Giáo trình Vật liệu kỹ thuật: Phần 1

Giáo trình Vật liệu kỹ thuật: Phần 1 trình bày về cấu tạo tinh thể; kết tinh từ thể lỏng của kim loại; cấu tạo hợp kim và giản đồ trạng thái; biến dạng dẻo và cơ tính của kim loại; giản đồ trạng thái sắt cacbon; giản đồ trạng thái sắt cacbon. Mời các bạn cùng tham khảo giáo trình để nắm chi tiết nội dung.

MỤC LỤC MỤC LỤC CHƯƠNG 1: CẤU TẠO TINH THỂ 1.1 Cấu tạo nguyên tử dạng liên kết vật rắn 1.1.1 Cấu tạo nguyên tử 1.1.2 Các dạng liên kết vật rắn 1.2 Cấu tạo tinh thể lý tưởng vật rắn 1.2.1 Vật tinh thể vật vô định hình 1.2.2 Cấu tạo tinh thể lý tưởng vật rắn 1.3 Cấu tạo mạng tinh thể thực tế kim loại nguyên chất 15 1.3.1 Sai lệch mạng tinh thể : 15 1.3.2.Đơn tinh thể 18 1.3.3 Đa tinh thể 18 CHƯƠNG 2: KẾT TINH TỪ THỂ LỎNG CỦA KIM LOẠI 20 2.1 Cấu tạo kim loại lỏng điều kiện lượng trình kết tinh 20 2.1.1 Cấu tạo kim loại lỏng 20 2.1.2 Điều kiện lượng trình kết tinh 21 2.2 Qúa trình tạo mầm phát triển mầm kết tinh 22 2.2.1 Quá trình tạo mầm 22 2.2.2 Quá trình phát triển mầm 25 2.3 Khái niệm độ hạt kết tinh yếu tố ảnh hưởng 26 2.3.1 Khái niệm độ hạt 26 2.3.2 Ý nghĩa độ hạt 26 2.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ hạt 27 2.3.4.Biện pháp làm nhỏ hạt 27 2.3.5 Cách xác định độ hạt thực tế 28 2.4 Quá trình kết tinh thực tế kim loại khuôn đúc 28 2.4.1 Cơ chế kết tinh nhánh 28 2.4.2 Cấu tạo thỏi đúc thực tế 29 2.4.3 Khuyết tật thỏi đúc 30 CHƯƠNG CẤU TẠO HỢP KIM VÀ GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI 32 3.1 Các khái niệm 32 3.1.1 Khái niệm hợp kim 32 3.1.2 Đặc điểm hợp kim 32 3.1.3 Các định nghĩa hợp kim 32 3.2 Các dạng cấu trúc hợp kim 33 3.2.1 Dung dịch rắn 33 3.2.2 Các pha trung gian 35 3.2.3 Hỗn hợp học 35 3.3 Giản đồ trạng thái hợp kim 36 3.3.1 Khái niệm 36 3.3.2 Ý nghĩa phương pháp xây dựng giản đồ trạng thái 36 CHƯƠNG BIẾN DẠNG DẺO VÀ CƠ TÍNH CỦA KIM LOẠI 38 4.1 Biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo phá hủy 38 4.1.1 Biểu đồ kéo kim loại 38 4.1.2 Bản chất biến dạng đàn hồi Định luật Hooke 39 4.1.3 Biến dạng dẻo 39 4.1.4.Phá hủy 39 4.2 Biến dạng dẻo đơn tinh thể 40 4.2.1 Dạng ứng suất gây biến dạng dẻo 40 4.2.2 Các chế biến dạng dẻo 41 4.3 Đặc điểm biến dạng dẻo đa tinh thể ảnh hưởng biến dạng dẻo đến tổ chức tính chất kim loại 42 4.4 Nung kim loại sau biến dạng dẻo 44 4.4.1 Mục đích 44 4.4.2 Các giai đoạn xảy nung kim loại qua biến dạng dẻo 44 4.5 Các đặc trưng tính kim loại 45 4.5.1 Độ bền tĩnh độ dẻo 45 4.5.2 Độ cứng 46 4.6 Chỉ tiêu tính tác dụng tải trọng động 48 4.7 Độ bền vật liệu tác dụng tải trọng chu kỳ (giới hạn bền mỏi  1 ) 48 CHƯƠNG GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI SẮT - CACBON 50 5.1 Cacbon sắt 50 5.1.1 Cacbon 50 5.1.2 Sắt 50 5.2 Giản đồ trạng thái Fe - C 51 5.2.1 Giản đồ trạng thái 51 5.2.2 Các tổ chức hợp kim Fe - C 52 5.2.3 Quá trình kết tinh hợp kim Fe-C 53 5.3 Phân loại hợp kim Fe – C theo giản đồ trạng thái 53 5.3.1 Thép 54 5.3.2 Gang 55 5.4 Các nhiệt độ tới hạn hợp kim Fe - C theo giản đồ trạng thái 56 CHƯƠNG CÁC CHUYỂN BIẾN XẢY RA KHI NUNG VÀ LÀM NGUỘI THÉP 57 6.1 Khái niệm nhiệt luyện 57 6.1.1 Định nghĩa 57 6.1.2 Các thông số trình nhiệt luyện 57 6.1.3 Tác dụng nhiệt luyện 58 6.1.4 Phân loại nhiệt luyện 58 6.2 Các chuyển biến xảy nung thép 58 6.2.1 Cơ sở xác định chuyển biến pha nung 58 6.2.2 Sự tạo thành Austenit nung 59 6.3 Các chuyển biến xảy làm nguội 62 6.3.1 Khái niệm chung 62 6.3.2 Chuyển biến Austenit thành Peclit làm nguội chậm đẳng nhiệt 62 6.3.3 Với thép trước sau tích 64 6.3.5 Chuyển biến Austenit thành Peclit làm nguội nhanh (chuyển biến Mactenxit) 64 6.4 Chuyển biến nung thép (chuyển biến xảy ram) 66 CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP NHIỆT LUYỆN THÉP 69 7.1 Ủ thường hóa thép 69 7.1.1 Ủ thép 69 7.1.2 Thường hóa thép 72 7.2 Tôi thép 73 7.2.1 Định nghĩa 73 7.2.2 Đặc điểm 74 7.2.3 Mục đích tơi thép 74 7.2.4 Tốc độ tới hạn độ thấm 74 7.2.5 Cách xác định nhiệt độ 77 7.2.6 Môi trường 78 7.2.7 Các phương pháp thông thường 80 7.3 Ram thép 82 7.3.1 Khái niệm 82 7.3.2 Các phương pháp ram 82 7.4 Các tượng xảy nhiệt luyện 83 7.4.1 Biến dạng, nứt 83 7.4.2 Oxi hóa cacbon 84 7.4.3 Độ cứng không đạt 85 7.4.4 Tính dòn cao 85 CHƯƠNG HOÁ BỀN BỀ MẶT THÉP 87 8.1 Bề mặt chi tiết phương pháp hóa bền bề mặt 87 8.1.1 Bề mặt chi tiết yêu cầu làm việc bề mặt 87 8.1.2 Các phương pháp hóa bền bề mặt thép 87 8.2 Phương pháp học 87 8.2.1 Nguyên lý 87 8.2.2 Các phương pháp học 88 8.3 Phương pháp nhiệt luyện bề mặt 88 8.3.1 Định nghĩa 88 8.3.2 Nguyên lý 88 8.3.3 Các phương pháp bề mặt 88 8.4 Phương pháp hóa nhiệt luyện 91 8.4.1 Khái niệm 91 8.4.2 Mục đích 91 8.4.3 Cơ sở lý thuyết q trình hố nhiệt luyện 91 8.4.4 Công nghệ thấm cacbon 91 8.4.5 Thấm Nitơ 94 8.4.6 Thấm Cacbon - Nitơ 95 CHƯƠNG GANG VÀ NHIỆT LUYỆN GANG 97 9.1 Giới thiệu chung gang 97 9.1.1 - Thành phần hóa học 97 9.1.2 Tổ chức tế vi 97 9.1.3 Cơ tính cơng nghệ 98 9.1.4 Công dụng 98 9.2 Tổ chức tế vi tính loại gang 98 9.2.1 Tổ chức tế vi tính gang xám 98 9.2.2 Tổ chức tế vi tính gang dẻo 101 9.2.3 Gang cầu 102 CHƯƠNG 10 THÉP 104 10.1.Thép cacbon 104 10.1.1 Khái niệm 104 10.1.2 Đặc điểm thép Cacbon 104 10.1.3 Phân loại 105 10.2 Thép hợp kim 107 10.2.1 Khái niệm 107 10.2.2 Phân loại thép hợp kim 107 10.2.3 Các đặc tính thép hợp kim 109 10.3.Thép kết cấu 110 10.3.1 Khái niệm, đặc điểm phân loại thép kết cấu 110 10.3.2 Thép thấm cacbon 110 10.3.3 Thép hóa tốt 111 10.3.4 Thép lò xo: 112 10.3.5 Thép kết cấu có cơng dụng riêng 113 10.4 Thép dụng cụ 116 10.4.1 Khái niệm phân loại 116 10.4.2 Thép dao cắt 117 10.4.3 Thép làm khuôn rập 118 10.4.4 Hợp kim cứng 120 10.4.5 Thép làm dụng cụ đo 121 10.5 Thép tính chất vật lý hóa học đặc biệt 121 10.5.1 Thép không gỉ 121 10.5.2 Thép làm việc điều kiện nhiệt độ cao 123 10.5.3 Thép hợp kim chịu mài mòn 126 CHƯƠNG 11 HỢP KIM MẦU 128 11.1.Hợp kim nhôm 128 11.1.1 Các đặc tính nhơm 128 11.1.2 Phân loại hợp kim nhôm 129 11.2 Hợp kim đồng 132 11.2.1 Đồng nguyên chất 132 11.3 Hợp kim ổ trượt 137 113.1 Điều kiện làm việc 137 11.3.2 Yêu cầu hợp kim ổ trượt 137 11.3.3 Phân loại hợp kim ổ trượt 138 Câu 4: Đọc ký hiệu hợp kim màu 140 PHỤ LỤC 141 PHẦN I: VẬT LIỆU HỌC CƠ SỞ CHƯƠNG 1: CẤU TẠO TINH THỂ Tuỳ theo điều kiện tạo thành (nhiệt độ, áp suất …) tương tác phần tử cấu thành (dạng lực liên kết …), vật chất tồn trạng thái rắn, lỏng khí (hơi) Tính chất vật rắn (vật liệu) phụ thuộc chủ yếu vào lực liên kết cách xắp xếp phần tử cấu tạo nên chúng 1.1 CẤU TẠO NGUYÊN TỬ VÀ CÁC DẠNG LIÊN KẾT TRONG VẬT RẮN 1.1.1 Cấu tạo nguyên tử Theo quan điểm học lượng tử nguyên tử hệ thống phức tạp bao gồm hạt nhân lớp điện tử bao quanh Đặc điểm quan trọng cấu tạo nguyên tử số điện tử hóa trị, điện tử dễ bị bứt trở thành điện tử tự do, hành vi điện tử tự định nhiều tính chất đặc trưng kim loại 1.1.2 Các dạng liên kết vật rắn Theo điều kiện bên (P, T) vật chất tồn ba trạng thái: rắn, lỏng, Độ bền vật liệu trạng thái rắn phụ thuộc vào dạng liên kết vật rắn 1.1.2.1 Liên kết cộng hoá trị Đây dạng liên kết mà nguyên tử tham gia liên kết góp chung điện tử lớp cùng, tạo lớp đạt trị số bão hoà số điện tử (s2p 6) Như tạo liên kết cộng hố trị tạo lớp ngồi nguyên tử có tám điện tử, với dạng liên kết có đặc điểm sau: - Là loại liên kết có định hướng, nghĩa xác suất tồn điện tử tham gia liên kết lớn theo phương nối tâm nguyên tử (hình 1.1) A B A A B B Hình 1.1 Liên kết cộng hố trị khí Cl2 1.1.2.2 Liên kết Ion Là loại liên kết mạnh, hình thành lực hút điện tích trái dấu (lực hút tĩnh điện Coulomb) Liên kết xảy nguyên tử cho bớt điện tử lớp trở thành Ion dương nhận thêm điện tử để trở thành Ion âm Cũng giống liên kết cộng hoá trị, liên kết Ion mạnh (bền vững) nguyên tử chứa điện tử dạng liên kết khơng định hướng 1.1.2.3 Liên kết kim loại Đặc điểm chung nguyên tử nguyên tố kim loại có điện tử hố trị lớp ngồi cùng, chúng dễ (bứt ra) điện tử tạo thành Ion dương bị bao quanh mây điện tử tự Các ion dương tạo thành mạng xác định, đặt không gian điện tử tự chung, mơ hình liên kết kim loại Ion dương Mây e- tự Hình 1.2 Liên kết kim loại 1.1.2.4 Liên kết hỗn hợp Thực tế, tồn dạng liên kết tuý có kiểu liên kết Liên kết đồng hố trị tuý xảy trường hợp đồng cực Khi liên kết dị cực, điện tử hố trị góp chung, tham gia liên kết đồng thời chịu hai tác dụng trái ngược: - Bị hút hạt nhân - Bị hút hạt nhân nguyên tử thứ hai để tạo điện tử chung 1.1.2.5 Liên kết yếu (liên kết Vander Waals) Liên kết Vander Waals liên kết hiệu ứng hút nguyên tử phân tử bị phân cực (hình 1.3) Liên kết loại liên kết yếu, dễ bị phá vỡ ba động nhiệt (khi tăng nhiệt độ) Vì vật rắn có liên kết Vander Waals có nhiệt độ nóng chảy thấp (nước đá nóng chảy 0C) a, b, c, Hình 1.3 Quá trình tạo thành liên kết Vander Waals a: Trung hoà b: Phân cực c: Tạo liên kết 1.2 CẤU TẠO TINH THỂ LÝ TƯỞNG CỦA VẬT RẮN Các vật rắn tự nhiên phân thành hai nhóm vật rắn tinh thể vật vơ định hình Việc phân loại để tạo thuận lợi cho qúa trình mơ hình hố nghiên cứu vật liệu Các vật liệu kim loại loại vật liệu kết cấu chủ yếu vật có cấu tạo tinh thể Do để nghiên cứu cấu tạo chúng trước hết cần tìm hiểu khái niệm vật tinh thể vật vơ định hình 1.2.1 Vật tinh thể vật vơ định hình Theo quan điểm vật lý chất rắn, vật rắn gọi vật tinh thể chúng đồng thoả mãn điều kiện sau: - Là vật ln tồn với hình dáng xác định khơng gian, hình dáng bên ngồi chúng thể phần tính chất bên - Vật tinh thể luôn tồn nhiệt độ nóng chảy (hoặc kết tinh) xác định Có nghĩa nung nóng vật tinh thể ln có nhiệt độ chuyển biến từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng xác định Điều làm nguội vật tinh thể từ thể lỏng - Vật tinh thể bị đập gãy (phá huỷ), bị gãy theo mặt xác định bề mặt vết gãy không nhẵn bóng Tính chất thể rõ rệt khác biệt tính chất vật tinh thể với vật vơ định hình - Vật tinh thể ln có tính dị hướng, có nghĩa tính chất (cơ, lý, hố tính) theo phương khác ln có khác biệt Điều thể rõ xắp xếp nguyên tử vật tinh thể tuân theo quy luật xác định Ngược lại với vật tinh thể vật vơ định hình Vật vơ định hình vật khơng tồn hình dạng xác định khơng gian (có hình dáng vật chứa nó) Khơng có nhiệt độ nóng chảy kết tinh xác định, khơng thể tính dị hướng Một số vật vơ định hình tiêu biểu nhựa đường, parafin, thuỷ tinh 1.2.2 Cấu tạo tinh thể lý tưởng vật rắn 1.2.2.1 Khái niệm đặc điểm mạng tinh thể Khái niệm mạng tinh thể Mạng tinh thể mơ hình khơng gian, dùng để nghiên cứu quy luật xắp xếp nguyên tử (hoặc ion, phân tử) vật tinh thể Từ mơ hình cho phép xác định đặc trưng bản, định hướng tính chất vật liệu sử dụng Như để xây dựng mơ hình mạng tinh thể, ta cần phải xác định hệ toạ độ đơn vị đo xây dựng mạng tinh thể Phương pháp xây dựng mng tinh th: Để xây dựng mô hình mạng tinh thể tr-ớc hết ta chọn nguyên tử (ion, phân tử) (từ gọi chất điểm) làm gốc Từ chất điểm gốc ta kẻ ba trục toạ độ qua ba chất điểm gần (không mặt phẳng) làm ba trục toạ độ Nh- trục toạ độ hệ trục toạ độ Decarte thu đ-ợc có hàng loạt chất điểm cách Qua chất điểm ta dựng đ-ờng thẳng song song với trục toạ độ Các đ-ờng thẳng cắt tạo thành mô hình mạng tinh thể (hình 1.4) z y O x Hình 1.4 Mơ hình mạng tinh thể Với mơ hình mạng tinh thể vậy, thấy để xác định vị trí mạng tinh thể, ta có véc tơ định vị là: rn  m a  n b  j c (1.7) Trong đó: a : Véc tơ đơn vị theo trục Ox, có trị số khoảng cách hai chất điểm gần theo trục Ox b : Véc tơ đơn vị theo trục Oy c : Véc tơ đơn vị theo trục Oz m, n, j: Chỉ số theo ba trục toạ độ Ox, Oy, Oz Như mơ hình mạng tinh thể xác định có sáu thơng số ba véc tơ đơn vị a , b , c ba góc  (zOx, yOx),  (zOy, yOx),  (zOy, zOx) Mạng tinh thể lý tưởng mạng mà đáp ứng hoàn hảo quy luật xắp xếp chất điểm vị trí, xác suất bắt gặp chất điểm một, chất điểm hoàn toàn giống kích thước chất Khái niệm ô mạng tinh thể thông số mạng: Với cách xây dựng mạng tinh thể nêu thấy rằng, kiểu mạng tinh thể hồn tồn xác định với sáu thơng số Như hình dung rằng, có phần tử nhỏ có cấu tạo đặc trưng cho tồn kiểu mạng mạng tinh thể hình thành vơ số phần tử xếp sít Phần tử gọi ô mạng tinh thể Và nghiên cứu tính chất mạng tinh thể vơ tận chuyển nghiên cứu thông qua ô có kích thước hình dáng cụ thể Kích thước để từ xác định kích thước khác mạng tinh thể gọi thông số mạng hay số mạng, đơn vị đo tính A0 Ơ phải đảm bảo đặc trưng hoàn chỉnh cho cấu tạo kiểu mạng, bao gồm thoả mãn điều kiện đối xứng tinh thể (đối xứng gương, đối xứng tâm, đối xứng trục quay) đỉnh phải có chất điểm, thể tích phải nhỏ Với kiểu mạng tinh thể có đặc trưng nó, thơng qua ô xác định kiểu mạng tinh thể Để phân loại mạng tinh thể người ta chia thành: - Hệ mạng tinh thể phân loại theo hình khối (ví dụ lập phương, lục giác ) - Kiểu mạng tinh thể hình thức phương pháp xếp chất điểm ô mạng Sự kết hợp hệ kiểu cho loại mạng tinh thể bản, loại mạng tinh thể thống kê thành 14 kiểu mạng tinh thể Bravais Tính chất mạng tinh thể: - Mật độ nguyên tử lỗ hổng mạng tinh thể: Nếu coi chất điểm mạng tinh thể ngun tử có dạng hình cầu mạng tinh thể ln có khoảng trống, gọi lỗ hổng mạng tinh thể Để đánh giá mức độ xếp chặt người ta dùng khái niệm mật độ nguyên tử Mật độ nguyên tử định chế biến dạng dẻo, mật độ nguyên tử lỗ hổng mạng tinh thể định khả hòa tan xen kẽ nguyên tử khác vào mạng tinh thể đó.Phân biệt hai loại mật độ nguyên tử: mật độ nguyên tử mặt tinh thể Ms mật độ nguyên tử mạng tinh thể M v MS  S nt n S 100 %  S 1nt 100 % S mat S mat (1.1) Trong đó: nS: Số nguyên tử thuộc mặt S1nt: Diện tích tiết diện mặt cắt qua tâm nguyên tử Smat : Diện tích mặt tính mật độ mặt Mv  Vnt n V 100 %  V 1nt 100 % Vocoban Vocoban (1.2) Trong đó: nv : Số nguyên tử V1nt: Thể tích ngun tử Vocoban: Thể tích -Tính thù hình vật tinh thể: Khá nhiều kim loại có đặc tính: nhiệt độ áp suất khác nguyên tố tồn với kiểu mạng khác Tính chất gọi tính thù hình, kiểu mạng tinh thể khác kim loại gọi dạng thù hình Ví dụ: Sắt nhiệt độ 9110C nhiệt độ từ 13920C đến 15390C có kiểu mạng lập phương thể tâm; khoảng từ 9110C đến 13920C có kiểu mạng lập phương diện tâm Các dạng thù hình nguyên tố ký hiệu chữ Hy Lạp α, β, γ, δ… α thường tồn nhiệt độ thấp β, γ, δ thường tồn nhiệt độ cao Trong kỹ thuật cần ý đến dạng thù hình vật liệu chuyển biến thù hình thay đổi cấu trúc, thể tích tính chất vật liệu -Tính dị hướng tinh thể Tính dị hướng (còn gọi tính có hướng) khác tính chất lý hóa theo phương khác Ngun nhân tính dị hướng tinh thể mật độ nguyên tử khác theo mặt phương khác nhau: phương có mật độ nguyên tử lớn, lực liên kết nguyên tử mạnh nên tính chất thể khác với thử theo phương có mật độ nguyên tử bé 1.2.2.2 Một số kiểu mạng tinh thể thường gặp kim loại a a * Mạng lập phương thể tâm (A2, K8): Xét ô mạng khối lập phương, nguyên tử bố trí đỉnh tâm khối Số xếp K: số nguyên tử gần quanh nguyên tử K=8 a a Hình 1.5 Mạng lập phương thể tâm mặt xếp sít nguyên tử - Thông số mạng : a - Cách xếp nguyên tử: nguyên tử xếp xít theo đường chéo khối (hình 1.5) - Bán kính nguyên tử: r nt r nt = a Mật độ mặt mạng tinh thể: MS  S nt n S 100 %  S 1nt 100 % S mat S mat - Số nguyên tử thuộc mặt 10 5.3.1 Thép Là hợp kim sắt với cacbon có hàm lượng cacbon nhỏ 2,14% Dựa vào lượng cacbon tổ chức tế vi , ta phân làm loại thép theo giản đồ trạng thái Fe-C - Thép trước tích: Thép có hàm lượng cacbon < 0,8%.Tổ chức thép trước tích P +  Hình 5.3 Tổ chức tế vi thép trước tích - Thép tích: Thép có thành phần cacbon = 0,8% Tổ chức thép tích hỗn hợp học tích Peclit a b Hình 5.4 Tổ chức tế vi thép tích a Peclit tấm; b Peclit hạt - Thép sau tích: Là thép có hàm lượng cacbon nằm khoảng (0,8  2,14) % Tổ chức thép sau tích P + XeII Lượng XeII tiết dạng mạng lưới bao quanh hạt Peclit nên có tính dòn cao, vậy, thực tế người ta dùng thép có hàm lượng cacbon nhỏ 1,3% Hình 5.5 Tổ chức tế vi thép sau tích 54 5.3.2 Gang Là hợp kim sắt với cacbon có hàm lượng cacbon lớn 2,14% Thường không sử dụng loại hợp kim Fe-C có hàm lượng cacbon 5%.Tổ chức tế vi gang giản đồ trạng thái có Xementit nên làm gang có mặt gãy màu sáng gọi gang trắng Dựa vào hàm lượng cacbon tổ chức tế vi giản đồ trạng thái ta phân làm loại gang trắng sau: - Gang trắng trước tinh loại gang có hàm lượng cacbon < 4,3% Tổ chức gang trắng trước tinh P + XeII + Le Đây loại gang thường sử dụng thực tế Hình 5.6 Tổ chức tế vi gang trước tinh - Gang trắng tinh loại gang có hàm lượng cacbon 4,3%.Tổ chức gang trắng tinh Ledeburit Hình 5.7 Tổ chức tế vi gang tinh - Gang trắng sau tinh: loại gang có hàm lượng cacbon lớn 4,3%.Tổ chức gang trắng sau tinh Le + XeI Hình 5.8 Tổ chức tế vi gang sau tinh 55 5.4 CÁC NHIỆT ĐỘ TỚI HẠN HỢP KIM Fe - C THEO GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI A1( 7270C) - Nhiệt độ phản ứng tích   [F + Xe] (khi làm nguội) [F + Xe]   (khi nung) A3(7270C - 9110C) điểm bắt đầu tiết Ferit () từ Austenit() làm nguội kết thúc q trình hòa tan Ferit () vào Austenit () nung nóng Acm(7270 C - 11470C) điểm bắt đầu tiết Xementit II (Xe II) từ Austenit () làm nguội kết thúc trình hòa tan Xementit II (XeII) vào Austenit () nung nóng Chú ý: Khi nung nóng nhiệt độ cao làm nguội nhiệt độ nhỏ giá trị tính theo giản đồ T0Ar1 < T0A1 < T0Ac1; T0Ar3 < T0A3 < T0Ac3; T0Arcm < T0Acm < T0Accm 911 Acm Acc3 Ac3 Accm Arcm Arc3 AC1 A1 727 Ar Fe0,0060,2 0, Fe3C %cacbon Hình 5.9 Đồ thị nhiệt độ thực tế nung nóng làm nguội Câu hỏi ôn tập Câu 1: Vẽ giản đồ trạng thái Fe – Fe3C, điền vùng tổ chức giải thích pha Câu 2: Tổ chức tế vi ba loại thép ba loại gang theo giản đồ trạng thái 56 CHƯƠNG CÁC CHUYỂN BIẾN XẢY RA KHI NUNG VÀ LÀM NGUỘI THÉP Nhiệt luyện thép chiếm địa vị chủ yếu nhiệt luyện nói chung khâu quan trọng, thiếu chế tạo khí, thép sử dụng vật liệu chủ yếu quan trọng số kim loại đồng thời áp dụng nhiều phương pháp nhiệt luyện khác để cải biến tính tính cơng nghệ 6.1 KHÁI NIỆM VỀ NHIỆT LUYỆN 6.1.1 Định nghĩa Nhiệt luyện phương pháp gia công kim loại cách nung kim loại tới nhiệt độ xác định, giữ nhiệt thời gian sau làm nguội với tốc độ nguội xác định để thu sản phẩm có tổ chức tính theo yêu cầu C Nhiệt độ nung tg  dT = Tốc độ nguội d   Thời gian giữ nhiệt  (thời gian) Hình 6.1 Đồ thị cơng nghệ tổng qt nhiệt luyện 6.1.2 Các thơng số q trình nhiệt luyện Bao gồm ba thông số sau: - Nhiệt độ nung: nhiệt độ lớn mà sản phẩm nung tới giữ khoảng thời gian xác định Ý nghĩa: định hình thành tổ chức kim loại ban đầu định chất lượng cấu trúc tổ chức sau nhiệt luyện - Thời gian giữ nhiệt: khoảng thời gian giữ sản phẩm nhiệt độ nung Ý nghĩa: định đồng hoá mặt tổ chức tồn thể tích sản phẩm nhiệt độ cao, qua đạt đồng tính sản phẩm Thời gian giữ nhiệt phụ thuộc vào khối lượng, kích thước chất vật liệu sản phẩm - Tốc độ nguội: tốc độ giảm nhiệt độ sản phẩm sau giữ nhiệt Ý nghĩa: định hình thành tổ chức khác sản phẩm sau nhiệt luyện tạo tổ chức hạt phù hợp Tốc độ nguội phụ thuộc vào mục đích nhiệt luyện chất vật liệu sản phẩm 57 6.1.3 Tác dụng nhiệt luyện - Làm tăng độ bền, độ cứng, tính chống mài mòn chi tiết thép (gang) mà bảo đảm yêu cầu độ dẻo độ dai Do làm cho chi tiết chịu tải trọng lớn làm nhỏ, gọn hơn, sử dụng bền, lâu hỏng Trong thực tế sản xuất khí thấy rõ tác dụng Nhiều loại thép sau nhiệt luyện cách + ram độ bền, độ cứng tăng lên - lần (tuy độ dẻo dai có giảm) có lợi việc hố bền chi tiết này, chi tiết máy chịu ma sát bánh răng, trục khơng hố bền nhiệt luyện chóng mòn, hỏng (thời hạn làm việc giảm từ hàng chục đến hàng trăm lần) Đối với dao cắt, khuôn rập tác dụng nhiệt luyện lại có ý nghĩa định Các sản phẩm khơng qua tơi ram khơng thể làm việc Một yếu tố quan trọng định chất lượng sản phẩm khí trình độ nhiệt luyện - Cải thiện tính cơng nghệ Ngồi tác dụng hố bền kể trên, nhiệt luyện có khả cải thiện tính cơng nghệ Khi thành hình sản phẩm khơng thể khơng ý đến tính thích ứng thép phương pháp gia công khác nhau: đúc, rèn hàn, cắt, gọt Cải thiện tính cơng nghệ làm q trình gia cơng chế tạo thuận lợi tiến hành với suất cao hơn, góp phần nâng cao suất lao động Trong chế tạo khí thường gặp tượng sau rèn, thép bị biến cứng phần khó gia cơng (có trường hợp khơng thể cắt gọt), trường hợp phải tiến hành nhiệt luyện phương pháp thích hợp (ủ) độ cứng giảm đi, cắt gọt trở nên dễ dàng Đối với thép cacbon thấp, độ cứng trạng thái ủ thấp khó cắt gọt phải tiến hành thường hoá tăng thêm độ cứng để đảm bảo cắt gọt dễ Áp dụng phương pháp nhiệt luyện thích hợp khâu gia cơng khí biện pháp nâng cao suất lao động ngành khí (nhờ nâng cao tốc độ cắt gọt, khả rập sâu ) Do có tác dụng quan trọng nên hầu hết chi tiết quan trọng máy qua nhiệt luyện Ví dụ chi tiết qua nhiệt luyện ô tô - máy kéo chiếm (70 - 80)% máy công cụ (60 - 70)%, tất dụng cụ phải nhiệt luyện 6.1.4 Phân loại nhiệt luyện Theo vị trí nhiệt luyện q trình gia cơng khí mà nhiệt luyện chia thành hai nhóm lớn - Nhiệt luyện sơ dạng nhiệt luyện mà sản phẩm sau nhiệt luyện tiếp tục gia cơng - Nhiệt luyện kết thúc dạng nhiệt luyện mà sản phẩm sau nhiệt luyện không gia công (trừ mài tinh) 6.2 CÁC CHUYỂN BIẾN XẢY RA KHI NUNG THÉP 6.2.1 Cơ sở xác định chuyển biến pha nung Cơ sở để xác định chuyển biến tổ chức nung nóng thép giản đồ trạng thái Fe-C (phần thép) 58 Hình 6.2: Sơ đồ chuyển biến tổ chức nung nóng thép a Thép trước tích b thép tích c thép sau tích Như thấy từ giản đồ, nhiệt độ thường tổ chức ba loại thép có peclit Thép tích có tổ chức đơn giản có peclit: thép trước sau tích ngồi peclit có thêm ferit xementit Các tổ chức thép không bị biến đổi nhiệt độ nung nhỏ nhiệt độ Ac1 Khi nung đến nhiệt độ Ac1, thành phần peclit tổ chức ba loại thép kể có chuyển biến thành austenit: [ Ferit () + Xementit (Xe) ] Austenit () 0,02% C 6,67% C 0,8% C Thép tích với tổ chức peclit sau phản ứng có tổ chức hồn tồn austenit, nung nóng tiếp tục khơng xảy chuyển biến Còn thép trước sau tích nhiệt độ cao nhiệt độ Ac1 ngồi austenit ferit (thép trước tích) Xementit II (thép sau tích) Khi tiếp tục nung nóng thép lên q nhiệt độ Ac1 thép tích khơng có chuyển biến gì, có tổ chức austenit; thép trước sau tích tiếp tục có chuyển biến : hòa tan ferit (thép trước tích) XeII (thép sau tích ) vào austenit Q trình kết thúc nhiệt độ đạt đến nhiệt độ Ac3 (thép trước tích) Accm (thép sau tích), tức nhiệt độ vượt đường GSE Cuối nung nóng thép lên đường GSE, thép có tổ chức giống austenit song cần ý hàm lượng cacbon austenit phụ thuộc vào hàm lượng cacbon có thép Như giản đồ trạng thái Fe-C ta hoàn toàn xác định tổ chức tạo thành nung nóng biết nhiệt độ nung thành phần thép Đó sở để xác định chuyển biến nung nóng thép 6.2.2 Sự tạo thành Austenit nung Cơ sở để xác định chuyển biến giản đồ trạng thái Fe-C Peclit (P) Hay: [ Ferit () 0,02% C + Nung 7270C Xementit (Xe) ] Austenit () Nung 7270C 6,67% C Austenit () 0,8% C 6.2.2.1 Cách xây dựng đường cong động học chuyển biến P   59 Tiến hành chuẩn bị hàng loạt mẫu có kích thước, tổ chức ban đầu hồn tồn thành phần bon 0,8% Khi tổ chức ban đầu mẫu 100% Peclit Nung mẫu lò muối lò có cảm ứng để đảm bảo nung thật nhanh lên nhiệt độ Ac1 Giữ đẳng nhiệt nhiệt độ xác định (> Ac1) với khoảng thời gian khác Sau làm nguội đo lượng chuyển biến Với mơ trên, kết thực nghiệm cho đường cong chuyển biến Peclit thành Austenit nung có dạng sau: C % Au 1 2 3 D 10 Ac1 C B  O O  A a, b, Hình 6.3 Mơ hình nung mẫu (a) đường cong thực nghiệm (b) Trên đường cong động học thấy có bốn giai đoạn sau: Đoạn OA: giai đoạn phôi thai, độ dài giai đoạn phụ thuộc vào nhiệt độ nung (hay độ nung ΔT), nhiệt độ thực chuyển biến cao (ΔT lớn) thời gian phôi thai nhỏ ngược lại Đây giai đoạn khuếch tán tạo vùng có %C tương đương %C Austenit (0,8%C) gọi giai đoạn tạo ba động thành phần Đoạn AB: tốc độ chuyển biến tăng dần tăng trình tạo mầm ranh giới hạt pha Đoạn BC: giai đoạn tốc độ chuyển biến gần không đổi hầu hết dạng khuyết tật tham gia vào qúa trình tạo mầm pha Đoạn CD: giai đoạn tốc độ chuyển biến giảm dần tiến tới không, lúc lượng pha tăng lên, pha cũ giảm dần dẫn đến giảm tốc độ chuyển biến pha cũ hết tốc độ không Với việc thực qúa trình chuyển biến hàng loạt nhiệt độ khác nhau, ta có họ đường cong động học chuyển biến Peclit thành Austenit nung Trong thực tế, vấn đề cần xác định thời điểm bắt đầu kết thúc chuyển biến Peclit thành Austenit thời gian cần thiết để thực chuyển biến hoàn toàn nhiệt độ khác Chính để thuận tiện cho việc sử dụng ta biến đổi đường cong thực nghiệm thành dạng khác theo hệ toạ độ nhiệt độ - thời gian 60 %A T1 T2 T3 T4 C v2 T5 T2 P  T1 nung A Ac  Austeni t v1 Pecl 2 it 1  C b, T1 T2 P  T3 γ T4 T5 P nung Ac Austeni t T2 > T1 v2 > v1 2 < 1 Pecl it  a, Hình 6.4 Đường cong động học chuyển biến P   (1): Đường bắt đầu chuyển biến P   (2): Đường kết thúc chuyển biến P   6.2.2.2 Đặc điểm chuyển biến Dựa đường cong động học chuyển biến P   ,nhận thấy chuyển biến có đặc điểm sau - Theo giản đồ trạng thái Fe-C chuyển biến P   xảy 7270C, điều với nung nóng tốc độ vơ bé Với tốc độ nung nóng thực tế, nhiệt độ để xảy chuyển biến cao 7270C, tốc độ nung lớn nhiệt độ chuyển biến (điểm Ac1) cao chuyển biến thực tế xảy khoảng nhiệt độ - Tốc độ nung nóng cao thời gian nung ngắn Có thể thấy rõ điều từ giản đồ chuyển biến đẳng nhiệt (ở nhiệt độ khơng đổi khác nhau) P   Ví dụ: 7800C sau phút; 7600C sau phuta,thì Peclit chuyển biến thành Austenit Trên đồ thị miêu tả tốc độ nung khác V1 V2; V2 > V1 Ta rút kết luận: tốc độ nung nóng cao, nhiệt độ chuyển biến xảy lớn thời gian xảy chuyển biến ngắn Trong thực tế muốn tổ chức Austenit phải nung 7270C khoảng nhiệt độ: tốc độ nung lớn, khoảng nhiệt độ lớn khoảng thời gian cần ngày ngắn Quy luật với điểm Ac1 mà với điểm Ac3 Accm 61 Như để hoàn thành chuyển biến, nhiệt luyện phải nung nóng nhiệt độ tới hạn khoảng tương ứng 20 – 500C điều kiện nung nóng bình thường 1000C điều kiện nung nhanh (nung dòng điện cao tần) - Cơ chế tạo mầm Austenit Khi tạo mầm Austenit thấy rõ rằng, cần có phân bố lại nồng độ cacbon Vì mầm ban đầu tạo nhờ khuếch tán ba động thành phần Do ưu tiên tạo mầm ban đầu mặt phân giới pha Ferit () Xementit (Fe3C), mặt phân giới pha Ferit Xementit nồng độ cacbon lên tới 0,25 %, thuận lợi cho tạo mầm Austenit () có ba động thành phần, đồng thời qúa trình khuếch tán cacbon mạnh nhiều thuận lợi cho việc tạo mầm Austenit      Xe Xe Hình 6.5 Sơ đồ hình thành Austenit mặt phân giới pha Ferit Xementit Như biết , biên giới pha ferit austenit nhiều, nẩy sinh nhiều mầm austenit kết thúc chuyển biến thu hạt nhỏ trước chuyển biến 6.3 CÁC CHUYỂN BIẾN XẢY RA KHI LÀM NGUỘI 6.3.1 Khái niệm chung Theo lý thuyết: nhiệt độ Ar1  0,8   0, 02  Xe 6, 67  Qúa trình hình thành Peclit làm nguội Austenit phụ thuộc vào nhiệt độ chuyển biến thực tế, nhiệt độ chuyển biến thực tế giảm độ nguội tăng, hạt Peclit nhỏ Tuỳ theo cấp hạt phân thành sản phẩm khác gọi sản phẩm phân hoá Austenit làm nguội 6.3.2 Chuyển biến Austenit thành Peclit làm nguội chậm đẳng nhiệt 6.3.2.1 Với thép tích - Mơ hình thí nghiệm: làm hàng loạt mẫu thép 0,8%C, nung lên nhiệt độ lớn Ac1 để hoàn toàn tạo thành pha Austenit, sau làm nguội nhanh xuống nhiệt độ Ar1 giữ đẳng nhiệt nhiệt độ khác Ở nhiệt độ đẳng nhiệt phải kèm nhiều mẫu, mẫu giữ thời gian khác Sau thời gian giữ nhiệt đem mẫu nước, đo chuyển biến dựng đường cong theo nhiệt độ 62 C Ac1 T1 T2 T3 T4 1 2 3 4  Hình 6.6 Đồ thị làm nguội chậm austenit nhiệt độ thời gian - Với việc thực nhiều nhiệt độ khác ta xây dựng họ đường cong chuyển biến: % 100% T3 T4 T5 T2 T1 T6 T7  Ac1 T1 T2 T3 T4 T5 (1 T6 T7 Mđ  ’ (2 Peclit Xoocbi Trusti t t Bainit Bainit Mactenx it  Hình 6.7 Đường cong động học chuyển biến Austenit thành Peclit làm nguội đẳng nhiệt ': Austenit nguội tồn nhiệt độ thấp Ac1 (1): Đường bắt đầu chuyển biến Austenit thành Peclit (2): Đường kết thúc chuyển biến Austenit thành Peclit Nếu giảm nhiệt độ chuyển biến (tăng độ nguội ΔT) lúc đầu thời gian phôi thai giảm, đến giá trị xác định ta tăng ΔT thời gian phơi thai lại tăng lên số lượng mầm tạo nhiều gây ứng suất lớn dẫn đến khó thực chuyển biến 6.3.2.2 Các sản phẩm phân hóa Austenit làm nguội chậm đẳng nhiệt Các chuyển biến austenit nguội khoảng nhiệt độ từ nhiệt độ Ar1 đến nhiệt độ khoảng 5000C gọi chuyển biến peclit gồm sản phẩm: - Peclit: hỗn hợp ferit xementit, xementit dạng lớn, phát kính hiển vi quang học độ phóng đại 500 lần Độ cứng peclit khoảng 10-15HRC 63 - Xoocbit hay xoocbit hỗn hợp ferit xementit, xementit dạng với kích thước bé hơn, khơng thể phát kính hiển vi quang học Độ cứng xoocbit khoảng 2535HRC - Trustit hay Trustit hỗn hợp ferit xementit, xementit dạng với kích thước bé Độ cứng trustit khoảng 40HRC Chuyển biến trung gian từ 5000C - Mđ: Chuyển biến tạo tổ chức Bainit bao gồm pha ferit xementit, xementit dạng kích thước nhỏ, bainit phân thành loại: - Bainit có dạng ngòi bút màu tối, phân hóa nhiệt độ 5000c- 350 0c, độ cứng khoảng 45HRC - Bainit có dạng hình kim với góc nhọn nhỏ hơn, phân hóa nhiệt độ 3500c – Mđ độ cứng khoảng 55HRC 6.3.3 Với thép trước sau tích - Với thép trước tích Theo lý thuyết: nguội xuống Ar3, Austenit bắt đầu tiết Ferit Tiếp tục giảm nhiệt độ, Ferir tiết nhiều %C Austenit tăng lên, tới nhiệt độ Ac1 %C Austenit 0,8% xảy phản ứng tích:  0,8   0, 02  Xe 6, 67  Và đường cong động học chuyển biến làm nguội thép trước tích phải có thêm đường tiết pha Ferit - Với thép sau tích: Tương tự thép trước tích, với thép sau tích nguội xuống nhiệt độ Acm, bắt đầu có q trình tiết Xementit II Tuy thép sau tích, hàm lượng Xementit II nhỏ, chủ yếu tiết dạng mạng lưới bao quanh hạt Peclit Tổ chức thường gây dòn cho thép, nhiệt luyện thép sau tích, thơng thường cần dùng thường hoá để phá lưới Xementit II 6.3.5 Chuyển biến Austenit thành Peclit làm nguội nhanh (chuyển biến Mactenxit) 6.3.5.1.Khái niệm: Chuyển biến Mactenxit chuyển biến xảy làm nguội Austenit với tốc độ nguội đủ lớn Quá trình chuyển biến xảy nhiệt độ thấp (so với Ar1), cacbon Austenit không kịp khuếch tán để tạo Xementit mà toàn lượng cacbon Austenit giữ nguyên mạng Fe() (có dịch chuyển khoảng cách nhỏ thơng số mạng) tạo dung dịch rắn bão hoà cacbon Fe(), gọi tổ chức Mactenxit 6.3.5.2.Bản chất tính Mactenxit Bản chất Mactenxit: Mactenxit dung dịch rắn xen kẽ bão hòa cacbon Fe(α) với nồng độ cacbon nồng độ cacbon austenit, có kiểu mạng phương thể tâm độ cứng cao 64 Hình 6.8: Mạng tinh thể Mactenxit Cơ tính Mactenxit: Mactenxit tổ chức quan trọng tạo thành tơi thép, định tính thép tơi Nói chung Mactenxit pha cứng dòn + Độ cứng Mactenxit: Mactenxit dung dịch rắn bão hòa cacbon Fe(α), độ cứng Mactenxit phụ thuộc vào lượng cacbon nó: cacbon cao, độ phương mactenxit lớn, mạng tinh thể xô lệch độ cứng cao Ở cần phân biệt độ cứng pha Mactenxit độ cứng thép tơi nói chung Với thép cacbon thấp, lượng cacbon hòa tan Mactenxit thấp, độ phương c/a thấp, thể tích riêng mactenxit không lớn, lượng austenit thấp lượng không ảnh hưởng đáng kể đến độ cứng thép – độ cứng đạt lớn thép tơi độ cứng Mactenxit Thép có hàm lượng cacbon thấp < 0.25% sau độ cứng khơng cao khơng đủ khả chống mài mòn Thơng thường phải dùng thép có lượng C > 0.4% sau đạt độ cứng cao đủ khả chống mài mòn Thép với hàm lượng cacbon cao (>0.6%) lượng austenit tạo sau nhiều, lúc độ cứng sau thép độ cứng chung Mactenxit austenit dư, thấp độ cứng thân pha Mactenxit + Tính dòn Mactenxit: Nhược điểm Mactenxit tính dòn cao, đặc điểm có liên quan đến độ cứng tồn ứng suất dư Tuy nhiên, tính dòn Mactenxit dao động phạm vi rộng phụ thuộc vào số yếu tố: Độ cứng Mactenxit cao, tính dòn lớn, thép nhiều cacbon sau tơi dòn Tuy nhiên thành phần cacbon đạt độ cứng nhau, tính dòn khác độ lớn tinh thể mactenxit khác 65 Như biết nung thép nhiệt độ cao quy định, austenit phát triển mạnh thu hạt lớn Kích thước hạt austenit định kích thước kim Mactenxit Kim Mactenxit lớn cắt ngang hạt, kim tạo thành sau nhỏ Vì hạt austenit nhỏ, kim mactenxit nhỏ mịn Tính thô Mactenxit không ảnh hưởng nhiều đến độ cứng ảnh hưởng nhiều đến tính dòn Mactenxit nhỏ mịn tính dòn thấp 6.3.5 Đặc điểm chuyển biến Mactenxit: Với đặc trưng làm nguội mình, chuyển biến Mactenxit có số đặc điểm khác biệt sau: + Chuyển biến Mactenxit xảy làm nguội với tốc độ nguội lớn giá trị tốc độ nguội tới hạn + Chuyển biến Mactenxit xảy làm nguội liên tục Austenit, nguội đến Md kim Mactenxit bắt đầu hình thành, muốn lượng Mactenxit tăng lên phải tiếp tục làm nguội Nếu đoạn Mđ – Mk, ta dừng lại nhiệt độ nào, chuyển biến dừng lại + Chuyển biến Mactenxit chuyển biến không khuếch tán, Mactenxit thu nguội nhanh Austenit từ nhiệt độ A1 Do thành phần hố học Mactenxit trùng với Austenit + Chuyển biến Mactenxit bắt đầu xảy nhiệt độ định Mđ (là nhiệt độ bắt đầu chuyển biến) kết thúc nguội xuống thấp nhiệt độ xác định Mk (là nhiệt độ kết thúc chuyển biến), Mđ Mk không phụ thuộc tốc độ nguội Đoạn (Md– Mk) khoảng nhiệt độ chuyển biến Mactenxit + Chuyển biến Mactenxit chuyển biến xảy tức thời, tinh thể Mactenxit hình thành có dạng hình kim đầu nhọn gọi kim Mactenxit thường hợp với góc 600 120 , kim Mactenxit hình thành với tốc độ lớn (xấp xỉ 1000-7000 m/s), tốc độ hình thành phát triển kim Mactenxit không phụ thuộc vào nhiệt độ chuyển biến + Chuyển biến Mactenxit khơng xảy hồn tồn, ln ln có tồn lượng Austenit dư Ngày chuyển biến Mactenxit phát nhiều hệ hợp kim khác sắt hợp kim đồng - nhôm, đồng - kẽm, đồng - thiếc, niken - titan … 6.4 CHUYỂN BIẾN KHI NUNG THÉP ĐÃ TÔI (CHUYỂN BIẾN XẢY RA KHI RAM) Sau tôi, thu tổ chức Mactenxit lượng Austenit dư hai pha không ổn định, mức lượng tự cao, tồn nhiều khuyết tật ứng suất dư Mactenxit ln có xu hướng chuyển trạng thái ổn định Peclit Muốn phải cấp lượng cách nung trở lại Mactenxit Các giai đoạn chuyển biến xảy nung trở lại Mactenxit (chuyển biến xảy ram): Đồ thị thay đổi kích thước mẫu ram: 66 V (L) M O C 200 260 450 600 Hình 6.9 Đồ thị thay đổi kích thước mẫu * Giai đoạn 1: nhỏ 2000C - Khi nung nhiệt độ nhỏ 800C, nhiệt độ thấp, lượng cấp ít, chưa đủ để vượt rào cản lượng thép chưa có chuyển biến - Khi nung khoảng (80  200)0C, lượng đủ cacbon thực hành trình xa khử ứng suất dư nhờ phân bố lại cacbon Đồng thời tạo số vùng giàu cacbon, thuận lợi tạo Xementit Do hàm lượng cacbon chưa đủ lớn nên tạo Xementit chưa hồn chỉnh Kết quả: Mactenxit khơng giảm độ cứng, độ bền khử ứng suất dư nên ổn định gọi tổ chức Mactenxit ram (Mram) * Giai đoạn 2: từ (200  260)0C Giai đoạn cacbon tiết khỏi Mactenxit tương đối nhiều, ứng suất dư giảm mạnh Đồng thời Austenit dư Mactenxit tiếp tục chuyển biến thành Mactenxit ram mẫu, sản phẩm có tăng kích thước * Giai đoạn 3: từ (260  400)0C Giai đoạn nhiệt lượng lớn cacbon tiết gần hết khỏi Mactenxit, độ phương c/a → 1, tạo thành Mactenxit nghèo cacbon tạo thành Xementit hoàn chỉnh Ứng suất dư tế vi thô đại giảm gần đến không Tạo tổ chức ổn định hạt tương đối nhỏ lớn lên kim Mactenxit chưa cao, tổ chức gọi tổ chức Trustit ram có c/b đạt max, kích thước mẫu, sản phẩm trở gần với ban đầu * Giai đoạn 4: từ (400  A1)0C Nung nhiệt độ từ 400-6500C, giai đoạn có lượng lớn, cacbon tiết hồn tồn khỏi Mactenxit, độ phương c/a = Tổ chức Mactenxit Peclit Xementit hoàn chỉnh, toàn ứng suất dư khử bỏ, mẫu trở kích thước ban đầu, hạt bắt đầu lớn lên tạo dạng cạnh gọi tổ chức Xoocbit ram Đây tổ chức có tính tổng hợp cao áp dụng để ram tất chi tiết máy.Các tiêu (HB, b) giảm; (, , aK) tăng tính tổng hợp (HB, B, c, -1, , , aK) đạt tối ưu 67 Còn nung sát A1 có kết tụ cầu hóa Xementit mạnh tạo tổ chức Peclit hạt CÂU HỎI ÔN TẬP Câu : Khái niệm đặc điểm phân loại thông số trình nhiệt luyện Câu : Các chuyển biến xảy nung nóng thép Câu : Các chuyển biến Austenit làm nguội thép Câu : Trình bày chuyển biến Mactenxit Câu : Các chuyển biến xảy ram 68 ... 12 8 11 .1. 2 Phân loại hợp kim nhôm 12 9 11 .2 Hợp kim đồng 13 2 11 .2 .1 Đồng nguyên chất 13 2 11 .3 Hợp kim ổ trượt 13 7 11 3 .1 Điều kiện... 12 1 10 .5.2 Thép làm việc điều kiện nhiệt độ cao 12 3 10 .5.3 Thép hợp kim chịu mài mòn 12 6 CHƯƠNG 11 HỢP KIM MẦU 12 8 11 .1. Hợp kim nhôm 12 8 11 .1. 1 Các... 11 1 10 .3.4 Thép lò xo: 11 2 10 .3.5 Thép kết cấu có cơng dụng riêng 11 3 10 .4 Thép dụng cụ 11 6 10 .4 .1 Khái niệm phân loại 11 6 10 .4.2 Thép