Fe-C
Điểm tới hạn là nhiệt độ khỉ nung nóng hoặc làm nguội đến đó, kim loại bắt đầu hoặc kết thúc sự chuyển biến pha.
3.4.1 Khi nung nóng và làm nguội rất chậm
Giản đồ trạng thái Fe-C được xây dựng bằng thực nghiệm, được xây dựng trong điều kiện nung nóng hay làm nguội chậm.
A1=PK=727°C. A3=GS=910-727°C. Am=ES=1147-727°C.
Gọi là các điểm tới hạn trong giản đồ trạng thái Fe-C.
3.4.2 Khi nung nóng thực tế (có thêm chữ “c”)
Nhiệt độ ln cao hơn các nhiệt độ tới hạn.
4,-4 = at;,
Ă-3 — ^3 = ^c3
A - A = AT1
^cm 'in -L cm
trong đó: A^; AZỊ3; &íciìl gọi là độ q nung.
Độ q nung phụ thuộc tốc độ nung. Tốc độ nung càng lớn, độ quá nung càng lớn.
3.4.3 Khi làm nguội thực tế (có thêm chữ “r”)
Nhiệt độ ln thấp hơn nhiệt độ tới hạn. 4 - 4. = at;,
^3 — A 3 = ATr3
A - Acm rem r rcm = AT
trong đó ATrl; ATr3; ỉ±Trcm gọi là độ quá nguội.
Độ quá nguội phụ thuộc vào tốc độ nguội. Tốc độ nguội càng lớn, độ quá nguội càng lớn.
3.4.4 Một số điếm tói hạn của thép
- Điểm tới hạn là điểm ứng với nhiệt độ bắt đầu hoặc kết thúc sự chuyển biến pha trong kim loại hay trong họp kim.
- A1 = 727°c ứng với đường PSK là nhiệt độ chuyển biến cùng tích: auxtenit peclit khi làm nguội và từ peclit auxtenit khi làm nóng.
- A3 = 911-4727°c ứng với đường GS là nhiệt độ bắt đầu tiết ra ferit từ auxtenit khi làm nguội hoặc kết thúc hồ tan ferit vào auxtenit khi nung nóng.
- Am = 1147 -4727°c ứng với đường ES là nhiệt độ bắt đầu tiết ra Xêll từ auxtenit khi làm nguội hoặc kết thúc hồ tan Xell vào auxtenit khi nung nóng.
Vật Liệu Học Lâm Hồng Cảm
- Nhiệt độ tới hạn khi nung nóng thêm chữ “c” và làm nguội thêm chữ “r”. Ví dụ: A1 Aci : nung nóng lên t°Ai
A1 Ari: làm nguội xuống t° A1
a. Đối vói thép trước cùng tích: khi nung nóng:
- 1° < 727°C: khơng có sự chuyển hóa pha.
- Aci = 727°C: peclic Auxtenit (ứng với điển a).
- Aci < t° < Ac3 : tinh thể Ferit sẽ hòa tan trong Auxtenit. - 1° = Ac3 : sự hòa tan kết thúc tạo thành Auxtenit (vị trí a).
b. Đối vói thép cùng tích: khi nung đến nhiệt độ = Aci (727°C) ứng với
điểm s, peclit sẽ chuyển thẳng sang Aux. Lúc này các điểm tới hạn Aci và Ac3 trùng nhau.
c. Đối vói thép sau cùng tích: khi nung nóng:
- Đến t° = 727°c (vị trí b) peclit chuyển sang auxtenit. - Aci < t° < Acm : Xementit hòa tan vào auxtenit.
- 1° = Acm (vị trí bl): kết thúc hịa tan và tạo thành auxtenit.
Hiểu rõ ý nghĩa các điểm tới hạn trên giản đồ, sẽ giải quyết được 1 số vấn đề trong công nghệ nhiệt luyện, gia cơng áp lực...
CÂU HỎI ƠN TẬP
1. Trình bày định nghĩa, mơ tả cấu tạo và công dụng của giản đồ trạng thái? 2. Vẽ giản đồ và trình bày đặc điểm giản đồ trạng thái của hợp kim tạo dung dịch rắn hịa tan có hạn (giản đồ loại II)?
3. Mô tả đường trên giản đồ trạng thái Fe-C. Từ đặc điểm các đường trên giải thích lý do: trong cơng nghệ chế tạo phôi thường dùng phương pháp gia công áp lực đối với thép và phương pháp đúc đối với gang?
4. Trình bày tính chất các tổ chức 1 pha trên giản đồ trạng thái Fe-C. Từ đặc điểm các tổ chức 1 pha trên giải thích lý do: trong cơng nghệ chế tạo phôi thường dùng phương pháp gia công áp lực đối với thép và phương pháp đúc đối với gang?
5. Ferit và Auxtennit pha nào có tính dẻo cao hơn? Giải thích lí do? 6. Trình bày đặc điểm các loại thép và gang trên giản đồ trạng thái Fe-C? 7. Xác định các chế độ nhiệt cho các phương pháp đúc, hàn, rèn của thép có hàm lượng 0,8%C trên giản đồ trạng thái Fe-C?
Chương 4 THÉP
MỤC TIÊU
Học xong chương 4, sinh viên có khả năng:
- Định nghĩa được thép và trình bày được ảnh hưởng của các nguyên tố tạp chất: Mn, Si, p, s có trong thép.
- Phân loại được thép.
- Đọc được ký hiệu và trình bày được tỉnh chất, công dụng các loại thép carbon và thép hợp kim.
- Chọn lựa được được phôi thép phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm.
NỘI DUNG
Thép là họp kim giữa sắt và cacbon với hàm lượng c < 2.14%. Ngồi ra cịn một số ngun tố tạp chất khác như: Mn, Si, p, s...
- s là ngun tố có hại vì tạo cùng tinh (Fe+FeS) có nhịêt độ nóng chảy ở
988°c. Cùng tinh này bị nóng chảy khi nung nóng thỏi thép đúc ở nhiệt độ (1100-F 1200)°C để cán, làm thép bị vỡ dọc theo phương cán. s làm thép bị dịn nóng. Hàm lượng s <0.05%.
- p là ngun tố có hại vì tạo Fe3P (Photphit sắt) là một pha gây dòn ở nhiệt
độ thường, p làm thép dòn nguội. Hàm lượng p < 0.05%.
- Mn có nồng độ nhỏ hơn (0.5 0.8)%, là nguyên tố có lợi, Mn có tác dụng:
+ Làm tăng độ bền pha F do tạo dung dịch rắn thay thế trong Fe a . + Khử oxy (mức độ khử yếu)
Fe2O3 + Mh-> Fe + MnOt (Xỉ)
+ Khử tác hại của s do làm mất cùng tinh (Fe+FeS)
FeS + Mn Fe + MnS; MnS có nhiệt độ nóng chảy ở 1620°C.
- Si có nồng độ < (0.5 + 0.6)% là nguyên tố có lợi:
+ Làm tăng ơb và tăng đáng kể độ cứng của Ferit. + Khử oxy mạnh: Fe2O3 + Si -> Fe + SiO2 T (Xỉ)
- Các nguyên tố kim loại có nồng độ nhỏ do có sẵn ở trong quặng sắt, là những nguyên tố có lợi, khơng phải khử nó.
- Các nguyên tố khí: 02; H2; N2 ... đều là nguyên tố có hại, cần khử bỏ triệt để.