C giữ nhiệt2,5h, hoá già 4500 giữ nhiệt 2h
Kết luận chung về các phương pháp phân tích phát hiện đặc trưng của cấu trúc spinodal trên hợp kim Cu-Ni-Sn:
3.2 Ảnh hƣởng của biến dạng tới cơ tính hợpkim Cu-Ni-Sn 1 Ảnh hƣởng đến độ cứng sau cơ nhiệt luyện
3.2.1 Ảnh hƣởng đến độ cứng sau cơ nhiệt luyện
Khi xử lý nhiệt hợp kim Cu-Ni-Sn đã qua biến dạng sẽ xẩy ra hai quá trình có hiệu ứng ngược nhau đối với độ cứng, độ bền:
- Một là quá trình hồi phục và kết tinh lại làm giảm độ bền sau khi biến dạng. - Hai là quá trình phân rã spinodal và trật tự hóa làm tăng bền cho hợp kim.
Hiệu ứng quá trình nào mạnh hơn, cơ tính của hợp kim sẽ biến thiên theo chiều hướng của quá trình đó.
Theo các tài liệu công bố nhiệt độ kết tinh lại nhiệt độ kết tinh lại thông thường với kim loại sạch là từ 0,3-0,4Tnc[2], đối với dung dịch rắn là 0,5-0,6Tnc. Đối với đồng sạch nhiệt độ kết tinh lại khoảng 2700
C. Một số tài liệu dẫn chứng khoảng nhiệt độ kết tinh lại của hợp kim Cu nằm trong khoảng 200-4000
C. Khi chịu biến dạng nhiệt độ kết tinh lại giảm thấp hơn. Nhiệt độ nóng chảy của Cu-Ni-Sn khoảng 11000C do vậy khoảng nhiệt độ hóa già 3500C có khả năng nằm trong khoảng kết tinh lại, tuy nhiên thời gian bắt đầu xảy ra kết tinh lại phụ thuộc nhiều vào tổ chức cụ thể của hợp kim. Nếu lấy nhiệt độ kết tinh lại khoảng 0,5Tnc ta có Tktl=0,5(1100+273)-273=413,50C.
Một yếu tố nữa ảnh hưởng tới vấn đề nhiệt độ kết tinh lại cần có nghiên cứu làm rõ. Đó là phân rã spinodal là một dạng chuyển pha không phải theo con đường sinh mầm và phát
triển mầm. Phân rã xảy ra làm biến dạng mạng và gây ứng suất lớn trên mạng gây hóa bền hợp kim nhưng ứng suất này có thể làm giảm nhiệt độ kết tinh lại trong hợp kim.
Để làm sáng tỏ ảnh thêm hưởng của biến dạng, luận án tiến hành khảo sát độ cứng cơ nhiệt luyện cho hợp kim có tổng lượng Ni và Sn trung bình, hợp kim.
Hợp kim Cu-7Ni-7Sn Cu-7Ni-7Sn.
Cơ nhiệt hay cơ nhiệt luyện là một quá trình công nghệ kết hợp biến dạng và xử lý nhiệt, nhằm thay đổi tổ chức từ đó cải thiện tính chất vật liệu.
Độ cứng hợp kim Cu-7Ni-7Sn sau đúc: 100HB
Độ cứng hợp kim Cu-7Ni-7Sn sau đồng đều hoá: 95HB
Mẫu đồng Cu-7Ni-7Sn đồng đều hóa ở 7500C qua các bước biến dạng nóng, biến dạng nguội và hoá già tăng bền, các mẫu khảo sát được xử lý theo chế độ sau:
- Mẫu 1: Biến dạng nguội 40%, gồm hai mẫu 1+ và 1- ;
- Mẫu 2: Biến dạng nguội 40%; hoá già t = 3500C; thời gian giữ nhiệt 1h, gồm hai mẫu 2+ và 2- ;
- Mẫu 3: Biến dạng nguội 50%; hoá già t = 3500C; thời gian giữ nhiệt 2h, gồm hai mẫu 3+ và 3- ;
Kết quả đo độ cứng theo bảng 3.17
Bảng 3.17 Kết qua đo độ cứng sau cơ - nhiệt luyện
N0 Mẫu 1 + Mẫu 1 - Mẫu 2 + Mẫu 2 - Mẫu 3 + Mẫu 3 -
HV HRC HV HRC HV HRC HV HRC HV HRC HV HRC
Lần 1 326 32,8 305 30,3 353 35,8 368 37,5 368 37,5 369 37,5 Lần 2 307 30,6 313 31,3 388 39,6 369 37,6 366 37,3 389 39,7 Lần 3 304 30,2 310 31,0 383 39,1 373 38,1 367 37,4 379 38,7 Trung bình 312 31,2 309 30,9 375 38,2 370 37,7 367 37,4 388 38,6
Kết quả thực hiện cơ nhiệt luyện trên mẫu hợp kim Cu-7Ni-7Sn cho thấy với mẫu 1 hoá bền bằng biến dạng với mức độ biến dạng nguội 40%, độ cứng đạt trung bình khoảng 310HV (31HRC). Mẫu số 2 sau biến dạng nguội 40%, tiến hành hoá già tăng bền ở 3500
C với thời gian giữ nhiệt 1 giờ độ cứng trung bình đạt 370HV (38HRC). Mẫu số 3 sau biến dạng nguội 40%, tiến hành hoá già tăng bền ở 3500
C với thời gian giữ nhiệt 2 giờ độ cứng trung bình đạt 370HV (38HRC).
Có thể thấy rằng kết hợp giữa biến dạng và xử lý nhiệt hoá bền đã làm độ cứng tăng lên so với chế độ xử lý nhiệt hợp kim không qua biến dạng, độ cứng lên tới 389HV (39HRC). Thời gian và nhiệt độ hóa già nằm trong khoảng tạo phân rã spinodal mà chưa sinh ra các pha làm giảm bền hợp kim.