CHƯƠNG 2 CƠ SỞ KHOA HỌ CQ TRÌNH TƠI THÉP TRONG DUNG DỊCH POLYME
2.1. Mục đích tơi thép và yêu cầu của môi trường tô
Tơi là nung nóng thép đến trên nhiệt độ xuất hiện hoặc hoàn toàn austenit, sau khi giữ nhiệt chi tiết được làm nguội nhanh thích hợp để austenit chuyển biến thành mactenxit hay các tổ chức không ổn định khác có độ cứng và độ bền cao [3, 48].
Chất lượng của sản phẩm tôi phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: nhiệt độ nung, thời gian giữ nhiệt và tốc độ làm nguội. Trong đó tốc độ làm nguội là yếu tố quan trọng nhất được quyết định bởi môi trường làm nguội (thường gọi là môi trường tôi). Môi trường làm nguội cần phải có tốc độ nguội bằng hoặc lớn hơn tốc độ nguội tới hạn để khi làm nguội thép khơng chuyển sang tổ chức có độ cứng thấp như ferit, peclit hay bainit [3, 48]. Mặt khác, mơi trường tơi phải có tốc độ nguội đủ nhỏ để khơng gây ra ứng suất có thể dẫn đến biến dạng hoặc nứt vỡ chi tiết, nhất là trong vùng chuyển biến mactenxit.
Như vậy, mục đích của q trình tơi là bảo đảm đạt được u cầu về độ cứng ở bề mặt của chi tiết cũng như đạt được phân bố độ cứng thích hợp trên mặt cắt ngang của chi tiết. Đồng thời phải đảm bảo được sự biến dạng hay sự thay đổi kích thước của chi tiết trong giới hạn cho phép. Hai yêu cầu này dường như ngược với nhau, bởi vì để đạt được độ cứng cao hơn và chiều sâu lớp cứng lớn hơn thì mơi trường tơi phải có tốc độ nguội lớn, nhưng nếu tốc độ nguội lớn thì ứng suất nhiệt lớn làm tăng nguy cơ gây biến dạng, nứt vỡ chi tiết.
Do đó, việc lựa chọn ra một mơi trường tôi tối ưu là rất cần thiết đối với một loại vật liệu cụ thể có hình dáng và kích thước xác định. Mơi trường tơi được coi là lý tưởng khi đảm bảo các yêu cầu sau:
Có đường nguội càng giống với đường nguội lý tưởng (hình 2.1) càng tốt: Trên 650oC tốc độ chuyển biến austenit rất nhỏ nên có thể cho nguội chậm, nhưng thời gian không quá lâu. Trong khoảng nhiệt độ từ 400 600oC austenit kém ổn định nhất, cần phải được làm nguội nhanh để tránh sự phân hóa austenit thành peclit. Dưới 400oC austenit tương đối ổn định và sắp đến vùng chuyển biến mactenxit nên cần nguội chậm để tránh gây ra ứng suất lớn. Đây là yêu cầu không thể bỏ qua, đặc biệt là đối với loại thép và chi tiết có nguy cơ nứt và biến dạng lớn (thép cacbon cao, thép hợp kim, chi tiết với hình dạng phức tạp, tiết diện thay đổi đột ngột,…).
Hình 2.1 Đường nguội lý tưởng (nguồn: [49])
Ổn định trong suốt q trình tơi, ít bị phân hủy và oxy hóa nhiệt.
Dung dịch tơi khơng nên có phản ứng với bề mặt chi tiết.
Đảm bảo các tiêu chuẩn về độc hại đối với con người, môi trường tự nhiên và môi trường làm việc.
Các chất tồn dư của dung dịch tôi trên bề mặt chi tiết sau tôi phải dễ dàng được làm sạch bằng cách rửa hoặc cho bay hơi, ...
Giá thành thương mại thấp.