TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Gang c ầu tôi đẳng nhiệ t AD
33Ngu ồn C để bão hoà austenit là graphit c ầ u và cacbit trong peclit T ừ hình
1.22 cho thấy kích thước graphit (d) càng lớn, có nghĩa là khoảng cách giữa chúng càng lớn thì quãng đường khuếch tán C từ graphit vào nền kim loại càng dài, do đó thời gian đạt trạng thái bão hoà C trong austenit tới trạng thái cân bằng của giản đồ trạng thái Fe-Si-C càng tăng như hình 1.22 cho thấy đường kính trung bình của hạt graphit cầu là d = 43 µm ở 900 oC với thời gian cần thiết để bão hòa C là 50 phút, trong khi hạt có đường kính là 18 µm thì chỉ cần 20 phút. Kích thước đặc trưng của hạt graphit cầu từ15 đến 60 µm.
. Trong gang cầu peclit, sự hoà tan và khuếch tán C từ các tấm cacbit trong peclit xảy ra trong đoạn đường ngắn hơn, cho nên sự bão hoà C trong austenit xảy ra nhanh hơn. Trong gang cầu ferit, nguồn C để bão hoà austenit là graphit cầu, do quãng đường khuếch tán cacbon dài, nên sự hoà tan và bão hoà C rất chậm và đạt giá trị tuyệt đối thấp hơn so với gang cầu peclit. Sự bão hoà C trong austenit còn phụ thuộc nhiệt độ và thời gian austenit hoá. Tăng nhiệt độ và thời gian austenit hoá, độ bão hoà C sẽtăng lên [59].
Chuyển biến austenit hoá là chuyển biến khuếch tán, nên quá trình lớn lên và sự làm thô hạt cũng chịu sự kiểm soát của khuếch tán. Trong quá trình khuếch tán, mặt phân cách không liền mạng bao quanh các hạt sẽ hoạt động như là một nguồn khuyết tật điểm có ảnh hưởng mạnh đến quá trình, đồng thời duy trì nồng độ nguyên tố hoà tan trong pha nền ở giá trị cân bằng tại vùng tiếp giáp lân cận. Tốc độ thô hạt bị kiểm soát bởi tốc độ khuếch tán giữa các hạt (hình 1.22).
1.8.1.3. Hành vi của cacbon trong quá trình austenit hoá
Hàm lượng cao của C trong gang thép sẽthúc đẩy tốc độ chuyển biến peclit thành austenit vì tăng hàm lượng C làm tăng các phần tử cacbit, chiều dài ranh giới tiếp xúc ferit/xementit tăng lên, khoảng cách giữa các tấm xementit giảm đi, khoảng cách khuếch tán giảm đi, dẫn đến là tốc độ chuyển biến tăng lên [62].
Hinh 1.22. Đường cong bão hòa các bon trong austenit theo thời gian, nhiệt độ và đường kính của các hạt graphit cầu [59]
34 Chuyển biến austenit là chuyển biến bị kiểm soát bởi khuếch tán và cũng là