t
Nhiệt độ ủ tủ = AC3 + (30 ÷ 50)0C. Thực chất là tiến hành ủ hồn tồn, nhưng sau đó khơng làm nguội liên tục mà giữ nhiệt độ ở nhiệt độ trên AC1 khoảng 50÷ 1000C. Tuỳ theo giá trị t và khoảng thời gian giữ nhiệt mà ta có tổ chức khác nhau. Tác dụng của phương pháp này là rút ngắn được thời gian ủ, dễ khống chế được độ cứng bằng cách chọn (t) làm đồng đều được thành phần. Thường áp dụng để ủ thép hợp kim.
1.5.2. Thường hoá.
Là phương pháp nung nóng thép đến trên đường GSE tức là đến nhiệt độ tn > (AC3, Acm) để đạt được tổ chức hoàn toàn γ, giữ nhiệt độ một thời gian cần thiết rồi làm nguội trong khơng khí tĩnh.Vnguội <Vth (Vth: là vận tốc nguội tới hạn).
Thường hố có thể ứng dụng cho mọi loại thép nhằm khử bù biến cứng gia cơng, huỷ mạng XeII cho thép sau cùng tích, làm nhỏ hạt trước khi nhiệt luyện sau cùng. Thường hố có thể xem như trường hợp riêng của phương pháp ủ.
1.5.3. Tôi. a. Định nghĩa: a. Định nghĩa:
Tôi thép bao gồm q trình nung nóng thép đến nhiệt độ nhất định, giữ nhiệt trong thời gian hợp lý, sau đó làm nguội nhanh để đạt tổ chức Mactenit có độ cứng cao.
Ngun cơng tơi thép đóng vị trí quan trọng đặc biệt trong nhiệt luyện vì các lý do sau :
- Nó quyết định cơ tính của thép, phù hợp với điều kiện làm việc. Do vậy, quyết định tuổi thọ của chi tiết máy.
- Là một trong nguyên công gia công cuối cùng, chi tiết đã ở dạng thành phẩm, vì thế nếu gây ra hư hỏng ở khâu này sẽ gây lãng phí cơng sức của các khâu gia cơng trước đó.
b. Mục đích:
Tăng độ cứng và tính chịu mài mịn của thép, kéo dài được thời gian làm việc của chi tiết máy.
- Nâng cao độ bền, độ chịu tải của chi tiết máy.
c. Độ thấm tôi:0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 %C 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 %C 0 35 40 45 50 55 60 HRC
- Độ thấm tôi là chiều sâu của lớp kim loại được tôi cứng. Nếu độ thấm tôi đạt tới tâm lõi chi tiết thì được gọi là tơi thấu.
- Độ thấm tôi phụ thuộc vào:
+ Tốc độ tới hạn Vth càng nhỏ độ thấm tôi càng lớn.
+ Tốc độ làm nguội: Tốc độ nguội càng cao thì độ thấm tơi càng lớn, tuy nhiên khơng thể qua lạm dụng yếu tố này để tăng độ thấm tơi. Bởi vì làm nguội quá nhanh dẫn tới làm tăng mạnh ứng xuất bên trong gây ra nứt cong vênh.
- Thành phần hóa học các nguyên tố hợp kim (trừ Cacbon) đều có thể nâng cao tính thấm tơi của thép. Vì vậy thép hợp kim có độ thấm tôi tốt hơn thép Cacbon.
d. Tốc độ tôi tới hạn (tốc độ nguội tới hạn) Vth.
- Tốc độ nguội tới hạn (Vth): Là tốc độ nguội nhỏ nhất cần thiết để Ôstenit chuyển biến thành Mactenit. Vth của thép càng nhỏ càng dễ tôi cứng.
- Tốc độ nguội tới hạn (Vth) của thép hợp kim nhỏ hơn Vth của thép Cacbon, lượng Cacbon trong thép càng tăng thì Vth giảm.
e. Xác định nhiệt độ tơi:
Hình 5.5. Khoảng nhiệt đội tơi thích hợp của thép C
- Đối với sản phẩm thép có hàm lượng C < 0,8% : Nhiệt độ tơi lấy cao hơn AC3, tức là nung nóng thép đến trạng thái hồn tồn là Ơstenit cách này gọi là tơi hồn tồn. Nhiệt độ tơi = AC3 + (30 ÷ 50)0C.
- Đối với sản phẩm thép có hàm lượng C ≥ 0,8% nhiệt độ tôi lấy cao hơn AC1. Tức là nung tới nhiệt độ khơng hồn tồn là Ôstenit ( γ + XêII). Cách này gọi là tôi khơng hồn tồn. Nhiệt độ tơi = AC1 + (30 ÷ 50)0C.
Chú ý: Nhiệt độ tôi của thép hợp kim thường cao hơn thép Cacbon từ 20÷300C.
f. Chọn mơi trường làm nguội.
- Muốn việc tơi thép đạt kết quả tốt thì phải chọn mơi trường làm nguội có tốc độ nguội thỏa mãn điều kiện Vnguội ≥ Vth, thì lúc đó ta có γ + MT.
0,8 1,2 1,6 2,0
Khoảng nhiệt độ tôi
T T 0 C 600 700 800 900 1000 1100 1200 F 727 0 11470 F+P P P + XeIII F+γ S γ + XeII E γ A c m AC3 AC1
- Môi trường làm nguội phải đảm bảo ứng suất dư (бd) sinh ra cho sản phẩm nhỏ hơn tới hạn đàn hồi (бđh) của thép chế tạo sản phẩm đó để nó tránh bị cong vênh, nứt vỡ khi làm nguội.
- Thơng thường trong thực tế có hai môi trường làm nguội nhanh và chậm là nước và dầu, dựa trên nguyên tắc trên người ta chọn môi trường làm nguội cho các nhóm thép C và thép hợp kim như sau:
+ Nhóm thép C bản chất có Vth lớn thường được làm nguội trong mơi trường làm nguội nhanh là nước, nước pha muối, nước pha xút.
+ Nhóm thép hợp kim bản chất có Vth nhỏ, thường làm nguội trong môi trường làm nguội chậm hơn là dầu công nghiệp.
g. Các phương pháp tôi. Tôi trong một môi trường. Tôi trong một môi trường.
Chi tiết được làm nguội từ nhiệt độ tôi đến nhiệt độ thường trong một môi trường. Phương pháp này đơn giản nhưng dễ gây biến dạng chi tiết vì ứng suất nhiệt rất lớn. Do đó chỉ áp dụng cho những chi tiết ít quan trọng, đơn giản, tiết diện không thay đổi đáng kể.
Tôi trong hai môi trường.
Chi tiết được làm nguội từ nhiệt độ tôi bằng môi trường thứ nhất, thường mơi trường này có khả năng làm nguội nhanh hơn môi trường sau. phương pháp này hạn chế được ứng suất nhiệt giảm được cong vênh, nứt chi tiết.
Phương pháp này cho phép tôi những chi tiết phức tạp hơn. Tuy nhiên có nhược điểm là rất khó xác định thời điểm chuyển mơi trường.
Tôi đẳng nhiệt.
Chi tiết được làm nguội từ nhiệt độ tôi xuống khoảng có chuyển biến đẳng nhiệt tạo thành tổ chức bainit. Giữ vật tơi ở nhiệt độ ấy cho Ostenit chuyển hố thành bainit mà không cho vectơ nguội cắt đường Mđ. áp dụng tơi đẳng nhịêt cho những chi tiết cần có độ dai lớn.
Thời gian Thời gian γ γ o C A1 Mđ ? Mk Tôi một môi trường
Tôi hai môi
trường Tôi phân cấp Tôi đẳng nhiệt
γ M
Tôi phân cấp.
Vật tôi được làm nguội nhanh từ nhiệt độ tôi tới gần điểm Mđ. Giữ vật tôi ở nhiệt độ này một thời gian cần thiết để bên trong và bên ngồi có nhiệt độ tương đối đồng đều. Sau đó lại tiếp tục làm nguội xuống nhiệt độ thường. Làm như vậy vật tơi ít bị biến dạng do ứng suất nhiệt lớn sinh ra. Do đó có thể tơi những vật có hình dáng phức tạp đạt kết quả tốt. Môi trường tôi thứ hai thường là hỗn hợp muối được pha chế.
Tơi phun.
Hình thức này thay thùng nước làm nguội bằng cách phun nước. Dòng nước phun vào chi tiết có thể làm nguội nhanh hơn vì mơi trường tơi coi như khơng nóng lên, dịng nước phun phá vỡ màng hơi bám quanh chi tiết tôi, như vậy khả năng làm nguội nhanh hơn.
Tôi cục bộ.
Nhiều chi tiết lớn không cần tơi tồn bộ vì tốn năng lượng, năng suất thấp, người ta chỉ tôi những bộ phận cần tôi cứng để tăng bền và chống mài mịn.
Ví dụ: Như trục khuỷu của động cơ Điêzen chỉ cần tôi ở hai đầu trục và cổ biên.
Cách tôi là nung bộ phận cần tôi đến nhiệt độ cần tôi rồi phun nước làm nguội phần đó, ít khi dùng phương pháp nung toàn bộ chi tiết rồi mới làm nguội bộ phận cần tôi.
Tôi bề mặt.
Những chi tiết cần có bề mặt cứng để chống mài mịn, bên trong phải dẻo để chịu va đập người ta nung nóng nhanh mặt ngồi tới nhiệt độ cần thiết rồi làm nguội nhanh ngay. Như vậy bên ngoài sẽ trở nên cứng, bên trong khơng có sự biến đổi nên vẫn giữ được độ dẻo dai.
Thường nung nóng theo hai cách:
-Tôi bằng ngọn lửa:
Là phương pháp dùng ngọn lửa oxy - axêtylen có nhiệt độ khoảng 3000 – 32000C cho tiếp xúc với mặt ngoài của chi tiết. Mặt ngồi của vật được nung nóng lên nhiệt độ cần thiết, tiếp theo ngọn lửa người ta bố trí một vịi nước tưới ngay vào chỗ đã được nung nóng.