Đề cương vật liệu học

- Đặc điểm của chuyển biến Mactenxit: + chuyển biến Mactenxit xảy ra theo cơ chế không khuếch tán nên thành phần hóa học của nó bằng trong phs bnan đầu Ốstenit + chuyển biến này xảy ra

ĐỀ CƯƠNG VẬT LIỆU

Câu 2: chuyển biến tạo γ: p-γ

 Ở t0

< Ac1 : Thép cùng tích gồm 2 pha α +xe,

Ở to

< Ac1 : bắt đầu chuyển biến p → chuyển biến của 2 pha rắn có cấu trúc và thành phần C rất khac nhau thành pha rắn có cấu trúc mới có cấu trúc

và thành pha rắn có cấu trúc mới và thành phần đồng nhất Mầm đựoc sinh

ra chủ yếu trên ranh giới 2 pha

 Số lượng mầm phụ thuộc độ quá nung và tổng bề mặt ranh giới 2 pha Gồm

2 qt : chuyển biến Fe Nhanh hơn nên sau khi tạo ra cần có thời gian để san bắng nông độ C trong

 Đối với thếp trước và sau cùng tích, khi nung lên cao hơn Ac1, còn có qt hòa tan ferit vào ôs Quá trình này chỉ kết thúc khi nung lên cao hơn GSE Khi tốc độ vô cùng chậm thì chuyển biến p mới xảy ra ở 727oC thực tế nhiệt độ trung bình > 727oC Tốc độ nung càng lớn, nhiệt độ cân bằng càng cao

 Tùy vào đk nung và mác thép, ta nhận được ôs có kích thước hạt khác nhau

Ôs càng mịn, sản phẩm càng dẻo, sai ít nhạy cảm với tạp trung ứng suất Số lượng mầm ôs sinh ra nhiểu và mịn

 P có độ phân tán cao và tốc độ nung càng lớn thì mầm ôs càng nhiều

Các hạt ôs vừa tạo thành ở Ac1 sẽ lớn lên nếu tiếp tục nung và kéo dài thời gian giữ Chũng sáp nhập với nhau, làm giảm số lượng Quá trình này tự xảy

ra vì tổng bề mặt phân chia các hạt giảm do đó làm giảm năng lượng của hệ thống

 Thép bản chất hạt lớn là thép có tốc độ hạt lớn lên của hạt ôs tăng nhanh theo nhiệt độ

 Thép bản chất hạt nhỏ vẫn giữ được kích thước hạt ôs nhỏ khi nung đến nhiệt độ 930 ~ 950oC khi nung nữa tốc độ lớn lên của hạt mới tăng mạh, còn tạo ra kích thước hạt lớn hơn thép bản chất hạt lớn

Câu 3: Nêu các chuyển biến của Mactenxit, cấu trúc và cơ tính của

maxtenxit

- Mactenxit là dung dịch rắn quá bão hòa của cacbon trong sắt α –(Fe α) với

nồng đọ cacbon bằng nồng độ cacbon của Ôstenit

- Cấu trúc : Mactenxit có kiểu mạng chính phương thể tâm, trong mạng Mactenxit nguyên tử sắt nằm ở đỉnh và tâm ô cơ sở,nguyên tử cacbon nằm ở

giữa các cạnh theo trục c và tâm hai đáy

- Đặc điểm của chuyển biến Mactenxit:

+ chuyển biến Mactenxit xảy ra theo cơ chế không khuếch tán nên thành

phần hóa học của nó bằng trong phs bnan đầu Ốstenit

+ chuyển biến này xảy ra gần như tức thờivaajn tốc phát triển tinh thể rất

lớn (1000-7000m/s), ting thể có dạng tấm hoặc kim

+ chuyển biến chỉ xảy ra khi làm nguội liên tục trong khỏang nhiệt độ Mđ

đến Mk,vận tốc nguội V>Vth

+Chuyển biến không xảy ra đến cùng bao giờ cũng có 1 lượng Ôstenit không chuyển biến gọi là Ốstenit dư, số lượng Ôstenit dư phụ thuộc vào

thành phần hóa học của thép

- Cơ tính : độ bền độ cứng rất cao, độ dẻo dai thấp do mạng tinh thẻ bị xô lệch lớn Câu 4: Ủ VÀ THƯỜNG HOÁ THÉP

I Ủ thép:

1 Định nghĩa:

Ủ thép là phương pháp nung nóng thép đến nhiệt độ nhất định, giữ nhiệt và làm nguội chậm cùng lò để nhận được tổ chức ổn định (gắn với tổ chức cân bằng)

có độ bền độ cứng thấp nhất và độ dẻo cao

2 Mục đích:

Ủ nhằm các mục đích sau đây:

a- Giảm độ cứng của thép để dễ gia công cắt gọt

b- Làm tăng độ dẻo để dễ tiến hành biến dạng nguội

c- Làm giảm hay khử bỏ hoàn toàn ứng suất bên trong do gia công cắt và biến dạng

d- Làm đồng đều thành phần hoá học trên vật đúc bị thiên tích

e- Làm nhỏ hạt thép

3 Các phương pháp ủ:

a- Ủ thấp (Ủ non):

Là phương pháp ủ tiến hành ở nhiệt độ từ 200 – 600° C với mục đích là giảm hay khử bỏ ứng suất bên trong ở vật đúc hay sản phẩm qua gia công cơ khí (cắt gọt, dập nguội) Nếu nhiệt độ ủ chỉ từ 200 - 300° C sẽ khử bỏ một phần ứng suất bên trong (làm giảm bớt), nếu từ 450 - 600° C thì sẽ khử bỏ hoàn toàn ứng suất bên trong

Công dụng: dùng cho vật đúc lớn như thân máy cắt gọt, xéc măng sau khi mài,

lò xo sau khi uốn nguội…Phương pháp này không làm thay đổi độ cứng của thép Đối với gang, độ cứng có thể giảm một ít do quá trình graphít hoá

b- Ủ kết tinh lại:

Là phương pháp ủ tiến hành ở nhiệt độ kết tinh lại (với thép cacbon nhiệt độ ủ

là 600 - 700° C) Phương pháp này làm giảm độ cứng và làm thay đổi kích thước hạt

Công dụng: dùng cho các thép qua biến dạng nguội, bị biến cứng để khôi phục lại cơ tính như trước khi biến dạng

Ngày nay phương pháp này hầu như không sử dụng nữa vì dễ làm hạt lớn do kết tinh lại lần thứ hai Để đạt được mục đích này ta dùng các phương pháp ủ có chuyển biến pha

c- Ủ hoàn toàn:

Là phương pháp ủ nung nóng thép đến trạng thái hoàn toàn là austenit, ở nhiệt

độ cao hơn Ac

3 Nhiệt độ ủ tính theo công thức:

T

Ủ = Ac

3 + (30 - 50oC) Mục đích của ủ hoàn toàn là:

- Làm nhỏ hạt thép: do nung cao hơn Ac

3 từ 30 - 50° C nên hạt austenit vẫn còn nhỏ, nên khi làm nguội sẽ nhận được tổ chức pherit – péclit có hạt nhỏ

- Làm giảm độ cứng và tăng độ dẻo để dập nguội và cắt gọt

Công dụng: dùng cho thép trước cùng tích với lượng cácbon từ 0,03 – 0,65% Sau khi ủ hoàn toàn ta nhận được tổ chức pherit – péclit, trong đó péclit ở dạng tấm

d- Ủ không hoàn toàn:

Là phương pháp ủ nung nóng thép đến nhiệt độ cao hơn Ac

1 và nhỏ hơn Ac

cm

tức là trạng không hoàn toàn là austenit

TỦ = Ac

1 + (30 - 50oC)

Tổ chức tạo thành sau khi ủ không hoàn toàn là peclit hạt chứ không phải là peclit tấm Do nhiệt độ ủ thấp hơn Ac

cm nên austenit chưa đồng đều hoá thành phần hay còn một ít xêmentit của peclit chưa chuyển biến hết hay các phần tử xêmentit hai nên dễ dàng tạo ra peclit hạt

Công dụng: dùng cho thép có hàm lượng cacbon ≥ 0,70% mà chủ yếu là thép sau cùng tích

e- Ủ cầu hoá:

Đây là một dạng đặc biệt của ủ không hoàn toàn, nhiệt độ dao động một cách tuần hoàn quanh Ac

1, nung nóng lên đến nhiệt độ 750 - 760° C giữ nhiệt khoảng năm phút, sau đó làm nguội xuống 650 - 660° C giữ nhiệt khoảng năm phút…Cứ lặp đi lặp lại như vậy nhiều lần tạo ra quá trình cầu hoá xêmentit nên nhận được hoàn toàn là peclit hạt Số lượng chu trình phụ thuộc vào kích thước chi tiết và mức độ cầu hoá

f- Ủ đẳng nhiệt:

Đối với thép hợp kim cao do austenit quá nguội có tính ổn định quá lớn nên làm nguội chậm cùng lò không nhận được tổ chức peclit đồng nhất mà có thể là peclit – xoocbit, xoocbit, xoocbit – trostit…Vì vậy độ cứng còn khá cao, không cắt gọt được Lúc này ta dùng phương pháp ủ đẳng nhiệt Sau khi giữ nhiệt xong làm nguội xuống thấp hơn Ac

1 khoảng 50° C và tiến hành làm nguội đẳng nhiệt tại đó trong một thời gian nhất định (xác định theo giản đồ T-T-T của thép) Phương pháp này nhận được tổ chức peclit đồng nhất

Công dụng: dùng cho thép hợp kim để rút ngắn thời gian ủ

g- Ủ khuếch tán:

Là phương pháp ủ nung nóng thép đến nhiệt độ rất cao từ 1100 - 1150° C với thời gian giữ nhiệt rất dài từ 10 – 15h để tăng khả năng khuếch tán làm đồng đều thành phần hoá học trong các vùng của hạt

Công dụng: dùng cho vật đúc thép hợp kim cao bị thiên tích Sau ủ khuếch tán hạt rất to nên phải tiến hành ủ thường hay cán nóng để làm nhỏ hạt thép

II Thường hoá:

Thường hoá là phương pháp nhiệt luyện gồm có nung nóng thép đến trạng thái hoàn toàn là austenit giữ nhiệt và làm nguội ngoài không khí tĩnh

Thông thường sau khi giữ nhiệt xong lấy chi tiết ra và làm nguội trên sàn

xưởng Tổ chức nhận được khi thường hoá tương tự như khi ủ nhưng độ cứng cao hơn một ít và hạt nhỏ mịn hơn do tốc độc nguội lớn hơn

Tthường hoá = Ac

3 hay Ac

cm + (30 - 500C) Công dụng: Do tổ chức nhận được gắn với trạng thái cân bằng nên thường có công dụng tương tự như ủ, tuy nhiên nó cũng có một số điểm khác:

- Đạt được độ cứng thích hợp để gia công cắt cho thép cacbon thấp ≤ 0,25%C Với thép này nếu ủ độ cứng quá thấp phoi sẽ rất dẻo khó gãy, khó cắt gọt

- Làm nhỏ xementit chuẩn bị cho nhiệt luyện kết thúc Khi thường hoá sẽ tạo ra

tổ chức peclit phân tán hay xoocbit trong đó kích thước của xementit nhỏ mịn nên khi nung nóng nhận được austenit nhỏ mịn Mục đích này thường áp dụng khi tôi

- Phá lưới xementit hai của thép sau cùng tích Trong thép sau cùng tích

xementiti hai thường ở dạng lưới rất cứng và dòn Vì vậy khi gia công cắt gọt khó nhận được bề mặt nhẵn bóng cao Khi thường hoá do làm nguội nhanh hơn

ủ nên xementit không kịp tiết ra ở dạng lưới nữa

Câu 5: nhiệt độ tôi

 Thép trước cùng tích và cùng tích: to

= AC3 + (30 ÷ 50)o C

 Thép sau cùng tích : to = AC1 + (30 ÷ 50)o C Các phương pháp tôi thể tích:

Tôi trong 1 môi trường : sau khi nung nóng đến nhiệt độ tôi và giữ nhiệt, chỉ làm nguội

trong 1 môi trường ( nước dầu…) môi trường nước thường dung cho thép cacbon, con môi trường dầu dung cho thép hợp kim Pp này đơn giản, dễ cơ khí hóa, nhưng tạo ứng suất lơn gây cong vênh, nứt chi tiết

Tôi 2 môi trường: chi tiết dc làm nguôi trong môi trường có tốc độ nguội nhanh ( nước, dd

muối…) đến khoảng 250 ÷ 300oC thì chuyển sang môi trường có tốc độ nguội châm hơn ( dầu , kkhí…) Do dc làm nguội châm trong khoảng chuyển biến mactenxit nên giảm dc ứng suất tôi tránh dc biến dạng or nứt nhược điễm là rất khó xác định dc thời điểm chuyển từ môi trường này sang môi trường kia

Tôi phân cấp: khắc phục dc nhược điểm của việc xác định nhiêt độ chuyển môi

trường.bằng cách nhúng chi tiết sau khi giữ nhiệt độ vào môi trường muối nóng chảy có nhiệt độ cao hơn Mđ khoảng 50 ÷ 100oC , giữ nhiệt để chi tiết có nhiệt độ đồng đều trên toàn tiết diện nhưng không dể xảy ra chuyển biến pha, sau đó để chi tiết chuyển biến mactenxit ngoài không khí Tôi phân cấp giảm dc ứng suất nên ít gây biến dạng, nứt, lại

có thể năn dc tại nhiêt độ phân cấp.khó thực hiên với các chi tiết kích thước lớn vì khả năng làm nguội ở bể muối 300 ÷ 500o

C nhỏ, khó làm đồng đều dc nhiêt độ chi tiết, chưa kể lượng nhiệt tỏa ra của chi tiết lớn , làm nâng cao nhiêt độ của bể muối nhược điểm là khó khống chế thời gian giữ nhiên phân cấp để không xảy ra chuyển biến trung gian bainit

Tôi đẳng nhiệt: giống như tôi phân cấp.nhưng không nhấc chi thiết ra ngoài mà giữ nhiêt

đủ lâu để ostenit phân hủy ra hỗn hợp ferit và xêmentit.có thể nhận được bainit or

trôstit, độ cứng tương đối cao và độ dai tốt do chi tiết có ứng suất dư không đáng kể nên sau khi tôi không cần ram Chỉ áp dụng cho các chi tiết có kích thước nhỏ và ổn định ôstenit cao

Câu 6: Trình bày công nghệ thấm cacbon thể khí, nhiệt luyện sau thấm cacbon

-Thấm cacbon là phương pháp nhiệt luyện làm bão hòa cacbon vào bề mặt của thép

cacbon hoặc thép hợp kim thấp, để nâng nồng độ cacbon trên lớp mỏng vài milimet bề mặt lên 0.8-1%, sau khi tôi và ram thấp, độ cứng bề mặt cao, còn lõi thì vẫn dẻo dai

-Thấm cacbon thể khí: sử dụng chất thấm là khí chứa cacbua hidro no CnH2n+2 và không

no CnH2n hoặc chất lỏng như dầu hỏa, benzen nhiệt phân thành khí cacbua hidro Tiến hành trong các lò có múp kín Quá trình thấm được rút ngắn, điều kiện lao động được cải thiện, dễ tự động hóa, chất lượng lớp thấm đồng đều và tốt hơn

Để nâng độ thấm tôi, ta hợp kim hóa thêm các nguyên tố như Cr, Mn, Ni , để tránh hạt quá lớn khi nung ta thêm Ti, V

-Nhiệt độ thấm: thường chọn trên Ac3 (900-9500C) (vùng hoàn toàn Austenit, có khả năng thấm cacbon lớn nhất)

-Tổ chức tế vi nhận được sau khi thấm tính từ bề mặt vào sau khi làm nguội chậm là:

P+XeII ; P ; P+F

-Nhiệt luyện sau khi thấm: có các phương pháp sau:

 Tôi 2 lần + ram thấp (dùng cho các chi tiết quan trọng) : thép cacbon sau khi thấm

có kích thước hạt lớn Để khắc phục, ta tiến hành tôi 2 lần,phương pháp này cho cơ tính tốt, nhưng do nung nhiều lần nên dễ bị oxy hóa, biến dạng, thoát cacbon, tốn nhiều năng lượng

 Tôi lần 1: mục đích là làm nhỏ hạt và phá lưới xemetit II ở lớp bề mặt, nhiệt độ tôi: trên Ac3 (880-900 0C), phù hợp với nền thép trước cùng tích

 Tôi lần 2:mục đích là làm cứng bề mặt thép, nhiệt độ tôi: Trên Ac1

(760-7800C), tương ứng với thép cùng tích, sau cùng tích

 Ram thấp: nhiệt độ: 160-1800

C, mục đích: khử bỏ một phần ứng suất mà vẫn giữ độ cứng cao ở bề mặt

Chú ý: Sau khi thấm C, phải thường hóa rồi sau đó mới nung lại để tôi

 Tôi 1 lần + ram thấp (dùng cho chi tiết không quan trọng hoặc chịu tải nhỏ): nhiệt

độ tôi giữa Ac1 và Ac3, nếu cần cơ tính của lõi cao thì lấy khoảng 820-8500C, nếu cần độ cứng bề mặt cao thì lấy khoảng 760-7800C Rồi tiến hành ram thấp

 Tôi trực tiếp + ram thấp (dùng cho thép có bản chất hạt nhỏ hoặc hợp kim hóa thêm titan, vanadi ): do hạt nhỏ nên ta không cần bước làm nhỏ hạt, có thể tôi ngay sau khi thấm Có thể tôi ngay ở nhiệt độ cao (900-9500C) (cách này dễ gây cong vênh lớn)

hoặc hạ xuống dưới Ar3 (850-8600C) rồi mới tôi (độ cong vênh thấp hơn) Sau đó tiến hành ram thấp

Câu 7: Thép thấm cacbon (điều kiện làm việc, yêu cầu kĩ thuật, các nhóm thép, công nghệ nhiệt luyện)

-Thép thấm cacbon là loại thép dùng để chế tạo các chi tiết có lõi dẻo dai, còn bề mặt có

độ cứng cao, chịu mài mòn (bánh răng, chốt, xích, )

-Thành phần hóa học:

+Thành phần cacbon: để đảm bảo lõi chi tiết có độ dai va đập cao nên hàm lượng cacbon

trong giới hạn 0.1-0.25% (đôi khi đến 0.3%)

+Các nguyên tố hợp kim: tác dụng tăng độ thấm tôi, thúc đẩy quá trình thấm cacbon vào

thép, không làm hạt lớn Thường là các nguyên tố tạo cacbit như : Cr, Ni, Mn, Mo, V, Ti không dùng thép chỉ hợp kim hóa bằng Mn vì nó làm lớn hạt Ni ngoài tăng độ thấm tôi, còn giúp giữ hạt nhỏ, tăng độ dai va đập

Si, Co ngăn cản cacbon thấm vào thép, nên thường không được đưa vào

-Công nghệ nhiệt luyện: thấm cacbon, tôi và ram thấp

-Cơ tính của thép thấm cacbon sau khi tôi và ram thấp:

 Độ cứng bề mặt: 59-63 HRC

 Độ cứng lõi: 30-42 HRC

 Độ bền kéo: 600-1200 MPa

 Độ dai va đập: 700-1200 kJ/m2

-Các nhóm thép thấm cacbon:

+Nhóm thép cacbon: gồm các mác C10, C15, C20, C25 và đôi khi cả CT38

mặt mà không yêu cầu cao về độ bền

 Công nghệ nhiệt luyện: không nên thấm quá 9000

C (dễ bị hạt lớn) Thấm cacbon xong, phải tôi 2 lần, môi trường tôi là nước (làm cho độ biến dạng lớn)

 Cơ tính (sau khi thấm cacbon, tôi và ram thấp):

b=500-600 MPa, 0.2=300-400 MPa, =15-20 %, độ cứng bề mặt >= 60 HRC

+Nhóm thép Crôm: gồm các mác 15Cr, 20Cr, 15CrV

 Ứng dụng: làm các chi tiết nhỏ có đường kính nhỏ hơn 30 mm, chống mài mòn bề

mặt cao, chịu tải trung bình như chốt piston, trục cam oto, bánh răng môdun nhỏ

 Công nghệ nhiệt luyện: có thể thấm ở nhiệt độ 900-9200

C, tôi trong dầu (ít biến dạng)

 Cơ tính (sau khi thấm cacbon, tôi và ram thấp):

b=700-800 MPa, 0.2=500-600 MPa, =10-12 %, độ cứng bề mặt >= 60 HRC

+Nhóm thép Crôm-Niken: gồm các mác 20CrNi, 12CrNi3A, 12Cr2Ni4A,

18Cr2Ni4WA, 18Cr2Ni4MoA

va đập cao, được dùng làm chi tiết thấm cacbon có tiết diện lớn, chịu tải cao 18Cr2Ni4WA, 18Cr2Ni4MoA được dùng làm các chi tiết đăc biệt quan trọng (bánh răng, trục động cơ máy bay ), có thể dùng ở trạng thái không thấm cacbon làm các chi tiết chịu tải trọng cao, không yêu cầu chống mài mòn, hoặc dùng ở trạng thái hóa tốt để làm chi tiết chịu va đập cao

 Cơ tính (sau khi thấm cacbon, tôi và ram thấp):

b=1000-1200 MPa, 0.2=700-950 MPa, =10-12 %, độ cứng bề mặt > 60 HRC

+Nhóm thép Crôm-Mangan-Titan (hoặc Molipden): gồm các mác 18CrMnTi,

25CrMnTi, 30CrMnTi, 25CrMnMo

 Ứng dụng: sản xuất các chi tiết của oto, máy kéo (bánh răng hộp số, bánh răng cầu

sau, các trục quan trọng )

 Cơ tính (sau khi thấm cacbon, tôi và ram thấp):

b=1150-1500 MPa, 0.2=900-1300 MPa, =9-11 %

Câu 8: Thép hoá tốt

Thép hoá tốt là loại thép có hàm lượng cacbon trung bình (0,30 ~ 0,50%) dùng để chế tạo các chi tiết chịu trọng tải tĩnh và va đập cao, yêu cầu về độ bền và độ dai cao

Đặc điểm về thành phần hoá học:

 Để đảm bảo có sự kết hợp cao nhất về độ bền và độ dai, théo hoá tốt phải có hàm lượng cacbon trung bình từ 0,3 ~ 0,5%, trong một số trường hợp đặc biệt có thể dùng tới 0,55%

 Thường dùng các nguyên tố: Cr, Ni, Mn, Si… để tăng độ thấm tôi, với lượng trên dưới 1%

Các mác thép hoá tốt:

 Nhóm thép Cacbon: gồm các mác C35, C40, C45, C50, trong đó thường dùng nhất

là C45 Đặc điểm nổi bật là rẽ tiền, tính công nghệ tốt, song độ thấm tôi thấp, môi trường tôi là nước nên dễ biến dạng, nứ, cơ tính không cao

 Nhóm thép Crôm: gồm các mác 35Cr, 40Cr, 40CrB, 45Cr, 50Cr, trong đó mác 40Cr được dùng phổ biến hơn cả vì nó có cơ tính tổng hợp lớn nhất, đặc biệt ở trạng thái hoá tốt

 Nhóm thép Crôm-Mangan-Silic: gồm các mác 40CrMn, 40CrMnB, 30CrMnSi, 35CrMnSi, trong đó thường gặp là 30CrMnSi vì nó có cơ tính và tính công nghệ tốt Tuy hợp kim hoá phức tạp nhưng nhóm thép này tương đối rẽ lại có cơ tính khá cao nên đươc45 dùng nhiều trong chế tạo máy

 Nhóm thép Crôm-Niken,hợp kim hoá thấp: gồm các mác 40CrNi, 45CrNi,

50CrNi, 40CrNiMo ( cho thêm Mo để tránh giòn ram) Do có Ni,thép có độ dẻo,

độ dai cao hơn các nhóm thép trên, đồng thời có độ thấm tôi cao hơn…chịu tải trọng động lớn nên dùng làm trục vít, hệ thống lái ô tô,…

 Nhóm thép Crôm-Niken, hợp kim hoá trung bình: gồm các mác 38CrNi3MoA, 38CrNi3MoVA, 18Cr2Ni4MoA, 18Cr2Ni4WA, đây là nhóm thép hoá tốt nhất Chúng có độ thấm tôi lớn đến mức có thể đạt được cơ tính đồng nhất ở tiết diện trên 100mm Có thể làm việc ở nhiệt độ âm, tính chống ra tốt

Nhiệt luyện:

 Sơ bộ: nâng cao tính cắt gọt Với thép cacbon và crôm, sau khi biến dạng nóng được đem ủ hoàn toàn Với thép crôm-niken cao ( là loại thép mactenxit) phải thường hoá (tôi) rồi ram cao Gia công tinh có thể tiến hành sau nhiệt luyện hoá tốt

 Kết thúc: tôi và ram để nhận được tổ chức xoocbit ram, có độ dai va đập lớn nhất với những chi tiết vừa chịu gia đập, vừa chịu mài mòn, sau khi nhiệt luyện hoá tốt còn phải qua tôi bề mặt, thấm cacbon-nitơ hoặc thấm nitơ để nâng cao độ cứng và tính chống mài mòn

Câu 09: Thép gió:

1 Đặc điểm chung:

- Loại thép dụng cụ hợp kim cao, cắt với năng suất cao

- So với thép dụng cụ Cacbon và hợp kim thấp:

 Thép gió có tốc độ cắt cao hơn 2-4lần( 25-30 m/phút)

 Tuổi thọ cao hơn 8-10lần

 Tính cứng nóng dặt 500-600 o

C

 Độ thấm tôi cao hơn

2 Thành phần hóa học: Chia làm 2 nhóm: nhóm cho năng suất bình thường (25m/phút) và nhóm cho năng suất cao ( >= 35m/phút)

- Hàm lượng cacbon: 0,7-1,5% đảm bảo độ cứng chống mài mòn Thép có hàm lựơng C từ 1,2-1,5% có tính chống mài mòn rất cao và có nhìu cacbit dư

- Hàm lượng Crôm khoãng 4%: làm tăng độ thấm tôi  thép gió có thể tôi trong gió( không khí nén) or tôi phân cấp giảm biến dạng

- Wonfram (ngtố quan trọng nhất) hàm lượng khoảng 9-18%tạo tính cứng cao W tạo cacbit manh (dạng chủ yếu là W 6 C)

 Khi nung ở t o

cao W 6 C bị phân hóa hòa tan mạnh vào ôstenit  khi tôi mactenxit chứa nhìu W

 Khi ram: t o

= 550-570oC cacbit W 6 C tiết ra khỏi mactenxit đảm bảo tính cứng nóng của thép gió

- Vanađi (ngtố tạo cacbit manh, dạng VC):

 VC khó hòa tan vào ôstenit khi nnung nóng, phân tán làm tăng mạnh tính chiu mài mòn

 Hàm lượng V trong théo gió khoảng 1-2% Khi hàm lượng V cao hơn, tính chống mài mòn tang nhưng tính sắc lại giảm Lúc đó fải tăng lượng C lên tương ứng, nếu ko lượng C trong mactenit không đủ sẻ làm giảm độ cứng

- Côban ko tạo ra cacbit, hàm lượng chứa 5-10% làm tăng tính cứng nóng của thép

- Môlipđen được dùng để làm thay thế cho Wonfram: Theo tính toán 1%ngtử Mo có thể thay 1% ngtử W Nhưng dao KLR Mo=½ W nên ta có thể thay 1%Mo = 2% W Thép gió Mo-W khó nhiệt luyện hơn thép gió W (dễ bị quá nhiệt, ôxy hóa, thoát cacbon)

3 Tổ chức thép gió ở trạng thái đúc, saau khi rèn và ủ:

- Thuộc loại thép lêđêburit (đúc or ủ), thép mactenxit (thường hóa)

- Đặc trưng cơ bản ở trạgn thái đúc là tổ chức ko đồng nhất

- Để được cacbit đồng đều thép gió fải được đúc nhìu lần rồi đem đi ủ

 Các hạt Cacbit nhỏ mịn phân bố đều trên peclitorxoobit, với độ cứng 240-256 HB dễ gia công

4 Tôi thép gió:

- Nhiệt độ tôi cao 1230-1290oC, mục đích hòa tan đến mức tối đa ôstenit, sau khi tôi chúng nằm trong mactenxit => đảm bảo tính cứng cho thép

- Môi trường tôi dầu nóng (60-80 o

C)or tôi phân cấp trong muối nóng chảy (400-600oC), làm nguội ngoài không khí

- Tổ chức thép gió sau khi tôi: mactenxit, ôstenit dư(30-40%),cacbit dư (15-20%) độ cứng 62-63 HRC

5 Ram thep gió:

- Là làm giảmm lượng ôstenit sau khi tôi,tăng dộ cứng cho thép

- Nđộ ram 550-570 o

C, ram nhìu lần (2-4lần), mỗi lần ram khoảng 1tiếng

- Nđộ ram <550 o

C: thép gió ko có chuyễn biến gì

- Nđộ ram >600 o

C: cacbit trong thép kết tụ làm giảm độ cứng

 Để nâng cao khả năng cắt gọt của thép gió: tiến hành thấm cacbon-nitơ ở nhiệt độ 550-570 o

C trong 2-3giờ tạo lớp thấm 0,02-0,04 mm => độ cứng bề mặt cao (1000-1100 Hµ) tăng tuổi thọ len 50-200%