TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
22 ausferit dưới và ausferit trên Ausferit dưới có tính chất cơ học nói chung khá tốt.
ausferit dưới và ausferit trên . Ausferit dưới có tính chất cơ học nói chung khá tốt. Độ dai va đập của gang giảm đi khi tăng hệ số dẫn nhiệt k của môi trường tôi (tăng nồng độ sodium silicat trong dung dịch tôi). Đặc điểm mặt gẫy của gang khi tôi trong môi trường có hệ số dẫn nhiệt k thấp, là kiểu mặt gãy dòn với nhiều gợn nhấp nhô kiểu củi chẻ, hình thái học mặt gẫy như kẹo đá. Với môi trường tôi có hệ số k cao, bề mặt phá hủy va dập bao gồm nhiều lúm đồng tiền là kiểu phá hủy dẻo. Với môi trường tôi có hệ số k trung bình, tổ chức bao gồm ausferit dưới hình kim và một ít mactensit. Tổ chức kiểu này cho tính chất cơ học tổng thể khá tốt. Quan hệ pha và hình thái học của pha đã cải thiện một cách đáng kể độ bền và độ dai va đập của gang vì giữa hai pha ferit và mactensit có định hướng cấu trúc khác nhau và xuất hiện song tinh giữa hai pha đó. Số liệu cụ thể, nồng độ sodium silicat trong dung dịch nguội thay đổi tức là thay đổi hệ số dẫn nhiệt môi trường tôi: 30 wt.%, 40wt.%, 50wt.%, và 60 wt.%, độ cứng của gang sẽ là 54 HRC, 52 HRC, 48 HRC, 48,5 HRC, độ dai va đập ak = 7,47 J/cm2 ; 11,97 J/ cm2, 12.5 J/cm2, and 13,33 J/cm2, tương ứng [50].
Trong công nghệ tôi đẳng nhiệt hai bước, tác giả [51] cho rằng, tăng nhiệt độ đẳng nhiệt từ 300 lên 380 oC, hình thái học của ausferit chuyển từ dạng thấu kính thành dạng lông chim, đồng thời cũng làm tăng tỷ phần austenit cacbon cao. Điều này dẫn đến việc tăng độ dẻo và độ dai va đập nhưng làm giảm bền và độ cứng của gang.
Dùng gang cầu có tổ chức ban đầu là ferit để nghiên cứu tính chất cơ học của gang cầu ADI song pha, tác giả [4] kết luận: xuất hiện một pha mới gọi là ferit mới khi tôi đẳng nhiệt và tỷ phần ferit mới sẽ kiểm soát tính chất của vật liệu. Tăng nhiệt độ ủ vùng ba pha, tăng thời gian đẳng nhiệt, tỷ phần pha ferit mới cũng tăng theo. Tính dẻo tăng lên khi tỷ phần ferit mới cũng tăng.
Gang cầu ADI song pha với tỷ phần 47,2 % ausferit sẽ thể hiện sự kết hợp rất tốt giữa độ bền kéo và độ giãn dài, độ bền khoảng 550 MPa và độ giãn dài khoảng 25 %. Tổ chức gồm 75 % ausferit sẽ cho độ bền 650 MPa và độ giãn dài 15 %. Vật liệu này đáp ứng các yêu cầu làm việc của một số chi tiết trong ôtô [4].
Trong khoảng nhiệt độ 400 đến 500 oC, độ bền va đập và độ giãn dài tăng đột ngột nhưng độ bền kéo và giới hạn đàn hồi hầu như không đổi, ngoài khoảng nhiệt độ này, nâng cao nhiệt độ đẳng nhiệt, cả độ bền kéo và giới hạn đàn hồi đều giảm. Tăng nhiệt độ trong khoảng 400 đến 500 oC, độ dai va đập sẽ tăng lên trong khoảng thời gian 90 phút sau đó lại giảm. Kéo dài thời gian tôi đẳng nhiệt ở nhiệt độ nhỏ hơn 500 oC, độ giãn dài liên tục tăng cho đến 120 phút, sau đó giảm dần. Cũng trong khoảng thời gian này, tăng thời gian tôi đẳng nhiệt sẽ gây ra hiện tượng giảm giới hạn bền kéo và giới hạn đàn hồi [52] (hình 1.8).
Nghiên cứu ảnh hưởng của cấu trúc đến tính bền mỏi của gang cầu ADI đẳng nhiệt trong vùng ba pha với gang đúc ban đầu là pherrit rất ít peclit, tác giả [53] cho rằng, độ bền mỏi giảm khi tăng tỷ phần ferit thứ cấp. Gang cầu song pha có nhiều ferit thứ cấp sẽ có độ bền mỏi thấp vì tính dẻo của ferit vì vết nứt lan truyền tốt nhất là trong ferit. Gang cầu ADI truyền thống được austenit hóa ở 900 oC có độ bền mỏi cao hơn cả khi có cùng điều kiện thí nghiệm. Điều này được giải thích do tỷ phần
23 austenit cacbon cao khá lớn và nồng độ C trong austenit cacbon cao cũng rất lớn.