Chuyển biến khi nung núng thộp là sự tạo thành austenit. Phụ thuộc vào thành phần carbon của thộp và nhiệt độ nung núng và thành phần cấu trỳc tế vi ban đầu của thộp , trong thộp sẽ cú những chuyển biến khỏc nhau. ở nhiệt độ thường, thộp được cấu tạo bởi 2 pha cơ bản ferit và xờmentit ,trong đú cú peclit là hỗn hợp cựng tớch của hai pha này (88% ferit+12% xờmemtit). Thộp cựng tớch cú tổ chức đơn giản, chỉ mỗi peclit. Cỏc thộp trước và sau cựng tớch cú tổ chức phức tạp hơn, ngoài peclit cũn cú ferit hoặc xờmentớt thứ hai. Khi nung núng sẽ cú chuyển biến p ha: 1. Khi nhiệt độ nung núng thấp hơn A1, trong tổ chức của thộp chưa cú sự chuyển
biến pha
2. Khi nhịờt độ nung núng đạt đến A1, phần peclit của mọi loại thộp chuyển biến thành austenit theo phản ứng:
[Fe+ Fe3C]0,80%CFe (C)0,80%C
trong khi đú ferit và xờmentớt thứ hai của thộp trước và sau cựng tớch chưa chuyển biến .
3. Khi nhiệt độ nung núng lờn quỏ A1 một chỳt cú thể nhận thấy:
Thộp cựng tớch đó chuyển biến hoàn toàn, cú tổ chức hoàn toàn là austenit
Thộp trước và sau cựng tớch cú chuyển biến nhưng chưa hoàn toàn, tương ứng với austenit +ferit và austenit+xờmentic thứ hai.
4. Nung núng tiếp tục từ A1 đến A3 và Acm sẽ cú quỏ trỡnh hoà tan ferit và xờmentic II cũn dư vào ferit, làm lượng hai pha này trong tổ chức ớt đi.
5. Khi nhiệt độ nung cao hơn A3 và Acm sự hoà tan cỏc pha dư ferit và xờmentic II vào austenit của cỏc thộp kết thỳc với thành phần đỳng như của thộp.
Tụi bề mặt chi tiết bằng laser CO2
44
Như vậy khi nung núng quỏ đường GSE, mọi thộp đều cú tổ dung dịch rắn austenit chức giống nhau song nồng độ carbon khỏc nhau, bằng chớnh thành phần carbon của thộp. Cú thể nhận thấy, cơ sở của nhiệt luyện là sự chuyển biến peclit thành austenit. Nếu tăng nhiệt độ nung sẽ khụng cú sự chuyển biến pha nữa nhưng làm hạt austenit lớn lờn.
Tuy austenit khụng tồn tại ở nhiệt độ thường song vẫn cần chỳ ý đến cấp hạt của nú vỡ cỏc sản phẩm được tạo thành từ hạt nhỏ thường cú độ dẻo, độ dai trội hơn so với từ hạt lớn. Vỡ vậy thường trong nhiệt luyện yờu cầu phải đạt được độ hạt austenit nhỏ. Điều này thực hiện được nếu giỏm sỏt được cơ chế chuyển biến peclit thành austenit.
Chuyển biến peclit thành austenit theo cơ chế: tạo và phỏt triển mầm. Mầm austenit đươc tạo nờn giữa hai pha ferit và xementit của peclit.(hỡnh….) do bề mặt phõn chia giữa chỳng rất nhiều nờn số mầm tạo thành cũng rất nhiều, vỡ thế hạt austenit lỳc mới tạo thành rất nhỏ mịn(chuyển biến pelit sang austenit bao giờ cũng làm nhỏ hạt của thộp. Hiệu ứng này được chỳ ý tận dụng triệt để trong nhiệt luyện. Hơn nữa hạt austenit tạo thành sẽ nhỏ mịn hơn khi peclit ban đầu cú độ phõn tàn càng cao (tức phần tử xờmentit) trong nú càng bộ và tốc độ nung núng lớn ở nhiệt
độ A1, tức lỳc mới tạo thành, hạt austenit khỏ nhỏ mịn. Song nếu tiếp tục tăng nhiệt dộ hoặc giữ nhiệt quỏ lõu sẽ làm cho hạt lớn lờn. Đõy là quỏ trỡnh tự nhiờn : hạt to biờn ớt đi làm giảm năng lượng dự trữ. Sự lớn lờn của cỏc hạt theo cơ chế, cỏc hạt lớn hơn “nuốt “cỏc hạt bộ. Khi làm nguội, kớch thước của cỏc hạt austenit khụng giảm đi, vẫn giữ nguyờn cấp hạt lớn nhất đó đạt được trước đú.
Giản đồ Fe-C thể hiện sự phỏt triển hạt austenit cho thấy: thộp bản chất hạt lớn là loại cú hạt austenit phỏt triển nhanh và đều đặn ở mọi nhiệt đo do đú khi nung núng dễ tạo thành austenit lớn. Sau khi làm nguội dễ tạo thành sản phẩm dũn. Thộp bản chất hạt nhỏ cú hạt austenit phỏt triển chậm lỳc ban đầu, chỉ khi vượt qua 930- 9500C hạt mới phỏt triển nhanh, thậm chớ rất nhanh. Do vậy với cỏc dạng nhiệt luyờn thụng dụng, nhiệt độ thường lấy thấp hơn 900oC, cao nhất cũng chỉ đến 9300
C 9500C. Trong phạm vi này thộp hạt nhỏ bao giờ cũng cho cơ tớnh tổng hợp cao
Tụi bề mặt chi tiết bằng laser CO2
45
hơn, dễ nhiệt luyện hơn và được đỏnh giỏ cao hơn. Tuy nhiờn, nếu nung núng nhiệt độ rất cao (<10500
C1100oC), trường hợp quỏ nhiệt- thộp bản chất nhỏ cú thể cho hạt austenit lớn hơn cả lạo bản chất hạt lớn.