Q trình ram thép C45 sau khi tơi gồm các giai đoạn sau :
- Pha thứ nhất trong quá trình ram: Nhiệt độ 150 - 200oC. Quá trình này xảy ra sự suy giảm nồng độ Mactenxit (Trong một số trường hợp nhiệt độ kết thúc lên đến 400 oC). Đây là quá trình xảy ra sự bão hịa Ferit và cacbide cịn được gọi là q trình ram nhiệt độ thấp Mactenxit.
- Nhiệt độ 100 - 350oC, q trình chuyển hóa Austenit bắt đầu hình thành Ferit và Xêmentit.
- Khi nhiệt độ quá 350oC thì xảy ra sự chuyển đổi Mactenxit thành các cấu trúc hạt mịn gọi là soocbit và trôxtit. Sự phát triển cấu trúc hạt mịn, sự ngưng tụ hạt Xêmentit, sự cầu hóa và sự hình thành các cấu trúc hạt nhỏ được gọi là sự cầu hóa tổ chức hạt Xêmentit trong Ferit.
- Nhiệt độ 600 - 700oC q trình ram chính thức. Khi nhiệt độ cao hơn 600 oC thì vẫn cịn xảy ra sự ngưng tụ hạt Xêmentit, sự cầu hóa Ferit.
- Tốc độ gia nhiệt cho phép 0,1 đến 100oC/s
3.1.3. Thông số tôi thép C45
Thông số tôi thép C45: - Nhiệt độ tôi: 850oC
- Môi chất làm nguội: Nước
- Tốc độ làm nguội: 200 - 250 oC/giây - Thời gian làm nguội: 0 - 2 giây
- Độ cứng trước khi tôi: 20 HRC (207 HB)
- Độ cứng đạt được sau khi tôi: 50 - 55 HRC (482 - 560 HB) [32] Thành phần tổ chức nhận được tương ứng với các tốc độ làm nguội làm nguội khác nhau khi tôi thép C45 theo đồ thị C-C-T như sau [33]
Hình 3.4: Đồ thị C-C-T (Continuous Cooling Transformation) và cấu trúc tổ chức
hạt của thép C45 nhận được sau khi tôi Từ đồ thị chuyển biến pha hình 3.4 ta nhận thấy:
- Để đạt được sự đồng nhất của tổ chức Mactenxit thì địi hỏi đường cong C-C-T của quá trình làm nguội không được cắt các đường cong chuyển pha Ac3, Ac1.
- Tốc độ làm nguội yêu cầu 200 - 250oC/giây sẽ đáp ứng tốt được yêu cầu chuyển biến pha Mactenxit.
- Khi nhiệt độ làm nguội xuống dưới mức 380oC thì quá trình chuyển pha Austenit sang Mactenxit bắt đầu.
- Với tốc độ làm nguội 5,5 - 94oC/giây thì sẽ hình thành các tổ chức Peclit và Bainit làm giảm độ cứng vật liệu.
- Khi quá trình làm nguội nhanh để hầu hết Austenit chuyển biến thành tổ chức Mactenxit thì độ cứng C45 đạt được trên 45 HRC như hình 3.5 dưới đây [34].
Hình 3.5: Đồ thị T-T-T (Temperature Time Transformation)_Sự tạo thành tổ chức
pha thép C45 và độ cứng đạt được trong q trình tơi
3.2. Thơng số nhiệt luyện thép SS400
3.2.1. Đặc tính thép SS400
Bảng 3.4: Thành phần hóa học thép SS400 Thành phần hóa Thành phần hóa học (Theo tỷ lệ %) C P S Si Mn Cr Mo Ni Cr + Mo + Ni <0,30 <0,05 <0,05 --- --- --- --- --- --- 3.2.2. Thông số tôi thép SS400 Thông số tôi thép SS400 [36]: - Nhiệt độ tôi: 900oC
- Môi chất làm nguội: Nước
- Tốc độ làm nguội: 200 - 250 oC/giây - Thời gian làm nguội: 0 - 2 giây
- Độ cứng trước khi tôi: Nhỏ hơn 20 HRC (207 HB)
- Độ cứng đạt được sau khi tôi: 45 - 50 HRC (421 - 482 HB)
3.3. Lý thuyết tôi cảm ứng từ CNC
3.3.1. Tổng quan phương pháp tôi cảm ứng từ bề mặt
Tôi bề mặt là phương pháp tôi bộ phận chi tiết, khi đó chỉ có lớp bề mặt chi tiết được tơi, cịn lõi bên trong khơng được tơi. Sau khi tơi chỉ có lớp bề mặt có tổ chức mactenxit, cịn những lớp bên trong có tổ chức xoocbit - peclit.
Có nhiều phương pháp tơi bề mặt, nhưng nói chung đều dựa trên nguyên lý nung nóng bề mặt thật nhanh với chiều sâu nhất định đến nhiệt độ tôi rồi làm nguội nhanh. Khi đó phần bề mặt được nung nóng và tơi, phần lõi khơng được nung nóng và khơng được tơi. Kết quả nhận được là bề mặt cứng, trong lõi dẻo.
Tôi bề mặt thông dụng nhất bằng phương pháp nung cảm ứng ở các lị cao tần. Một cách khác để nung có thể được dùng là nhiệt từ ngọn lửa axêtylen.
3.3.2. Tơi bề mặt nhờ nung nóng bằng cảm ứng điện từ
Khi một vật dẫn có dịng điện xoay chiều chạy qua thì xung quanh nó sẽ xuất hiện từ trường biến thiên. Nếu đặt trong từ trường này một chi tiết kim loại hay hợp kim thì do sự biến thiên của từ trường sẽ sinh ra một suất điện động cảm ứng và trong kim loại sẽ xuất hiện một dịng điện có cùng tần số cảm ứng.
Khi dùng dịng điện có tần số rất cao (tới hàng ngàn đến chục ngàn héc (Hz)) thì dịng điện trong chi tiết kim loại cũng sẽ có tần số cao tương ứng, do đó phát sinh nhiệt và kim loại được nung nóng.
Dịng điện cảm ứng xuất hiện và phân bố lớn nhất ở bề mặt lớp kim loại nên sự phát sinh nhiệt sẽ xuất hiện ở phần bên ngoài của chi tiết kim loại. Như vậy nhiệt độ vật kim loại sẽ nóng mạnh nhất từ ngồi và giảm dần vào phía trong, do đó nung cảm ứng ở các lị cao tần thường được sử dụng cho việc tơi bề mặt [27].
Chiều sâu lớp thấm tôi δ được xác định theo cơng thức sau:
δ=5030
× (cm)
Trong đó:
- là điện trở suất vật liệu (Ω.cm) - là độ từ thẩm tương đối vật liệu - f là tần số tôi cao tần