Vat lieu co khi 5 nhiet luyenthep

2
• I. Khái niệm về nhiệt luyện thép:
1. Khái niệm:
2. Đặc điểm:
3. Tác dụng của nhiệt luyện trong chế tạo cơ khí:
4. Các yếu tố đặc trưng cho nhiệt luyện:
• II. Các phương pháp nhiệt luyện cơ bản:
1. Ủ
2. Thường hóa
3. Tôi
4. Ram
Chương 5: Nhiệt luyện thép

3
1. Khái niệm: Nhiệt luyện là công nghệ nung nóng kim loại,
hợp kim đến nhiệt độ xác định, giữ nhiệt tại đó trong một
thời gian thích hợp rồi sau đó làm nguội với tốc độ quy
định để làm thay đổi tổ chức, do đó nhận được cơ tính và
tính chất khác theo ý muốn.
2. Đặc điểm:
Không làm nóng chảy( khác với đúc, hàn)
Không làm biến dạng sản phẩm thép (khác với cắt gọt, biến
dạng dẻo(rèn, dập))
Kết quả của nhiệt luyện được đánh giá bằng thay đổi tổ
chức tế vi và cơ tính.
I. Khái niệm về nhiệt luyện

4
3. Tác dụng của nhiệt luyện trong chế tạo cơ khí:
a. Làm tăng độ cứng, độ bền và tính chống mài mòn của thép.
Phát huy triệt để các tiềm năng của vật liệu về cơ tính: bền
hơn, cứng hơn mà vẫn đảm bảo về độ dẻo, độ dai  do đó giảm
nhẹ kết cấu, tăng tuổi thọ…(độ bền, đô cứng tăng lên 3-6 lần, tăng
khả năng làm việc và chống mài mòn của chi tiết máy.).
b. Cải thiện tính công nghệ:
- Để phù hợp với điều kiện gia công: cần đủ mềm để dễ cắt, cần dẻo
để dễ biến dạng..
- Phương pháp nhiệt luyện thường là ủ và thường hóa( được gọi là
nhiệt luyện sơ bộ).

5
4. Các yếu tố đặc trưng cho nhiệt luyện:
Quá trình nhiệt luyện được đặc trưng bằng ba thông số quan
trọng sau đây:
Nhiệt độ nung nóng Tn: nhiệt độ cao nhất mà quá trình phải đạt
đến.
Thời gian giữ nhiệt tgn: thời gian cần
thiết duy trì kim loại ở nhiệt nung.
Tốc độ nguội Vnguội: là độ giảm nhiệt
độ sau thời gian giữ nhiệt.

6
 Các chỉ tiêu đánh giá sau nhiệt luyện:
 Độ cứng: là chỉ tiêu quan trọng qua đó biết được độ bền,
độ dẻo,độ dai (kiểm tra100% sản phẩm).
Tổ chức tế vi: bao gồm cấu tạo pha, kích thước hạt, chiếu
sâu lớp hóa bền,các vết nứt….là chỉ tiêu gốc, cơ bản
nhất.(kiểm tra theo định kỳ và tỉ lệ vì mất thời gian).
 Độ cong vênh, biến dạng, nứt: ( phạm vi cho phép)

7
Định nghĩa
• Ủ thép là phương pháp nung nóng thép đến
nhiệt độ nhất định, giữ nhiệt thời gian rồi làm
nguội chậm (cùng lò) với tốc độ < 2000/1h để đạt
được tổ chức cân bằng, với độ cứng thấp nhất, độ
dẻo cao nhất.
1. Ủ thép

8
Mục đích
- Làm giảm độ cứng của thép để phù hợp gia
công cắt gọt.
- Làm tăng độ dẻo để dễ gia công áp lực.
- Khử ứng suất bên trong sau các nguyên công
gia công cơ khí, đúc, hàn.
- Làm đồng đều về nồng độ trong thép.
- Làm nhỏ hạt thép.
Ví dụ: chế tạo ụ dao máy tiện
1. Ủ thép

9
Ủ không có chuyển biến pha:
Ủ non và ủ kết tinh lại
1. Ủ thép - Các phương pháp ủ

10
Ủ không có chuyển biến pha (tt):
+ Nhiệt độ ủ thấp hơn A1, nghĩa là không có sự chuyển
biến peclit thành austenit.
a. Ủ thấp(ủ non): là phương pháp ủ tiến hành ở t0 (200-
600)0C, nhằm làm giảm hay khử ứng suất dư bên trong
của vật đúc hay các sản phẩm thép qua gia công áp
lực.
b. Ủ kết tinh lại: Nhiệt độ ủ kết tinh lại cho các loại
thép cácbon là 600 - 700oC (thấp hơn Ac1). Khử biến
cứng sau biến dạng dẻo.
 Khác với ủ thấp thì ủ kết tinh lại làm giảm độ cứng và
thay đổi kích thước hạt.

11
Phương pháp ủ có chuyển biến pha
- Là các phương pháp ủ có nhiệt độ cao hơn
A1, có xảy ra chuyển biến peclit thành austenit.
a. Ủ hoàn toàn
b. Ủ không hoàn toàn và ủ cầu hoá.
c. Ủ khuếch tán
d. Ủ đẳng nhiệt

12
Phương pháp ủ có chuyển biến pha (tt)
a. Ủ hoàn toàn:
- Là phương pháp ủ phải nung nóng thép tới trạng thái
hoàn toàn austenit, chỉ áp dụng cho thép trước cùng
tích và cùng tích
- Nhiệt độ ủ t0= Ac3 + (20-30)oC
Mục đích:
 Làm giảm độ cứng của thép
có (%C>0.3%) để phù hợp gia
công cắt gọt.
Làm tăng độ dẻo của thép
có (%C<0.3%) để phù hợp cho
gia công áp lực (dập nguội)

13
b. Ủ không hoàn toàn và ủ cầu hoá
- Là phương pháp ủ nung nóng thép tới trạng thái
chưa hoàn toàn là austenite (Ac1< to< Acm). áp dụng
cho thép sau cùng tích để làm giảm độ cứng đến
mức có thể cắt gọt được.
- Nhiệt độ ủ
t0 = Ac1 + (20-30)oC
 750 - 770oC.
Ủ không hoàn toàn

14
 Ủ cầu hoá:
• Là một dạng đặc biệt của ủ không hoàn toàn, trong đó nhiệt
độ nung dao động tuần hoàn trên dưới Ac1. Biến Xe tấm
thành Xe dạng đa diện (cầu, hạt).
• T: là 1 chu kỳ,
phải thực hiện ≥ (2-3)T.
• Thời gian giữ nhiệt
khoảng 5 phút.

15
c. Ủ khuếch tán:
Là phương pháp nung nóng thép lên đến nhiệt độ rất
cao(1000-1180)0C và giữ nhiệt độ trong nhiều giờ(10-15)h,
để làm tăng khả năng khuếch tán, làm đồng đều thành phần hóa
học trong toàn bộ thể tích của thép.
- Nhược điểm: sau ủ sẽ tạo ra hạt quá lớn, phải qua biến
dạng dẻo hoặc ủ hoàn toàn để làm nhỏ hạt.
d. Ủ đẳng nhiệt
- Là cách nung thép tới nhiệt độ ủ, giữ nhiệt rồi làm nguội
nhanh xuống dưới Ac1 khoảng (50-100)oC tuỳ theo yêu cầu
về tổ chức nhận được, giữ lâu nhiệt độ đó trong lò để
austenit phân hoá thành hỗn hợp ferit-xêmentit.

16
Ủ không hoàn toàn

17
Định nghĩa: Thường hóa là phương pháp nhiệt luyện
bao gồm nung nóng thép đến trạng thái hoàn toàn là
austenit (cao hơn Ac3 hay Acm), giữ nhiệt rồi làm
nguội trong không khí tĩnh để austenit phân hóa thành
tổ chức gần ổn định.
2. Thường hóa thép

18
* Nhiệt độ thường hóa:
- Đối với thép trước cùng tích và cùng tích:
T0
th = AC3+ (20-30)oC.
- Đối với thép sau cùng tích:
T0
th = Accm+ (20-30)oC.
* Mục đích:
- Thép có độ cứng cao hơn, độ dẻo thấp hơn so với ủ 
để phù hợp cho gia công cắt gọt.
- Làm nhỏ hạt thép( do nguội nhanh hơn ủ)
- Làm mất lưới XeII của thép sau cùng tích vì cơ tính rất
xấu.
2. Thường hóa thép

19
- Tôi thép là phương pháp nhiệt luyện nung thép đến
nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tới hạn (Ac1) để làm xuất hiện
Austenit, giữ nhiệt rồi làm nguội nhanh để biến nó thành
Mactenxit hay các tổ chức không ổn định khác có độ
cứng cao.
* Định nghĩa:
3. Tôi thép
* Mục đích:
- Tăng độ bền, tăng khả năng
chịu tải của chi tiết.

20
Tổ chức không ổn định

21
3.1. Chọn nhiệt độ tôi thép
* Đối với thép trước cùng tích và cùng tích (0,8%C)
+ T0
t = Ac3 + (30500C) tạo ra trạng thái hoàn toàn ;
+ Tổ chức đạt được là sau tôi là M +  dư + ƯS dư;
+ Tôi hoàn toàn?;
a, Đối với thép Cacbon
* Đối với thép sau cùng tích (0,9%C)
+ T0
t = Ac1 + (30500C) để tạo ra trạng thái ( + XeII);
+ Tổ chức đạt được là sau tôi là M + XeII +  dư+ ƯS dư;
+ Tôi không hoàn toàn?

22
* Đối với thép hợp kim thấp (tổng lượng hợp kim 
2,5%)
+ T0
t = T0
t của thép cacbon tương đương +
(10200C) .
b, Đối với thép hợp kim
* Đối với thép hợp kim trung bình và cao (tổng lượng
hợp kim  2,5%)
+ Tra theo sổ tay nhiệt luyện đối với từng mác thép
cụ thể .
3.1. Chọn nhiệt độ tôi thép

23
3.2 Tốc độ tôi tới hạn và độ thấm tôi
- Là tốc độ nguội nhỏ nhất cần thiết để có chuyển biến 
→ M, mà không tạo ra X,T, BT, BD .
a, Tốc độ tôi tới hạn
- Tốc độ tôi tới hạn Vth
nhỏ thì thép càng dễ
tôi.
- V1<V2<V3<V4<Vth<Vn

24
CHAPTER 5. APPLICATIONS AND PROCESSING OF METAL ALLOYS
Thermal Processing of Metals – T-T-T curve
Time-Temperature-
Transformation
Curve
(T-T-T curve)

25
Thermal Processing of Metals
Time-Temperature-
Transformation
Curve
(T-T-T curve)

26

272
c)
time (s)
10 10
3
10
5
10
-1
400
600
800
T(°C)
Austenite (stable)
200
P
B
TE
A
A
M + A
M + A
0%
50%
90%
a)b)
Heat Treatments
a) Annealing
• Forms Pearlite
b) Quenching
• Forms Martensite
c) Tempering
Martensite
• Tempers toward
Spheroidite

282
 (FCC)  (BCC) + Fe3C
Martensite Formation
slow cooling
tempering
quench
M (BCT)
Martensite (M) – single phase
– has body centered tetragonal (BCT)
crystal structure
Diffusionless transformation BCT if C0 > 0.15 wt% C
BCT  few slip planes  hard, brittle
Austenite Ferrite + Cementite = Pearlite
Tempered Martensite

292
A heat treatment applied to martensite to reduce brittleness,
increase toughness, and relieve stresses
 Treatment involves heating and soaking at a temperature below
the eutectoid for about one hour, followed by slow cooling
 Results in precipitation of very fine carbide particles from the
martensite iron-carbon solution, gradually transforming the crystal
structure from BCT to BCC
Tempering Martensite

30
- Độ thấm tôi là chiều dày lớp được tôi cứng có tổ chức M;
b, Độ thấm tôi
- chiều dày thấm tôi
+ Lớp tôi càng dày
thì sức chịu tải của chi
tiết càng tăng;
+ Lựa chọn mác
thép phù hợp theo tiết
diện và chế độ chịu tải.
* Ý nghĩa của độ thấm tôi
- Biểu thị khả năng hoá bền của thép bằng nhiệt
luyện (tôi + ram):

31
3.3 Các phương pháp tôi thép
* Theo nhiệt độ: (mục 2)
+ Tôi hoàn toàn;
+ Tôi không hoàn toàn.
* Theo tiết diện nung nóng:
+ Tôi thể tích;
+ Tôi bộ phận (tôi bề mặt).
* Theo phương thức làm nguội:
+ Tôi trong một môi trường(a);
+ Tôi trong hai môi trường(b);
+ Tôi phân cấp(c);
+ Tôi đẳng nhiệt(d).

32
+ Tôi trong một môi trường (a).
- Là phương pháp tôi đơn giản nhất và thường dùng,
được nhúng vào một môi trường làm nguội cho đến khi
nguội hẳn.
Áp dụng cho các chi tiết có hình dáng đơn giản làm
bằng thép hợp kim và thép
Cacbon có %C thấp và trung bình.
Ưu: đơn giản, dễ thực hiện.
Khuyết: do nguội nhanh trong vùng
chuyển biến mactenxit  ứng suất
sinh ra lớn tang nguy cơ phá hủy.

33
+ Tôi trong hai môi trường(b)
- Qua nước rồi qua dầu;
- Đầu tiên cho nguội ở môi trường 1, tới gần nhiệt độ
chuyển biến mactenxit thì chuyển sang môi trường 2,
nguội tới nhiệt độ thường.
- Ít xảy ra cong vênh, hoặc nứt
và giảm được ứng suất nhiệt;
- Khó xác định thời điểm
chuyển chi tiết sang môi
trường thứ hai;
- Áp dụng cho thép Cacbon
cao, năng suất thấp.

34
+ Tôi phân cấp (c)
- Môi trường tôi là muối nóng chảy, có T0>Mđ của thép
(50-100)oC.
- Thép được làm nguội và giữ đẳng nhiệt để đồng đều
trên toàn tiết diện, sau đó nhấc ra làm nguội trong
không khí, chuyển biến M xảy
ra trong không khí.
- Cho độ cứng cao, ứng suất
dư nhỏ, ít bị biến dạng, năng
suất thấp, áp dụng cho thép
có Vth nhỏ;

35
+ Tôi đẳng nhiệt (d)
- Môi trường tôi là muối nóng chảy, như tôi
phân cấp.
- Thời gian giữ nhiệt lâu để As F+Xe nhỏ
mịn, có độ cứng cao, độ dai tốt.
- Sau tôi không phải ram,
năng suất thấp. Nên ít sử dụng.

36
+ Tôi bộ phận
- Một số chi tiết chỉ cần một số bộ phận cần độ cứng
cao, còn các phần khác chỉ cần mềm, do đó người ta
chỉ cần tôi bộ phận.
Gồm hai cách:
- Nung nóng bộ phận cần tôi, rồi làm nguội toàn bộ
hay làm nguội bộ phận;
- Nung nóng toàn bộ rồi làm nguội bộ phận.
thường áp dụng cho các dụng cụ cầm tay: đục, búa,…

37
4.1. Định nghĩa và mục đích
- Ram là phương pháp nhiệt luyện nung nóng thép đã qua tôi
đến nhiệt độ thấp hơn Ac1 giữ nhiệt để Mactenxit và Austenit dư
phân hoá thành các tổ chức có cơ tính phù hợp rồi làm nguội .
a, Định nghĩa
b, Mục đích
- Làm giảm ứng suất bên trong để không gây ra nứt, cong
vênh, gẫy và hư hỏng chi tiết khi làm việc;
- Biến tổ chức Mactenxit và Austenit dư thành các tổ chức khác
có cơ tính thích hợp với điều kiện làm việc của chi tiết.
4. Ram thép

38
4.2. Các phương pháp ram thép
- Là phương pháp Ram ở nhiệt độ 150  2500C
tổ chức nhận là Mactenxit ram.
Đặc điểm:
+ Ứng suất bên trong giảm;
+ Làm tăng tính dẻo, dai của chi tiết;
+ Độ cứng giảm rất ít;
+ Áp dụng cho các loại dao cắt, dập nguội, chi
tiết sau khi thấm cacbon,…
a, Ram thấp

39
- Là phương pháp Ram ở nhiệt độ 300 4500C tổ
chức nhận là Troxtit ram.
Đặc điểm:
+ Ứng suất bên trong được khử bỏ hoàn toàn;
+ Làm tăng tính dẻo, dai của chi tiết;
+ Độ cứng giảm đi nhiều;
+ Áp dụng cho các chi tiết như lò xo, nhíp, khuôn
rèn, khuôn dập nóng…cần độ cứng tương đối cao
và đàn hồi tốt.
b, Ram trung bình

40
c, Ram cao
- Là phương pháp Ram ở nhiệt độ 500  6500C
tổ chức nhận là Xoocbit ram.
Đặc điểm:
+ Tạo cơ tính tổng hợp cao, độ bền, độ dẻo, độ
dai đều cao;
+ Độ cứng giảm mạnh;
+ Áp dụng cho các chi tiết chịu tải trọng động và
tĩnh lớn như thanh truyền, bánh răng trục,…

41
Tổ chức sau RAM
Tôi ở 930°C, thép 0.5 %C, 600X
Mactenxit ram
Trustit ram Xoocbit ram
Mactenxit tôi

42
CÁC KHUYẾT TẬT XẢY RA KHI NHIỆT LUYỆN
1. Biến dạng và nứt
- Nguyên nhân: là do ứng suất bên trong gây ra khi làm nguội
nhanh trong quá trình tôi.
+ Nếu bên trong  b  nứt, vỡ;
+ Nếu bên trong  0,2  cong vênh, biến dạng.
a, Nguyên nhân và tác hại
b, Các biện pháp ngăn ngừa và khắc phục
- Nung nóng và làm nguội với tốc độ hợp lý;
- Nên dùng tôi phân cấp, hạ nhiệt trước khi tôi;
- Các chi tiết mỏng phải tôi trong khuôn ép;
- Các chi tiết bị biến dạng có thể đem nắn, ép nóng hoặc nguội.

43
2. Ôxy hoá và thoát cacbon
- Ôxy hoá là hiện tượng tạo nên vảy ôxyt sắt.
- Thoát cacbon là hiện tượng cacbon lớp bề mặt bị giảm đi.
a, Nguyên nhân và tác hại
- Do trong môi trường nung có chứa các thành phần gây ôxy hoá
Fe và C như: O2, CO2, hơi nước,…
- Ôxy hoá làm hụt kích thước, xấu bề mặt chi tiết;
- Thoát cacbon làm giảm độ cứng khi tôi.
b, Các biện pháp ngăn ngừa và khắc phục
- Nung trong môi trường có khí bảo vệ khí trung tính như N2,
Ar2 hoặc nung nóng trong chân không để giảm oxy hóa và thoát
cacbon
- Khắc phục bằng cách tăng lương dư khi gia công, thấm lại
cacbon.

44
3. Độ cứng không đạt
- Là hiện tượng độ cứng cao hoặc thấp hơn so với độ cứng
mà thép có thể đạt được tương ứng với loại thép và phương
pháp nhiệt luyện đó .
a, Độ cứng cao
- Khi ủ và thường hoá thép hợp kim, do tốc độ nguội quá lớn.
Độ cứng cao hơn quy định sẽ khó cắt gọt và khó biến dạng dẻo
tiếp theo.
b, Độ cứng thấp
- Sau tôi, độ cứng đạt được thấp hơn yêu cầu của mác thép.
+ Thiếu nhiệt;
+ Làm nguội chưa đủ nhanh;
+ Thoát cacbon bề mặt.

Vat lieu co khi 5 nhiet luyenthep

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Similar a Vat lieu co khi 5 nhiet luyenthep

Similar a Vat lieu co khi 5 nhiet luyenthep (20)

Vat lieu co khi 5 nhiet luyenthep