Bài giảng Vật liệu học: Chương 4 - Trần Thị Xuân

Thép là một vật liệu cơ bản và không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp, và khả năng điều chỉnh tính chất của nó là chìa khóa để đáp ứng các yêu cầu ứng dụng đa dạng. Nhiệt luyện thép là một quy trình công nghệ cực kỳ quan trọng, cho phép tối ưu hóa các đặc tính cơ học và hiệu suất hoạt động của vật liệu, từ việc chế tạo các cấu kiện chịu lực cao đến các công cụ chống mài mòn. Tài liệu này cung cấp một cái nhìn tổng quan về các khái niệm cơ bản, phân loại và nguyên lý luyện kim điều khiển quá trình nhiệt luyện, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc kiểm soát nhiệt độ và tốc độ làm nguội để biến đổi vi cấu trúc và nâng cao chất lượng thép.

Sinh viên, kỹ sư và nhà nghiên cứu trong lĩnh vực luyện kim, khoa học vật liệu và kỹ thuật cơ khí quan tâm đến công nghệ nhiệt luyện thép.

Tài liệu này trình bày một cách có hệ thống về **nhiệt luyện thép**, một quy trình luyện kim thiết yếu liên quan đến việc kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ và tốc độ làm nguội để thay đổi **tổ chức kim loại** và qua đó cải thiện **cơ tính** của vật liệu. Khởi đầu với định nghĩa, mục đích chuyển biến vi cấu trúc và các đặc điểm chung, tài liệu nhấn mạnh **ứng dụng** rộng rãi của nhiệt luyện trong các chi tiết máy. Các thông số công nghệ quan trọng như nhiệt độ nung nóng, thời gian giữ nhiệt và tốc độ làm nguội được phân tích là các yếu tố quyết định kết quả cuối cùng. Nội dung chính đi sâu vào các phân loại nhiệt luyện bao gồm **ủ**, **thường hóa**, **tôi** và **ram**, giải thích quy trình và hiệu ứng mong muốn của từng loại. Một phần đáng kể tập trung vào các **biến đổi pha** xảy ra trong quá trình nung nóng (ví dụ, Pearlite chuyển thành **Austenite**) và làm nguội (hình thành Pearlite, Sorbite, Troostite, Bainite và **Martensite**). **Giản đồ TTT và CCT** được giới thiệu là công cụ không thể thiếu để hiểu rõ sự chuyển biến pha dưới các điều kiện làm nguội khác nhau. Tài liệu cũng chi tiết các đặc điểm và tính chất cơ học (như **độ cứng** và **độ bền**) của từng vi cấu trúc thu được, đặc biệt là **Martensite** với độ cứng cao nhưng đi kèm với độ giòn. Sự hiểu biết toàn diện về các quá trình này là rất quan trọng để tối ưu hóa hiệu suất vật liệu, đảm bảo độ tin cậy, kéo dài tuổi thọ của các bộ phận như **bánh răng**, **ổ lăn**, **trục cam** và **dụng cụ cắt**, cũng như cải thiện khả năng gia công. Điều này khẳng định rằng việc kiểm soát chính xác chu trình nhiệt là chìa khóa để tùy chỉnh các tính chất của thép, đáp ứng các yêu cầu công nghiệp khắt khe và góp phần vào hiệu quả, an toàn trong nhiều ứng dụng khác nhau.