f. Mòn do nhiệt
3.1. Sơ lƣợc về thép hợp kim
Thép hợp kim là loại thép mà ngoài sắt, cacbon và các tạp chất ra, người ta còn cố ý đưa vào các nguyên tố đặc biệt với một lượng nhất định để làm thay đổi tổ chức và tính chất của thép cho hợp với yêu cầu sử dụng. Các nguyên tố được dựa vào một cách cố ý như vậy được gọi là nguyên tố hợp kim. Các nguyên tố hợp kim thường gặp là:Cr, Ni, Mn, Si,W, V, Mo, Ti, Nb, Zr, Cu, B, N…và ranh giới về lượng để phân biệt tạp chất và nguyên tố hợp kim là như sau: Mn: 0,8 - 1,0%; Si:0,5-0,8%; Cr:0,2-0,8%; Ni:0,2-0,6%;W:0,1-0,6%; Mo; 0,05-0,2%; Ti, V, Nb, Zr, Cu>0,1%; B>0,002%.
Ví dụ: Thép chứa 0,7% Mn vẫn chỉ được coi là thép cacbon (nghĩa là Mn vẫn chỉ là tạp chất), chỉ khi lượng Mn≥1,0% mới đươc coi là thép hợp kim. Trong khi đó chỉ cần có≥0,1%Ti (hoặc V, Cu, Zr…) đã được coi là thép hợp kim.
Trong thép hợp kim, lượng chứa các tạp chất có hại như P.S và các khí oxy, hyđro, nitơ là rất thấp so với thép cacbon. Do việc khử tạp chất triệt để hơn và nhất là do phải cho vào các nguyên tố hợp kim, nên nói chung thép hợp kim đắt tiền hơn so với thép cacbon nhưng bù lại, thép hợp kim có những đặc điểm nổi trội hơn hẳn so với thép cacbon, hay nói khác đi, mục đích của việc hợp kim hóa như sau:
Về cơ tính: Thép hợp kim nói chung có độ bền cao hơn hẳn so với thép cacbon, thể hiện đặc điểm rõ ràng sau khi nhiệt luyện (tôi và ram), do độ
Luận v ăn t ốt nghi ệp th ạc sĩ kỹ thu ật 63 Chuyên n g à nh: Cô ng n ghệ CTM
thấm tôi của thép hợp kim được cải thiện rất nhiều so với thép cacbon, thép hợp kim càng cao, ưu việt này càng rõ. Tuy nhiên cần thấy rằng:
Ở trạng thái khơng nhiệt luyện, ví dụ: trạng thái ủ, độ bền của thép hợp kim không cao hơn nhiều so với thép cacbon.
Sau nhiệt luyện, thép hợp kim có thể đạt được độ bền rất cao, nhưng cùng với sự tăng độ bền, độ dẻo và độ dai lại giảm đi, do vậy phải chú ý tới mối quan hệ này để xác định cơ tính thích hợp.
Cùng với sự tăng mức độ hợp kim hóa, tính cơng nghệ của thép sẽ xấu đi. Về tính chịu nhiệt (tính cứng nóng và tính bền nóng): Thép cacbon có độ
cứng cao sau khi tôi, nhưng không giữ được khi làm việc ở nhiệt độ cao hơn 200ºC, do mectenxit bị phân hủy và xêmentit kết tụ. Nhiệt độ cao hơn, thép bị biến dạng do hiện tượng dão và bị oxy hóa mạnh… Các nguyên tố hợp kim cản trở khả năng khuếch tán của cacbon, làm mactenxit phân hóa và cacbit kết tụ ở nhiệt độ cao hơn, vì thế nó giữ đươc độ cứng cao của trang thái tơi và tính chống dão tới 600ºC, tính chống sự oxy hóa tới 800-1000ºC. Dĩ nhiên muốn đạt được trạng thái này, thép cần được hợp kim hóa bởi một số lượng tương đối cao. Ưu việt này của thép hợp kim được ứng dụng trong thép dụng cụ và thép bền nóng.
Về các tính chất vật lý và hóa học đặc biệt: Như đã biết, thép cacbon bị gỉ trong khơng khí, bị ăn mịn mạnh trong các mơi trường axit, bazơ và muối… Nhờ hợp kim hóa mà có thể tạo ra thép khơng gỉ, thép có tính giãn nở và đàn hồi đặc biệt, thép có từ tính cao và thép khơng có từ tính….Trong những trường hợp như vậy, phải dùng những loại thép hợp kim đặc biệt, với thành phần được khống chế chặt chẽ (và dĩ nhiên là đắt tiền).
Như vậy có thể nói rằng, nguyên tố hợp kim có tác dụng rất tốt, thép hợp kim là vật liệu không thể thiếu được trong chế tạo máy, dụng cụ, thiết bị nhiệt điện, cơng nghiệp hóa học…. Nó thường được làm các chi tiết quan trọng nhất trong điều kiện làm việc nặng, chịu mài mòn, va đập.
Luận v ăn t ốt nghi ệp th ạc sĩ kỹ thu ật 64 Chuyên n g à nh: Cô ng n ghệ CTM