Đồ án môn học thiết kế xưởng nhiệt luyện

Xưởng nhiệt luyện

THIẾT BỊ NHIỆT LUYỆN

MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH.....................................................................................................
DANH MỤC BẢNG....................................................................................................
LỜI NÓI ĐẦU.......................................................................................................196
LỜI GIỚI THIỆU.......................................................................................................2
PHẦN 1 TƯƠNG TÁC GIỮA ĐỐI TƯỢNG VÀ THIẾT BỊ NHIỆT LUYỆN...........3
1.1. NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CHUNG VỀ NHIỆT LUYỆN THÉP VÀ HỢP KIM.3
1.1.1. Các thông số công nghệ cơ bản................................................................3
1.1.2. Những vấn đề chung về nhiệt luyện thép.................................................4
1.1.3. Đặc điểm nhiệt luyện hợp kim màu.........................................................7
1.2. NGUỒN CUNG CẤP NHIỆT......................................................................11
1.2.1 Nhiên liệu................................................................................................11
1.2.2. Điện năng...............................................................................................14
1.3. QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI NHIỆT................................................................18
1.3.1. Các dạng truyền nhiệt.............................................................................18
1.3.2. Trao đổi nhiệt trong lị có mơi trường khí..............................................21
1.3.3. Trao đổi nhiệt trong lị có mơi trường lỏng............................................25
1.4. MỘT SỐ VẤN ĐỀ CHUNG KHI TÍNH TỐN..........................................27
1.4.1. Thiết lập điều kiện biên..........................................................................27
1.4.2. Khái niệm vật dày – mỏng.....................................................................28
1.4.3. Hệ số sắp xếp.........................................................................................29
1.4.4. Tính theo cơng thức kinh nghiệm..........................................................30
1.4.5. Quy ước về xác định các giai đoạn nung...............................................31
1.5. TÍNH Q TRÌNH NUNG CHO VẬT MỎNG TRONG LỊ CHU KỲ.....31
1.6. TÍNH Q TRÌNH NUNG CHO VẬT DÀY TRONG LỊ CHU KỲ........40
1.7. TÍNH TỐN Q TRÌNH NUNG CHI TIẾT TRONG LÒ LIÊN TỤC....50

THIẾT BỊ NHIỆT LUYỆN

Xưởng nhiệt luyện

1.8. NUNG CẤP TỐC VÀ VẤN ĐỀ TỐC ĐỘ NUNG......................................54
1.9. TÍNH THỜI GIAN NUNG, THỜI GIAN GIỮ NHIỆT THEO KINH NGHIỆM
..............................................................................................................................56
1.9.1. Tính thời gian nung theo kinh nghiệm...................................................56
1.9.2. Xác định thời gian giữ nhiệt theo kinh nghiệm......................................57
1.10. TÍNH TỐN NHIỆT ĐỘ NUNG...............................................................60
1.11. TÍNH TỐN Q TRÌNH LÀM NGUỘI................................................61
1.12. TÍNH TỐN Q TRÌNH HĨA NHIỆT LUYỆN...................................63
1.12.1 Công nghệ thấm cacbon thể khí............................................................63
1.12.2. Công nghệ thấm nitơ thể khí................................................................65
1.13. TÍNH Q TRÌNH NUNG BỀ MẶT........................................................67
1.13.1. Nung bằng dịng cao tần.......................................................................67
1.13.2. Các q trình nung bề mặt khác...........................................................72
1.14. KHÁI QUÁT VỀ ĐẢM BẢO MỨC BỀN TRONG NHIỆT LUYỆN.......74
1.14.1. Đảm bảo giới hạn bền (độ cứng) tại bề mặt.........................................77
1.14.2. Đảm bảo chiều sâu lớp hóa bền (độ thấm tơi)......................................79
1.15. QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN...........................................84
1.15.1. Cách lập quy trình cơng nghệ (QTCN) nhiệt luyện.............................84
1.15.2. Quy trình cơng nghệ nhiệt luyện chi tiết..............................................86
PHẦN 2 THIẾT BỊ CHÍNH.....................................................................................89
2.1. PHÂN LOẠI.................................................................................................89
2.2. THIẾT BỊ NUNG THỂ TÍCH (LỊ)..............................................................90
2.2.1. Khái lược về lị.......................................................................................90
Buồng hoạt động chu kỳ..................................................................................92
2.2.2. Đặc điểm cấu tạo chung.........................................................................94

2.2.3. Lò chu kỳ khơng cơ khí hố.................................................................108
2.2.4. Lị chu kỳ cơ khí hoá............................................................................130


THIẾT BỊ NHIỆT LUYỆN

Xưởng nhiệt luyện

2.2.5. Lò liên tục............................................................................................136
2.3. THIẾT BỊ NUNG BỀ MẶT........................................................................164
2.3.1. Nung bằng dòng cảm ứng....................................................................164
2.3.2. Nung bằng ngọn lửa.............................................................................173
2.3.3. Các phương pháp nung bề mặt khác....................................................175
2.4. THIẾT BỊ LÀM NGUỘI............................................................................179
1.4.1. Môi trường làm nguội..........................................................................179
2.4.2. Thiết bị làm nguội................................................................................184
2.4.3. Thiết bị gia công lạnh...........................................................................188
PHẦN 3 THIẾT BỊ PHỤ.......................................................................................191
3.1. TRANG BỊ CÔNG NGHỆ..........................................................................191
3.2. THIẾT BỊ PHỤC VỤ CÔNG NGHỆ.........................................................193
3.2.1. Thiết bị chế tạo khí điều khiển.............................................................193
3.2.2. Những thiết bị làm sạch bề mặt............................................................202
3.2.3. Máy nắn................................................................................................205
3.3. THIẾT BỊ ĐO LƯỜNG PHỤC VỤ ĐIỀU KHIỂN....................................206
3.3.1. Đo nhiệt độ..........................................................................................206
3.3.2. Xác định lưu lượng, áp suất và điều chỉnh thành phần khí..................208
3.4. THIẾT BỊ KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM.........217
3.4.1. Sai số của phép đo và xử lí kết quả đo................................................217
3.4.2. Máy đo độ cứng...................................................................................221
3.4.3. Máy thử độ bền....................................................................................226

3.4.4. Kính hiển vi..........................................................................................229
3.4.5.Thiết bị kiểm tra không phá huỷ...........................................................236
3.4.6. Thiết bị phân tích thành phần hóa học.................................................240
3.4.7. Thiết bị đảm bảo an tồn lao động và vệ sinh mơi trường...................240
PHẦN 4 XƯỞNG NHIỆT LUYỆN.......................................................................243


THIẾT BỊ NHIỆT LUYỆN

Xưởng nhiệt luyện

4.1. AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH MÔI TRƯỜNG...........................243
4.1.1. Những quy định chung về an toàn lao động........................................243
4.1.2. Một số đặc điểm riêng của xưởng nhiệt luyện.....................................245
4.1.3. Vấn đề vệ sinh môi trường...................................................................253
4.2. THIẾT KẾ XƯỞNG...................................................................................212
4.2.1. Khái qt về trình tự thiết kế................................................................212
Phần tính toán.........................................................................................................212
4.2.2. Các bước tiến hành...............................................................................213
PHỤ LỤC 1 NỘI DUNG ĐỒ ÁN THIẾT KẾ XƯỞNG NHIỆT LUYỆN...........232
PHỤ LỤC 2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN CHI TIẾT CỐC HỢP
KIM NHÔM BIẾN DẠNG ĐỘ BỀN CAO...........................................................233
PHỤ LỤC 3 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN DÂY ĐỐT CHO LÒ NUNG 4. . .242
PHỤ LỤC 4 MỘT SỐ KÝ HIỆU QUY ĐỊNH TRONG CÁC BẢN VẼ 1.........244
PHỤ LỤC 5 CÁC DẠNG SAI HỎNG THƯỜNG GẶP TRONG NHIỆT LUYỆN
................................................................................................................................245
PHỤ LỤC 6 MỘT SỐ TRANG THIẾT BỊ BẢO HỘ LAO ĐỘNG.....................249
PHỤ LỤC 7 PHƯƠNG PHÁP 5S, KAIZEN VÀ VIỆC TẬP THỂ DỤC TRONG
MỘT SỐ NHÀ MÁY, PHÂN XƯỞNG (NHẬT BẢN)........................................250
PHỤ LỤC 8 MỘT SỐ TỪ TIẾNG ANH THÔNG DỤNG TRONG NHIỆT

LUYỆN KIM LOẠI...............................................................................................252
PHỤ LỤC 9 MỘT SỐ PHẦN MỀM MÔ PHỎNG TRONG NHIỆT LUYỆN VÀ
CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU [54].............................................................................259
PHỤ LỤC 10 MỘT SỐ BIỂN BÁO AN TOÀN LAO ĐỘNG.............................261
PHỤ LỤC 11 DANH MỤC TIÊU CHUẨN VIỆT NAM VỀ LUYỆN KIM (2011)
................................................................................................................................262
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................271


Xưởng nhiệt luyện

THIẾT BỊ NHIỆT LUYỆN

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Mơ tả các thơng số của một quy trình nhiệt luyện cơ bản.........................3
Hình 1.2. Mơ tả vịng từ trễ.....................................................................................17
Hình 1.3. Hệ số truyền nhiệt của một số muối và kiềm lỏng..................................25
Hình 1.5. Sự phụ thuộc của hàm (T2/T1) vào T2/T1..............................................33
Hình 1.6. Sơ đồ biểu thị sự thay đổi nhiệt độ của lị và chi tiết khi nung...............35
Hình 1.7. Sơ đồ biểu thị ảnh hưởng của số lượng chi tiết trong mẻ đến hệ số sắp xếp kx
.................................................................................................................................39
Hình 1.8. Lưu đồ thuật tốn q trình nung thể tích...............................................40
Hình 1.9. Mơ hình nung tấm phẳng bằng đối lưu trong mơi trường có nhiệt độ
khơng đổi.................................................................................................................44
Hình 1.9. Biểu đồ Burin dùng cho tính tốn theo nhiệt độ bề mặt của a) tấm phẳng;
b) trụ; c) cầu.............................................................................................................46
Hình 1.9*. Biểu đồ Burin dùng cho tính tốn theo nhiệt độ lõi của a) tấm phẳng; b)
trụ; c) cầu.................................................................................................................47
Hình 1.10. Sự phân bố nhiệt độ trong lị liên tục.....................................................51
Hình 1.11. Mơ tả các vùng nhiệt độ của một số công nghệ nhiệt luyện tương ứng

trên giản đồ Fe – Fe3C.............................................................................................60
Hình 1.12.................................................................................................................62
Hình 1.13. Biểu đồ để xác định tốc độ nguội trong lõi (tâm) chi tiết đơn giản 2763
Hình 1.14. Giản đồ Lehrer của a) sắt sạch; b) thép 1045; và c) thép 4140 [56]......65
Hình 1.15. Sơ đồ ngoại lực tác động lên trục xe (a), phản ứng của vật liệu (b) và sơ
đồ ứng suất tác động lên tiết diện trục xe (c)...........................................................74
Hình 1.16 Quan hệ giữa giới hạn bền với độ cứng của thép, gang cầu và la–tơng. 75
Hình 1.17. Đường phân bố giá trị bền đặc trưng trong chi tiết (a), và quan hệ của nó
với ngoại ứng suất (b)..............................................................................................76
Hình 1.18. Mơ tả quan hệ giữa ngoại ứng suất với giới hạn bền của chi tiết..........76


THIẾT BỊ NHIỆT LUYỆN

Xưởng nhiệt luyện

Hình 1.19. Biểu đồ dùng để tính giá trị H1’ [47]....................................................77
Hình 1.20. Biểu đồ dùng để tính giá trị độ cứng bổ sung H1’ [47].........................78
Hình 1.21. Biểu đồ dùng để lựa chọn và tính tốn chế độ ram [6]..........................79
Hình 1.22. Tương quan giữa hàm lượng mactenxit và %C trong thép với độ cứng
[49]...........................................................................................................................80
Hình 1.23. Giản đồ CCT của thép 41Cr4 cho biết tỷ phần các tổ chức và độ cứng
phụ thuộc vào thời gian nguội tới nhiệt độ 500 oC [52]..........................................80
Hình 1.20. Các biểu đồ Lamont (ứng với các khoảng cách khác nhau kể từ lõi) [47] 83
Hình 1.25. Biểu đồ quy đổi giữa các loại tiết diện [49]..........................................84
Hình 2.1. Sơ đồ phân loại thiết bị chính..................................................................90
Hình 2.2. Sơ đồ khái qt cấu tạo lị (mặt cắt đứng)...............................................95
Hình 2.3. Các loại dây đốt trịn cuốn dạng lò so (a), uốn khúc zic–zăc (b) và thanh đốt (c)97
Hình 2.4. Phần tử (dây, băng, thanh đốt) cấp nhiệt trong lị điện trở có thể bố trí tại
các vị trí: xung quanh, phía trên, phía dưới buồng lị..............................................99

Hình 2.5. Các loại buồng đốt và ghi lò: a– buồng đốt thủ cơng, ghi phẳng;.........101
Hình 2.6. Sơ đồ mỏ phun thấp áp kiểu Karabin (a), mỏ phun cao áp kiểu Su–khơp
(b) 13...................................................................................................................103
Hình 2.7. Mỏ đốt nhiên liệu khí: a– mỏ đốt lồng ống; b– mỏ đốt tự hút một ống
dẫn; c– mỏ đốt tự hút hai ống dẫn; d– mỏ đốt tự hút nhiều cổng..........................106
Hình 2.8. Ống bức xạ chữ U nằm ngang (a); mỏ đốt một ống dẫn (b) và mỏ đốt hai
ống dẫn (c).............................................................................................................107
Hình 2.9. Sơ đồ các loại lị chu kỳ khơng cơ khí hố:...........................................109
Hình 2.10. Các phương pháp cung cấp nhiệt cho buồng lị:..................................110
Hình 2.11. Đối lưu khí trong buồng lị..................................................................111
Hình 2.12. Lị buồng dùng nhiên liệu khí..............................................................112
Hình 2.13. Sơ đồ ngun lý thu hồi nhiệt của khí cháy........................................112
Hình 2.14. Lị buồng điện trở: a– CHO– 8,5.17.5/10; b– CHЗ – 2,5.5.1,7/10......113


THIẾT BỊ NHIỆT LUYỆN

Xưởng nhiệt luyện

Hình 2.15. Sơ đồ nguyên lý tạo màn lửa cách ly 8.............................................114
Hình 2.16. Sơ đồ thiết bị tạo chân khơng cho lị buồng........................................115
Hình 2.17. Sơ đồ lị kiểu ПAП..............................................................................116
Hình 2.18. Lị giếng dùng nhiên liệu khí (hoặc lỏng)............................................118
Hình 2.19. a) Lị giếng СШЗ –6.6/7M1; b) Lị giếng СШЗ –4.8/10.....................119
Hình 2.20. Sơ đồ cung cấp chất thấm lỏng cho thấm C........................................120
Hình 2.21. Lị bể đốt ngồi dùng nhiên liệu khí (dầu)...........................................125
Hình 2.22. Sơ đồ khuấy trộn điện từ trong bể muối lỏng......................................126
Hình 2.23. Sơ đồ bố trí điện cực trong lị muối.....................................................127
Hình 2.24. Lị muối điện cực ba pha CBC–35/13.................................................128
Hình 2.25. Sơ đồ lị lớp sơi (a) và các dạng sơi (b)...............................................130

Hình 2.26. Sơ đồ lị có đáy di động: a) trạng thái xếp; b) trạng thái nung chi tiết 130
Hình 2.27. Lị chân khơng CHB–5.15/11,5...........................................................131
Hình 2.28. Lị buồng vạn năng cơ khí hố............................................................132
Hình 2.29. Sơ đồ lị sàn lật (a) và lị có đáy nâng hạ (b).......................................134
Hình 2.30. Sơ đồ lị có nắp di động.......................................................................135
Hình 2.31. Lị nâng hạ có nắp di động của hãng Uttis..........................................135
Hình 2.32. Các cơ cấu cơ khí hố trong lị liên tục...............................................141
Hình 2.33. Các cơ cấu cơ khí hố trong lò liên tục (tiếp theo). a– cơ cấu băng tải
chuyển đổi;............................................................................................................143
Hình 2.34. Lị băng tải dùng nhiên liệu khí...........................................................143
Hình 2.35. Sơ đồ lị điện băng tải có múp.............................................................144
Hình 2.36. Sơ đồ kết cấu một loại lị đẩy của Trung quốc....................................145
Hình 2.37. Sơ đồ lị trục lăn để thấm cacbon.........................................................147
Hình 2.38. Lị muối điện cực cơ khí hố...............................................................148
Hình 2.39. Lị chân khơng liên tục........................................................................148
Hình 2.40. Lị trống quay dạng CБЗ......................................................................149


THIẾT BỊ NHIỆT LUYỆN

Xưởng nhiệt luyện

Hình 2.41. Sơ đồ hệ thống điều chỉnh tự động......................................................151
Hình 2.42. Hệ thống điều khiển hở: theo chương trình (a) và bù nhiễu (b)..........152
Hình 2.43. Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều chỉnh kín (HTK)...................................153
Hình 2.44. Sơ đồ hệ thống theo dõi.......................................................................153
Hình 2.45. Sơ đồ cấu trúc hệ thống thích nghi: a) HCT, b) HTC, c) HTƯ...........154
Hình 2.46. Sơ đồ cấu trúc hệ ĐKTĐ quá trình tơi ram sản phẩm.........................155
Hình 2.47. Sơ đồ cấu trúc hệ ĐKTĐ cơ cấu đẩy của lị liên tục...........................155
Hình 2.48. Sơ đồ cấu trúc hệ ĐKTĐ quá trình làm nguội khi tơi chi tiết.............156

Hình 2.49. Sơ đồ điều khiển tự động nhiệt độ (a) thơng qua van màng (b)..........157
Hình 2.50. Sơ đồ các cơ cấu khuếch đại................................................................160
Hình 2.51. Điều chỉnh cơng suất và nhiệt độ bằng rơle hai vị trí..........................161
Hình 2.52. Các kiểu điều chỉnh cơng suất cho lị nhiệt luyện...............................162
Hình 2.53. Dãy liên hợp nhiệt luyện và hố nhiệt luyện các chi tiết thép (mũi tên
chỉ đường di chuyển của chi tiết) 27...................................................................163
Hình 2.54. Dãy liên hợp tơi, ram các chi tiết nhỏ..................................................164
Hình 2.55. Đồ thị để xác định gần đúng giá trị công suất riêng và thời gian nung
theo chiều sâu lớp tôi và nhiệt độ bề mặt chi tiết thép a) tần số 10 kHz; b) tần số 4
kHz........................................................................................................................167
Hình 2.56. Sơ đồ máy phát trung tần (a, b) và cao tần (c, d).................................168
Hình 2.57. Một số loại cuộn cảm ứng: nung lần lượt (a, b và c) và nung liên tục (d
và e).......................................................................................................................170
Hình 2.58. Chiều sâu dịng cảm ứng xâm nhập vào các loại vịng cảm ứng.........171
Hình 2.59. Các dạng điều chỉnh tự động (ĐCTĐ) chế độ nung trên thiết bị cao tần
...............................................................................................................................173
Hình 2.60. Sơ đồ tơi bằng ngọn lửa.......................................................................174
Hình 2.61. Sơ đồ tơi bề mặt bằng dịng điện tiếp xúc...........................................175
Hình 2.62. Sơ đồ ngun lý nung trong dung dịch điện phân...............................176


THIẾT BỊ NHIỆT LUYỆN

Xưởng nhiệt luyện

Hình 2.63. Sơ đồ tơi laze cho mép khuôn gia công kim loại (a) và sự phụ thuộc của
chiều sâu lớp tôi vào công suất xung laze (b)........................................................177
Hình 2.64. Liên quan giữa tốc độ tơi (v) với chiều sâu lớp tôi () (f– tần số dao
động ngang của chùm tia, nếu thấp quá sẽ xảy ra nung chảy)..............................178
Hình 2.65. Sơ đồ khối kết cấu thiết bị nhiệt luyện bằng chùm tia điện tử EBHW–

7.5..........................................................................................................................178
Hình 2.66. Sơ đồ cấu tạo súng điện tử...................................................................179
Hình 2.67. Quá trình nguội trong mơi trường có (a) và khơng (b) thay đổi pha...180
Hình 2.68. Bể tơi đứng khơng cơ khí hố, chứa dầu (được khuấy).......................186
Hình 2.70. Bể tơi dùng băng tải.............................................................................187
Hình 2.71. Máy tơi ép............................................................................................187
Hình 2.72. Ngun lý hoạt động của máy lạnh một tầng (a) và hai tầng (b)........188
Hình 2.73. Sơ đồ máy lạnh hai tầng......................................................................190
Hình 3.1. Các loại kẹp và đồ gá thủ công dùng để xếp, giữ và vận chuyển chi tiết
...............................................................................................................................191
Hình 3.2. Palăng trục vít kéo tay...........................................................................192
Hình 3.3. Cơ cấu chuyển động bám theo dầm từ phía trên (a) và từ phía dưới (b)
...............................................................................................................................193
Hình 3.4. Sơ đồ chế tạo môi trường bảo vệ loại H2 – H2O – N2............................195
Hình 3.5. Sơ đồ sản phẩm khí mêtan đốt khơng hồn tồn...................................196
Hình 3.6. Sơ đồ thiết bị chế tạo môi trường bảo vệ: a) ПC–06, ПC–09 và b) ПC –
025.........................................................................................................................199
Hình 3.7. Máy rửa băng tải kiểu MMK (a) và bể tẩy (b)......................................202
Hình 3.8. Máy phun hạt gang kiểu 323M..............................................................205
Hình 3.9. Máy nắn thuỷ lực...................................................................................206
Hình 3.10. Nhiệt áp kế (a) và nhiệt kế điện trở (b)................................................207
Hình 3.11. Sơ đồ can nhiệt (a), hoả quang kế (b) và hoả kế bức xạ (c)................208


THIẾT BỊ NHIỆT LUYỆN

Xưởng nhiệt luyện

Hình 3.12. Nguyên lý của áp kế vi sai (a), lưu lượng kế kiểu con quay (b) và cơng
tơ thể tích (c)..........................................................................................................209

Hình 3.13. Một số loại màng và lò so dùng để đo áp suất (a)...............................210
và áp kế kiểu màng điển hình (b)..........................................................................210
Hình 3.14. Nguyên lý ổn định áp suất (a) và hoạt động của bộ điều áp trực tiếp (b).
...............................................................................................................................211
Hình 3.16. Thiết bị đo điểm sương chu kỳ (a), liên tục (b), đồ thị điểm sương (c),
và đầu đo ơxi (c)....................................................................................................213
Hình 3.17. Sơ đồ nguyên lý buret [55]..................................................................216
Hình 3.19. Luật phân bố chuẩn của sai số ngẫu nhiên (hàm Gause).....................219
Hình 3.20. Máy đo độ cứng Rocwell.....................................................................221
Hình 3.21. Sự phụ thuộc của giá trị độ cứng HB vào lực đo (a) và giá trị quy đổi
giữa các thang đo HB–HR–HV–HS (b)................................................................223
Hình 3.22. Máy đo độ cứng xách tay HARDMATIC HH-411.............................225
Hình 3.23. Mơ hình máy thử lực kéo....................................................................226
Hình 3.24. Máy búa thử độ dai va đập..................................................................227
Bảng 3.11. Kích thước mẫu thử bền kéo (trích từ TCVN 197–85).......................227
Hình 3.25. Mẫu thử độ bền kéo (a, b), uốn (c), dai va đập (d)..............................228
Hình 3.26. Ảnh hiển vi quang học ở chế độ nhãn trường sáng (a) và nhãn trường tối
(b) của cùng một mẫu vật liệu [53]........................................................................231
Hình 3.27. Mẫu sau khi đã được đúc hoặc ép mẫu................................................232
Hình 3.28. Giấy giáp các cấp và mô tả các vết xước khi mài...............................232
Hình 3.29. Mơ tả ánh sáng tương tác với bề mặt mẫu ở các chế độ tẩm thực khác
nhau: a) không tẩm thực; b) tẩm thực biên giới; c) tẩm thực pha.........................233
Hình 3.30. a) Số hạt Z1 = 68 và Z2 = 41 trong một vịng trịn diện tích S, độ phóng
đại M; b) Atlas chuẩn............................................................................................235
Hình 3.31. Ảnh tổ chức tế vi của thép C10...........................................................236


THIẾT BỊ NHIỆT LUYỆN

Xưởng nhiệt luyện

Hình 3.32. Sơ đồ phương pháp dò khuyết tật bằng siêu âm (a); các loại đầu dị:
thẳng (b) và góc (c)................................................................................................238
Hình 3.33. Mơ tả sự phân tán của từ trường tại vị trí khuyết tật (a) và các phương
pháp khác nhau để đánh giá mức độ phân tán (b).................................................239
Hình 3.34. Bình cứu hoả chứa hỗn hợp tạo bọt (a) và chứa CO2 (b).....................241
Hình 3.35. Sơ đồ xử lí chất thải bằng hấp thụ qua chất lỏng (a),..........................242
thiêu đốt (b) và hấp phụ bởi vật rắn (c).................................................................242
Hình 4.1. Nhà xưởng một tầng có kết cấu tường chịu lực (a, b),..........................226
khung giằng chịu lực (c, d) và khung cứng (e) 4, 45..........................................226
Hình 4.2. Sơ đồ mơ tả các kiểu đường vận hành chi tiết.......................................227
Hình 4.3. Sơ đồ mặt bằng phân xưởng nhiệt luyện 1..........................................229
Hình 4.4.................................................................................................................230
Hình 4.5.................................................................................................................231


Xưởng nhiệt luyện

THIẾT BỊ NHIỆT LUYỆN

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.2. Điện trở suất của một số vật liệu ở nhiệt độ phòng.................................15
Bảng 1.4. Độ đen của một số kim loại, hợp kim 3................................................22
Bảng 1.5. Giá trị A, B và C trong cơng thức Yurges...............................................23
Bảng 1.6. Tính chất vật lý của một số môi trường lỏng..........................................26
Bảng 1.7. Hệ số sắp xếp sản phẩm trong lò: kx.......................................................30
Bảng 1.8. Hệ số dẫn nhiệt  và nhiệt dung riêng c của một số kim loại và hợp kim
.................................................................................................................................33
Bảng 1.9. Khối lượng, thời gian, tốc độ mẻ nung với k thay đổi............................39
Bảng 1.10. Kích thước đặc trưng S và hệ số hình dáng A của chi tiết phức tạp.....42

Bảng 1.11. Các cơng thức tính 0, t o2m, t’2m, vt , 1 ở (1.51).......................................48
Bảng 1.12. Hệ số kinh nghiệm a để tính thời gian nung 6, 14..............................56
Bảng 1.12. a) Hệ số hình dáng – kích thước KF......................................................58
Bảng 1.12. b) Hệ số nhiệt độ KT..............................................................................58
Bảng 1.13. Giá trị hệ số k tại các nhiệt độ cho các dạng hình dạng mẫu khác nhau. .59
Bảng 1.14. Thời gian giữ nhiệt khi tôi và ram thép hợp kim thấp và trung bình 3,
14............................................................................................................................60
Bảng 1.15. Dữ liệu khuếch tán của cacbon trong mạng -Fe và -Fe....................64
Bảng 1.16. Giá trị của hàm sai erf(z) theo z (trong phần mềm exel có hàm này để
tính tốn)..................................................................................................................65
Bảng 1.17. Sự phụ thuộc của hệ số k vào nhiệt độ [55]..........................................66
Bảng 1.18. Giá trị hàm Krampa ierfc(z) và F(z).....................................................70
Bảng 1.19. Cường độ làm nguội Grossmann, H của các môi trường khác nhau trong
vùng nhiệt độ chuyển biến peclit [49].....................................................................81
Bảng 1.20. Quy trình cơng nghệ nhiệt luyện tổng quát của xưởng nhiệt luyện......85
Bảng 1.21. QTNL mũi khoan thép P18 (80W18Cr4V) 30...................................88
Bảng 2.1. Thành phần; tính chất nhiệt của vật liệu chịu lửa và cách nhiệt 13, 31 95


THIẾT BỊ NHIỆT LUYỆN

Xưởng nhiệt luyện

Bảng 2.2. Một số vật liệu thường dùng để chế tạo dây, băng, thanh đốt 13, 4, 3797
Bảng 2.3. Đặc tính của các mỏ phun cao áp và thấp áp........................................103
Bảng 2.4. So sánh mỏ đốt lồng ống và mỏ đốt tự hút...........................................104
Bảng 2.5. Đặc điểm kỹ thuật của một số loại lị buồng thơng dụng 2, 4, 14, 18, 25
...............................................................................................................................116
Bảng 2.6. Đặc điểm kỹ thuật của một số loại lị giếng thơng dụng 14, 18, 25....121
Bảng 2.7. Thành phần các bể lỏng thông dụng.....................................................122

Bảng 2.8. Phương pháp khử ôxi và xử lý cho bể lỏng..........................................124
Bảng 2.9. Một số loại lị bể đốt ngồi (Liên xơ cũ/ Nga)......................................125
Bảng 2.10. Một số loại lò muối điện cực thông dụng (Liên xô cũ/ Nga) 4.........129
Bảng 2.11. Các loại cơ cấu cơ khí hố..................................................................136
Bảng 2.12. Một số lị điện băng tải thường dùng..................................................144
Bảng 2.13. Một số loại lò đẩy điện trở thông dụng (Nga).....................................145
Bảng 2.14. Đặc điểm ứng dụng của một số thiết bị đo nhiệt độ............................159
Bảng 2.15. Công suất riêng sử dụng cho q trình tơi bề mặt 27.......................166
Bảng 2.16. Chiều sâu lớp tôi đối với các tần số khác nhau 26............................166
Bảng 2.17. Chiều sâu lớp hóa bền phụ thuộc tần số và thời gian..........................167
Hình 2.56. Sơ đồ máy phát trung tần (a, b) và cao tần (c, d).................................168
Bảng 2.18. Thông số kỹ thuật của một số máy phát cao tần 1, 24......................169
Bảng 2.19. Cỡ hạt austenit theo chế độ nung và cấu trúc ban đầu của thép 27.. 172
Bảng 2.19. Tốc độ nguội của thép ở các mơi trường khác nhau 6, 14................181
Bảng 2.20. Tính chất của một số loại dầu tơi thơng dụng.....................................183
Bảng 2.21. Tính chất vật lý của chì, muối, kiềm lỏng (ở 450 oC)..........................184
Bảng 2.22. Đặc điểm của một số chất làm lạnh....................................................189
Bảng 3.1. Các loại môi trường điều khiển.............................................................194
Bảng 3.2. Thành phần CO2 và H2O trong mơi trường lị cân bằng với hàm lượng C
trên bề mặt chi tiết thép ở nhiệt độ 925 oC.............................................................197
Bảng 3.3. Môi trường và nhiệt độ làm việc áp dụng cho một số vật liệu..............197


THIẾT BỊ NHIỆT LUYỆN

Xưởng nhiệt luyện

Bảng 3.4. Khí thấm Endothermic gas tổng hợp từ propan và khơng khí..............200
Bảng 3.5. Khí thấm tổng hợp từ methan và khơng khí..........................................200
Bảng 3.6. Thành phần các bể tẩy và chế độ tẩy cho các hợp kim khác nhau........203

Bảng 3.7. Giá trị P và k trong luật phân bố chuẩn (n >> 20)................................219
Bảng 3.8. Giá trị t ứng với xác suất tin cậy P và số lần đo n.................................220
Bảng 3.9. Sai số trong phép đo gián tiếp...............................................................220
Bảng 3.10. Đặc điểm các phương pháp và thiết bị đo độ cứng cơ bản.................222
Bảng 3.11. Kích thước mẫu thử bền kéo (trích từ TCVN 197–85).......................227
Bảng 3.12. Dung dịch và chế độ tẩm thực cho một số hợp kim thơng dụng.........234
Bảng 3.13. Vận tốc sóng âm trong các mơi trường khác nhau..............................237
Bảng 3.14. Khí độc hại cần khử và chất hấp thụ thích hợp...................................241
Bảng 3.15. Vật liệu hấp thụ...................................................................................242
thiêu đốt (b) và hấp phụ bởi vật rắn (c).................................................................242
Bảng 4.1. Nhiệt độ bắt cháy và giới hạn nổ của một số khí và hỗn hợp 8..........248
Bảng 4.2. Đặc điểm của một số chất độc hại 1...................................................252
Bảng 4.3. Nội dung cơ bản của chương trình (kế hoạch) sản xuất........................213
Bảng 4.4. Danh mục thiết bị của xưởng................................................................218
Bảng 4.5. Trích dẫn TCVN 5939 về nồng độ phát thải cho phép của một số yếu tố
độc hại...................................................................................................................219
Bảng 4.6. Phản ứng cháy, nhiệt lượng toả ra khi cháy và khối lượng đơn vị.......220
ở điều kiện chuẩn của các thành phần khí trong khí đốt.......................................220
Bảng 4.7. Một số số liệu phát thải chất khí ơ nhiễm chủ yếu từ các q trình cơng
nghệ 43................................................................................................................221
Bảng 4.8. Chi phí sản xuất.....................................................................................225
Bảng 4.9. Tiêu chuẩn diện tích cho một lò nhiệt luyện.........................................228


Xưởng nhiệt luyện

THIẾT BỊ NHIỆT LUYỆN

LỜI NÓI ĐẦU

Thiết bị nhiệt luyện là bộ phận không thể tách rời với công nghệ nhiệt luyện, vì
vậy một số giáo trình ở các trường đại học đã ghép cả hai nội dung vào một chương trình.
Tuy nhiên, ở một số trường đại học nước ngồi thì lại tách phần thiết bị và xưởng nhiệt
luyện thành một môn học riêng với nội dung khá phong phú.
Đối với chương trình học đã cải tiến ở nước ta, mơn học “Thiết bị nhiệt luyện”
được bố trí riêng với khối lượng 2 đơn vị học trình, nên cần được biên soạn lại cho phù
hợp. Đồng thời tài liệu có thể được dùng làm cơ sở để sinh viên hồn thành tốt đồ án mơn
họcc “Thiết kế xưởng nhiệt luyện”. Nội dung các bài giảng được biên soạn ở trong giáo
trình này nhằm đáp ứng mục đích như vậy.
Nhân đây, các tác giả xin bày tỏ sự cảm ơn chân thành tới các đồng nghiệp ở Bộ
môn Vật liệu học, xử lý nhiệt và bề mặt, Viện Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu, Đại hoc
Bach khoa Hà Nội và một số đồng nghiệp ở Bộ môn Đúc- Nhiệt luyện, Học viện Kỹ thuật
Quân sự vì sự chỉ dẫn, giúp đỡ qúy báu trong quá trình biên soạn. Tuy vây, do trình độ có
hạn nên chắc chắn trong nội dung biên soạn cịn nhiều thiếu sót, rất mong được các đồng
nghiệp và bạn đọc vui lòng bổ khuyết cho.

1


Xưởng nhiệt luyện

THIẾT BỊ NHIỆT LUYỆN

LỜI GIỚI THIỆU

Nguồn cungĐối
cấptượng nhiệt luyện
Nguồn hấp thụ
Làm nguội
Nung

(vật nung)
nhiệt
nhiệt
Như đã biết, một quá trình nhiệt luyện bao giờ cũng gồm tối thiểu ba công đoạn:
nung nóng, giữ nhiệt và làm nguội. Đối tượng của q trình là vật nung, hay cịn gọi là
các sản phẩm nhiệt luyện. Chất lượng của sản phẩm nhiệt luyện là mục tiêu của chúng ta.
Bản thân quá trình trên, bao gồm các công đoạn, các thao tác được gọi là công nghệ nhiệt
luyện, nhằm thực hiện mục tiêu là chất lượng sản phẩm. Tuy nhiên, một bộ phận không
thể thiếu được của q trình này là thiết bị. Chính thiết bị quyết định khả năng của công
nghệ và luôn ln đi liền với nó như hình với bóng. Chúng ta có thể thấy mối tương quan
mật thiết này qua sơ đồ dưới đây.
Sản phẩm

Công nghệ

Thiết bị

Sơ đồ quan hệ giữa sản phẩm, cơng nghệ và thiết bị
Vì vậy, trong chương trình giáo trình Thiết bị xưởng nhiệt luyện này chúng ta sẽ đề
cập tới các vấn đề sau:
-

Tương quan giữa vật nung với các nguồn (cung cấp – hấp thụ) nhiệt;
Thiết bị chính: gồm nguồn cung cấp và nguồn hấp thu nhiệt;
Thiết bị phụ, mang tính bổ trợ nhưng rất quan trọng cho quá trình nhiệt luyện;
Xưởng nhiệt luyện, nơi sắp xếp, bố trí thiết bị và thực hiện quy trình cơng nghệ
nhiệt luyện.

2

Xưởng nhiệt luyện

THIẾT BỊ NHIỆT LUYỆN

PHẦN 1
TƯƠNG TÁC GIỮA ĐỐI TƯỢNG VÀ THIẾT BỊ NHIỆT LUYỆN
1.1. NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CHUNG VỀ NHIỆT LUYỆN THÉP VÀ HỢP KIM
1.1.1. Các thông số công nghệ cơ bản
Nhiệt luyện bao gồm ba công đoạn cơ bản: nung nóng với tốc độ nung nhất định
đến nhiệt độ cho trước (gọi là nhiệt độ nung), giữ nhiệt trong một thời gian nào đó và làm
nguội với tốc độ cần thiết. Vật nung được xem như đối tượng của q trình nhiệt luyện
nên cịn được gọi là sản phẩm nung, thực tế luôn luôn là các chi tiết vì người ta khơng
nhiệt luyện cả cụm chi tiết máy với lý do phải đảm bảo chất lượng sản phẩm. Bốn thông
số công nghệ cơ bản gồm: nhiệt độ nung (tn); tốc độ nung (vn); thời gian giữ nhiệt (gn); tốc
độ làm nguội (vng) được mơ tả trong hình 1.1 sau:
t, oC
tn
vn

vng

gn

Thời gian

Hình 1.1. Mơ tả các thơng số của một quy trình nhiệt luyện cơ bản
Nhiệt độ nung là nhiệt độ cần thiết để trong vật liệu có thể xảy ra các quá trình
mong muốn như chuyển biến pha, khuếch tán đồng đều thành phần, khử ứng suất,... Giá
trị nhiệt độ nung được ấn định trong quy trình nhiệt luyện. Nhiệt độ nung là một trong

những thông số quan trọng hàng đầu; nó đóng vai trị quyết định loại hình nhiệt luyện và
tổ chức, tính chất vật liệu, tức là chất lượng sản phẩm sau khi nhiệt luyện, nên trong thực
tế phải được duy trì chính xác.
Tốc độ nung là tỷ số của giá trị nhiệt độ gia tăng với thời gian tạo ra sự tăng nhiệt
độ đó. Nó cần phải đảm bảo đồng thời hai yêu cầu cơ bản:
 Tránh cho chi tiết bị cong vênh hoặc nứt do ứng suất nhiệt lớn;
 Lò đạt năng suất tối đa, giá thành nhiệt luyện thấp.
Trên cơ sở đó xác định tốc độ nung cho phép. Tốc độ nung cho phép phụ thuộc
vào thành phần hoá học, độ đồng nhất và độ sạch của vật liệu (thép hay hợp kim), trạng
thái vật liệu (đúc hay biến dạng), hình dáng, kích thước và trạng thái ứng suất của vật

3


Xưởng nhiệt luyện

THIẾT BỊ NHIỆT LUYỆN

nung. Khi nung các chi tiết lớn hoặc phức tạp ta có thể sử dụng cách nung phân cấp, tạo
các tốc độ khác nhau trong q trình nung. Ví dụ, ở khoảng nhiệt độ biến dạng đàn hồi
của thép (dưới 500  600 oC) cần duy trì tốc độ nung thấp, cịn trên nhiệt độ đó có thể
tăng tốc độ nung, tuỳ thuộc vào khả năng của lị.
Trên thực tế, tốc độ nung (trung bình) được xác định bởi thời gian nung là thông số
phụ thuộc vào tình trạng của thiết bị, đặc điểm mẻ xếp,... đồng thời là thơng số dễ tính
tốn và khống chế hơn. Khi trên bề mặt chi tiết đã đạt nhiệt độ nung, quá trình nung (tăng
nhiệt) kết thúc và chuyển sang giai đoạn giữ nhiệt.
Thời gian giữ nhiệt là khoảng thời gian cần giữ ở nhiệt độ nung (duy trì giá trị
nhiệt độ này khơng đổi) để nung thấu chi tiết (làm nhiệt độ đồng đều trong toàn tiết diện)
và hồn thành các q trình như hồ tan, chuyển pha, khuếch tán, kết tinh lại,... theo mục
đích nhiệt luyện hoặc hoá nhiệt luyện. Trong hoá nhiệt luyện, thời gian giữ nhiệt tuỳ

thuộc vào yêu cầu về chiều sâu lớp thấm cần đạt được.
Tốc độ làm nguội xác định bằng tỷ số giữa giá trị nhiệt độ giảm đi với thời gian
xảy ra q trình đó. Tốc độ làm nguội góp phần quyết định tổ chức vật liệu nhận được
trong q trình nhiệt luyện. Ví dụ khi ủ, u cầu tốc độ nguội phải thấp để nhận được tổ
chức cân bằng và giảm ứng suất dư; cịn khi tơi cần đạt tốc độ nguội cao để thu được
trạng thái dung dịch rắn quá bão hoà ở nhiệt độ thường. Do đó tốc độ làm nguội cần phải
được quy định chính xác khi lập quy trình cơng nghệ. Tốc độ làm nguội được điều khiển
bằng môi trường làm nguội.
Các thông số trên có mối quan hệ mật thiết với nhau. Ví dụ, khi giảm nhiệt độ
nung thì thời gian nung cần kéo dài hơn... Trong hóa nhiệt luyện hoặc cơ nhiệt luyện thì
cịn có một số thơng số cơ bản khác sẽ được đề cập một phần nhỏ ở đây và có thể tìm hiểu
thêm trong các tài liệu chun sâu.
1.1.2. Những vấn đề chung về nhiệt luyện thép
Căn cứ vào hai trong số bốn thông số công nghệ cơ bản là nhiệt độ nung và tốc độ
làm nguội ta phân loại các dạng nhiệt luyện thép (và gang) như sau:
– Ủ hoặc thường hố: là loại hình nhiệt luyện có đặc điểm chung là làm nguội
chậm (cùng lị hoặc ngồi khơng khí) để đạt được tổ chức cân bằng và khơng có ứng suất
dư. Các loại hình ủ rất đa dạng, tuỳ theo nhiệt độ (theo mục đích) mà phân ra các loại: ủ
hồn tồn, khơng hồn tồn, ủ khuếch tán, ủ đẳng nhiệt, ủ cầu hoá, ủ kết tinh lại, ủ khử
ứng suất, ủ khử hyđrơ, grafit hố,... Nhiệt độ ủ có dải rộng (trên hoặc dưới A c1, Ac3), từ
300  400 oC đến 1100  1200 oC.

4


Xưởng nhiệt luyện

THIẾT BỊ NHIỆT LUYỆN

– Tôi: được đặc trưng bởi tốc độ nguội nhanh sau nung và giữ nhiệt để austenit

chuyển thành mactenxit hay các tổ chức không ổn định khác có độ cứng và độ bền cao
(như bainit, truxit khi tôi đẳng nhiệt). Nhiệt độ tôi bao giờ cũng phải cao hơn Ac1 hoặc Ac3.
Nếu tôi thấu, gọi là tơi thể tích; nếu chỉ tơi lớp bề mặt, gọi là tôi bề mặt; chúng không
khác nhau về bản chất của quá trình nhiệt luyện.
– Ram: là nung chi tiết đã tơi (có chuyển biến thù hình) đến nhiệt độ thấp hơn A c1
và giữ nhiệt để mactenxit và austenit dư phân hố thành các tổ chức thích hợp rồi làm
nguội. Thường thì căn cứ theo nhiệt độ ram mà phân ra các loại ram thấp, ram cao, ram
trung bình. Khi chọn chế độ ram cần tránh hiện tượng giòn ram, đặc biệt là ở một số loại
thép hợp kim.
Điểm đầu tiên cần lưu ý khi nhiệt luyện thép là đảm bảo tốc độ nung và tốc độ làm
nguội hợp lý. Trong khoảng  500  600 oC, khi độ dẻo của thép cịn thấp cần nung
chậm để khơng tạo ứng suất nhiệt lớn, tránh cong, nứt chi tiết. Trên 600 oC, có thể tăng
tốc độ nung, tuỳ theo khả năng của thiết bị. Đối với thép hợp kim cao (độ dẫn nhiệt kém),
những chi tiết lớn (chênh lệch nhiệt độ nhiều) hoặc chi tiết phức tạp (có ứng suất tập
trung) cần áp dụng phương pháp nung nhiều cấp (phân cấp), ví dụ khi tơi thép gió nung sơ
bộ ở bể muối với nhiệt độ 800  850 oC trước khi nung kết thúc ở 1280 oC.
Tốc độ làm nguội thấp nhất là cùng lị và nguội ngồi khơng khí được dùng tương
ứng khi ủ và thường hố. Khi tôi, phải sử dụng các môi trường khác nhau để điều chỉnh
tốc độ nguội. Với thép cacbon, cần chọn môi trường đảm bảo tốc độ nguội cao như nước,
dung dịch kiềm, muối,... vì tốc độ tơi tới hạn lớn, mặt khác thép cacbon có độ dẫn nhiệt
cao. Nhưng với thép hợp kim cao, cần chọn môi trường tôi “yếu” hơn, như dầu, dung dịch
polymer, thậm chí khơng khí,... vì độ dẫn nhiệt của thép thấp và tính ổn định của austenit
quá nguội lớn. Mặc dù tốc độ chuyển biến mactenxit hầu như không phụ thuộc tốc độ
nguội, song nếu tốc độ nguội ở trong vùng chuyển biến mactenxit lớn thì cơ tính giảm do
các q trình tích thốt ứng suất bị ức chế. Do đó, ở khoảng nhiệt độ chuyển biến
mactenxit cần duy trì tốc độ nguội thấp, trong khi đó ở khoảng chuyển biến peclit cần có
tốc độ nguội lớn để vượt qua tốc độ tới hạn.
Vấn đề tiếp theo cần lưu ý là khoảng thời gian chuyển tiếp giữa tôi và ram cần phải
ngắn để tránh nứt chi tiết do ứng suất tổ chức lớn. Mặt khác khi giữ lâu sau tơi ở nhiệt độ
thường, tính ổn định của austenit quá nguội tăng gây khó chuyển biến khi ram.

Trong quá trình nhiệt luyện thực tế cũng cần lưu ý đến các vấn đề như: số lượng
các chi tiết trong một mẻ (ít sản phẩm hoặc nhiệt luyện đơn chiếc thì dễ đồng đều, ít bị

5


Xưởng nhiệt luyện

THIẾT BỊ NHIỆT LUYỆN

quán tính nhiệt nhưng năng suất thấp); cách sắp xếp chi tiết trong lò (sản phẩm nên tránh
tiếp xúc nhau, tùy theo hình dạng chi tiết mà sắp xếp để hạn chế chi tiết bị biến dạng do
trọng lực trong quá trình nhiệt luyện hoặc để tăng hệ số sử dụng thể tích có lợi của lò);
các chi tiết sắp xếp sao cho dễ xếp dỡ; dễ phối kết hợp giữa các công đoạn nhiệt luyện
hoặc với các cơng đoạn gia cơng cơ khí khác sao cho rút ngắn được thời gian sản xuất;...
Một số đặc điểm cần lưu ý nữa là khi nung thép ở nhiệt độ cao thường xảy ra hiện
tượng ơxi hố, thốt cacbon, q nhiệt, nung cháy,...
Thép ít bị ơxi hố ở nhiệt độ dưới 570 oC vì lớp ơxit tạo thành trên bề mặt là Fe2O3
và Fe3O4 có mạng tinh thể phức tạp, tương đối sít chặt, cản trở mạnh sự khuếch tán của
ion sắt và nguyên tử ôxi. Nhưng ở trên 570 oC thép bị ơxi hố mạnh do có thể tồn tại ơxit
FeO (với mạng tinh thể lập phương khơng sít chặt, thường bị khuyết một số ngun tử
ơxi) ở phía dưới Fe2O3 và Fe3O4.
Thốt cacbon là hiện tượng nồng độ cacbon bị suy giảm trên lớp bề mặt của chi
tiết nung làm hỏng sản phẩm do lớp thốt cacbon có cơ tính thấp. Cần phải loại bỏ lớp
thốt cacbon bằng cách gia cơng cơ hoặc thấm cacbon lại. Chiều sâu lớp thốt cacbon
khơng những phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian nung, mà còn phụ thuộc vào thành phần
môi trường nung. Đặc biệt cần lưu ý hiện tượng thoát cacbon của các loại thép C cao, thép
hợp kim chứa nhiều Si, Cr,...
Để tránh bị ơxi hố hoặc thốt cacbon khi nung nóng ta có thể áp dụng các biện
pháp sau: a) Nung trong chân không; b) Nung trong kim loại hoặc muối nóng chảy; c)

Phủ lên bề mặt chi tiết một lớp bảo vệ, như một số loại bột nhão hay hỗn hợp của các chất
hữu cơ; d) Nung trong mơi trường có khí bảo vệ.
Khi nung khơng đúng chế độ, có thể xảy ra các hiện tượng quá nhiệt và nung cháy.
Nếu nung kim loại quá điểm giới hạn Ac 3 sẽ làm tăng kích thước hạt; khi kích thước hạt
tăng quá lớn, liên kết giữa chúng bị yếu đi và cơ tính kim loại bị giảm mạnh sau khi nhiệt
luyện. Hiện tượng này gọi là quá nhiệt. Có thể khắc phục thép bị quá nhiệt bằng cách ủ lại
ở nhiệt độ trên Ac3 với tốc độ nung và làm nguội thấp.
Khi nhiệt độ nung đạt quá cao (cách đường chảy lỏng 50  100 oC), do ở phần biên
giới hạt có tồn tại các tạp phi kim, tạo trạng thái cùng tinh có nhiệt độ nóng chảy thấp,
làm chảy cục bộ kim loại; lúc này ôxi sẽ xâm nhập mạnh vào trong kim loại làm ơxi hố
biên giới hạt; hiện tượng này vì vậy gọi là nung cháy. Nó phụ thuộc khơng chỉ vào nhiệt
độ nung, mà cịn phụ thuộc vào mơi trường lị. Mơi trường lị ơxi hố sẽ thúc đẩy q
trình cháy và hạ thấp nhiệt độ nung cháy, cịn ở mơi trường hoàn nguyên nhiệt độ nung

6