Ở một nhiệt ñộ nhất ñịnh, ñộ phân hủy của môi trường thấm không ñổi (thế thấm không ñổi), chiều dày lớp thấm phụ thuộc vào thời gian thấm.
Thí nghiệm ñược thực hiện ở 500oC, với ñộ phân hủy β=50-60%, thời gian giữ nhiệt lần lượt là 4h, 6h và 7h. Ảnh tổ chức tế vi ñược ñưa ra trên hình 3.20 (thời gian thấm 4h), hình 3.21 (thời gian thấm 6h), hình 3.22 (thời gian thấm 7h). ðộ cứng tế vi ñược ño từ bề mặt thấm với các số liệu trên bảng 3.9 và biểu diễn trên ñồ thị hình 3.23.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...85
Hình 3.20. Lớp thấm nitơở nhiệt ñộ 500oC, ñộ phân hủy 50-60 % ; thời gian thấm 4h (X500)
Hình 3.21. Lớp thấm nitơở nhiệt ñộ 500oC, ñộ phân hủy 50-60 % ; thời gian thấm 6h, (X500)
Hình 3.22. Lớp thấm nitơở nhiệt ñộ 500oC, ñộ phân hủy 50-60 % ; thời gian thấm 7h, (X500)
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...86
Bảng 3.9. Giá trị ñộ cứng phân bố theo chiều sâu lớp thấm
K/C từ bề mặt (µm) 10 20 30 40 60 80 100 120 140 4h 870 849 760 690 665 656 642 638 625 6h 979 950 881 823 716 680 660 650 642 ðộ cứng tế vi (HV) theo thời gian thấm 7h 985 968 896 849 752 720 685 635 630 0 200 400 600 800 1000 1200 10 20 30 40 60 80 100 120 140 Khoảng cách từ bề mặt (µµµµm) ð ộ c ứ ng t ế v i ( H V ) 4h 6h 7h
Hình 3.23. Sự phân bốñộ cứng theo chiều sâu lớp thấm tính từ bề mặt khi thấm với thời gian giữ nhiệt khác nhau
Từ các ảnh tổ chức tế vi, ta có nhận xét rằng, khi cùng nhiệt ñộ và ñộ phân hủy của môi trường thấm, thời gian thấm càng dài, chiều sâu lớp thấm càng tăng. Lớp thấm mỏng nhất trên mẫu thấm với 4h, chỉ gồm lớp lưới trắng (γ’+α ) và lớp α. Lớp thấm dày nhất trên hai mẫu 6h và 7h, trên các mẫu này
ñã xuất hiện lớp trắng γ’, tuy nhiên chiều dày lớp thấm của 2 mẫu này cũng
không có sự khác biệt rõ rệt (ñồ thị hình 3.23), ñộ cứng nền trên mẫu thấm trong 7h ñã thấp hơn mẫu thấm trong 6h (630HV so với 642 HV) và vẫn ñảm
bảo ñộ cứng trong khoảng 610-650HV (tương ñương 56-58HRC). ðiều này
cho thấy, muốn tăng chiều sâu lớp thấm, việc tăng thời gian khi thấm không phải là giải pháp hiệu quả như tăng nhiệt ñộ. Song với thấm nitơ, nhiệt ñộ thấm luôn bị khống chế bởi nhiệt ñộ ram và phải bảo ñảm ñộ cứng làm việc
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...87
của nền theo yêu cầu nên phải cân nhắc chiều dày lớp thấm dày cần thiết ñể chọn thời gian cho hợp lý, ñảm bảo tính kinh tế vì thông thường thời gian thấm nitơ dài. Cũng từ bảng giá trị ñộ cứng (bảng 3.9) và hình 3.23 ta thấy, nếu thời gian thấm quá ngắn, lớp thấm mỏng, ñồng thời giá trị ñộ cứng bề mặt thấp, chỉ ñạt khoảng 870HV (mẫu thấm ở 4h), với giá trị ñộ cứng này, khả năng chống mài mòn của mẫu tăng lên chưa nhiều. Vì vậy cần thiết phải tăng ñộ cứng của lớp thấm, tức là phải tăng thời gian thấm.
Thí nghiệm nâng nhiệt ñộ thấm lên 530oC thấm với thời gian 6h (hình 3.24) và 8h (hình 3.25) với ñộ phân hủy 50-60% cho thấy rõ hiệu quả của việc tăng hệ số khuếch tán do tăng nhiệt ñộ. Lớp thấm 6 giờ ñã thấy xuất hiện lớp trắng khá dày. Trên mẫu thấm trong 8h, lớp trắng dày và ñồng ñều, lớp lưới dày và dày ñặc cacbit. ðiều này, thêm một lần nữa khẳng ñịnh vai trò quan trọng của nhiệt ñộ thấm.
Hình 3.24. Ảnh tổ chức tế vi của mẫu thấm ở 530oC, thời gian thấm 6h với ñộ phân hủy 50-60% (X500)
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...88
Hình 3.25. Ảnh tổ chức tế vi của mẫu thấm ở 530oC, thời gian thấm 8h với ñộ phân hủy 50-60% (X500)