Bài giảng Cơ khí đại cương: Chương 3 - ĐH Bách Khoa Hà Nội

Bài giảng Cơ khí đại cương - Chương 3: Xử lý nhiệt kim loại. Chương này gồm có những nội dung chính sau: Nhiệt luyện kim loại, các phương pháp nhiệt luyện kim loại, hóa nhiệt luyện thép. Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm các nội dung chi tiết.

CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG

Next >> End Show << Contents >>

CHƯƠNG III

XỬ LÝ NHIỆT KIM LOẠI

XỬ LÝ NHIỆT KIM LOẠI - ?

? Cần những tính

chất gì ?

Cơ cấu truyền động

Cơ cấu truyền động

iii.1 NHIỆT LUYỆN KIM LOẠI

3.1.1 Định nghĩa, tính chất

 Là những quá trình công nghệ bao

gồm: nung nóng, giữ nhiệt và làm nguội

 thay đổi tổ chức (cấu trúc) và tính chất

của vật phẩm kim loại

Thay đổi cấu tạo mạng tinh thể

Cơ tính

Khả năng chịu mài

mòn Tuổi thọ Khử ứng suất dư

V.V…

- Một số kim loại hầu như không thay đổi

tính chất , một số thay đổi ít , một số khác lại

thay đổi nhiều hơn:

Thép ít C (< 0,3% C) : ít thay đổi khi nhiệt luyện

Thép C trung bình: Thay đổi tính chất khá rõ rệt

Thép dụng cụ: Thay đổi rõ rệt hẳn

Gi ữ nhiệt

iii.1 NHIỆT LUYỆN KIM LOẠI

3.1.1 Định nghĩa, tính chất

 Là những quá trình công nghệ bao

gồm: nung nóng, giữ nhiệt và làm nguội

 thay đổi tổ chức (cấu trúc) và tính chất

của vật phẩm kim loại

Ứng dụng cho:

 Các vật đúc,

 Bán thành phẩm,

 Liên kết hàn,

 Chi tiết máy,

 Dụng cụ,…

3.1.2 Phân loại

CÁC PHƯƠNG PHÁP NHIỆT LUYỆN KIM LOẠI

Nhiệt luyện sơ bộ Nhiệt luyện kết thúc

6,67%C

0

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

toC

A

C

B

F

K

E

S

P

G

911o

C

727o

C

1147oC

Lỏng + Xêmentit ( L+XeI ) Lỏng (L)

Ostenit (  )

Fe3C

 + Xê + Le

XeI + Le

P + Xê + Lê Xê + Lê

F +P

Giản đồ trạng thái Fe-Fe3C (Sắt-Cácbon)

A1

0,8 2,14 4,43

Q

iii.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP NHIỆT LUYỆN KIM LOẠI

3.2.1 Ủ

 L à quá trình nung nóng vật phẩm 

nhiệt độ phù hợp (tuỳ từng loại thép), giữ

ở nhiệt độ đó một thời gian  làm nguội

rất chậm (vài tiếng đồng hồ)

Gi ữ nhiệt

Kết quả:

- Làm giảm hoặc làm mất ứng suất dư

- Giảm độ bền của Kim loại và Hợp kim

- Tăng độ dẻo, dai, …

Nhiệt độ nung phụ thuộc vào:

- Thành phần của hợp kim,

- Phương pháp ủ

Tốc độ làm nguội: Nhỏ (30 ~ 200oC/giờ)

Ứng dụng:

Do việc làm nguội các sản phẩm của quá trình Đúc, Cán và Rèn thường không đồng đều ở các lớp chiều dày  Bề mặt thường cứng hơn  Khó gia công cắt gọt

Cần phải Ủ để giảm độ cứng lớp bề mặt, đồng đều hoá cơ tính

Làm nguội được tiến hành trong lò

iii.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP NHIỆT LUYỆN KIM LOẠI

3.2.2 THƯỜNG HOÁ

 L à quá trình nung nóng vật phẩm 

nhiệt độ phù hợp (tuỳ từng loại thép), giữ

ở nhiệt độ đó một thời gian  làm nguội

tự nhiên (để nguội ngoài trời)

Gi ữ nhiệt

Kết quả:

- Thép có cấu trúc đồng nhất và nhỏ hạt

như khi Ủ

- Độ dai có phần cao hơn khi Ủ

T ương tự như Ủ

Th ời gian để nguội nhanh hơn so với khi Ủ

Ứng dụng:

Do thời gian thực hiện ít hơn so với Ủ

Dùng để Ủ thép Cácbon Thấp và Trung bình

 Hợp kim sau gia công áp lực (Cán, Rèn, Dập)

Kinh tế hơn so với Ủ vì không đòi hỏi phải làm nguội trong lò

iii.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP NHIỆT LUYỆN KIM LOẠI

3.2.3 TÔI

 L à quá trình nung nóng vật phẩm 

nhiệt độ Nhất định (tuỳ từng loại thép),

giữ ở nhiệt độ đó một thời gian (để ổn

định cấu trúc )  làm nguội đột ngột

(trong môi trường tương ứng với từng

loại thép)

Gi ữ nhiệt

Kết quả:

 Thép có độ cứng và độ bền rất cao,

 Độ dai giảm,

 Ứng lực dư tăng, thép trở nên dòn

Phụ thuộc vào

thành phần hoá

học của thép

Trong môi trường: Nước, Dầu hoặc Dung dịch muối

Ứng dụng:

Tạo bề mặt cứng (Tôi bề mặt):

 Răng của Bánh răng,

Ngõng trục khuỷu

 Ổ trục

Các loại dụng cụ

Sau khi Tôi phải tiến hành Ram  Khử ứng lực dư và giảm tính dòn của thép Thời gian giữ nhiệt: Tuỳ theo chiều dày vật Tôi

Máctenxit là dung dịch rắn xen kẽ quá bão hòa của các bon trong Fe  có có nồng độ các bon bằng nồng độ của austenit ban đầu.

iii.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP NHIỆT LUYỆN KIM LOẠI

3.2.3 TÔI

Tạo bề mặt cứng (Tôi bề mặt):

Răng của Bánh răng,

iii.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP NHIỆT LUYỆN KIM LOẠI

3.2.4 RAM

 L à quá trình được thực hiện sau khi

Tôi : Nung lại tới nhiệt độ thấp hơn , giữ

nhiệt và để nguội

Gi ữ nhiệt

Ram ở nhiệt độ

Gi ảm độ cứng và độ bền , nhưng nâng cao độ dai, độ giãn dài , giảm ứng lực dư tốt hơn so với Ram thấp  Nhiệt luyện lò xo

Ram ở nhiệt độ Trung bình

Ram ở nhiệt độ

Cao (450~680oC)

Gi ảm ứng lực dư, nâng cao độ dai và hầu như không làm giảm

độ cứng  Dụng cụ cắt gọt (khoan, phay, calip, chày-cối,…)

Kh ử được gần hết ứng lực dư , nâng cao độ bền và

độ dai  Dùng cho các chi tiết máy quan trọng

Mục đích:

• tăng độ cứng, tính chống mài mòn, độ bền mỏi cho thép

•Nâng cao tính chống ăn mòn điện hóa, hóa học

iii.3 HÓA NHIỆT LUYỆN THÉP

iii.3.1 Định nghĩa:

Hóa nhiệt luyện là các phương pháp làm bão hòa các

nguyên tố đã cho vào bề mặt thép để làm thay đổi

thành phần hóa học do đó làm thay đổi tính chất hóa

học

Quá trình xảy ra:

tán

iii.3 HÓA NHIỆT LUYỆN

3.3.2 THẤM CÁC BON ( carburizing)

 L à quá trình làm bão hòa hàm lượng

cacbon trên bề mặt thép cacbon thấp

Kết quả:

 Bề mặt thép có độ cứng cao (60-64HRC)

 Lõi thép bền , dẻo, độ cứng (30-40HRC)

 Chịu mài mòn tốt

% C sau khi

thấm: 0,8 -1%

Ứng dụng:

Tạo bề mặt cứng (cho các chi tiết máy bằng thép):

 Răng của Bánh răng,

 Một số loại chốt, trục…

Sau khi thấm cacbon phải tiến hành

tôi, Ram

Phân loai:

Thấm cacbon thể rắn Thấm cacbon thể khí Thấm cabon thể lỏng ( độc hại)

iii.3 HÓA NHIỆT LUYỆN

3.3.2 THẤM CÁC BON ( carburizing)

 L à quá trình làm bão hòa hàm lượng

cacbon trên bề mặt thép cacbon thấp

Phân loai:

Thấm cacbon thể rắn Thấm cacbon thể khí Thấm cabon thể lỏng ( độc hại)

iii.3 HÓA NHIỆT LUYỆN

3.3.3 THẤM Nitơ

 L à quá trình làm bão hòa hàm lượng Nitơ trên bề mặt thép

Kết quả:

 Bề mặt thép có độ cứng cao (65-70HRC)

 Lõi thép bền , dẻo, độ cứng (30-40HRC)

 Chịu mài mòn tốt

Ứng dụng:

Chi tiết cần độ cứng, chống mài mòn cao

Làm việc ở nhiệt độ cao hơn 500 o

Giá trị độ cứng là do bản chất lớp thấm nitơ nên không phải

nhiệt luyện sau khi thấm

Đặc điểm :

thấm ở nhiệt dộ thấp nên khuếch tán chậm, lớp thấm mỏng

Sử dụng thép đặc biệt 38CrMoAlA

Lớp thấm giữ được độ cứng ở nhiệt độ 500 độ

THE END

Next >> End Show << Contents >>