bằng chương trình thermocal
ðối với vật liệu, đặc biệt là các hệ hợp kim, việc nghiên cứu giản đồ pha cĩ tầm quan trọng rất lớn vì cĩ mối tương quan chặt chẽ giữa tổ chức và tính chất (cơ, lý, hĩa tính). Ngồi ra giản đồ pha cũng cho ta biết các thơng tin về chuyển pha, nhiệt độ kết tinh, các tổ chức cĩ trong hợp kim nghiên cứu... điều này cĩ quan hệ đến gia cơng chế tạo, quá trình nhiệt luyện và hĩa nhiệt luyện.
Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ...92
Giản đồ pha (hay cịn gọi là giản đồ trạng thái) 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.
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 đĩ cho phép người nghiên cứu dự báo sơ bộ các pha, chuyển pha....xuất hiện trong hợp kim nghiên cứu, và do đĩ dự báo được các tính chất cĩ khả năng xuất hiện trong các hợp kim này. [10]
Tiến hành nghiên cứu, dự đốn các pha trong tổ chức của lớp thấm nitơ trên thép SKD11, với các thơng số được đưa vào như sau:
+ P = 100000 Pa, W(C) = 1.77%, W(Cr) = 12%, W(Mo) = 0.8%, W(C) = 85.43%,
+ Các thơng số đưa vào ngồi áp suất (bằng áp suất khí quyển), thì thành phần về khối lượng của các cấu tử chính là thành phần khối lượng của thép SKD11 được cung cấp (bảng 3.1)
Kết quả xây dựng đạt được giản đồ trên hình 3.29. Từ giản đồ xây dựng được, cĩ thể xác định được các pha tồn tại trong vùng nhiệt độ thấm nitơ 480 – 525oC và do đĩ, biết các pha tồn tại ở nhiệt độ phịng, tương ứng với thành phần nitơ trên trục X tăng dần từ 0 đến 10% về khối lượng.
Cơ sở của việc chọn đến 10% N về khối lượng là do dựa vào giản đồ Fe –
N đã cĩ (hình 1.13), với khoảng 5,7 đến 6,1 % N thì tổ chức hồn tồn là γ'
(pha Fe4N - lớp trắng của nitrit sắt), cịn tạo thành pha ε (pha Fe2N1-x) thì hàm lượng nitơ là từ 7,8-11,3%, vì vậy chúng tơi chọn giản đồ pha đến 10% nitơ. Vì trong thép SKD11 chứa đến 12%Cr; 0,76%Mo nên khả năng sẽ tạo thành các nitrit với Cr, Mo.
Trong đĩ các vùng pha ở nhiệt độ thấm nitơ đã thực hiện 480-500oC tương ứng được tính tốn, kết quả như sau:
Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ...93
Hình 3.29. Giản đồ thermocal xây dựng với 12%Cr, 0,76%Mo
- Vùng 1: T = 500oC, W(N) = 0.2%. Các pha tồn tại:
BCC – A2 ; FCC – A1 (pha nitrit CrN) ; Cr23C6 ; Cr7C3 ; - Vùng 2: T = 500oC, W(N) = 2%. Các pha tồn tại:
BCC – A2 ; FCC – A1 (pha nitrit CrN) ; Cementit ; Cr23C6 ; Cr7C3 - Vùng 3: T = 500oC, W(N) = 3%. Các pha tồn tại:
BCC – A2 ; FCC – A1 (pha nitrit CrN) ; Cementit ; Cr23C6 ; - Vùng 4: T = 500oC, W(N) = 5%. Các pha tồn tại:
BCC – A2 ; FCC – A1 (pha nitrit CrN) ; Cementit ; - Vùng 5: T = 500oC, W(N) = 8%. Các pha tồn tại:
BCC – A2 ; FCC – A1 (pha nitrit CrN) ; Cementit ; Fe4N ; - Vùng 6: T = 500oC, W(N) = 10%. Các pha tồn tại:
Cementit ; FCC – A1 ; Fe4N ; HCP – A3 (Cr2N)
Từ các kết quả này, chúng ta cĩ 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), cịn khi hàm lượng N tăng, xuất hiện nitrit dạng Cr2N
Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ...94
(vùng 5), ngồi ra cịn cĩ các cacbit Cr. Các nitrit sắt (Fe4N) chỉ thấy xuất hiện ở vùng tương ứng với lượng nitơ cao (vùng 5).