt cắt hay tơi bề mặt) - Xử lý tiết pha: Ram Hóa nhiệt luyện - Hóa nhiệt luyện với khuếch tán nguyên tố phi kim: thấm cacbon, C-N, thấm ni tơ, thấm bo - Hóa nhiệt luyện với khuếch tán nguyên tố kim loại: khuếch tán nhôm, khuếch tán crôm Công nghiệp cần loại NL để tối ưu hóa tính chất học thép (Hợp kim Al-, Ti) làm việc tăng cường khả gia cơng khí khả xử lý (treatability) cấu kiện Vật liệu Nhiệt luyện VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Tổ chức tế vi Tính chất Nhiệt luyện-ủ Là phương pháp nhiệt luyện gồm có nung nóng thép chi tiết đến nhiệt độ định, giữ nhiệt thời gian làm nguội chậm (với tốc độ nguội ứng suất kéo bề mặt Nứt mài bề mặt vùng liên quan ⇒ Chuyển hóa austenite dư mức bề mặt ( A dư → Mactenxit) VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Khuyết tật trình thấm cacbon Các nguyên tố hợp kim bị oxy hóa: Cr, Mn and Si, … Lỗ rỗng lớp biến cứng bề mặt sau thấm N-C thép 23MoCrB (0.23%C) ( trạng thái bị mài, x400 ) VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Thấm Ni tơ Giản đồ pha Fe-N VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Thấm Ni tơ Quan hệ độ cứng chiều sâu Thấm N thể khí Hardness Temperature (OC) Gas nitriding Carburizing hardening Air cooling (Furnace cooling) Time (H) VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Surface Inner region Thấm Ni tơ VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Thấm Ni tơ VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Tôi cao tần bề mặt Chiều sâu lớp biến cứng hiệu Tổng chiều sâu lớp biến cứng Hardness Load Hardness Hardness a : gradual hardening distribution b : gradual hardening distribution c: load distribution Std hardness Depth of effective hardened layer Total depth hardened Surface Inner region Inner region Surface Surface Inner region Std hardness of effective hardened layer Carbon Content (%) VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Vickers Hardness Khuyết tật q trình tơi cao tần Vật liệu Sự hình thành nứt NL tạp chất phi kim (x40) TCTV không đồng VL ban đầu(S45C, x200) Gia nhiệt cảm ứng bề mặt tần số cao dẫn đến ứng suất không đồng nung nguội nhanh Tạp chất phi kim nhiều gây nên nứt ⇒ Hiệu ứng khía Sư khơng đồng ban đầu cấu trúc dẫn đến không đồng TCTV thời gian gia nhiệt ngắn ⇒ Hình thành nứt VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Khuyết tật trình tơi cao tần Vật liệu Cacbit bền vững tạo ram nhiệt độ cao trình tinh luyện thép (x100) ⇒ Thời gian gia nhiệt ngắn nung cao tần làm cacbit khơng kịp hòa tan ⇒ Độ cứng thấp VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Khuyết tật tơi cao tần bề mặt Thiết kế hình dạng lớp biến cứng  Hình dạng lớp biến cứng bề mặt bánh Độ bền mỏi theo hình dạng lớp biến cứng bề mặt bánh Cần có phương pháp gia nhiệt cho loại bánh VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Chiều sâu lớp biến cứng cao tần Độ cứng Độ cứng Tc Chiều sâu lớp biến cứng VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Khoảng cách từ bề mặt ... Nhiệt luyện thể tích - Nhiệt luyện bề mặt - Hóa nhiệt luyện - Cơ nhiệt luyện VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Ủ Thường hóa Tơi Ram Phân loại Nhiệt luyện Nhiệt. .. lý tiết pha: Ram Hóa nhiệt luyện - Hóa nhiệt luyện với khuếch tán nguyên tố phi kim: thấm cacbon, C-N, thấm ni tơ, thấm bo - Hóa nhiệt luyện với khuếch tán nguyên tố kim loại: khuếch tán nhôm,...NỘI DUNG I Cơ sở công nghệ nhiệt luyện II Công nghệ nhiệt luyện bề mặt VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Cơ sở công nghệ nhiệt luyện VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU