Giáo trình công nghệ kim loại 2 - Chương 2 docx

Giáo trình: công nghệ kim loại 2 lu đức hòa
Trờng đại học Bách khoa - 2008
5








Chng 2:
Nung núng kim loi
2.1. Mc ớch nung núng
Nung núng kim loi trc khi GCBD nhm nõng cao tớnh do v gim kh nng
chng bin dng ca chỳng, to iu kin thun tin cho quỏ trỡnh bin dng.
2.2. mt s vn xy ra khi nung
2.2.1. Nt n
Hin tng nt n xut hin bờn ngoi hoc bờn trong kim loi, nguờn nhõn l do
ng sut nhit sinh ra vỡ s nung khụng u, tc nung khụng hp lý v.v ng sut
nhi
t ny cựng vi ng sut d sn cú ca phụi (cỏn, ỳc) khi vt qua gii hn bn ca
kim loi s gõy ra nt n. (i vi thộp thng xy ra nt n t
0
< 800
0
C).
2.2.2. Hin tng ụxyhoỏ
Kim loi khi nung trong lũ, do tip xỳc vi khụng khớ, khớ lũ nờn b mt nú d b
ụxy hoỏ v to nờn lp vy st. S mt mỏt kim loi n 4 ữ 6%, cũn lm hao mũn thit
b, gim cht lng chi tit v.v Quỏ trỡnh ụxy hoỏ xy ra do s khuyt tỏn ca nguyờn

t ụxy vo lp kim loi v s khuyt tỏn ca nguyờn t kim loi qua lp ụxyt mt
ngoi vt nung to thnh 3 lp vy st: FeO-Fe
3
O
4
-Fe
2
O
3
.
Nhit nung trờn 570
0
c lp vy st tng mnh v trờn 1000
0
c lp vy st dy c
ph kớn mt ngoi vt nung, nhit tip tc tng lp ụxyt ny b chỏy, ng thi to
nờn lp ụxyt mi. ễxyt hoỏ cú th do ụxy a vo, hoc do khớ CO
2
, H
2
O tỏch ra.
2.2.3. Hin tng mt cỏcbon
Hin tng mt cỏcbon ca mt ngoi vt nung lm thay i c tớnh ca chi tit, cú
khi to nờn cong vờnh, nt n khi tụi. Khớ lm mt C l O
2
, CO
2
, H
2
O, H

2
Chỳng tỏc
dng vi cỏcbớt st Fe
3
C ca thộp:
2Fe
3
C + O
2
= 6Fe + 2CO; Fe
3
C + CO
2
= 3Fe + 2CO
Fe
3
C + H
2
O = 3Fe + CO + H
2
; Fe
3
C + 2H
2
= 3Fe + CH
4

Lp mt cỏcbon bt u phỏt trin khi t
0
= 600ữ800

0
C v tng khi nhit tng.
gim s mt C cú th dựng cht sn ph lờn b mt vt nung. Hin nay hay dựng cht
Giáo trình: công nghệ kim loại 2 lu đức hòa
Trờng đại học Bách khoa - 2008
6
sn sau õy ho vi nc hoc vi cn ờtyl: 60%SiO
2
+ 15%Al
2
O
3
+ 11,2%CaO +
4,4%MgO +5%(K
2
O+N
2
O) + 0,8%Fe
2
O
3
.
2.2.4. Hin tng quỏ nhit
Nu nhit nung quỏ cao thỡ ht ụstenit cng ln lm cho tớnh do ca kim loi
gim nhiu, cú th to nờn nt n khi gia cụng hoc gim tớnh do ca chi tit sau ny.
i vi thộp cacbon nhit quỏ nhit di ng c khong 150
0
tr lờn (t
0
qn

> t
o
c
-
150
0
C). Hin tng ny c khc phc bng phng phỏp . Vớ d: Thộp cỏcbon
750 ữ 900
0
C, nhng vi thộp hp kim thỡ rt khú khn.

2.2.5. Hin tng chỏy
Khi kim loi nung trờn nhit quỏ nhit (gn ng c) vt nung b phỏ hu tinh
gii ca cỏc ht do vựng tinh gii b ụxy hoỏ mónh lit. Kt qu lm mt tớnh liờn tc ca
kim loi, dn n phỏ hu hon ton bn v do ca kim loi.
2.3. Ch nung kim loi
2.3.1. Chn khong nhit nung
i v
i thộp cỏcbon da trờn gin Fe-C chn khong nhit GCBD.

Trong sn xut xỏc nh khong nhit ca cỏc kim loi v hp kim thng
dựng bng. i vi cụng nhõn trong iu kin thiu dng c o cú th xỏc nh nhit
theo mu sc khi nung. Vớ d: i vi thộp khi nung mu s sỏng dn t mu xm
(500
0
c) n sỏng trng (1250
0
c).
2.3.2. Thi gian nung
Ch nung hp lý cn m bo nung kim loi n nhit cn thit trong mt
thi gian cho phộp nh nht. Thi gian nung t nhit bỡnh thng n nhit ban
u gia cụng cú th chia thnh 2 giai on:
H.2.1.Khong nhit gia cụng bin dng i vi thộp cỏc bon
a) Gin lý thuyt b) Gin thc t
O
t
0
C
t
max

t
min
%c
b)
0,8
2,1
%c

t
0
C

O
a)
0,8
1,7
1350
1100
800
vựng gcal
v.quỏ nhit
vựn
g
chỏ
y

vựn
g
bin cn
g

Giáo trình: công nghệ kim loại 2 lu đức hòa
Trờng đại học Bách khoa - 2008
7
a/ Giai on nhit thp (Tn < 850
0
C): Thi gian nung giai on ny cn di, tc
nung chm, nu khụng kim loi d nt n hoc bin dng.

b/ Giai on nhit cao (850
o
c n nhit bt u gia cụng): Tc nung giai
on ny khụng ph thuc nhiu vo h s dn nhit na, vỡ th cú th tng nhanh tc
nung nhm tng nng sut nung, gim lng ụxy hoỏ v chỏy cỏcbon, hn ch s ln lờn
ca cỏc ht kim loi, gim hao phớ nhiờn liu.vv
2.4. Thit b nung kim loi
nung kim loi khi gia cụng ỏp lc ngi ta s dng nhiu lo
i lũ nung khỏc
nhau. Chỳng c phõn loi theo ngun cp nhit (nhiờn liu hoc in nng), tớnh cht
hot ng (chu k hoc liờn tc) v kt cu lũ (lũ bung, lũ ging ).

2.4.1. Lũ rốn th cụng
Lũ rốn th cụng cú kt cu n gin
nhng nung núng khụng u, chỏy hao
ln, khú khng ch nhit , nng sut v
hiu sut nhit thp, ch yu dựng trong
cỏc phõn xng nh.
Khụng khớ thi theo c
a giú 1 theo
ng dn qua ghi lũ 5 t chỏy nhiờn
liu 4 (than) trong bung lũ 3 (c
cng lc nh v lũ bng thộp 2), bi v
khúi theo nún 6 qua ng khúi 7 ra ngoi.
Lũ ny n gin, r tin nhng khụng
khng ch c nhit , nng sut nung
thp, hao tn kim loi nhiu, nhit vt
nung khụng u v.v ch dựng trong cỏc
phõn xng sa cha nung vt nh.
2.4.2. Lũ bung (lũ phn x)

L lũ cú nhi
t khong khụng
gian cụng tỏc ca lũ ng nht. Lũ bung
l mt bung kớn, khng ch c nhit
nung, cú th xp nhiu phụi, s hao
phớ kim loi ớt, phụi khụng trc tip tip
xỳc vi nhiờn liu. Lũ bung thuc loi
lũ hot ng chu k, cú th dựng nhiờn
liu (than ỏ, khớ t, du) hoc in tr.
1
2
3
4
5 6
7
8
9
10
H.2.3. Lũ bung dựng nhiờn liu rn
1
2
5
4
3
6
7
H.2.2. Lũ rốn th cụng
Formatted: Font: 11 pt, Bold
Giáo trình: công nghệ kim loại 2 lu đức hòa
Trờng đại học Bách khoa - 2008

8
Trờn hỡnh sau trỡnh by s mt lũ
bung dựng nhiờn liu rn. Kim loi cht
vo lũ v ly ra bng ca cụng tỏc 7.
Nhiờn liu rn t trờn ghi lũ 2 sau khi
t nhit lng nung núng bung t v
vt nung 8.
Khớ chỏy s theo kờnh khúi 9 v thoỏt qua cng khúi 10 ra ngoi. S iu chnh
nhit bng cỏch iu chnh lng nhiờn liu v lng giú.
u im ca lũ bung: nhit nung khỏ ng u, kim loi khụng tip xỳc trc
tip vi ngn la nờn chỏy hao gim, thao tỏc vn hnh d. Nhc im ch yu l lũ lm
vic theo chu k, tn tht nhit do tớch nhit cao. Lũ bung thớch hp vi cỏc phõn
xng sn lng tng i ln.


2.4.3. Lũ dựng nng lng in
Thng dựng nung vt nh, v
t
quan trng bng kim loi mu. Lũ in cú
u im l khng ch nhit nung chớnh
xỏc (sai s: 5
o
c), cht lng vt nung cao,
ớt hao tn kim loi, thi gian nung nhanh,
nhng t tin do thit b phc tp v tn
nng lng in. Vỡ th nờn ch dựng
nhng vt nung yờu cu k thut cao, nht
l cỏc kim loi quý.
a/ Lũ in tr: Cú th thay dõy in
tr bng cỏc cc than.

b/ Lũ cm ng: Cho dũng in cao tn (c to nờn bi mỏy phỏt cao t
n) thỡ
trong vt nung s phỏt sinh dũng in cm ng v do hiu ng mt ngoi nờn dũng in
cm ng ch yu phõn b trờn mt ngoi v lm vt núng lờn. Chiu dy c nung
núng ca chi tit c tớnh:
=5030

à
f
(mm). Trong ú: - b dy chi tit c nung;
- in tr riờng ca vt nung (ụm.mm).
à- h s t thm tng i;
f- tn s dũng in (Hz).
1
2
3
4
5
6
7
H.2.5. Lũ in tr
1.u ni in; 2. dõy in tr; 3. nhit k;
4. np y; 5. phụi nung; 6. ghi lũ; 7. ca lũ
Formatted: Bullets and Numbering
Gi¸o tr×nh: c«ng nghÖ kim lo¹i 2 l−u ®øc hßa
Tr−êng ®¹i häc B¸ch khoa - 2008
9
c/ Nung trực tiếp: Cho dòng điện cường độ lớn trực tiếp chạy qua vật nung. Chủ
yếu dùng nung vật để uốn lò xo.
2.5. Sự làm nguội sau khi gia công biến dạng

Sau khi GCBD vật nguội dần và có sự thay đổi thể tích, thay đổi thành phần cấu
trúc, thay đổi độ hạt v.v Vì vậy phải có chế độ làm nguội hợp lý. Có 3 phương pháp:
2.5.1. Làm nguội tự nhiên: Khi làm nguội ngoài không khí tĩnh, chổ đặt vật ph
ải khô
ráo, không có gió thổi. Tốc độ nguội tương đối nhanh nên thường dùng đối với thép các
bon và hợp kim thấp có hình dáng đơn giản.
2.5.2. Làm nguội trong hòm chứa vôi, cát, xĩ, than vụnv.vv : Tốc độ làm nguội
không cao, nhiệt độ vật trước khi đưa vào hòm khoảng 500÷750
o
c. Dùng để nung các
loại thép cácbon và hợp kim thấp có hình dáng phức tạp.
2.5.3. Làm nguội trong lò: Nhiệt độ lò được khống chế theo từng giai đoạn. Ví dụ: Từ
900 đến 800
o
c cho nguội nhanh (25
o
c/giờ) để tránh phát triển hạt, sau đó cho nguội chậm
hơn (15
o
c/giờ) đến nhiệt độ 100
o
c cho nguội ngoài không khí. Chủ yếu dùng thép công
cụ, thép hợp kim cao và thép đặc biệt có hình dáng phức tạp.

Comment [TH1]: