Thí nghiệm đã tiến hành trên các mẫu sau khi nhiệt luyện tôi và ram
Trước khi phốt phát hóa, các mẫu được mài bóng đến giấy ráp 1000, ngâm trong dung dịch cồn 900C tránh mẫu bị oxy hóa trước khi đưa vào dung dịch phốt phát hóa.
Dung dịch phốt phát hóa nóng ở 96-980C
- Mẫu PPH1: không phốt phát hóa + thấm nitơ một giai đoạn ở 5300C với độ phân hủy 40-45%-8h
- Mẫu PPH2: Phốt phát hóa 30 phút + thấm nitơ một giai đoạn ở 5300C với độ phân hủy 40-45%-8h
- Mẫu PPH3: Phốt phát hóa 60 phút + thấm nitơ một giai đoạn ở 5300C với độ phân hủy 40-45%-8h
Bảng 3.7. Thông số khi thấm với T0, τ và độ phân hủy β không đổi.
Mẫu thấm Thời gian thấm (h) Lưu lượng khí thấm(l/p) Hệ số phân hủy (%) PPH1 8 0,5-0,6 40 – 45 PPH2 8 0,5-0,6 40 – 45 PPH3 8 0,5-0,6 40 – 45
Sau thấm, các mẫu được mài cắt ngang bề mặt thấm và quan sát lớp thấm trên kính hiển vi quang học Asiovert25A. Hình 3.7 là ảnh tổ chức tế vi của các mẫu theo chế độ đưa ra trong bảng 3.7.
Nhận xét: Ảnh tổ chức tế vi cho thấy trên cả 3 mẫu đều tồn tại lớp trắng mỏng γ’(chủ yếu của nitrit sắt và crôm khoảng (7 - 10 μm) bên trong là lớp hỗn hợp các pha γ’ + α
với các lưới trắng là (γ’) trên nền sẫm dung dịch rắn α (50 – 60 μm). Một cách trực quan, từ thước chuẩn. Nhận thấy, với cùng chế độ thấm nitơ, mẫu phốt phát hóa 60 phút có chiều dày lớn hơn cả. Điều này sẽ rõ hơn khi thiết lập quan hệ sự phân bố độ cứng tính từ bề mặt của các mẫu thấm vào trong nền.
Giá trị độ cứng phân bố theo chiều sâu lớp thấm thể hiện trên bảng 3.8.
Bảng 3.8. Giá trị độ cứng tế vi (HV) phân bố theo chiều sâu lớp thấm K.cách từ bề mặt (μm) 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 Nền HV PPH1 1147 1195 1154 1045 1066 1024 1080 1049 938 940 766 658 637 538 HV PPH2 1078 1188 1190 1176 1164 1095 1056 967 909 872 738 638 587 558 HV PPH3 1122 1118 1205 1168 1195 1128 1089 1065 1047 1015 836 630 582 544 a b c
Hình 3.7. Tổ chức tế vi lớp thấm của mẫu thấm 8 giờ, độ phân hủy 40-45 % X500
Hình 3.8. Sự phân bố độ cứng theo chiều sâu lớp thấm tính từ bề mặt khi thấm với thời gian
phốt phát hóa khác nhau
Nhận xét: Có thể nhận xét rằng, trên đồ thị hình 3.8, lớp thấm có sự khác nhau giữa các
mẫu khi đem phốt phát hóa trước thấm nitơ với mẫu không phốt phát hóa trước thấm nitơ:
- Mẫu không phốt phát hóa đem thấm nitơ có độ cứng bề mặt cao, nhưng bề dày của lớp có độ cứng trên 1000 HV rất mỏng (chỉ khoảng 60 μm), sau đó độ cứng giảm rất nhanh.
- Trong khi đó mẫu đã qua phốt phát hóa rồi thấm nitơ thì độ cứng bề mặt cũng rất cao, đồng thời lớp có độ cứng trên 1000 HV cũng dày hơn (đến 120μm) và giảm dần đến nền, chiều dày lớp thấm đến 170 μm.