Giáo trình phân tích quy trình ứng dụng kỹ thuật tổ chức tế vi của mactenxit ram p8

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Nội dung Text: Giáo trình phân tích quy trình ứng dụng kỹ thuật tổ chức tế vi của mactenxit ram p8

Màûc duì hai nguyãn täú naìy laìm tàng âaïng kãø âäü tháúm täi vaì coï giaï thaình tháúp nhæng khäng thãø sæí duûng våïi haìm læåüng låïn. Cr vaì Ni laìm tàng âäü bãön vaì âäü cæïng khäng maûnh bàòng Si, Mn nhæng laûi khäng laìm giaím nhiãöu âäü deío, âäü dai. Trong mäüt säú træåìng håüp laìm tàng mäüt êt âäü dai, do váûy coï thãø sæí duûng våïi haìm læåüng låïn (âãún 4%). Theïp âæåüc håüp kim hoïa bàòng cräm vaì niken laìm tàng maûnh âäü tháúm täi, náng cao âäü cæïng, âäü bãön maì váùn duy trç täút âäü deïo vaì âäü dai. Tuy nhiãn Ni âàõt tiãön laìm giaï thaình theïp cao, do váûy chè duìng cho caïc chi tiãút quan troüng cáön âäü tin cáûy cao. Våïi læåüng hoìa tan låïn : (> 10%) : Khi hoìa tan våïi haìm læåüng låïn caïc nguyãn täú håüp kim laìm thay âäøi hàón hçnh daïng cuía giaín âäö pha Fe-C. Mn vaì Ni khi hoìa tan coï taïc duûng måí räüng khu væûc täön taûi cuía täø chæïc austenit (måí räüng vuìng pha vaì thu heûp vuìng pha ) trãn giaín âäö pha Fe-C. Våïi haìm læåüng låïn tæì 10-20% täø chæïc austenit täön taûi ngay caí åí nhiãût âäü thæåììng vaì goüi laì theïp austenit. Hçnh 7.3- Giaín âäö pha Fe- nguyãn täú håüp kim: a) Khi hoaì tan vä haûn vaìo -Fe; b) Khi hoaì tan coï haûn vaìo -Fe Cräm laì nguyãn täú thu heûp khu væûc täön taûi cuía austenit (thu heûp vuìng pha vaì måí räüng vuìng pha ), våïi læåüng Cr âuí låïn khu væûc khäng täön taûi næîa maì täø chæïc phe rit täön taûi ngay caí åí nhiãût âäü cao cho âãún khi chaíy loíng. Håüp kim naìy goüi laì theïp phe rit. Theïp austenit vaì theïp phe rit khäng coï chuyãøn biãún pha khi nung noïng vaì laìm nguäüi. Do váûy khäng thãø hoïa bãön âæåüc bàòng phæång phaïp täi. Caïc træåìng håüp naìy chè gàûp åí theïp âàûc biãût (thæåìng laì caïc theïp khäng rè, theïp chëu noïng) 2-Taûo thaình caïc bêt : Táút caí caïc nguyãn täú håüp kim (træì Si, Ni, Al, Cu, Co) ngoaìi khaí nàng hoìa tan vaìo sàõt ra coìn coï thãø kãút håüp våïi caïc bon taûo thaình caïc bêt. Âoï laì caïc nguyãn täú : Mn, Cr, Mo, W, Ti, Zr, Nb. Âiãöu kiãûn âãø taûo thaình caïc bêt laì säú âiãûn tæí åí phán låïp d (3d, 4d, 5d) trong nguyãn tæí cuía nguyãn täú âoï nhoí hån 6 (laì âiãûn tæí låïp d cuía Fe). Säú nguyãn tæí phán låïp naìy caìng nhoí hån 6 thç khaí nàng taûo caïc bêt caìng maûnh. Thæï tæû taûo caïc bêt cuía caïc nguyãn täú nhæ sau (theo chiãöu maûnh dáön lãn) : Fe(6), Mn(5), Cr(5), Mo(5), W(4), V(3), Ti(2), Zr(2), Nb(2). 136
Hçnh7.4 -Aính hæåíng cuía Mn (a) vaì Cr (b) âãún vuìng vaì trãn giaín âä pha Fe-C Khi cho caïc nguyãn täú håüp kim vaìo theïp thç caïc bon seî æu tiãn taïc duûng våïi nguyãn täú maûnh træåïc. Tuìy theo nguyãn täú håüp kim cho vaìo vaì haìm læåüng cuía noï, trong theïp håüp kim coï caïc pha caïc bêt sau âáy : -Xãmentêt håüp kim (Fe, Me)3C : Nãúu trong theïp chæïa mäüt læåüng êt caïc nguyãn täú taûo caïc bêt trung bçnh vaì tæång âäúi maûnh (1-2%) nhæ : Mn, Cr, Mo, W chuïng seî hoìa tan thay thãú vë trê caïc nguyãn tæí sàõt trong xãmentit taûo nãn xãmentit håüp kim (Fe, Me)3C Xãmentêt håüp kim khoï phán huíy hån xãmentit nãn nhiãût âäü täi coï cao hån mäüt êt. -Caïc bit våïi kiãøu maûng phæïc taûp (caïcbit phæïc taûp) : Khi håüp kim hoïa âån giaín (mäüt nguyãn täú håüp kim) nhæng våïi säú læåüng låïn (>10%) Cr hay Mn seî taûo nãn caïc bit våïi kiãøu maûng phæïc taûp : Cr7C3, Cr23C6, Mn3C coï caïc âàûc âiãøm sau : +Coï âäü cæïng cao hån xãmentit mäüt êt. +Nhiãût âäü noïng chaíy khäng cao làõm khoaíng 1550 18500C coï tênh äøn âënh cao hån nãn nhiãût âäü täi phaíi låïn hån 10000C. +Khi coï Cr cuìng våïi W hay Mo seî taûo ra caïc bit kiãøu Me6C, coï tênh äøn âënh cao hån loaûi trãn, khoï hoìa tan vaìo austenit hån nãn nhiãût âäü täi âæåüc náng cao âãún 1200 13000C -Caïc bit våïi kiãøu maûng âån giaín : Caïc nguyãn täú taûo caïc bit maûnh vaì ráút maûnh nhæ ì V, Ti, Zr, Nb khi cho vaìo theïp våïi haìm læåüng êt (0,10%) seî taûo caïc bit coï kiãøu maûng âån giaín nhæ VC, TiC, ZrC, NbC coï caïc âàûc âiãøm : +Coï âäü cæïng cao nhæng êt doìn hån xãmentit. +Nhiãût âäü noïng chaíy ráút cao (xáúp xè 30000C) nãn ráút khoï phán huíy vaì hoìa tan vaìo austenit khi nung noïng, do váûy coï taïc duûng giæî cho haût nhoí vaì náng cao tênh chäúng maìi moìn. -Vai troì cuía caïc bêt håüp kim : +Laìm tàng âäü cæïng, tênh chäúng maìi moìn maûnh hån xãmentit. Do váûy caïc theïp duûng cuû täút phaíi laì theïp caïc bon cao vaì håüp kim cao. +Náng cao nhiãût âäü täi nhæng giæî âæåüc haût nhoí khi nung do váûy náng cao âäü dai vaì cå tênh. 137
+Tiãút ra khoíi maïctenxit vaì kãút tuû laûi åí nhiãût âäü cao hån do âoï giæî âæåüc âäü cæïng sau khi täi âãún 500 6000C (tênh cæïng noïng). 7.3.4.AÍnh hæåíng cuía nguyãn täú håüp kim âãún quaï trçnh nhiãût luyãûn : Caïc nguyãn täú håüp kim aính hæåíng khaï maûnh âãún quaï trinh nhiãût luyãûn âàûc biãût laì täi vaì ram do âoï aính hæåíng låïn âãún cå tênh. 1-Chuyãøn biãún khi nung noïng âãø täi : Caïc theïp håüp kim thäng thæåìng âãöu coï täø chæïc peclit (træì mäüt säú theïp âàûc biãût), do âoï khi nung noïng seî coï chuyãøn biãún peclit thaình austenit, caïc bit hoìa tan vaìo austenit vaì haût austenit phaït triãøn lãn. Tuy nhiãn coï mäüt säú âàûc âiãøm sau : -Sæû hoìa tan caïcbit håüp kim khoï khàn hån nãn cáön nhiãût âäü täi cao hån vaì thåìi gian giæî nhiãût daìi hån. -Caïc bit håüp kim khoï hoaìn tan vaìo austenit nàòm taûi biãn giåïi haût nhæ haìng raìo giæî cho haût nhoí. Taïc duûng naìy ráút maûnh våïi Ti, Zr, Nb maûnh våïi V vaì khaï maûnh våïi W, Mo (riãng Mn laìm cho haût låïn). Do âoï theïp håüp kim giæî âæåüc haût nhoí hån theïp caïc bon khi nung cuìng nhiãût âäü. 2-Sæû phán hoïa âàóng nhiãût cuía austenit quaï nguäüi vaì âäü tháúm täi : Âáy laì taïc duûng quan troüng nháút vaì âiãøn hçnh nháút cuía nguyãn täú håüp kim. -Sæû phán hoïa âàóng nhiãût cuía au stenit quaï nguäüi : Khi hoìa tan vaìo austenit tátú caí caïc nguyãn täú håüp kim (træì Co) våïi caïc mæïc âäü khaïc nhau âãöu laìm cháûm täúc âäü phán hoïa âàóng nhiãût cuía austenit quaï nguäüi (laìm âæåìng cong chæî C chaûy sang phaíi) do âoï laìm giaím täúc âäü täi tåïi haûn. Nãúu khäng hoìa tan vaìo austenit maì åí daûng caïc bit seî coï taïc duûng ngæåüc laûi. -Âäü tháúm täi : Do laìm giaím täúc âäü täi tåïi haûn nãn caïc nguyãn täú håüp kim (træì Co) khi hoìa tan vaìo austenit âãöu laìm tàng âäü tháúm täi. Nhåì taïc duûng naìy maì theïp håüp kim coï thãø täi tháúu hay tæû täi (laìm nguäüi trong khäng khê váùn taûo thaình maïctenxit - theïp gioï) maì theïp caïc bon khäng thãø coï âæåüc. Hçnh 7.5- Sæû chuyãøn dëch sang phaíi cuía âæåìng cong chæî “C” cuía caïc nguyãn täú håüp kim a) Theïp C vaì theïp håüp kim hoïa bàòng Ni, Si, Mn b) Theïp C vaì theïp håüp kim hoïa bàòng Cr, W, Mo vaì V 138
Hçnh 7.6- Så âäö biãøu diãùn sæû giaím täúc âäü täi tåïi haûn (a) vaì sæû tàng âäü tháúm täi (b) cuía theïp håüp kim so våïi theïp C 3-Chuyãøn biãún maïctenxit : Khi hoìa tan vaìo austenit, caïc nguyãn täú håüp kim (træì Co, Si, Al) âãöu haû tháúp nhiãût ì âäü chuyãøn biãún maïctenxit do váûy laìm tàng læåüng austenit dæ sau khi täi. Cæï 1% nguyãn täú håüp kim seî laìm giaím âiãøm Mâ nhæ sau : Mn - 450C, Cr - 350C, Ni - 260C, Mo - 250C. Do âoï seî laìm giaím âäü cæïng sau khi täi tæì 1-10HRC. Tuy nhiãn hoaìn toaìn coï thãø khàõc phuûc nhæåüc âiãøm naìy bàòng gia cäng laûnh. 4-Chuyãøn biãún khi ram : Noïi chung caïc nguyãn täú håüp kim hoìa tan vaìo maïctenxit âãöu caín tråí sæû phán hoïa cuía noï khi ram coï nghéa laì laìm tàng caïc nhiãût âäü chuyãøn biãún khi ram. Coï hiãûn tæåüng trãn laì do caïc nguyãn täú håüp kim caín tråí khaï maûnh sæû khuãúch taïn cuía caïcbon. Do váûy dáùn tåïi kãút quía sau : -Caïc bit taûo ra ráút nhoí mën vaì phán taïn laìm tàng maûnh âäü cæïng vaì tênh chäúng maìi moìn hiãûn tæåüng naìy goüi laì biãún cæïng phán taïn. Trong mäüt säú theïp håüp kim cao khi ram åí nhiãût âäü thêch håüp austenit dæ chuyãøn biãún thaình maïctenxit ram vaì caïc bit tiãút ra nhoí mën, phán taïïn laìm âäü cæïng tàng lãn so våïi sau khi täi goüi laì âäü cæïng thæï hai. ta -Khi ram hay cuìng laìm viãûc åí mäüt nhiãût âäü theïp håüp kim bao giåì cuîng coï âäü bãön, -Khi âäü cæïng cuîng nhæ âäü dai cao hån (do ram cao hån khæí boí æïng suáút dæ nhiãöu hån) 7.3.4.Caïc daûng hoíng cuía theïp håüp kim : 1-Thiãn têch : Caïc theïp håüp kim âàûc biãût laì loaûi håüp kim cao khi kãút tinh thaình pháön täø chæïc khäng âäöng nháút, khi caïn seî taûo thaình täø chæïc thåï laìm cho cå tênh theo caïc phæång doüc vaì ngang thåï khaïc nhau nhiãöu (âãún 50 70% hay cao hån). Khàõc phuûc bàòng uí khuãúch taïn sau âoï caïn noïng. Tuy nhiãn våïi tiãút diãûn låïn khäng thãø khàõc phuûc triãût âãø âæåüc, váùn coìn tháúy daûng hoíng naìy. 2-Âäúm tràõng (âiãøm tràõng) : Laì hiãûn tæåüng trãn màût gaîy mäüt säú theïp håüp kim coï caïc vãút næït nhoí coï daûng läúm âäúm tràõng. Nguyãn nhán do hydrä coï trong theïp gáy ra. ÅÍ traûng thaïi loíng hyârä hoìa tan 139
khaï nhiãöu trong theïp nhæng åí traûng thaïi ràõn âäü hoìa tan giaím maûnh, âàûc biãût laì tæì dæåïi 2000C tråí âi giaím âäüt ngäüt. Do váûy hyârä thoïat ra nhiãöu táûp trung laûi taûo nãn aïp suáút ráút låïn vaì gáy næït tãú vi. Hiãûn tæåüng naìy thæåìng gàûp trong caïc theïp Cr-Ni, Cr-Ni-Mo, Cr-Ni- W qua caïn noïng (khäng tháúy trong theïp âuïc). Khàõc phuûc : sáúy khä meí liãûu khi náúu luyãûn hoàûc khê caïn noïng laìm nguäüi cháûm âãø hyârä këp thoïat ra. 3-Doìn ram : Quy luáût chung khi ram laì nhiãût âäü tàng lãn âäü dai liãn tuûc tàng cho âãún 6500C. Nhæng trong theïp håüp kim khi ram coï xuáút hiãûn hai cæûc tiãøu vãö âäü dai khi tàng nhiãût âäü. Hiãûn tæåüng naìy goüi laì doìn ram. Coï hai loaûi doìn ram : Hçnh 7.7-Aính hæåíng cuía nhiãût âäü ram âãún âäü dai va âáûp cuía theïp håüp kim -Doìn ram loaûi I (khäng thuáûn nghëch) : Xuáút hiãûn khi ram theïp håüp kim åí nhiãût âäü 2800C 3500C, coï âäü dai khaï tháúp (mäüt säú træåìng håüp tháúp hån sau khi täi) . Theïp caïc bon cuîng coï hiãûn tæåüng naìy nhæng åí nhiãût âäü tháúp hån. Nguyãn nhán coï thãø do caïc bit tiãút ra åí daûng táúm hay austenit dæ chuyãøn biãún thaình maïctenxêt ram laìm theïp doìn. Khàõc phuûc : traïnh ram åí khoaíng nhiãût âäü naìy. -Doìn ram loaûi II (thuáûn nghëch, sæía chæîa âæåüc) : Xaíy ra trong caïc theïp håüp kim hoïa bàòng Cr, Mn, Cr-Ni Cr-Mn khi ram åí 500 6500C vaì laìm nguäüi cháûm (laìm nguäüi nhanh khäng coï). Nguyãn nhán coï thãø do laìm nguäüi cháûm sau khi ram åí nhiãût âäü cao thuïc âáøy quaï trçnh tiãút ra caïc pha doìn taûi biãn giåïi haût. Khàõc phuûc : våïi caïc chi tiãút trung bçnh vaì nhoí laìm nguäüi nhanh trong dáöu hay næoïc sau khi ram. Våïi caïc chi tiãút låïn håüp kim hoïa thãm 0,50% Mo hay 0,50 1,00%W. 140