3.3. Nhiệt luyện thép gió P18
Thép gió là mác thép hợp kim hóa rất cao tới 10-20% nguyên tố hợp kim và cacbon cao nên ở trạng thái Ủ thép có tổ chức Ledeburit, còn khi ở trạng thái cung cấp và thường hóa ở trạng thái Mactenxit. Thép trước khi nhiệt luyện phải được rèn và Ủ hoàn toàn ở 840-860 oC đạt độ cứng HB 241-269 với tổ chức peclit và cacbit mịn phân bố đều, khó gia công cắt được.
Nhiệt luyện thép bằng cách nung tôi phân cấp. Tôi là nguyên công quyết định tới tính cứng nóng của thép gió đặc điểm là nhiệt độ tôi rất cao (gần 1300 oC) khoảng dao
động lại khá hẹp (chỉ 10 oC), không cho phép ở nhiệt độ thấp hơn, cao hơn giới hạn quy định vì
Thứ nhất: Khi nung ở nhiệt độ thấp hơn, austenit chưa bão hòa đủ W để nâng cao tính cứng nóng:
+Khi nung nóng quá Ac1 (khoảng 850 oC) trong thép gió mới có chuyển biến peclit thành austenit, do vậy tôi ở 850-900 oC chỉ đạt 45-50 HRC chưa đủ để cắt
+ Tiếp tục nâng cao nhiệt độ, cacbit bắt đầu hòa tan và hòa tan càng nhiều vào austenit làm pha này càng giàu nguyên tố hợp kim ( và cả cacbon). Tới 1000 oC đã bão hòa crom do Cr23C6 dễ hòa tan hơn cả. VC hầu như không hòa tan vào austenit. Còn Fe3W3C (loại cacbit chu yếu) bắt đầu hòa tan ở trên 1150 oC và ngay cả tới gần 1300 oC cũng chỉ hòa tan được 8% W
Do đó nguyên lý để chọn nhiệt độ tôi cho thép gió là sử dụng nhiệt độ tôi cao để austenit hóa chứa nhiều W nhất để tạo ra mactenixt có tính cứng nóng cao nhất. Tại nhiệt độ tôi vẫn còn khá nhiều cacbit Fe2W3C và toàn bộ VC chưa hòa tan sẽ cản trở sự phát triển hạt, giữ hạt nhỏ và làm tăng tính chống mài mòn.
Tuy nhiên khi vượt quá nhiệt độ quy định, cacbit hòa tan nhiều, hạt lại phát triển mạnh, thép bị giòn, thậm chí có trường hợp biên hạt bị chảy..
Vì thế tôi thép gió đạt được tính cứng nóng cao đòi hỏi phải đạt nhiệt độ cao một cách chính xác. Nếu chỉ cần đạt độ cứng cao (HRC >60) thì nhiệt độ tôi chỉ cần đạt 1000 oC là đủ.
Tổ chức tế vi của thép gió sau khi tôi đúng gồm mactexnit giàu Vonfram, austenit dư (30%) và cacbit dư (15-20%) với độ cứng khoảng 62 HRCm song chưa phải cao nhất. Cacbit dư có ảnh hưởng tốt đến tính chống mài mòn song lượng austenit dư lớn làm giảm độ cứng sau tôi vài đơn vị HRC. Sở dĩ austenit dư nhiều vậy vì nhiệt độ tôi cao , austenit được hợp kim hóa cao một mặt tạo nên mactenxit cứng nóng cao mặt khác hạ thấp điểm Mf. Do austenit quá nguội có tính ổn định rất cao nên có thể áp dụng nhiều cách tôi cho thép gió.