II. THÉP KHÔNG GỈ SONG PHA
3.2.3.Ảnh hưởng của thời gian giữ nhiệt
Khi giữ nhiệt ở 800oC, sau 1 phú t tổ chức song pha của thép không có sự biến đổi rõ rê ̣t (hình 3.18a). Tuy nhiên chỉ sau 2 phút đã có thể thấy sự xuất hiê ̣n của nhiều pha trắng nằm rải rác trên nền dung đi ̣ch rắn . Các pha này hình thành chủ yếu trên vùng biên giới ha ̣t ferit/austenit (hình 3.18b).
Hình 3.18. Ảnh điện tử thứ cấp của thép sau nguội đẳng nhiê ̣t ở 800oC sau thời
gian giữ nhiệt a – 1 phút, b – 2 phút và c – 60 phút
Kéo dài thời gian giữ nhiê ̣t sẽ ta ̣o điều kiê ̣n cho sự phát triển của các pha trung gian. Do có kiểu ma ̣ng chính phương và có thành phần các nguyên tố, chủ yếu là Fe
(a)
66
và Cr, khá tương đồng với ferit nên viê ̣c tiết ra pha sigma là khá thuâ ̣n lợi. Do nhiê ̣t đô ̣ giữ nhiê ̣t cao, khả năng khuếch tán của các nguyên tố như C hay Cr dễ dàng nên sự phát triển của pha có xu hướng xâm lấn vào .
Kết quả nghiên cứu vai trò của nhiệt độ đến quá trình tiết pha trên đã cho thấy nhiệt độ có ảnh hưởng rất lớn đến tổ chức của thép. Tuy nhiên nếu giữ nhiệt trong một khoảng thời gian ngắn chỉ thấy pha tiết ra rất ít. Theo nhiều khảo sát đã chứng minh được rằng chỉ với một lượng rất nhỏ pha có trong thép thì tính chất của thép giảm đi đáng kể.
Ở các nhiệt độ khảo sát các mẫu giữ nhiệt ở thời gian ngắn là các mẫu có chiều dầy mỏng (2mm) để đảm bảo mẫu được đồng đều nhiệt khi xử lý nhiệt. Các mẫu có thời gian giữ nhiệt dài là các mẫu dầy (10mm). Các mẫu sau khi xử lý nhiệt được chụp ảnh kim tương với dung dịch tẩm thực là Behara, kết quả tổ chức thu được trên hình 3.19.
Hình 3.19. Ảnh tổ chức tế vi thép không gỉ 2205 ở 700oC giữ nhiệt với thời gian: (a) – 3 phút; (b)- 5 phút; (c) – 60 phút; (d) – 240 phút
(b) (a)
67
Với những mẫu giữ nhiệt càng lâu thì pha trung gian sinh ra càng nhiều. Diện tích của các pha tăng lên và pha nhỏ đi. Dựa vào diện tích các pha như thế có thể thấy rằng khi xử lý nhiệt thì trong thép đã có sự chuyển biến rõ rệt từ pha cơ bản ban đầu sẽ sinh ra các pha trung gian
Tại các nhiệt độ 800oC và 900oC cũng thu được kết quả tương tự. Khi thời gian giữ nhiệt ngắn thì pha sinh ra ít đặc biệt là ở 900oC. Còn khi giữ nhiệt với thời gian lâu hơn thì lượng pha ở cả ba nhiệt độ đều tăng và kích thước của pha
giảm.
Hình 3.20. Ảnh tổ chức mẫu thép ở 800oC giữ nhiệt thời gian (a)- 3 phút; (b)- 5 phút
Hình 3.21. Ảnh tổ chức mẫu thép ở 800oC giữ nhiệt thời gian dài (a)-60 phút; (b)-240 phút
(b) (a)
(b) (a)
68
Hình 3.22. Ảnh tổ chức mẫu thép ở 900oC với thời gian giữ nhiệt khác nhau (a)- 3 phút; (b)- 5 phút; (c)- 60 phút; (d)- 240 phút