Bài giảng Vật liệu cơ sinh điện - Tuần 4: Nhiệt luyện thép

Bài giảng này giới thiệu về nhiệt luyện thép, một quy trình quan trọng trong chế tạo cơ khí nhằm cải thiện tính chất của vật liệu. Mục tiêu của bài học là giúp học viên vận dụng kiến thức về các phương pháp nhiệt luyện để nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm trong quá trình thiết kế và chế tạo.

Bài giảng này dành cho sinh viên và kỹ sư ngành cơ khí, vật liệu và các ngành liên quan, những người mong muốn nắm vững kiến thức về nhiệt luyện thép để áp dụng vào thực tế sản xuất và chế tạo.

Bài giảng trình bày chi tiết về các phương pháp nhiệt luyện thép, bao gồm khái niệm, đặc điểm, tác dụng và phân loại.

1. **Khái niệm và đặc điểm của nhiệt luyện:**
* Nhiệt luyện là quá trình nung nóng kim loại hoặc hợp kim đến nhiệt độ xác định, giữ nhiệt trong một khoảng thời gian, sau đó làm nguội theo tốc độ quy định để thay đổi tổ chức và cơ tính.
* Đặc điểm của nhiệt luyện là không làm nóng chảy hoặc biến dạng sản phẩm, và kết quả được đánh giá dựa trên sự thay đổi tổ chức tế vi và cơ tính.

2. **Tác dụng của nhiệt luyện:**
* Nhiệt luyện làm thay đổi cấu trúc mạng tinh thể, từ đó cải thiện cơ tính, khả năng chịu mài mòn và tuổi thọ của vật liệu.
* Nhiệt luyện có thể làm tăng độ cứng, độ bền và tính chống mài mòn của thép, đồng thời cải thiện tính công nghệ để phù hợp với các điều kiện gia công khác nhau.

3. **Các yếu tố đặc trưng của nhiệt luyện:**
* Độ cứng là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá độ bền, độ dẻo và độ cứng của sản phẩm sau nhiệt luyện.
* Tổ chức tế vi bao gồm cấu tạo pha, kích thước hạt và các vết nứt, là chỉ tiêu cơ bản để đánh giá chất lượng nhiệt luyện.
* Độ cong vênh, biến dạng và nứt cũng là các yếu tố cần kiểm soát trong quá trình nhiệt luyện.

4. **Các phương pháp nhiệt luyện cơ bản:**
* **Ủ:** Nung nóng vật phẩm đến nhiệt độ phù hợp, giữ nhiệt và làm nguội rất chậm để giảm ứng suất dư, tăng độ dẻo và giảm độ cứng.
* **Thường hóa:** Tương tự như ủ nhưng làm nguội tự nhiên để đạt được cấu trúc đồng nhất và độ dai cao hơn.
* **Tôi:** Nung nóng vật phẩm đến nhiệt độ nhất định, giữ nhiệt và làm nguội đột ngột để tăng độ cứng và độ bền, nhưng làm giảm độ dai.
* **Ram:** Thực hiện sau quá trình tôi, nung lại vật phẩm ở nhiệt độ thấp hơn để khử ứng lực dư và cải thiện độ dai.

5. **Ứng dụng của các phương pháp nhiệt luyện:**
* Ủ và thường hóa được sử dụng để làm mềm vật liệu, cải thiện khả năng gia công cắt gọt và chuẩn bị cho các quá trình gia công tiếp theo.
* Tôi được sử dụng để tạo ra các chi tiết có độ cứng và độ bền cao, như bánh răng, trục khuỷu và dụng cụ cắt gọt.
* Ram được sử dụng để điều chỉnh độ cứng, độ bền và độ dai của vật liệu sau khi tôi, đảm bảo các chi tiết máy hoạt động ổn định và bền bỉ.