Công nghệ nhiệt luyện thép

**haihoang_boy** · #1 10-06-2016, 09:32 PM

Qua nhiệt luyện, các đặc tính của thép và vật liệu gang sắt có thể thay đổi theo mong muốn. Đặc biệt là độ cứng, độ bển và tính gia công có thể cải thiện. Nguyên nhân của sự cải thiện đặc tính là sự thay đổi của cấu trúc vật liệu.

Các loại cấu trúc của vật liệu sắt

[Chỉ có thành viên mới có thể nhìn thấy links. Bạn hãy nhấn vào đây để đăng ký...]

Vật liệu sắt chứa một hàm lượng carbon nhất định từ quá trình sản xuất. Hàm lượng carbon này có thể là điểu quấy nhiễu, vì hàm lượng carbon cao quá sẽ làm cho sắt giòn. Mặt khác, một thành phẩn carbon nào đó trong sắt lại là điểu kiện để cải thiện nhiểu đặc tính qua nhiệt luyện.

Nguyên nhân của tác dụng carbon trong sắt là ảnh hưởng của carbon vào kết cấu bên trong, cấu trúc (tinh thể).

Khảo sát cấu trúc của sắt làm nguội chậm, người ta nhận ra rằng sắt có cấu trúc khác nhau tùy theo hàm lượng carbon (Hình 1).

Sắt tinh khiết kỹ thuật kết thành một cấu trúc từ những hạt vê tròn. Cấu trúc này được gọi là ferit hoặc sắt anpha (Fe ) (Hình la). Loại này mềm, dễ biến dạng và từ hóa được.

Sắt chứa từ 0,1 % đến khoảng 2 % carbon được gọi là thép.

Thép chứa carbon không ở hình thức nguyên chất mà là dưới dạng kết nổi hóa học: cac bua sắt (sắt cacbit) Fe3C.Thành phẩn cấu trúc này được gọi là xêmentit. Chất này cứng và giòn.

Với hàm lượng carbon thấp (đến 0,8 %) xêmentit tách ra dưới dạng sọc mỏng (xêmentít sọc) kéo xuyên qua hạt ferit (Hình 1 b).

Trong thép có 0,8 % carbon (thép ơtectoit), tất cả hạt ferit có sọc xêmentit xuyên qua hạt. Cấu trúc này được gọi là peclit vì dáng giống như xà cừ (Hình 1c).

Thép có carbon ít hơn 0,8 % (thép hạ ơtectoit) có một cấu trúc bao gồm hạt ferit và hạt peclit. Cấu trúc này được gọi là cấu trúc ferit-peclit (Hình 1 b).

Thép với thành phẩn carbon lớn hơn 0,8 % (thép thượng ơtectoit) chứa nhiểu carbon đến nỗi ngoài thành phần sọc xêmentit trong hạt peclit còn có thành phẩn xêmentit ở biên hạt (xêmentit biên hạt) (Hình 1d). Càng có hàm lượng cao xêmentit trong cấu trúc, thép càng cứng hơn mà độ giòn cũng tăng lên.

Sắt với hàm lượng carbon từ 2,5 % đến 3,7 % là gang sắt.

Ngoài carbon, gang còn chứa thêm một iượng silic cao. Nguyên tố này tác động làm cho phần lớn carbon không phản ứng thành xêmentit Fe3C mà tách rời dưới dạng carbon nguyên chất thành tấm than mỏng. Nhìn tổng quáttrong vật đúc có những loại tách rời này: phẩn trội hơn 0,8 % carbon tách rời dạng miếng than mỏng ở biên hạt trong khi phẩn còn lại của carbon kết tinh thành sọc xêmentit.

Cấu trúc của vật liệu gang sắt đúc vì thế bao gồm một chất cơ bản (chất nền) ,peclit hay ferit pedit và giữa những hạt có graphit tấm.
Hình 1: Các loại tinh thể của vật liệu sắt xen vào với hàm lượng carbon khác nhau