Trên mỗi hình từ 3.1 đến 3.4 là các đường làm nguội ứng với một kích thước không đổi và áp suất thay đổi. Có thể thấy, áp suất tôi càng cao thì tốc
độ nguội càng nhanh, điều này tương đối dễ hiểu. Sự chênh lệch nhiệt độ này lớn hơn khi kích thước vật tôi bé hơn. Cụ thể, thời gian làm nguội đến 515oC (thời gian nhiệt độ giảm một nửa) với mẫu Ф150mm với áp suất 6 bar và 8 bar là khoảng 17,5 và 15,5 phút (chênh lệch 2 phút). Với mẫu Ф100mm là khoảng 13 và 10,5 (chênh 2,5 phút)
Trên mỗi hình từ 3.5 đến 5.8 là các đường làm nguội khi áp suất không
đổi nhưng kích thước vật tôi thay đổi. Có thể thấy với cùng một áp suất tôi, tốc độ nguội của vật tôi tỷ lệ nghịch với kích thước của nó, điều này cũng dễ
hiểu. Sự chênh lệch nhiệt độ với áp suất lớn hơn là lớn hơn. Với thép, tốc độ
làm nguội quan trọng nhất là từ nhiệt độ austenit hóa đến khoảng nhiệt độ 500
oC. Vì thế người ta hay sử dụng khái niệm thời gian nhiệt độ vật tôi giảm một nửa để tính toán tốc độ nguội trung bình. Cụ thể với thép SKD61, thời gian làm nguội từ 1030 oC đến 515oC với áp suất 8 bar đối với mẫu Ф100mm và
Ф150mm là khoảng 10,5 phút và 15,5 phút (chênh 5 phút). Với 6 bar, con số
này là 13 và 17,5 (chênh 4,5 phút).
Giá trị trung bình tốc độ nguội tâm dTc/dt của các mẫu thí nghiệm từ
nhiệt độ tôi đến một nửa nhiệt độ tôi được ghi trong bảng 3.1. Lưu ý đây là giá trị trung bình, tốc độ nguội thay đổi theo từng thời điểm.
Bảng 3.1: Tốc độ nguội trung bình
Tốc độ nguội tâm dTc/dt [oC/phút] ứng với áp suất tôi Kích thước
mẫu 4 Bar 6Bar 8 Bar 10 Bar
50 x50mm 79 99 114
100x100mm 39 43 49 60
150x150mm 29 33 38
Xét tốc độ nguội tâm dTc/dt và tốc độ nguội bề mặt dTs/dt (cách bề
mặt 16mm). Tốc độ nguội bề mặt nhanh hơn tốc độ nguội tâm, với kích thước càng lớn thì sự chênh lệch nhiệt độ này càng lớn. Cụ thể với áp suất tôi 8 bar, mẫu Ф100mm và Ф150mm có thời gian làm nguội bề mặt và tâm tương ứng là 8,5 - 10,5 phút (chênh lêch thời gian 2 phút) và 11,5 - 15,5 phút (chênh lêch thời gian 4 phút). Tốc độ nguội trung bình của 2 vị trí tâm và bề mặt được thể
hiện trong bảng 3.2.
Bảng 3.2: So sánh tốc độ nguội tâm và bề mặt
Tốc độ nguội ứng với áp suất tôi 8 bar Kích thước mẫu dTc/dt [oC/phút] dTs/dt [oC/phút] Chênh lệch [oC/phút] 100x100mm 49 68 19 150x150mm 33 44 11
Ngoài ra có thể đưa ra nhận xét thêm rằng ảnh hưởng của kích thước
đến tốc độ nguội là dễ nhận thấy hơn so với ảnh hưởng của áp suất. Điều này
đúng với trường hợp chọn mẫu trong thí nghiệm này (áp suất chỉ chênh lệch 2 Bar tương đương 1,5; 1,33 và 1,5 lần, trong khi trọng lượng chênh lêch tương
ứng là 8; 3,75 và 2,35 lần).
Khi đưa kết quả đường làm nguội với trục thời gian logarit tương ứng với đường làm nguội CCT. Đưa các đường làm nguội thu được lên đồ thị
biểu diễn đường làm nguội CCT của thép SKD61 (thép làm khuôn rèn chọn
để nghiên cứu trong đề tài này) ta nhận được các đường làm nguội tương ứng như sau (hình 3.10 - 3.13). Người nhiệt luyện có thể dựa vào các đường làm nguội này để dự báo kết quả sau nhiệt luyện
Hình 3.10: Tốc độ nguội với áp suất tôi 6 bar trên CCT của thép SKD61
Hình 3.12: Tốc độ nguội với áp suất tôi 8 bar trên CCT của thép SKD61 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Từ các đường làm nguội trên có thể thấy, trong bất kỳ trường hợp nào (áp suất 4-10 bar, mẫu Ф50 – Ф200mm), không thể tránh được sự tạo thành carbide. Nghĩa là với công nghệ tôi bằng khí nén hiện tại, tổ chức của thép SKD61 chưa phải là tốt nhất. Tuy nhiên xét về góc độ ổn định và khả năng biến dạng thì tốc độ tôi như trên là hợp lý cho thép SKD61 sử dụng làm khuôn bền nóng, thực tếđã chứng minh điều đó.