Với các loại thép hợp kim, khi nung độ dẫn nhiệt thay đổi tùy theo thành phần và kim loại chứa trong thép. Thép chứa nhiều crôm, niken, thì độ dẫn nhiệt tăng dần khi nhiệt độ tăng. Độ dẫn nhiệt của thép cán lớn hơn thép đúc, vì thép đúc xốp, không mịn như thép rèn hay cán. Kim loại có độ dẫn nhiệt càng lớn thì nung càng nhanh. Đối với thép có tiết diện lớn đặc biệt là thép cacbon cao, thép hợp kim cao, vì độ dần nhiệt kém nên phải nung thép từ từ để thép không nứt.
Trang 1BẬC 5/7
Câu hỏi 1: Ảnh hưởng của các nguyên tố tạp chất đến tính chất của thép cácbon?
Đáp án câu 1:
Thép các bon là hợp kim của Fe và C theo quy ước có hàm lượng %C < 2.14
% Ngoài ra còn một số nguyên tố khác mà tỷ lệ % nhỏ hơn giới hạn quy định, gọi
là tạp chất
Các nguyên tố tạp chất ảnh hưởng đến tính chất của thép :
- Silic và mangan : Tỷ lệ những chất này tăng thì thép tăng thêm sức bền và
độ cứng Riêng silic làm tăng tính đàn hồi của thép, làm cho thép có độ thấm từ cao Mangan có tác dụng làm cho thép tăng tính chịu mài mòn
- Phốt pho: Phốt pho có trong thép là do lẫn từ quặng vào, khi luyện không
khử hết được Phốt pho làm cho sức bền và độ cứng của thép tăng , nâng cao tính lưu động của thép, nhưng lại làm cho thép trở nên giòn, chịu va đập kém, do đó thép có nhiều phốt pho thì không thể biến dạng nguội được
- Lưu huỳnh: Lưu huỳnh làm cho thép giảm sức bền và nảy sinh ra hiện
tượng giòn, nóng, vì lưu huỳnh có nhiệt độ chảy rất thấp, khi vào thép lưu huỳnh kết hợp với Fe thành một hợp chất có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn 5 lần trong nền thép, bao quanh các mạng tinh thể thép, khi rèn mới nung lên nhiệt độ 9000C đến
10000C hợp chất đó đã chảy, dưới tác dụng của lực các tinh thể sẽ trượt lên nhau gây vỡ nứt lưu huỳnh là tạp chất rất có hại tỷ lệ không quá 0,05%
- Các tạp chất khác như Cr, Ni, Mo, Cu…có tác dụng tốt đối với cơ tính thép:
nâng cao độ cứng và độ bền (có thể làm giảm một phần độ dẻo), thường là Cr, Ni,
Cu mỗi thứ ≤ 0,2%; W, Mo, Ti, V, mỗi thứ ≤ 0,1
- Ảnh hưởng của tạp chất khí: Tạp chất khí trong thép làm giảm độ dẻo, độ
dai của thép Lượng khí trong thép phụ thuộc nhiều vào phương pháp nấu luyện, song nói chung hàm lượng khí thường rất nhỏ (vài phần vạn tới vài phần chục vạn), việc xác định hàm lượng khí rất khó khăn, cho nên thông thường khâu kiểm tra tạp chất khí được bỏ qua, chính vì vậy tạp chất khí được gọi là tạp chất ẩn
Câu hỏi 2: Nêu các hiên tượng xảy ra khi nung kim loại?
Trả lời:
Nung kim loại là một khâu rất quan trọng trong quá trình rèn và dập nóng Có nung đúng qui trình mới bảo đảm được chất lượng vật rèn, nêu nung không đúng qui trinh thì không những giảm chất lượng, vật rèn mà còn làm hỏng kim loại ngay trong quá trình nung, đặc biệt là với thép hợp kim cao.
1 Thay đổi độ dẻo.
Khi nung kim loại đến nhiệt độ rèn thì độ dẻọ tăng độ cứng và độ bền giảm.
Với các loại thép cacbon và thép hợp kim thấp và trung bính khi nung từ 200
÷1100 o C độ đẻo tang một ít và chậm; từ 200 o C đến 600 oC thì độ deo giảm dần ở nhiệt độ khoảng 500 o C đến 550 o C thi thép giòn dễ gẫy, người ta gọi nhiệt độ này là vùng giòn Khi nung quá 600 oC thì độ dẻo tăng rất nhanh.
Với các loại thép cacbon cao và thép hợp kim cao thì độ dẻo giảm cho đến
Trang 2700 - 800 o C; quá nhiệt độ 850 o C, độ dẻo tăng rất nhanh.
2 Thay đổi độ dẫn nhiệt.
Với các loại thép cacbon, độ dẫn nhiệt giảm khi nhiệt độ tăng tới 800o C đến 850 o C, quá nhiệt độ này độ dẫn nhiệt có tăng nhưng rất ít.
Với các loại thép hợp kim, khi nung độ dẫn nhiệt thay đổi tùy theo thành phần và kim loại chứa trong thép Thép chứa nhiều crôm, niken, thì độ dẫn nhiệt tăng dần khi nhiệt độ tăng.
Độ dẫn nhiệt của thép cán lớn hơn thép đúc, vì thép đúc xốp, không mịn như thép rèn hay cán
Kim loại có độ dẫn nhiệt càng lớn thì nung càng nhanh Đối với thép có tiết diện lớn đặc biệt là thép cacbon cao, thép hợp kim cao, vì độ dần nhiệt kém nên phải nung thép từ từ để thép không nứt.
3 Sự oxi hóa.
Khi nung kim loại, do các phản ứng hóạ học giữa kim loại với ôxi và các hợp chất củạ nó tạo thành lớp vẩy oxít.
Khi nung thép thành phần chủ yếu của vẩy oxít là oxítsắt Ở nhiệt độ cao vẩy oxit gồm ba lớp khác nhau, lớp bên ngoài rất mỏng là oxit sắt ba Fe 2 O 3chiếm khoảng 2% toàn bộ bề dày; lớp giữa oxit sắt hỗn tạp Fe3 0 4 khoảng 18% bề dày; còn lại bên trong là oxít sắt hai FeO.
Trong quá trình nung, khi lớp ngoài tạo thành lớp FeO thì lớp này sẽ lấy oxy của lớp trong Fe 3 0 4 làm cho lớp trong trở thànhFeO.
Lượng oxit phụ thuộc vào lượng 02 và các hợp chất của nó ỏ’trong lò như hơi nước H 2 0, khi cacbonic C0 2 , S0 2 ; phụ thuộc vào nhiệt độ của lò; nhiệt độ càng cao thì oxít càng nhiều, thời gian nung càng kéo dài nhất là ở nhiệt độ cao, thì oxi hóa càng lớn, ngoài ra còn phụ thuộc vào thành phần các hợp k im chứa trong thép, ví dụ cacbon, crôm, niken chứa trong tbép càng nhiều thì càng giảm oxit hóa bề mặt của kim loại bị nung; bề mặt kim loại bị nung càng lớn thì oxít hóa càng nhiều.
Lớp vẩy oxit tạo thành do kh ông khi thừa và khí oxi hóa như 0 2 , C0 2 , H 2 0 và S0 2 , có màu xám óng ánh; dễ đánh sạch khỏi kim loại, mặt kim loại trơn nhẵn.
Lớp vẩy oxit tạo thành do khí khử oxi như H 2 và C0 2 thj màu đen, khó đánh khỏi bề mặt, nên bề mặt tạo nên những vết nhám.
Để giảm bớt lượng vẩy oxit kim loại, cần giảm oxi và hợp chất của nó ở trong lò, giảm thời gian giữ kim loại ở nhiệt độ cao hoặc cho thêm khi khử oxi hay khí trung hòa như nitơ vào.
Người thợ phải dùng nhiều biện pháp để giảm bớt sự oxi hóa kim loại: khi rèn và dập không để vẩy nằm sâu vào vật rèn; không để vẩy rơi vào khuôn phá hỏng lòng khuôn.
Khi nung các loại thép quá 900 o C , không được để quá lâu trong lò và không quá nhiệt độ qui định.
Cho phôi vào lò vừa đủ rèn, không cho quá nhiều, cứ lấy một phôi ra rèn lại thêm một phôi vào lò nung.
Phải điều chỉnh gió để không thừa không khí, không nên đốt than ẩm ướt để hơi nước bay vào lò.
Sàn lò nên xây bằng gạch mannhê - crôm để sàn được khô ráo các vẩy oxi, khó hợp với gạch tạo thành nước xi quấn vào phôi.
4 Mất cacbon
Mất cacbon trên bề mặt thép khi nung là kết quả của phản ứng oxi hóa giữa cacbon cửa thép với 02 , C0 2 và H 2 0 trong lò, làm cho bề mặt của thép mất dần cacbon, thép có hàm lượng cacbon càng cao càng dễ mất và mất nhiều Các hợp kim trong thép như crôm dễ làm cho thép mất cacbon, mangan giữ cacbon cho thép, còn silic, niken, vonfram thi không có ảnh hưởng gì
Trang 3Quá trình thoát cacbon bắt đầu ở nhiệt độ 800 - 850°C và chậm lại rất nhanh khi xuất hiện lóp oxit bao bọc thanh thép
Vì vậy trong quá trình rèn, sự thoát caobon xảy ra nhiều khi phôi phải nung nhiều lần và khi nung để nắn và hiêu chỉnh vật rèn, khi chưa xuất hiện hoặc đang xuất hiện lớp oxit.
Mất cacbon trên bề mặt làm cho thép giảm độ cứng, nhiệt luyện không đạt yêu cầu đặc biệt là thép dụng cụ Thường thường lớp thoát cacbon sâu 2 - 3mm, vì thế cần phải để lượng dư gia công cơ 2 - 3mm để lấy hết lớp thoát cacbon khi cần thiết.
5 Quá lửa.
Khi nung thép quá nhiệt độ tới hạn nhất là ở nhiệt độ cao và càng giữ lâu ở nhiệt độ đó hạt
càng to người ta gọi là quá lửa Bẻ gẫy thỏi thép quá lửa, ta thấy hạt to có màu mờ Thép quá lửa có độ dẻo kém, độ va đập rất thấp, khi bị biến dạng sẽ bị nứt, vì vậy thép quá lửa khi rèn dập sẽ bị nứt, nhất là ở các góc.
Ta có thể khắc phục được thép quá lửa bằng cách ủ non, loại quá lửa nhiều phải ủ từ 2 - 6 lần.
Đối với các loại thép khác nhau, nhiệt độ làm cho hạt thép to cũng khác nhau:
Thép cacbonkết cấu có hàm lượng cacbon đến 0,4% - 1300°C
Thép cacbon kết cấii có hàm lượng cacbon quá 0,4% -1150°C
6 Cháy
Nếu nung thép ở nhiệt độ cao thì sự oxy hóa xảy ra không những trên bề mặt mà còn ở giữa các màng tinh thể Hiện tượng này phá hoại sự liên kết giữa các giữa các hạt tinh thể Thép bị cháy rất giòn nên không dùng được; khi rèn nếu bị cháy ’ thì chặt
bỏ hẳn góc đó, nếu cháy toàn bộ thì bỏ hẳn.
Nhiệt độ cháy của một số thép như sau:
7 Nung chưa đạt hay không đều.
Thép cacbon cao và thép hợp kim cao có độ dẫn nhiệt kém, nếu cho vào lò loại thép này với kích thước lớn khi lò ở nhiệt độ cao và nung với tốc độ nhanh, có thể làm cho thép bị nứt ngay trong thời gian nung.
Các loại thép kích thước lớn nếu nung không đủ thòi gian tính toán sẽ làm cho vùng giữa chưa ngấu đều; nếu nung ở lò hở mà trở phôi không đều sẽ làm cho phôi chỗ nhiệt độ cao, chỗ nhiệt độ thấp, khi rèn kim loại sẽ bị nứt bên trong
Câu hỏi 3: Những nhân tố ảnh hưởng đến quá trình nhiệt luyện ?
Đáp án câu 3:
- Thành phần hóa học: Có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình nhiệt luyện, trong
đó chủ yếu là tỷ lệ Cacbon Thép càng nhiều Cacbon thì càng tôi được độ cứng cao, nhưng cũng dễ sinh ra vỡ, nứt, ít Cacbon thì khó tôi hơn Ngoài ra tỷ lệ nguyên tố khác trong thép cũng có ảnh hưởng đến quá trình nhiệt luyện
- Tốc độ nung: Khi nung phải từ từ để cho kim loại kịp giãn nở đều đặn từ
ngoài vào trong Nếu nung nhanh quá thì giãn nở không đều dễ sinh cong vênh, vỡ nứt Cho nên khi nung thép có tỷ lệ cácbon cao và thép hợp kim, tốc độ nung phải chậm vì những loại này dẫn nhiệt kém
- Nhiệt độ nung: phải thích hợp với từng loại thép, nung cao quá hạt thép sẽ
lớn, thép giòn, cơ tính kém Nung thấp quá thì chưa có chuyển biến tổ chức nên cũng chưa thay đổi được cơ tính
Trang 4- Thời gian giữ nhiệt: phải vừa đủ để cân bằng nhiệt và chuyển biến tổ chức
xong Thời gian giữ nhiệt ngắn quá, tổ chức sẽ chưa chuyển biến kịp, cơ tính kém, ngược lại để lâu quá thì hạt sẽ to, cơ tính cũng giảm, mặt khác chi tiết sẽ bị ôxi hóa thành cácbon làm hao hụt kích thước
- Tốc độ nguội: Là yếu tố quan trọng nhất, quyết định kết quả quá trình nhiệt
luyện, đặc biệt là đối với phương pháp tôi vì tốc độ nguội khác nhau sẽ cho ta những tổ chức khác nhau, có cơ tính khác nhau Có thể nói, độ cứng sau khi nhiệt luyện hoàn toàn phụ thuộc tốc độ nguội Tốc độ nguội lại phụ thuộc vào nhiệt độ
và tính truyền nhiệt của chất làm nguội
Câu 5: Trình bày phương pháp tính toán thời gian nung phôi rèn trên lò có ngọn lửa.
Trả lời:
Tính thời gian nung phôi hay đậu trong lò có ngọn lửa theo công thức:
Trong đó Z - thời gian nung từ 20° đến 1200°C (h);
K1 - hệ số phụ thuộc vào loại thép:
+ Đối với thép cacbon dưới 0,4%c, K 1 = 10;
+ Đối với thép hợp kim, K 1 = 20;
K2 - hệ số phụ thuộc vào cách xếp phôi trong lò.
D - Đường kính hay cạnh nhỏ nhất của phôi (m).
α - Hệ số hình dạng
Thời gian nung Z có thề chia làm hai giai đoạn: giai đoạn thứ nhất Z2 nung từ lúc phôi nguội đến nhiệt độ tới hạn
(khoảng 850°C) và giai đoạn thứ hai Z 2 nung từ nhiệt độ tới hạn tới nhiệt độ bắt đầu rèn.
Z 1 = Z 2 = 0,5Z
Đối với thép hợp kim:
1 3
Z =Z = Z
Đối với phôi phải nung hai hay ba lần thì các lần thứ hai và thứ ba tính theo Z 2
Hệ số K 2 lấy theo cách xếp phôi trong lò
Trang 5d 2d 0.5d
1 1.4
4 2.2 2 1.5
1 1 2 1.4 1.3 1
0.5d
d
Hệ số hình dạng α phụ thuộc vào tỉ số giữa chiều dài phôi nung với kích thước ở tiết diện nhỏ nhất
l
D
l D
1
Câu hỏi 6: Tính thời gian nung thỏi thép sau:
Thỏi thép C30 có đường kính 160mm dài 320mm, phôi xếp trong lò thỏi nọ tiếp xúc với thỏi kia.
Trả lời:
Thời gian nung thép tính theo công thức Z = × × α K1 K2 × ×D D
320
2 160
l
D = = do đó α = 0,98;
Đối với thép cạcbon K1 = 10,
Tra bảng K 2 = 2
Điền các trị số đã tính vào công thức ta được: Z= 0,98x10x2x0,16x0,4 = 1,255h
Trang 6BẬC 7/7
Trả lời :
Ram là quá trình nung nóng vật đã tôi lên đến nhiệt độ không quá AC1 (theo giản đồ trạng thái Fe-C) để mactenxit và ostenit dư phân hóa thành các tổ chức thích hợp phù hợp với điều kiện làm việc của chi tiết rồi làm nguội nhanh hoặc từ
từ Nhiệt độ ram thường từ 1500C-6500C tùy theo yêu cầu độ cứng của từng loại chi tiết
Mục đích của phương pháp ram:
- Làm giảm hoặc mất ứng suất bên trong.
- Biến tổ chức mactenxit và ostenit dư thành các tổ chức khác có độ dẻo dai
cao hơn, nhưng độ cứng và độ bền phù hợp với điều kiện làm việc của chi tiết
- Trong một số trường hợp ram còn nhằm mục đích cải thiện tính gia công cắt
gọt
Các cách ram :
+ Ram thấp: (150 - 250)oC
Gồm nung nóng thép đã tôi trong khoảng (150 - 250)oC tổ chức đạt được là Mactenxit ram Khi ram thấp độ cứng hầu như không thay đổi hoặc rất ít, ứng suất bên trong giảm chút ít áp dụng cho các chi tiết yêu cầu độ cứng cao, các chi tiết sau thấm cacbon cũng như các chi tiết cần độ cứng, tính chống mài mòn cao
+ Ram trung bình: (300 - 450)oC
Gồm nung nóng thép đã tôi trong khoảng (300 - 450)oC, tổ chức đạt được là Trustit ram Khi ram trung bình độ cứng có giảm nhưng vẫn còn khá cao, ứng suất bên trong giảm mạnh, giới hạn đàn hồi đạt giá trị cao nhất, độ dẻo, độ dai tăng lên Thường áp dụng cho các chi tiết đàn hồi
+ Ram cao: ( 500 - 650 )oC
Gồm nung nóng thép đã tôi trong khoảng (500 - 650)oC, tổ chức đạt được là Xoocbit ram Khi ram cao độ cứng của thép tôi giảm mạnh, ứng suất bên trong bị khử bỏ, độ bền giảm đi còn độ dẻo, độ dai thì tăng lên mạnh Dùng cho các chi tiết yêu cầu cơ tính tổng hợp cao Phương pháp này còn gọi là nhiệt luyện hóa tốt
Trang 7Câu hỏi 2: Nêu những hư hỏng sau khi tôi, nguyên nhân và cách đề phòng sửa chữa?
Trả lời :
- Không đủ độ cứng : 2 nguyên nhân
o Nung chưa tới nhiệt độ cần thiết
o Thời gian giữ nhiệt chưa đủ nên chuyển biến tổ chức chưa xong
Sửa chữa : Phải đem tôi lại, trước khi tôi lại phải ủ để khử nội lực do quá trình tôi trước sinh ra
- Quá nhiệt – cháy: Quá nhiệt là nung qua nhiệt độ cần thiết qúa cao (nhưng
chưa đến nhiệt độ chảy) Vì nhiệt độ cao nên hạt thép lớn, cơ tính kém (cứng nhưng rất giòn) Nếu vật đã bị quá nhiệt thì phải tôi lại, trước khi tôi lại phải ủ nhỏ hạt Vật đã bị cháy thì không dùng được nữa
- Cong vênh và nứt: Đây là hiện tượng khó tránh do nội lực sinh ra trong
quá trình tôi Phương pháp đề phòng :
+ Có thể giảm cong vênh bằng cách tôi đẳng nhiệt hoặc tôi phân đoạn
+ Với các vật mỏng khi nhúng vào chất làm nguội phải nhúng thẳng góc để tránh co dãn không đều, sinh ra nội lực làm cong vênh
+ Những vật có góc thì khi tôi có thể đắp 1 lớp cách nhiệt vào chỗ gãy góc để giảm tác dụng tôi ở chỗ đó (vì nứt hay sinh ra ở những chỗ tiết diện thay đổi đột ngột)
Những vật bị cong vênh thì có thể ram và nắn lại
- Hình thành điểm mềm (độ cứng không đều trên mặt chi tiết ).
Nguyên nhân :
+ Mặt ngoài bị bẩn ( tại những chỗ đó khi nguội tốc độ bị chậm nên độ cứng thấp )
+ Có hiện tượng kết tinh không đồng nhất
+ Do cặp kìm (tại đó nhiệt đó nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tới hạn AC1)
Cách đề phòng sửa chữa: Phải làm thật sạch các chi tiết hoặc ủ đồng nhất hóa trước khi tôi
Trả lời :
Định nghĩa: Tôi là nguyên công nung nóng thép đến nhiệt độ cần thiết, giữ nhiệt một thời gian rồi cho nguội nhanh trong môi trường (dầu, nước, dung dịch hóa chất…)
Mục đích của phương pháp tôi:
- Nâng cao độ cứng và tính chống mài mòn của thép, do đó kéo dài được
thời hạn làm việc của các chi tiết chịu mài mòn
- Nâng cao độ bền do đó nâng cao được sức chịu tải của các chi tiết máy.
Các hình thức tôi: Theo nhiệt độ tôi ta chia ra tôi hoàn toàn và tôi không hoàn toàn Theo diện tích nung nong ta chia ra tôi thể tích hay tôi bề mặt
Trang 8* Tôi thể tích: Nhằm mục đích đạt độ cứng đồng đều từ ngoài vào trung tâm chi ti ết, và được chia ra:
+ Tôi 1 môi trường: Nung chi tiết lên nhiệt độ cần thiết, giữ ở nhiệt độ đó một thời gian cho cân bằng nhiệt và chuyển biến tổ chức, rồi cho nguội trong nước hoặc dầu Hình thức tôi này tỷ lệ phế phẩm cao nên chỉ dùng cho các chi tiết đơn giản
+ Tôi hai môi trường: Nung chi tiết lên nhiệt độ cần thiết, giữ ở nhiệt độ đó một thời gian cho cân bằng nhiệt và chuyển biến tổ chức, cho chi tiết làm nguội trong trong môi trường có tốc độ nguội nhanh thường là nước hoặc dung dịch NaCl đến khoảng 250-3000C thì chuyển sang môi trường có tốc độ nguội chậm hơn
+ Tôi đẳng nhiệt: Đặc điểm của phương pháp này là không làm nguội nhanh tới nhiệt độ bình thường mà chỉ làm nguội nhanh tới nhiệt độ bắt đầu xuất hiện Mactenxit (200-2500C) rồi giữ nhiệt độ cho đến khi tổ chức hoàn toàn chuyển biến thành Mactenxit thì cho nguội ngoài không khí Ưu điểm của phương pháp này là
ít sinh ra nội lực nên vật tôi ít bị cong vênh, nứt nhưng chỉ dùng cho các chi tiết nhỏ bằng thép cácbon
+ Tôi phân đoạn: Chi tiết được lần lượt tôi trong hai môi trường khác nhau có thể tôi các chi tiết phức tạp bằng thép cácbon Đầu tiên tôi ở trong nước cho hạ xuống nhiệt độ khoảng 200-3000C, sau đó cho vào dầu hoặc ngoài không khí, tốc độ nguội sẽ chậm hơn làm cho sự chuyển biến của Mactenxit được từ từ, ít gây ra nội ứng lực
Ưu điểm : Cơ tính vật liệu tốt, vật ít bị cong vênh nứt, nhưng khó khống chế nhiệt độ khi chuyển từ chất làm nguội này sang chất làm nguội khác
* Tôi bề mặt: Là nung nóng nhanh mặt ngoài của chi tiết tới nhiệt độ cần thiết rồi cho nguội nhanh ngay Như vậy, bên ngoài sẽ trở nên cứng, nhưng bên trong thì vì chưa có sự biến đổi tổ chức nên vẫn giữ được dẻo dai Phương pháp này dùng cho những trường hợp chi tiết đòi hỏi mặt ngoài phải cứng để chịu mài mòn, đồng thời bên trong phải dẻo dai để chịu va chạm như trục cơ, ắc piston, bánh răng
Tùy theo cách nung nóng mà người ta chia tôi mặt ngoài ra :
+ Tôi bằng ngọn lửa
+ Tôi tần số cao
Câu hỏi 4 : Tính bền nóng là gì ? Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền nóng?
Trả lời :
Tính bền nóng là khả năng của kim loại chịu được tải trọng cơ học ở nhiệt độ cao hay nói cách khác là giữ được độ bền ở nhiệt độ cao
Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tính bền nóng trong thực tế người ta thường quan tâm đến các yếu tố sau:
- Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ kết tinh lại:
+ Nhiệt độ nóng chảy càng cao thì độ bền nóng càng cao
+ Nhiệt độ kết tinh lại càng cao thì độ bền nóng càng cao
- Tổ chức của hợp kim:
Trang 9+ Để hồn thành quá trình kết tinh lại các nguyên tử phải dịch chuyển tức là phải cĩ quá trình tự khuyếch tán Tổ chức nào cĩ hệ số tự khuyếch tán cao hơn thì
độ bền nĩng cao hơn (thép Ostenit cĩ độ bền nĩng cao hơn thép peclit)
+ Tổ chức cĩ các pha càng ổn định và càng phân tán thì độ bền nĩng càng cao
- Độ lớn của hạt: Tổ chức hạt càng bé thì tính bền nĩng càng kém.
- Hợp kim hĩa: Các nguyên tố hợp kim cĩ tác dụng nâng cao nhiệt độ kết tinh
lại của dung dịch rắn và tạo nên các pha hĩa bền phân tán, đều làm tăng tính bền nĩng
Đáp án câu 5 :
Nung nĩng là cơng việc đầu tiên của nhiệt luyện, phụ thuộc vào thành phần cácbon và nhiệt độ nung nĩng trong thép sẽ cĩ chuyển biến khác nhau Nhưng cĩ
1 chuyển biến chung là : chuyển biến Peclit Ostenit
Cơ sở để xác định chuyển biến về tổ chức khi nung nĩng thép là giản đồ trạng thái Fe – C
600 700 800 1000 1200
1 2.14 3 4 5
%C
727
Giản đồ trạng thái sắt - cácbon
1400 1600
P+XeII
G
S
D B
F
K 1147
a + γ
γ +XeII
γ +XeII+( γ+ Xe) ( γ +Xe)+XeI
L+XeI L
γ
L+ γ
L+ a
a + γ
P+ a
a P
AH
N J
A 1
A3
A cm
a+XeIII
Khi nung nĩng đến nhiệt độ AC1, thành phần peclit sẽ chuyển biến Ostenit
[ Fe + Fe3C ] 0,8%C Fe7(C)0,8%C Thép cùng tích với tổ chức là peclit sau phản ứng này cĩ tổ chức hồn tồn là ostenit Khi nung nĩng khơng cịn xảy ra chuyển biến nào nữa
Cịn thép sau (và trước) cùng tích ở nhiệt độ cao hơn AC1 ngồi ostenit vẫn cịn xementit II ( và ferit)
Khi nhiệt độ đạt AC3 và ACm thì Xementit II và ferit được hịa tan hết vào ostenit
Khi nung nĩng thép lên quá đường GSE, mọi thép đều cĩ tổ chức là ostenit
Trang 10Chuyển biến trên chỉ đúng với tốc độ nung nóng vô cùng bé Với tốc độ nung nóng thực tế thì nhiệt độ tại đó xảy ra chuyển biến luôn cao hơn 7270C
Khi tốc độ nung nóng càng cao, chuyển biến peclit thành ostenit xảy ra ở nhiệt độ AC1 càng cao và với thời gian càng ngắn
Nói chung để hoàn thành các chuyển biến quy định, khi nhiệt luyện bao giờ cũng phải nung nóng quá nhiệt độ tới hạn tương ứng khoảng 20-500C
Câu 6: Trình bày phương pháp tính toán thời gian nung phôi rèn trên lò có ngọn lửa.
Trả lời:
Tính thời gian nung phôi hay đậu trong lò có ngọn lửa theo công thức:
Trong đó Z - thời gian nung từ 20° đến 1200°C (h);
K1 - hệ số phụ thuộc vào loại thép:
+ Đối với thép cacbon dưới 0,4%c, K 1 = 10;
+ Đối với thép hợp kim, K 1 = 20;
K2 - hệ số phụ thuộc vào cách xếp phôi trong lò.
D - Đường kính hay cạnh nhỏ nhất của phôi (m).
α - Hệ số hình dạng
Thời gian nung Z có thề chia làm hai giai đoạn: giai đoạn thứ nhất Z2 nung từ lúc phôi nguội đến nhiệt độ tới hạn
(khoảng 850°C) và giai đoạn thứ hai Z 2 nung từ nhiệt độ tới hạn tới nhiệt độ bắt đầu rèn.
Z 1 = Z 2 = 0,5Z
Đối với thép hợp kim:
1 3
Z =Z = Z
Đối với phôi phải nung hai hay ba lần thì các lần thứ hai và thứ ba tính theo Z 2
Hệ số K2 lấy theo cách xếp phôi trong lò