Theo nội dung thí nghiệm, kết quả sản phẩm sau nhiệt luyện được đánh giá bằng?
Bài viết này cần thêm chú thích nguồn gốc để kiểm chứng thông tin. Mời bạn giúp hoàn thiện bài viết này bằng cách bổ sung chú thích tới các nguồn đáng tin cậy. Các nội dung không có nguồn có thể bị nghi ngờ và xóa bỏ. Nhiệt luyện là một phương pháp tác động nhiệt độ lên vật chất nhằm làm thay đổi vi cấu trúc chất rắn, đôi khi tác động làm thay đổi thành phần hóa học, đặc tính của vật liệu. Chủ yếu của ứng dụng nhiệt luyện là thuộc về ngành luyện kim. Nhiệt luyện cũng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, ví dụ như ngành sản xuất thủy tinh. Quá trình nhiệt luyện bao gồm sự nung nóng hoặc làm nguội với mức độ chênh lệch đáng kể, hoặc xử lý nhiệt theo một thời gian biểu nhằm mục đích làm mềm hay làm cứng vật liệu, cũng như tạo ra sự cứng hay mềm khác nhau trên cùng một vật liệu, ví dụ như tôi bề mặt, vật liệu chỉ cứng ở bề mặt (chống mài mòn) nhưng lại dẻo dai ở phần bên trong (chịu va đập cũng như chịu uốn rất tốt).
Nhiệt luyện đòi hỏi một quy trình chặt chẽ và có kiểm soát thời gian và tốc độ trao đổi nhiệt trên vật liệu. Nhiều quốc gia tiên tiến chưa công bố và còn bí mật một số công nghệ nhiệt luyện - yếu tố tạo ra một vật liệu có giá thành hạ nhưng tính năng sử dụng rất cao. Ví dụ, với một chi tiết trục động cơ, người ta sử dụng vật liệu thép hợp kim thấp (giá thành rẻ), sau công đoạn nhiệt luyện ram, thấm vật liệu có bề mặt cứng chịu được bài mòn cao, nhưng thân trục lại chịu được chấn động và chịu uốn khá lớn, chi tiết được bán với giá rất cao.
Bản chất của nhiệt luyện kim loại là làm thay đổi tính chất thông qua biến đổi tổ chức của vật liệu. Một quy trình nhiệt luyện bao gồm 3 giai đoạn: Nung, giữ nhiệt, làm nguội. Khi nung, tổ chức vật liệu sẽ thay đổi theo nhiệt độ, tuỳ thời điểm nâng, hạ nhiệt với các tốc độ khác nhau mà nhiệt luyện với các phương pháp khác nhau sẽ cho ra tính chất vật liệu mong muốn.
Để làm thay đổi mạnh hơn nữa các tính chất của kim loại và hợp kim, người ta còn kết hợp đồng thời các tác dụng của biến dạng dẻo và nhiệt luyện hay tác dụng hoá học và nhiệt luyện. Như vậy Nhiệt luyện (nói chung) bao gồm ba loại: Nhiệt luyện đơn giản, Cơ nhiệt luyện, Hoá nhiệt luyện.
Ở thể loại Nhiệt luyện đơn giản bao gồm các hình thức:
Ủ loại 1 hay ủ không chuyển biến pha là quá trình nhiệt luyện tiến hành ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tới hạn, sau đó làm nguội cùng lò. Dạng nhiệt luyện này không làm thay đổi mạng tinh thể mà chỉ khắc phục một phần hoặc hoàn toàn các sai lệch về mạng tinh thể.
Ủ có chuyển biến pha: Nung kim loại cao hơn nhiệt độ chuyển biến pha, giữ nhiệt rồi sau đó làm nguội chậm, làm kết tinh lại dẫn tới sự tạo thành pha mới làm nhỏ hạt tinh thể, đưa hợp kim về trạng thái cân bằng.
Là quá trình nhiệt luyện hợp kim gồm nung hợp kim lên tới nhiệt độ có trạng thái pha nhất định, giữ nhiệt rồi làm nguội đủ nhanh để quá trình khuếch tán không kịp xảy ra, kết quả nhận được tổ chức không cân bằng.
Thực hiện tôi trên bề mặt chi tiết hợp kim, thường sử dụng các lò tần số để chỉ nung phần mặt ngoài của chi tiết.
Các bánh răng, các trục...thường được tôi bề mặt để đảm bảo độ cứng bề mặt cao (để chống mài mòn), nhưng phần bên trong nó lại dẻo.
Ram là quá trình nhiệt luyện gồm nung kim loại đã được tôi đến nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ chuyển biến pha, đưa hợp kim về trạng thái cân bằng, do đó mà tổ chức không ổn định khi tôi sẽ được phân huỷ thành tổ chức ổn định hơn.
Cũng như ram, nhưng nếu quá trình phân huỷ dung dịch rắn quá bão hoà ở nhiệt độ phòng hay nhiệt độ không cao của các hợp kim trên cơ sở các kim loại không có chuyển biến thù hình thì được gọi là hoá già.
Lấy từ “https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Nhiệt_luyện&oldid=68762584”
Là nung nóng thép đến một nhiệt độ xác định, giữ nhiệt độ tại đó trong một thời gian thích hợp rồi sau đó làm nguội với tốc độ qui định để làm thay đổi tổ chức tế vi từ đó thay đổi cơ tính của thép theo ý muốn. Công dụng: sau khi nhiệt luyện thép có cơ tính rất cao.
b. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nhiệt luyệnBất kỳ một hình thức nhiệt luyện nào cũng bao gồm ba yếu tố quan trọng đó là: nhiệt độ nung, thời gian giữ nhiệt và tốc độ làm nguội từ nhiệt độ quy định đến nhiệt độ bình thường. Như vậy, trong nhiệt luyện có hai vấn đề quan trọng là nhiệt độ và thời gian. Trong quá trình nhiệt luyện nếu thay đổi nhiệt độ và thời gian thì cơ lý tính của chi tiết sẽ thay đổi rất nhiều. Ngoài ra còn phải kể đến tốc độ nung nóng, tốc độ làm nguội. Vì vậy chế độ nhiệt luyện nào cũng bao gồm các thông số sau:
c. Giản đồ trạng thái hợp kim sắt – Cacbon
v Tổ chức kim loại của hợp kim sắt cacbon.
Các loại dung dịch rắn của C hòa tan vào Fea, Feγ, Feδ bao gồm các loại sau: Ferit (ký hiệu Fe hay a):là dung dịch rắn xen kẽ của cacbon ở trong Fea (chủ yếu là xen kẽ vào vùng có sai lệch mạng), có mạng tinh thể lập phương thể tâm. Austenit (ký hiệu As hay g):là dung dịch rắn xen kẽ của cacbon trong Feg, có mạng lập phương diện tâm. Pha δ (ký hiệu δ):là dung dịch rắn của C hòa tan trong Feδ. Các loại dung dịch rắn kể trên nói chung đều có độ cứng thấp, độ bền và độ dẻo dai cao. Hợp chất hóa học xementit (ký hiệu Xe hay Fe3C): là hợp chất hóa học của sắt với cacbon – Fe3C tương ứng với đường thẳng đứng DFKL. Trong giản đồ trạng thái cần phải phân biệt 3 dạng của xementit. Xementit thứ nhất (XeI): là loại kết tinh từ dạng hợp kim lỏng được tạo thành trong các hợp kim chúa 4,3%Cvà ở nhiệt độ 1600 – 1147 0C Xementit hai (XeII): là loại được tiết ra từ dung dịch rắn austenit ở khoảng 1147 – 7270C. Xementit thứ 3 (XeIII): là loại được tiết ra từ dung dịch rắn ferit ở trong khoảng nhiệt độ thấp hơn 7270C. Các dạng xementit trên không khác nhau về bản chất pha, chỉ khác nhau về kích thước và sự phân bố do điều kiện tạo thành khác nhau. Xementit có kiểu mạng tinh thể phức tạp nên có độ cứng cao (hơn 700HB) và rất dòn.
v Điểm và các đường tới hạn nhiệt độ A1 = 7270C (đường PSK): là nhiệt độ tới hạn tại đó có chuyển biến giữa hai pha P → γ. Điểm nhiệt độ A1 được áp dụng cho tất cả các loại thép. A3 = 727 – 9110C (đường SG): là nhiệt độ tới hạn tại đó thép trước cùng tích có chuyển biến giữa hai pha α → γ. Acm = 727 – 11470C (đường SE): là nhiệt độ tới hạn tại đó thép sau cùng tích có chuyển biến giữa hai pha XeII → γ. v Công dụng của giản đồ trạng thái
4.1.2. Các phương pháp nhiệt luyệna. Ủ
Tùy theo yêu cầu kỹ thuật người ta áp dụng các phương pháp ủ sau: Ủ hoàn toànĐể đạt được độ hạt nhỏ mịn của thép, do đúc hay rèn quá nhiệt, do nhiệt luyện sai chế độ, hạt bị thô. Ta khắc phụ bằng cách ủ hoàn toàn. Chế độ ủ hoàn toàn được thực hiện như sau: chi tiết được nung nóng đến nhiệt độ A3 + (30 – 500C). (A3 là đường cong GS trên giản đồ trạng thái) . Ở nhiệt độ tới hạn A3 thép chuyển biến hoàn toàn sang austenit, ta giữ nhiệt độ đó trong khỏang thời gian nhất định. Sau đó làm nguội cùng lò đến 200 – 5000C. Rồi tiếp tục làm nguội ngoài trời. Ủ đẳng nhiệtĐể rút ngắn thời gian ủ người ta ủ đẳng nhiệt. Phương pháp này được tiến hành như sau: nung chi tiết đến nhiệt độ A3 + (20 – 300C). sau đó giữ nhiệt trong khỏang thời gian, rồi chi tiết được chuyển sang lò khác hoặc làm nguội ở nhiệt độ 680 – 7000C. Ở nhiệt 680 – 7000C chi tiết cần phải được giữ nhiệt trong khỏang 2 – 5 giờ. Tiếp đó làm nguội ngoài khí trời. Ủ để được xementit hạtPhương pháp này được sử dụng cho thép dụng cụ. Quá trình ủ làm thay đổi tổ chức tế từ xementit tấm thành xementit hạt, làm giảm độ cứng, tăng tính cắt gọt chi tiết. Ngoài ra còn làm giảm sự nứt, biến dạng trong khi tôi. Phương pháp này được tiến hành như sau: nung thép ở nhiệt độ A1 + (30 – 500C), giữ nhiệt từ 6 đến 8 giờ, giảm nhiệt với tốc độ từ 40 – 50 độ/giờ cùng với lò tới nhiệt độ 600 – 6500C, sau đó tiếp tục làm nguội ngoài khí trời. Ủ khử nội lực bên trong của thépSau khi đúc, hàn và cán thì bên trong chi tiết sẽ xuất hiện nội lực. Để giảm ứng suất gây nứt chi tiết người ta ủ khử ứng suất. Phương pháp ủ được tiến hành như sau: nung nhiệt độ tới 500 – 6000C, giữ trong thời gian nhất định, sau đó làm nguội chậm cùng lò. Để rút ngắn thời gian giữ nhiệt, trong sản xuất người ta thường tăng nhiệt độ ủ lên tới 650 – 6800C. Vậy nhiệt độ ủ khử nội lực dưới điểm tới hạn A1 (7300C). Ủ không hoàn toànỦ không hoàn toàn là nung nóng chi tiết lên nhiệt độ cao hơn đường GSK, giữ chi tiết và làm nguội. Mục đích tạo những hạt mới đồng đều. b. Thường hóa
c. Tôi thép– Tôi thép là phương pháp nung nóng thép lên cao quá nhiệt độ tới hạn để làm xuất hiện tổ chức Austenit giữ nhiệt rồi làm nguội nhanh thích hợp để austenit chuyển thành mactenxit hay các tổ chức không ổn định khác với độ cứng cao. – Mục đích của tôi thép là: Nâng cao độ cứng và tính chống mài mòn của thép. – Có hai hình thức tôi là: tôi xuyên tâm và tôi mặt ngoài. + Tôi xuyên tâm Chọn nhiệt độ để tôi thép theo thành phần cacbon trên giản đồ: Thép trước cùng tích: Thép sau cùng tích: Giữ nhiệt và làm nguội nhanh hợp lý (làm nguội trong nhiều môi trường khác nhau). Chi tiết cứng cả trong lẫn ngoài. Để đánh giá hiệu quả của các phương pháp tôi người ta đưa vào chỉ tiêu độ thấm tôi. + Tôi mặt ngoài Tôi mặt ngoài thực hiện bằng cách nung nhanh và làm nguội lớp mặt ngoài của chi tiết. Bề mặt chi tiết sau khi tôi có độ cứng cao còn phần lõi vẫn mềm và dẻo. Tôi mặt ngoài thường dùng để tôi bánh răng, các trục truyền động xoắn. Các phương pháp tôi mặt ngoài thường được sử dụng:
Nung nhanh chi tiết bằng ngọn lửa ôxy – axêtylen để bề mặt đạt đến nhiệt độ tới hạn A3 và làm nguội nhanh trong nước hay dung dịch hóa chất. d. Ram thépRam là phương pháp nhiệt luyện nung nóng thép đã tôi dưới các nhiệt độ nhiệt độ tới hạn (AC1), giữ nhiệt độ ở một thời gian và làm nguội. Nhằm để mactenxit và austenit dư phân hóa thành các tổ chức thách hợp phù hợp với điều kiện làm việc quy định. Mục đích của ram thép là làm giảm hoặc làm mất các ứng suất dư sau khi tôi đến mức cần thiết để đáp ứng điều kiện làm việc lâu dài của sản phẩm cơ khí mà vẫn duy trì cơ tính sau khi tôi. Có 3 cách ram:
|