KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.2.2. Xác định vùng nhiệt độ tới hạn bằng phƣơng pháp đo giãn nở
Dùng phương pháp đo độ giãn nở nhiệt của mẫu gang nghiên cứu để xác định nhiệt độ vùng ba pha (hình 3.3). Trong giai đoạn đầu, đoạn OA, tăng nhiệt độ, độ giãn nở của mẫu tăng lên. Lượng tăng kích thước mẫu ở giai đoạn này do hai nguyên nhân, thứ nhất là giãn nở kích thước theo quan hệ: L = Lo (1+α.∆T), thứ hai là tăng kích thước do quá trình graphit hóa. Độ giãn nở tăng mạnh trong khoảng AB (700 đến 750 oC) - ứng với sự graphít hóa hoàn toàn của gang tạo thành ferit và graphit. Tại điểm B, quá trình graphit hóa xảy ra hoàn toàn, với sự hình thành 100 % ferit, ở nhiệt độ này, gang có độ giãn nở cao nhất. Sau nhiệt độ này, gang có chuyển biến pha hình thành γ, tổ chức của gang tồn tại trong vùng 3 pha
(α+γ+graphit), với chuyển biến và sự xuất hiện ngày càng tăng của γ làm cho mẫu co lại. Tại 800 oC (ứng với điểm C), tổ chức nền kim loại gang đã đạt 100 % tổ chức và chuyển sang vùng austenít hóa. Tiếp tục tăng nhiệt độ nung, độ giãn dài của mẫu lại tiếp tục tăng.
Đường cong giãn nở nhiệt trên còn cho phép giải thích công nghệ ủ mềm gang (ủ ferit hóa nhiệt độ thấp) ở khoảng nhiệt độ dưới Ac1 thông dụng. Khi chế tạo gang cầu ferit, nếu tổ chức ở trạng thái đúc không đạt 100 % ferit, cần phải ủ ferit hóa ở nhiệt độ dưới nhiệt độ Ac1. Như vậy, kết hợp đường cong giãn nở nhiệt và giản đồ pha (hình 3.2 và 1.4) cho phép chọn nhiệt độ austenit hóa hoàn toàn là trên 800 oC và nhiệt độ autenit hóa một phần (α+γ+graphit) là từ 750 đến 800 oC cho gang khi nhiệt luyện.
Hình 3.3.Giản đồ minh họa độ giãn nở nhiệt của gang