tuy cĩ giảm nhưng vẫn cịn khá cao khoảng 40 – 50HRC ứng suất bên trong giảm mạnh giới hạn đàn hồi đạt mức cao nhất, độ dẻo, độ dai tăng lên.
Ram trung bình dùng cho các chi tiết yêu cầu giới hạn đàn hồi cao như lị xo nhíp hay độ dẻo, độ dai cao như khuơn dập nĩng, khuơn rèn..
c.Ram cao
Ram cao là phương pháp nhiệt luyện bao gồm nung nĩng thép đã tơi lên khoảng 500 – 6000C, tổ chức đạt được là xoocbit ram. Khi ram cao độ cứng của thép tơi giảm mạnh, ứng suất trong bị khử bỏ, độ bền giảm nhưng độ dẻo, độ dai tăng lên
Ram cao dùng cho các chi tiết cĩ yêu cầu cơ tính tổng hợp cao, sau khi ram độ cứng đạt 180 – 250HB tổ chức là xoocbit ram hay peclit thường dùng cho các chi tiết máy như: tay biên, bu lơng, trục trước ơ tơ…
V.3 Hĩa nhiệt luyện
3.1 Khái niệm và các đặc điểm
Hĩa nhiệt luyện là một trong các phương pháp hĩa bền bề mặt, khác với nhiệt luyện đơn giản là ngồi việc làm thay đổi cấu trúc bên trong nĩ cịn làm thay đổi thành phần hĩa học của sản phẩm.
- Ba đặc điểm cơ bản của hĩa nhiệt luyện là:
Cĩ thể áp dụng cho tất cả các loại chi tiết, kể cả các chi tiết cĩ hình dạng phức tạp khi khơng dùng được các phương pháp hĩa bền bề mặt khác được. Tính chất của lớp bề mặt và trong lõi chi tiết là khác nhau do thành phần hĩa học của chúng là khác nhau sau khi thấm.
Khơng sợ quá nhiệt vì sau khi hĩa nhiệt luyện người ta cịn sử dụng phương pháp nhiệt luyện đơn giản như đã nĩi ở trên.
Tăng độ cứng, độ bền và tính chống mài mịn cũng như độ bền mỏi của chi tiết. Nâng cao tính chống ăn mịn điện hĩa và hĩa học, chống oxy hĩa ở nhiệt độ cao, tăng khả năng chịu axit của lớp bề mặt chi tiết
3.2 Những quá trình xẩy ra khi hố nhiệt luyện
Thơng thường khi hĩa nhiệt luyện, người ta đạt chi tiết trong mơi trường lỏng, khí cĩ khả năng phân huỷ ra nguyên tử hoạt tính của nguyên tố khuếch rồi nung nĩng chúng lên nhiệt độ thích hợp, giữ lâu ở nhiệt độ này để khuếch tan các nguyên tố cần thấm vào chi tiết. Các quá trình xẩy ra theo 3 giai đoạn nối tiếp nhau: phân huỷ,hấp thụ và khuếch tán.
1,Phân huỷ:
là quá trình tạo nguyên tử hoạt tính của nguyên tố khuếch tán. Quá trình này xẩy ra trong mơi trường hố nhiệt luyện và các nguyên tử hoạt tính được tạo thành cĩ khả năng khuếch tan vào bề mặt kim loại.
VD: Khi thấm cacbon quá trình xẩy ra như sau: 2CO <=> CO2 + Cht
CH4 <=> 2H2 + Cht Khi thấm Nitơ:
2NH3 <=> 3H2 + 2Nht
2,Hấp thụ :
là các nguyên tử hoạt tính được hấp thụ vào bề mặt chi tiết sau đĩ dùng khuếch tán vào bên trong kim loại cơ sở, tạo nên dung dịch rắn hoặc các pha trung gian hoặc các hợp chất hố học. Kết quả của sự hấp thụ là tạo nên ở bề mặt thép cĩ một nồng độ nguyên tố định khuếch tan vào cao, tạo nên sự chênh lệch về nồng độ giữa bề mặt và lõi.
3, Khuếch tán :
là các nguyên tố hoạt tính hấp thụ vào lớp bề mặt với nồng độ cao sẽ được khuếch tán vào trong tạo thành lớp thấm với chiều sâu nhất định, Nhờ khuếch tan, lớp thấm được tạo thành và nĩ là cơ sở của hố nhiệt luyện. Chiều dày lớp khuếch tán phụ thuộc vào thời gian, nhiệt độ và nồng độ chất khuếch tan ở lớp bề mặt.
4,Ảnh hưởng của nhiệt độ
Chiều dầy của lớp khuếch tán phụ thuộc vào tốc độ khuếch tán. Khi nhiệt độ càng cao, sự chuyển động của nguyên tử càng mạnh,tốc độ khuếch tán càng mạnh. Hệ số khuếch tán D tăng lên theo nhiệt độ thể hiện ở biểu thức sau:
D = A.exp (-Q/RT) D: hệ số khuếch tán
A: Hằng số phụ thuộc mang tinh thể Q: Năng lượng hoạt khuếch tán T: Nhiệt độ thấm (K)
Với hệ thống hợp kim nhất định, các trị số A, Q cũng cố định nên D phụ thuộc vào nhiệt độ. Nhiệt độ càng cao thì D càng tăng nhanh.
5,Ảnh hưởng của thời gian
Ở nhiệt độ cố định, thời gian càng dài mức độ tăng chiều sâu lớp thấm càng dầy. Quan hệ giữa chung tuân theo quy luật Parabol theo cơng thức sau: X = K.t1/2
Trong đĩ:
X: Chiều dày lớp khuếch tán K: Hệ số tỷ lệ phụ thuộc vào D t: Thời gian
Như vậy thời gian thấm càng dài, mức độ tăng chiều sâu lớp thấm càng giảm. Biện pháp cĩ hiệu quả nhất để tăng chiều sâu lớp thấm là nhiệt độ chứ khơng phải là thời gian.
Ngồi những yếu tố nêu trên, khuếch tán cịn phụ thuộc vào pha tạo thành. Ví dụ, khi thấm C, N do tạo thành dung dịch rắn xen kẽ nên khuếch tán xẩy ra nhanh hơn.
Tương quan giữa hấp thụ và khuếch tán cĩ ảnh hưởng rất lớn đến việc tạo lớp khuếch tán. Khi hấp thụ xẩy ra nhanh hơn khuếch tán, các nguyên tử hấp thụ vào bề mặt khơng kịp khuếch tán vào bên trong, nồng độ chất khuếch tán ở bề mặt cao nhưng chiều sâu lớp khuếch tán tại nhỏ.
Ngược lại trong trường hợp khuếch tán nhanh hơn hấp thụ thì nồng độ chất khuếch tán ở lớp bề mặt thấp nhưng chiều sâu lớp khuếch tán tại lớn.
