- Cỏc mỏc gang cú độ bền cao, σ b ≥ 300MPa, với nền peclit nhỏ mịn và grafit tấm rất nhỏ mịn qua biến tớnh cẩn thận như CЧ30, CЧ35 được dựng làm
2.5.2.4 Hũa tan vào sắt thành dung dịch rắn
Đú là trường hợp của phần lớn nguyờn tố mà điển hỡnh và thường gặp là Mn, Si, Cr, Ni.
Với lượng ớt nguyờn tố hợp kim (khoảng vài %) chỳng khụng làm thay đổi đỏng kể cấu hỡnh của giản đồ pha Fe-C, chỳng hũa tan vào sắt tức ferit ở nhiệt độ thấp và austenit ở nhiệt độ cao.
Khi hũa tan (tất nhiờn là ở dạng thay thế) vào ferit, cỏc nguyờn tố hợp kim làm xụ lệch mạng do đú làm tăng độ cứng, độ bền và thường làm giảm độ dẻo, độ dai. Ảnh hưởng của bốn nguyờn tố trờn đến hai chỉ tiờu điển hỡnh là độ cứng và độ dai được trỡnh bày trờn hỡnh 2.9 Qua đú thấy rừ cú hai nhúm khỏc nhau: Mn và Si, Cr và Ni. Hai nguyờn tố Mn và Si làm tăng rất mạnh độ cứng (độ bền) song cũng làm giảm mạnh độ dai (độ dẻo), đặc biệt khi thộp chứa 2%Si hoặc 3,5%Mn ferit đó cú độ dai rất thấp (≤ 500kJ/m2
) làm thộp giũn khụng cho phộp sử dụng. Do vậy mặc dầu cú lợi thế là rẻ hơn, khả năng húa bền cao Mn và Si chỉ được dựng với hàm lượng hạn chế (1 ữ 2)%. Như thế khụng thể dựng thộp Mn, Si với độ thấm tụi cao vỡ bị hạn chế bởi lượng đưa vào. Cũn Ni và Cr (cho tới hàm lượng 4%) trong khi làm tăng độ cứng chẳng những khụng làm giảm cũn làm tăng chỳt ớt độ dai. Do vậy hợp kim húa thộp bằng Cr, Ni hay đồng thời bằng cả hai là rất tốt vỡ ngoài làm tăng độ thấm tụi, bản thõn chỳng nõng cao độ cứng, độ bền mà vẫn duy trỡ tốt độ dẻo, độ dai của ferit. Vỡ thế thộp cú độ thấm tụi cao thuộc nhúm được hợp kim húa bằng Cr - Ni. Mặc dầu giỏ thành cú cao hơn (do Cr và đặc biệt Ni ngày càng đắt, hiếm) loại thộp này vẫn được ưa chuộng trong chế tạo cỏc chi tiết đũi hỏi độ tin cậy cao.
Với lượng nhiều (>10%) Cr, Ni, Mn chỳng làm thay đổi hẳn cấu hỡnh của giản đồ pha Fe - C, đặc biệt rừ là làm thay đổi cỏc khu vực của ferit và austenit. Trờn hỡnh 2.10 trỡnh bày ảnh hưởng của hàm lượng Mn và Cr đến khu vực γ (austenit) của giản đồ pha Fe - C. Thấy rất rừ Mn (và cả Ni nữa) mở rộng (nhiệt độ tồn tại của) khu vực γ (tương ứng thu hẹp khu vực α). Với hàm lượng lớn trong khoảng (10 ữ 20)% tổ chức austenit tồn tại cả ở nhiệt độ thường (khụng biểu thị ở hỡnh 2.10a), tức là khi nung núng hay làm nguội khụng cú chuyển biến pha như thường gặp, thộp được gọi là thộp austenit. Cũn Cr ngược lại thu hẹp khu vực γ (tương ứng mở rộng khu vực α như ở hỡnh 2.10b). Với hàm lượng Cr đủ lớn (khoảng gần 20%) khu vực γ khụng cũn tồn tại, tổ chức ferit tồn tại cả ở nhiệt độ cao cho tới khi chảy lỏng. Thộp này cũng khụng cú chuyển biến pha và được gọi là thộp ferit. Những trường hợp như vậy chỉ gặp ở thộp đặc biệt. Rừ ràng là cỏc thộp này khụng thể ỏp dụng húa bền bằng tụi.
Hỡnh 2.9 Ảnh hưởng của độ hũa tan của cỏc nguyờn tố hợp kim chủ yếu trong dung dịch rắn ferit đến độ cứng (a) và độ dai va đập (b).