c. Khi thấm nitơ hai giai đoạn (6h bão hòa– 2h khuếch tán)
3.4. Dự đoán các pha trong tổ chức lớp thấm bằng phần mềm Thermocal.
Giản đồ pha (còn gọi là giản đồ trạng thái hay cân bằng) của một hệ các hợp kim nghiên cứu biểu thị mối quan hệ giữa nhiệt độ, thành phần và số lượng (tỷ lệ) các pha hoặc tổ chức của hệ ở trạng thái cân bằng. Từ giản đồ pha ta có thể biết được các thông tin về nhiệt độ kết tinh, chuyển pha, các tổ chức có trong hợp kim nghiên cứu...điều này có quan hệ đến gia công chế tạo, quy trình nhiệt luyện và hoá nhiệt luyện.
Thermocal là phần mềm dùng để xây dựng giản đồ pha với cơ sở dữ liệu nhất định, cho phép xây dựng giản đồ pha với độ tin cậy khá cao, trên cơ sở đó cho phép
người nghiên cứu dự báo sơ bộ các pha, chuyển pha....xuất hiện trong hợp kim chúng ta nghiên cứu, và do đó dự báo được các tính chất có khả năng xuất hiện trong các hợp kim này.
Dựa vào phần mềm themocal dự đoán các pha của tổ chức lớp thấm nitơ trên thép SKD11, với các thông số được đưa vào như sau:
+ P = 100000 pa, W(C) = 1.77%, W(Cr) = 11,3%, W(Mo) = 0.74% - Với nhiệt độ thay đổi từ: 200-7000C
- Hàm lượng N thay đổi: 0-10%
- Tại khoảng nhiệt độ thấm từ 500-5300C tồn tại các pha như trong giản đồ :
Kết quả xây dựng đạt được giản đồ trên hình 3.13. Từ giản đồ xây dựng được, có thế xác định được các pha tồn tại trong vùng nhiệt độ thấm nitơ 500 – 5300C, tương ứng với thành phần nitơ trên trục X tăng dần từ 0 đến 10% về khối lượng.
Hình 3.13. Giản đồ giả hai nguyên Fe-N cho thép SKD11.
- Vùng 1: + BCC – A2; FCC-A1#2 (pha nitrit CrN); Cr23C6; Cr7C3 ;
- Vùng 2: + BCC – A2; FCC-A1#2 (pha nitrit CrN); Cementit; Cr23C6; Cr7C3 ; - Vùng 3: + BCC – A2; FCC-A1#2 (pha nitrit CrN); Cementit; Cr23C6 ; - Vùng 4: + BCC – A; FCC-A#2 (pha nitrit CrN); Cementit ;
- Vùng 5: + BCC – A2; FCC-A1#2 (pha nitrit CrN); Cementit; Fe4N ; - Vùng 6: + Cementit; FCC-A1#2 (pha nitrit CrN); HCP – A3 ( Cr2N); Fe4N.
Từ các kết quả này, chúng ta có nhận xét sau: Các nitrit xuất hiện trong khoảng nhiệt độ này chủ yếu là của Cr, khi hàm lượng N thấp, nitrit chủ yếu là loại CrN (vùng 1- 4), còn khi hàm lượng N tăng, xuất hiện nitrit dạng Cr2N (vùng 5), ngoài ra còn có các cacbit Cr. Các nitrit sắt (Fe4N) chỉ thấy xuất hiện ở vùng tương ứng với lượng nitơ cao (vùng 5).