KTL
BD D
BD D A
3
A
3
A
1
A
1
M
ñ
M
ñ
t°ct°c
τ
(s)
τ
(s)
a) b)
III-CÁC CÔNG NGH X LÍ KHÁC.Ệ Ử
1-/ C NHI T LUY N THÉP:Ơ Ệ Ệ
a/ B n ch t:ả ấ
C nhi t luy n là quá trình ti n hành hai c ch hóa b n cùng m t lúc:ơ ệ ệ ế ơ ế ề ộ
bi n d ng d o Austenit r i tôi ngay ti p theo trong m t quá trình công ngh duy nh t.ế ạ ẻ ồ ế ộ ệ ấ
K t qu là đ c Mactenxit nh m n v i đ xô l ch m ng cao, nh đó đ t đ c sế ả ượ ỏ ị ớ ộ ệ ạ ờ ạ ượ ự
k t h p r t cao gi a đ b n, đ d o và đ dai mà ch a có ph ng pháp hóa b n nàoế ợ ấ ữ ộ ề ộ ẻ ộ ư ươ ề
sánh k p. Sau c nhi t luy n, thép đ c ram th p 100-200ị ơ ệ ệ ượ ấ ở oC.
So v i nhi t luy n tôi + ram th p, c nhi t luy n cho đ b n cao h n 200-500ớ ệ ệ ấ ơ ệ ệ ộ ề ơ
N/mm2 (kho ng 10-20%) còn đ d o,dai -50-100%(t c g p r i - đôi).ả ộ ẻ ứ ấ ưỡ
Theo nhi t đ ti n hành bi n d ng d o và tôi chia ra lo i nhi t đ cao và th p.ệ ộ ế ế ạ ẻ ạ ệ ộ ấ
b/ C nhi t luy n nhi t đ cao (hình 36a):ơ ệ ệ ệ ộ
Bi n d ng d o thép ế ạ ẻ ở
nhi t đ cao h n AC3 r i tôi ngayệ ộ ơ ồ
ti p theo đ cho s k t tinh l iế ể ự ế ạ
Austenit không k p x y ra tuy khôngị ả
tránh đ c hoàn toàn.ượ
* Đ c đi m:ặ ể
- Có th áp d ng cho m iể ụ ọ
thép k c thép Cacbon.ể ả
- D ti n hành vì nhi t đễ ế ở ệ ộ
cao Austenit d o và n đ nh, khôngẻ ổ ị
cân l c ép l n vì ch c n đ bi nự ớ ỉ ầ ộ ế
d ng ạε » 20-30%.
Hình 36: Quá trình c nhi t luy n.ơ ệ ệ
- Đ b n khá cao(tuy không tránh kh i k t tinh l i b ph n), đ d o, đ daiộ ề ỏ ế ạ ộ ậ ộ ẻ ộ
cao σb=2200-2400N/mm2, δ=6-8%, ak=300KJ/m2.
c/ C nhi t luy n nhi t đ th p:(hình 36b).ơ ệ ệ ệ ộ ấ
Sau khi Austenit hóa trên AC3, làm ngu i thép xu ng 400-600ở ộ ố oC là vùng
Austenit quá ngu i có tính n đ nh t ng đ i cao và th p h n nhi t đ k t tinh l i,ộ ổ ị ươ ố ấ ơ ệ ộ ế ạ
r i bi n d ng d o và tôi ngay.ồ ế ạ ẻ
64
- Ch áp d ng đ c cho thép h p kim là lo i có tính n đ nh c a Austenit quáỉ ụ ượ ợ ạ ổ ị ủ
ngu i r t cao.ộ ấ
- Khó ti n hành h n vì đòi h i đ bi n d ng l n(ế ơ ỏ ộ ế ạ ớ ε=50-90%) mà nhi t đở ệ ộ
th p(400-600ấoC) Austenit kém d o do vây ph i c n máy cán l n, yêu c u c n phôiẻ ả ầ ớ ầ ầ
thép ph i có ti t di n nh đ k p ngu i nhanh đ n 400-600ả ế ệ ỏ ể ị ộ ế oC.
- Đ t đ c đ b n r t cao do không th x y ra k t tinh l i b ph n, song đạ ượ ộ ề ấ ể ả ế ạ ộ ậ ộ
d o, đ dai th p h n: ẻ ộ ấ ơ σb=2600-2800N/mm2: δ=3%; ak=200KJ/m2.
Đáng chú ý là c tính cao c a c nhi t luy n v n còn gi l i (di truy n) đ cơ ủ ơ ệ ệ ẫ ữ ạ ề ượ
khi tôi ti p theo.ế
2-/ HÓA B N B M T THÉP.Ề Ề Ặ
Trong nhi t luy n thép, hóa b n b m t chi m v trí quan tr ng, đ c bi t làệ ệ ề ề ặ ế ị ọ ặ ệ
trong ch t o ôtô - máy kéo. Trong ch ng này s trình bày các ph ng pháp tôi bế ạ ươ ẽ ươ ề
m t và hóa nhi t luy n thép. C n n m v ng các đi m sau đây:ặ ệ ệ ầ ắ ữ ể
- B n ch t, tác d ng, nguyên lý, u nh c đi m, ng d ng c a tôi c m ng vàả ấ ụ ư ượ ể ứ ụ ủ ả ứ
ng n l a.ọ ử
- B n ch t, cách ti n hành, ng d ng c a th m cacbon, nit , cacbon-nit .ả ấ ế ứ ụ ủ ấ ơ ơ
- So sánh gi a các ph ng pháp hóa b n đó.ữ ươ ề
B m t chi ti t máy là b ph n có yêu c u cao nh t: ch u ng su t tác d ngề ặ ế ộ ậ ầ ấ ị ứ ấ ụ
l n nh t, ch u mài mòn khi ma sát, ti p xúc v i môi tr ng và có th b ăn mòn khiớ ấ ị ế ớ ườ ể ị
làm vi c. R t nhi u chi ti t ch yêu c u b m t có đ c ng, đ b n cao trong khi đóệ ấ ề ế ỉ ầ ề ặ ộ ứ ộ ề
lõi v n m m, d o, dai.ẫ ề ẻ
Mu n v y ph i dùng các cách bi n đ i t ch c c a l p b m t theo ph ngố ậ ả ế ổ ổ ứ ủ ớ ề ặ ươ
h ng hóa b n (làm c ng lên). Trong ch t o c khí ng i ta cũng dùng các ph ngướ ề ứ ế ạ ơ ườ ươ
pháp c h c: phun bi, lăn ép, đ p làm bi n d o, bi n c ng, nâng caco đ c ng bơ ọ ậ ế ẻ ế ứ ộ ứ ề
m t thép, song có hi u qu không cao, năng su t th p. Các ph ng pháp tôi b m tặ ệ ả ấ ấ ươ ề ặ
và hóa nhi t luy n có nhi u u đi m h n.ệ ệ ề ư ể ơ
a-/ TÔI B M T:Ề Ặ
Tôi b m t là ph ng pháp hóa b n có hi u qu v i năng su t cao, hi n đ cề ặ ươ ề ệ ả ớ ấ ệ ượ
áp d ng ph bi n trong ch t o c khí.ụ ổ ế ế ạ ơ
* Nguyên lý chung:
Có nhi u ph ng pháp tôi b m t song đ u d a trên nguyên lý chung là nungề ươ ề ặ ề ự
nóng th t nhanh b m t đ n nhi t đ tôi, trong khi đó lõi v n ngu i nên khi làmậ ề ặ ế ệ ộ ẫ ộ
65
f
a*
µ
ρ
δ
=
Beà maët Loõi
t°c
1 2 3
A
C 1
A
C 3
t
Beà maët
a
)
b
)
Voøng phun
nöôùc
Nöôùc laøm nguoäi
Voøng caûm öùng
Nöôùc tuaàn hoaøn
ngu i nhanh ti p theo ch làm cho b m t b tôi và tr nên c ng, còn lõi không cóộ ế ỉ ề ặ ị ở ứ
chuy n bi n gì, v n m m.ể ế ẫ ề
S phân b nhi t đ theo ti t di n khi nung đ tôi b m t, đ c trình bày nhự ố ệ ộ ế ệ ể ề ặ ượ ư
hình 33, trong đó I là l p tôi hoàn toàn vì khi nung nóng có tở ớ 0 > Ac3, II - l p tôiớ
không hoàn toàn vì Ac1 < t0 < Ac3, III - ph n không đ c tôi chi m ph n l n ti tầ ượ ế ầ ớ ế
di n.ệ
Hai ph ng pháp tôi b m t ph bi n nh t là tôi c m ng và ng n l a.ươ ề ặ ổ ế ấ ả ứ ọ ử
* Tôi c m ng (tôi cao t n):ả ứ ầ
Tôi c m ng là ph ng phápả ứ ươ
tôi b m t có ch tiêu kinh t - kề ặ ỉ ế ỹ
thu t cao nh t, đ c áp d ng r ngậ ấ ượ ụ ộ
rãi trong k thu t, đ c bi t là s nỹ ậ ặ ệ ả
xu t hàng lo t.ấ ạ
- Nguyên lý nung nóng bề
m t:ặ
L i d ng hi n t ng c m ngợ ụ ệ ượ ả ứ
đi n t .ệ ừ
Khi v t d n có dòn đi n xoayậ ẫ ệ
chi u ch y qua s t o ra quanh nóề ạ ẽ ạ
m t t tr ng bi n thiên, n u đ tộ ừ ườ ế ế ặ
trong m t chi ti t kim lo i thì do sộ ế ạ ự
bi n thiên c a t tr ng s sinh ra s c đi n đ ng c m ng, trên b m t kim lo i sế ủ ừ ườ ẽ ứ ệ ộ ả ứ ề ặ ạ ẽ
Hình 37: Phân b nhi t đ khi nung nhanh. xu t hi n dòng đi n c mố ệ ộ ấ ệ ệ ả
ng cùng t n s ,ứ ầ ố
chính nó s nung nóng nhanhẽ
b m t đ n nhi t đ tôi.ề ặ ế ệ ộ
Th ng dùng dòng đi n cóườ ệ
t n s cao t i hàng nghìn -ầ ố ớ
hàng ch c v n hec, mà chi uụ ạ ề
sâu d c a l p b m t cóủ ớ ề ặ
dòng đi n ch y qua t lệ ạ ỷ ệ
ngh ch v i t n s f c a nóị ớ ầ ố ủ
theo công th c: ứ
Trong
đó: a- H s t l .ệ ố ỷ ệ
66
a) b)
r- Đi n tr .ệ ở µ- H s t th m.ệ ố ừ ẩ
Hình 38: Vòng c m ng tôi m t tr ngoài.ả ứ ặ ụ
- Vòng c m ng và các ph ng pháp nung nóng, làm ngu i: ả ứ ươ ộ
B ph n d n đi n đ gây ra dòng đi n c m ng nung nóng b m t chi ti tộ ậ ẫ ệ ể ệ ả ứ ề ặ ế
đ c g i là vòng c m ng, nó th ng có d ng phù h p v i b m t chi ti t c n nungượ ọ ả ứ ườ ạ ợ ớ ề ặ ế ầ
đ sao cho bao, ôm nh ng không ti p xúc v i b m t đó (khe h 1,5 - 5 mm). Vòngể ư ế ớ ề ặ ở
c m ng đ c làm b ng các ng đ ng trong có n c ch y đ làm ngu i. Có cácả ứ ượ ằ ố ồ ở ướ ả ể ộ
d ng tôi b m t sau:ạ ề ặ
+ Tôi b m t ngoài: Vòng c m ng đ c u n theo chu vi c a chi ti t, chi ti tề ặ ả ứ ượ ố ủ ế ế
đ t trong vòng c m ng, khi đ t đ n nhi t đ tôi, ta nh c nó ra nhúng vào môiặ ở ả ứ ạ ế ệ ộ ắ
tr ng tôi (hình 38a) ườ
Trong tr ng h p b m t c n tôi quá l n, không th nung b m t c n tôi trongườ ợ ề ặ ầ ớ ể ề ặ ầ
cùng m t lúc (vì công su t thi t b là có h n), ng i ta có th dùng cách nung nóngộ ấ ế ị ạ ườ ể
làm ngu i - liên t c - liên ti p. Ví d khi tôi m t tr c dài, nó đ c chuy n đ ng tộ ụ ế ụ ặ ụ ượ ể ộ ừ
cao xu ng th p, tr c tiên qua vòng c m ng đ c nung nóng r i qua vòng phunố ấ ướ ả ứ ượ ồ
n c làm ngu i và đ c tôi (hình 38b).ướ ộ ượ
+ Tôi b m t trong: Khi tôi bề ặ ề
m t trong c a chi ti t ch u ma sát (víặ ủ ế ị
d ng lót) vòng c m ng ph i cóụ ố ả ứ ả
c u t o sao cho có th đ t đ c ấ ạ ể ặ ượ ở
bên trong (hình 39a).
+ Tôi b m t ph ng: Có th tôiề ặ ẳ ể
m t ph ng, vòng c m ng có d ngặ ẳ ả ứ ạ
"dích d c" theo m t ph ng (hình 39b).ắ ặ ẳ
- Ch n t n s và thi t b :ọ ầ ố ế ị
T n s c a dòng đi n quy tầ ố ủ ệ ế
đ nh chi u dày l p nung nóng, do đóị ề ớ
quy t đ nh chi u sâu c a l p tôi c ng.ế ị ề ủ ớ ứ Hình 39: Vòng c m ng tôiả ứ
BM tr trong và m t ph ng.ụ ặ ẳ
Các chi ti t l n c n l p tôi dày (4 - 5mm) do v y ph i dùng các thi t b phátế ớ ầ ớ ậ ả ế ị
dòng đi n có t n s không cao l m: 2500 và 8000 hec nh ng có công su t l n th ngệ ầ ố ắ ư ấ ớ ườ
là 100Kw tr lên.ở
Các chi ti t bé c n l p tôi m ng (1 - 2mm) do v y ph i dùng các thi t b phátế ầ ớ ỏ ậ ả ế ị
dòng đi n có t n s r t cao c hàng v n hec: 66000 hay 200000 hec v i công su t chệ ầ ố ấ ỡ ạ ớ ấ ỉ
kho ng hàng ch c Kw. n c ta dã dùng ph bi n lo i này.ả ụ Ở ướ ổ ế ạ
- T ch c và tính ch t c a l p thép tôi c m ng:ổ ứ ấ ủ ớ ả ứ
67
Đ b o đ m đ ng th i yêu c u sau khi tôi có b m t c ng song lõi v n để ả ả ồ ờ ầ ề ặ ứ ẫ ủ
m m, d o, thép đem tôi c m ng th ng có l ng cacbon trung bình 0,40 - 0,60% vàề ẻ ả ứ ườ ượ
là lo i thép cacbon hay h p kim th p v i đ th m tôi không cao, vì đây ch tiêu nàyạ ợ ấ ớ ộ ấ ở ỉ
không có tác d ng gì v i tôi c m ng do chi u sâu l p tôi m ng.ụ ớ ả ứ ề ớ ỏ
+ T ch c: Nung c m ng v i t c đ r t nhanh (trong vùng chuy n bi n pha),ổ ứ ả ứ ớ ố ộ ấ ể ế
t i hàng ch c - hàng trăm đ /s (trong lò cao nh t là ch 1,5 - 3,0ớ ụ ộ ấ ỉ 0C/s), nên có các đ cặ
đi m sau:ể
•Nhi t đ chuy n bi n pha Aệ ộ ể ế C1, AC3 nâng cao lên, do v y nhi t đ tôi ph i l y caoậ ệ ộ ả ấ
h n so v i cách nung thông th ng là 100-200ơ ớ ườ oC.
•Đ quá nhi t cao nên t c đ chuy n bi n pha khi nung r t nhanh, th i gian chuy nộ ệ ố ộ ể ế ấ ờ ể
bi n ng n, h t Austenit r t nh m n nên khi tôi đ c kim Mactenxit r t nh .ế ắ ạ ấ ỏ ị ượ ấ ỏ
Đ b o đ m h t nh khi tôi c m ng, tr c đó thép ph i đ c nhi t luy n tôiể ả ả ạ ỏ ả ứ ướ ả ượ ệ ệ
+ ram cao thành Xoocbit ram. T ch c này v a b o đ m đ dai cao c a lõi v a b oổ ứ ừ ả ả ộ ủ ừ ả
đ m b m t đ t h t nh khi nung c m ng. V y t ch c sau khi tôi c m ng là: bả ề ặ ạ ạ ỏ ả ứ ậ ổ ứ ả ứ ề
m t Mactenxit hình kim nh m n, lõi -Xoocbit ram.ặ ỏ ị
+ C tính: V i thành ph n Cacbon và t ch c nh v y, sau khi tôi c m ngơ ớ ầ ổ ứ ư ậ ả ứ
thép có c tính là: b m t c ng 56-62HRC, lõi d o dai (10-25HRC), b o đ m v aơ ề ặ ứ ẻ ả ả ừ
ch u đ c mài mòn, ma sát v a ch u đ c t i tr ng cao và va đ p, r t thích h p v iị ượ ừ ị ượ ả ọ ậ ấ ợ ớ
bánh răng, tr c truy n, ch t, tr c khu u...ụ ề ố ụ ỷ
Đáng chú ý là l p b m t sau khi tôi c m ng s ch u ng su t nén d , có thớ ề ặ ả ứ ẽ ị ứ ấ ư ể
đ t đ n 800N/mmạ ế 2 do đó nâng cao gi i h n m i.ớ ạ ỏ
- u vi t c a tôi c m ng:Ư ệ ủ ả ứ
So v i tôi trong lò, tôi c m ng có nhi u u vi t.ớ ở ả ứ ề ư ệ
1./ Năng su t cao do th i gian nung ng n vì ch nung l p m ng b m t vàấ ờ ắ ỉ ớ ỏ ở ề ặ
nhi t t o trong l p kim lo i.ệ ạ ớ ạ
2./ Ch t l ng t t, cũng do th i gian nung ng n mà h n ch , th m chí tránhấ ượ ố ờ ắ ạ ế ậ
đ c các khuy t t t nh Oxy hóa, thoát Cacbon, h n n a do đi u ch nh đ c nhi tượ ế ậ ư ơ ữ ề ỉ ượ ệ
nung nên b o đ m ch t l ng đ ng đ u. Đ c ng tăng h n so v i tôi th ng kho ngả ả ấ ượ ồ ề ộ ứ ơ ớ ườ ả
1-2HRC.
3./ D t đ ng hóa, c khí hóa, gi m nh đi u ki n làm vi c c a công nhân,ễ ự ộ ơ ả ẹ ề ệ ệ ủ
đ đ t trong dây chuy n s n xu t c khí.ể ặ ề ả ấ ơ
Do v y tôi c m ng đ c áp d ng r ng rãi trong s n xu t hàng lo t l n choậ ả ứ ượ ụ ộ ả ấ ạ ớ
các chi ti t mà b m t không quá ph c t p.ế ề ặ ứ ạ
68