ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ Ô TÔ

Phần I:

TỔNG QUAN

Chương I: GIỚI THIỆU HỘP SỐ ÔTÔ TẢI
Ôtô là phương tiện cực kỳ quan trọng, tiện ích của ngành giao thông vận tải thế
giới nói chung và Việt Nam nói riêng. Việt Nam, đất nước hơn 85 triệu dân với mức tăng
trưởng cao về kinh tế thì một viễn cảnh tươi sáng cho ngành công nghiệp ôtô là có thể.
Phát triển ngành công nghiệp này cho phép đất nước tiết kiệm được những khoản ngoại
tệ đáng kể nhập khẩu, phát huy một số thế mạnh nổi trội như nguồn nhân lực. Đặc biệt, sẽ


có những tác động trực tiếp mang tính tích cực lên một số ngành công nghiệp và dịch vụ
của nước nhà.

1.1. Lịch sử phát triển ôtô:
Ôtô hay xe hơi là phượng tiện giao thông chạy bằng bốn bánh có chở theo động cơ
của chính nó. Tên gọi ôtô được nhập từ tiếng Pháp (automobile), khi ra đời ôtô được xem
như thay thế xe ngựa trong việc vận chuyển người và hàng hóa.
Năm 1806 Fransois Isaac de Rivaz, một người Thuỵ Sỹ, đã thiết kế ra chiếc động
cơ đốt trong (hiện nay thỉnh thoảng được viết tắt là "ICE") đầu tiên. Sau đó, ông dùng nó
để phát triển ra loại phương tiện đầu tiên trên thế giới chạy bằng động cơ sử dụng một
hỗn hợp hydro và oxy để phát ra năng lượng.
Năm 1858 Jean Joseph, một Kỹ Sư người Bỉ xin cấp bằng sáng chế chiếc xe động
cơ đốt trong tác động kép, đánh lửa điện sử dụng nhiên liệu khí than (1860). Vào năm
1863, Lenoir gắn động cơ này (đã được cải tiến, sử dụng nhiên liệu xăng và bộ chế hòa
khí đơn giản) vào một chiếc xe coòng ba bánh và thực hiện thành công chuyến đi mang
tính lịch sử với quãng đường 50 dặm.
Chiếc xe xe hơi chạy bằng động cơ xăng (động cơ ôtô) được Karl Benz phát minh
ra ở Đức năm 1885, ông được công nhận là người sáng tạo ra chiếc xe hơi hiện đại. Năm
1889 Daimler chế tạo động cơ 4 kỳ cải tiến có xu páp hình nấm và 2 xi- lanh nghiêng

kiểu chữ V. Năm 1890 Wilhelm Mayback chế tạo động cơ 4 kỳ, 4 xi- lanh đầu tiên.
Trong năm 2005, 63 triệu xe hơi và xe tải hạng nhẹ đã được sản xuất toàn thế giới.
Nhà sản xuất xe hơi lớn nhất thế giới (bao gồm cả những xe vận tải hạng nhẹ) là Liên
hiệp Châu Âu chiếm tới 29% sản phẩm của thế giới, phía đông Âu chỉ chiếm 4%. Nhà
sản xuất lớn thứ hai là NAFTA Với 25.8%, theo sau là Nhật bản 16.7%, Trung quốc
8.1%, MERCOSUR là 3.9%, Ấn Độ 2.4% và phần còn lại của thế giới là 10.1%.
Thống kê năm 2009, sản lượng xe sản xuất, lắp ráp trong nước đạt hơn 150 nghìn
chiếc, so ra rất thấp so với các nước trên thế giới. Vì vậy, Việt Nam đang tiếp tục đầu tư
để phát triển ngành công nghiệp ôtô trong tương lai.

1.2. Giới thiệu hộp số ôtô:
1.2.1. Hệ thống truyền lực:
Hệ thống truyền lực có tác dụng truyền chuyển động quay từ động cơ đến các
bánh xe chủ động của ôtô. Truyền lực ôtô có thể là cơ giới, thủy lực và cơ điện. Truyền
lực cơ giới được sử dụng rộng rãi hơn cả bao gồm: ly hợp, hộp số, trục truyền cacđăng và
cầu sau. Người ta thường chia hệ thống truyền lực làm 2 loại:
• Xe FF (động cơ đặt trước – dẫn động bánh trước): ở loại này, lực dẫn động từ
động cơ đặt theo chiều ngang xe qua hộp số, rồi đến bộ vi sai và cuối cùng
đến các bánh xe phía trước. Trong hệ thống này, bánh trước của xe làm hai
nhiệm vụ vừa dẫn động cho xe, vừa dẫn hướng cho xe. Ưu điểm của loại này
là kết cấu của hệ thống truyền lực đơn giản, gọn nhẹ hơn do không có trục các
đăng, do vậy giảm được chi phí chế tạo. Ngoài ra do công suất được truyền
trực tiếp vào bánh dẫn động nên độ bám đường tốt hơn, xe di chuyển ổn định


hơn, thêm vào đó nó tiết kiệm được nhiên liệu hơn và tăng được diện tích
buồng lái.
• Khác với xe FF, xe FR (động cơ đặt trước – dẫn động bánh sau) công suất từ
động cơ qua hộp số, trục các đăng, bộ vi sai rồi mới đến các bánh dẫn động
phía sau. Do vậy, đây chính là nhược điểm của nó. Hệ thống dẫn động cồng

kềnh hơn khiến cho trọng lượng của xe tăng lên. Tuy nhiên, nó cũng có những
ưu điểm nhất định so với xe FF đó là khả năng tăng tốc tốt hơn và giải thoát
được bánh trước khỏi nhiệm vụ dẫn động.

•

Ngoài hai hệ thống dẫn động chủ yếu trên, thực tế các nhà sản xuất còn chế
tạo các hệ thống dẫn động khác như hệ dẫn động 4 bánh (4WD) và hệ dẫn
động với động cơ đặt giữa, cầu sau chủ động (MR).

1.2.2. Hộp số ôtô:
Hộp số ôtô cần đảm bảo những yêu cầu sau:
• Có tỉ số truyền thích hợp để bảo đảm chất lượng động lực học và tính kinh
tế nhiên liệu của ôtô.
• Có khả năng trích công suất ra ngoài để dẫn động các thiết bị phụ.
• Điều khiển sang số đơn giản, nhẹ nhàng.
• Hiệu suất truyền động cao.
• Kết cấu đơn giản, dễ chăm sóc bảo dưỡng.

1.2.3. Công dụng:
Hộp số ôtô thực hiện những nhiệm vụ sau:
• Thay đổi lực kéo tiếp tuyến và số vòng quay của bánh xe chủ động để phù
hợp với lực cản của đường và vận tốc của ôtô theo nhu cầu sử dụng.


•
•

Thực hiện chuyển động lùi cho ôtô.
Có thể ngắt dòng truyền lực trong thời gian dài khi động cơ vẫn làm việc .

1.2.4. Phân loại:
Tuỳ theo những yếu tố căn cứ để phân loại, hộp số được chia ra :
• Theo trạng thái của trục hộp số trong quá trình làm việc:
+ Hộp số có trục cố định.
+ Hộp số có trục di động (hộp số hành tinh)
• Theo số trục của hộp số (không kể trục số lùi):
+ Hộp số hai trục
+ Hộp số ba trục.
• Theo số cấp (không kể số lùi):
+ Hộp số 2 cấp
+ Hộp số 3 cấp
+ Hộp số 4 cấp .....
• Theo cơ cấu gài số:
+ Bằng bánh răng di trượt
+ Bằng bộ đồng tốc
+ Bằng phanh và ly hợp (đối với hộp số thuỷ cơ).
• Theo phương pháp điều khiển:
+ Điều khiển bằng tay
+ Điều khiển tự động
+ Điều khiển bán tự động.

1.3. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của ôtô tải 5 tấn:
Trong luận văn này chúng ta chỉ nghiên cứu hộp số ôtô 2 trục 5 cấp số, truyền
động bằng các bánh răng trụ thẳng, được lắp trong xe máy.

1.3.1. Cấu tạo:
Về cơ bản, cấu tạo chung của hộp số hai trục ngoài vỏ hộp số bao gồm các chi tiết
sau: trục sơ cấp, trục thứ cấp, các cặp bánh răng và các ống gài đồng tốc. Trong hình dưới
thể hiện đây là hộp số hai trục 5 cấp, có cả số lùi và truyền lực cuối cùng có bộ vi sai. Vì

hộp số có 5 cấp nên trên trục sơ cấp và thứ cấp có 5 cặp bánh răng luôn ăn khớp với
nhau. Trong đó bánh răng chủ động số 1, số 2 cố định trên trục sơ cấp. Bánh răng chủ
động số 3, số 4, số 5 quay trơn trên trục sơ cấp. Bánh răng bị động số 1, số 2 quay trơn
trên trục thứ cấp. Bánh răng bị động số 3, số 4, số 5 cố định trên trục thứ cấp (thường
bánh răng quay trơn được bố trí cạnh đồng tốc gài số). Vì có 5 số nên hộp số có 3 ống gài
đồng tốc.


Ngoài ra để đảo chiều quay của trục thứ cấp khi lùi, hộp số còn có thêm 1 bánh
răng số lùi có thể di trượt trên trục số lùi để ăn khớp với một bánh răng chủ động số lùi
trên trục sơ cấp và vành răng trên ống gài của bộ đồng tốc số 1 và số 2 ở vị trí trung gian.
Vì hộp số hai trục thường bố trí ở xe du lịch cầu trước chủ động nên ngoài các bộ
phận nêu trên thì cặp bánh răng truyền lực cuối cùng và bộ vi sai cũng được bố trí luôn
trong cụm hộp số.
1.3.2. Nguyên tắc hoạt động:
a. Dòng truyền môment khi gài số 1:
Trục sơ cấp( bánh răng chủ
động số 1)

Bánh răng bị
động số 1

Trục thứ cấp( bánh răng
b. Dòng truyền
môment
vi sai chủ
động khi
) gài số 2:
Trục sơ cấp( bánh răng
chủ động 2 )

Trục thứ cấp( bánh răng
vi sai chủ động)

Ống và vành
trượt thứ nhất

Vành răng bộ vi
sai
Bánh răng bị
động số 2

Vành răng bộ vi
sai

Bộ vi sai

Ống và vành
trượt thứ nhất

Bộ vi sai


c. Dòng truyền môment khi gài số 3:
Trục sơ cấp

Ống trượt và vành
trượt thứ hai

Bánh răng chủ

động số3

Trục thứ cấp( bánh răng
Vành răng bộ vi
vi
sai
chủ
động
)
d. Dòng truyền môment khi gài số sai
4:
Trục sơ cấp

Ống trượt và vành
trượt thứ hai

Trục thứ cấp( bánh
e. Dòng truyền
khiđộng
gài số
răngmôment
vi sai chủ
) 5:
Trục sơ
cấp

Ống trượt và vành
trượt thứ hai

Bộ vi sai

Bánh răng chủ
động số 4

Bánh răng bị
động số 4

Vành răng bộ vi
sai

Bộ vi sai

Bánh răng chủ
động số 5

Trục thứ cấp( bánh răng
Vành răng bộ vi
vi sai chủ động )
sai
f. Dòng truyền môment khi gài số lùi:

Trục sơ cấp( dẫn động bánh
răng trung gian số lùi )

Bánh răng bị
động số 3

Bánh răng trung
gian số lùi

Bánh răng bị
động số 5
Bộ vi sai

Ống trượt và vành
trượt thứ nhất

Trục thứ cấp(Vành
bánh
Bộ virăng
răng
sai bộ
vi
sai chủ động)vi sai


Phần II:

CHỌN VẬT LIỆU

Chương II: CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA THÉP
Thép là những hợp kim trên cơ sở sắt và cacbon, là sản phẩm của ngành luyện kim
nói chung và ngành luyện kim đen nói riêng. Thép có mặt ở khắp mọi nơi: từ dụng cụ gia


đình cho tới các sản phẩm nghệ thuật, trong công nghiệp cơ khí ( máy móc, công cụ..),
trong ngành xây dựng ( nhà, cầu, đường…), trong ngành năng lượng ( khai thác than, dầu
mỏ, thủy điện…), trong quốc phòng ( vũ khí, xe cộ…). Mặc dù nhiều loại vật liệu đã ra
đời, nhưng vị trí then chốt của thép vẫn chưa bị thay đổi, vẫn chiếm phần lớn tổng khối
lượng vật liệu kim loại trong công nghiệp thế giới.

2.1. Giản đồ trạng thái Fe-Fe3C:
Giản đồ pha Fe-C ( chỉ xét hệ Fe-Fe3C ) là khá phức tạp, rất điển hình để minh họa
các tương tác thường gặp và được sử dụng rất nhiều trong thực tế. Nói là giản đồ pha
Fe-C song trong thực tế chỉ khảo sát một phần ( phần giàu Fe ) với lượng chứa cacbon từ
0 đến 6,67% ( tương ứng với hợp chất xementit Fe3C )

2.1.1. Quá trình kết tinh của hợp kim:
Từ giản đồ trạng thái có thể thấy khi làm nguội trong hợp kim Fe-C xảy ra các
phản ứng sau:
 Phản ứng bao tinh: xảy ra ở 14990C trong các hợp kim từ 0,1đến 0,5% C. Thoạt
tiên dung dịch lỏng kết tinh ra dung dịch rắn

δ

, khi nhiệt độ đạt đến


δ

0

1499 C dụng dịch rắn
có thành phần ứng với điểm H và dung dịch
lỏng ứng với B sẽ phản ứng với nhau tạo nên austenit có thành phần ứng với
điểm J

δH + LB → γJ hay δ0,1+ L0.5 → γ0,16
 Phản ứng cùng tinh: xảy ra ở 11470C trong các hợp kim từ 2,14 đến 6,67% C.
Thoạt tiên, dung dịch lỏng sẽ kết tinh ra austenit ( nếu hợp kim có < 4,3%C )

hay xêmentit trước ( nếu hợp kim có > 4,3%C ) và dung dịch lỏng sẽ đạt đến
thành phần 4,3%C ( tương ứng với điểm C ) ở 11470C, tại đây dung dịch lỏng sẽ
kết tinh ra austenit và xêmentit cùng một lúc

LC → (γE + Xê ) hay L4,3 → (γ2,16 + Xê )
Hỗn hợp tạo thành được gọi là lêđêburit
 Phản ứng cùng tích: xảy ra ở 7270C trong các hợp kim từ 0,02 đến 6,67%C tức
có hầu hết trong các hợp kim Fe-C. Dung dịch rắn austenit trước tiên sẽ tiết ra
ferit ( nếu austenit có ít hơn 0,8%C ) hay xêmentit thứ hai trước ( nếu austenit
có nhiều hơn 0,8%C ) và austenit còn lại sẽ có thành phần đạt đến 0,8%C ( ứng
với điểm S ) ở 7270C, tại đây austenit sẽ phân hóa ra hai pha ferit và xêmentit
cùng một lúc.

γS → [αP + Xê ] hay γ0,8 → [α0,02+ Xê ]
Hỗn hợp tạo thành có tên là peclit.

2.1.2. Các tổ chức một pha:
Ferit ( α, F ) là dung dịch rắn xen kẽ của C trong α-Fe với mạng lập phương tâm
khối. Trên giản đồ trạng thái ferit nằm ở trong khu vực GPQ, lượng cacbon hòa tan ở
trong Fe rất ít ( ở 7270C là 0,02%, ở nhiệt độ thường chỉ còn 0,006% ). Ferit có tính dẻo
dai, khá mềm và kém bền. Tổ chức tế vi của ferit có dạng hạt đa cạnh, sáng.
Austenit (γ, A, Feγ(C) ) là dung dịch rắn xen kẽ của C trong γ-Fe với mạng lập
phương tâm mặt, với lượng hòa tan đáng kể ( tới 2,14% C ở 11470C điểm E, ở 7270C còn
0,8% C điểm S ), có tính thuận từ. Với tính dẻo cao và biến dạng dẻo tốt, nó sẽ là tổ chức
của thép khi biến dạng nung nóng, đóng vai trò chủ yếu gia công và nhiệt luyện. Tổ chức
tế vi của austenit có dạng hình đa cạnh sáng.
Xêmentit ( Xê, Fe3C ) là pha xen kẽ có kiểu mạng phức tạp có công thức Fe3C và
có thành phần 6,67% C ứng với đường thẳng DFKL. Đặc tính của xêmentit là cứng và
giòn, cùng với ferit nó tạo nên tổ chức của hợp kim Fe-C.
Người ta phân ra 4 loại Xêmentit.

Graphit chỉ được tạo thành trong gang và chứa lượng Si đáng kể.

2.1.3. Các tổ chức hai pha:
Peclit ( P ) là hỗn hợp cùng tích của ferit và xêmentit tạo thành từ dung dịch rắn
austenit với 0,8%C và ở 7270C.
Trong peclit có 88% α và 12% Fe3C, phân bố đều trong nhau, nó kết hợp được các
đặc tính của hai pha thành phần nên khá bền cứng, đủ dẻo dai, đáp ứng các yêu cầu của
vật liệu kết cấu. Người ta phân ra 2 loại: peclit tấm và peclit hạt


+ Peclit tấm có cấu trúc lớp hoặc tấm, tức hai pha này dưới dạng lớp nằm xen kẽ
đều với nhau.
+ Peclit hạt ít gặp hơn, có cấu trúc hạt tức xêmentit ở dạng thu gọn nhất-hạt phân
bố đều trên nền ferit.
So với peclit hạt, peclit tấm có độ bền, độ cứng cao hơn đôi chút và độ dẻo, dai
thấp hơn. Austenit đồng nhất dễ tạo thành peclit tấm, còn austenit kém đồng nhất dễ tạo
thành peclit hạt.

Tổ chức tế vi:

a) Peclit tấm

b) Peclit hạt

Lêđêburit ( Lê ) là hỗn hợp cùng tinh của austenit và xêmentit tạo thành từ pha
lỏng với 4,3%C và 11470C, tuy nhiên khi làm nguội tiếp tục austenit lại chuyển biến


thành peclit nên tổ chức tế vi cuối cùng là peclit tấm và xêmentit. Lêđêburit cứng và giòn
( vì có tới 2/3 xêmentit ) và chỉ có trong hợp kim Fe-C ở dạng gang trắng, loại ít gặp.

Tổ chức tế vi Lêđêburit

2.2. Phân loại thép:
hép cacbon và các đặc tính của chúng:
Thép cacbon là hợp kim không phải chỉ có hai nguyên tố Fe và C ( trong đó lượng
C< 2,14% ) mà do điều kiện nấu luyện có nhiều nguyên tố khác cũng có mặt trong thép
đó là các tạp chất thường có như Mn, Si, P, S các tạp chất ẩn như H, N, O, và các tạp chất
ngẫu nhiên như Cr, Ni, Cu, W, Ti, Mo, V….
Thành phần hóa học của thép cacbon thông thường, ngoài Fe ra được giới hạn như
sau:
C < 2%, M ≤ 0,5-0,8%, Si ≤ 0,3-0,6%, P ≤ 0,05-0,06%, S ≤ 0,05-0,06%
• Ảnh hưởng của các nguyên tố đến thép cacbon:
Cacbon là nguyên tố quan trọng nhất, quyết định chủ yếu đến tổ chức và tính chất của
thép cacbon. Ở trạng thái cân bằng, tổ chức tế vi của thép cacbon, phụ thuộc vào lượng
chứa của C trong nó như sau:
+ C < 0,8%: thép trước cùng tích, tổ chức ferit-peclit
+ C = 0,8%: thép cùng tích tổ chức peclit
+ C > 0,8%: thép sau cùng tích, tổ chức peclit–xêmentit II
Mangan được đưa vào thép khi tinh luyện, dưới dạng fero-Mn, để khử oxy và lưu huỳnh
Silic được đưa vào thép để khử oxy một cách triệt để hơn ( cùng với Al )
Photpho có mặt trong thép từ quặng hay than. Dù dạng hòa tan trong ferit hay ở dạng liên
kết Fe3P, nó đều làm cho thép bị giòn, đăc biệt là ở trạng thái nguội.


Lưu huỳnh cũng như photpho, lưu huỳnh có mặt trong thép từ quặng than và nhất là từ
than khi nấu gang. Khi nung thép để gia công áp lực, cùng tinh này bị mềm và chảy ra,
làm thép bị đứt ở biên giới hạt, có cảm tưởng như bị phá hủy giòn, đó là hiện tượng giòn
nóng.
• Phân loại thép cacbon:

Theo chất lượng: theo chất lượng luyện kim, tức là theo mức độ đồng nhất của thành
phần hóa học, tổ chức và tính chất của thép và đặc biệt là mức độ chứa các tạp chất có hại
P, S
+ Thép có chất lượng thường, có tới 0,06% S và 0,07% P
+ Thép có chất lượng tốt, chứa không quá 0,04% S và 0,035% P
+ Thép chất lượng cao, chứa không quá 0,025% mỗi nguyên tố
+ Thép chất lượng đặc biệt cao, chứa không quá 0,015% S và 0,025% P
Theo phương pháp khử oxy: theo mức độ khử oxy phân ra thép sôi, thép lặng và thép
nửa lặng.
Theo công dụng: gồm 4 nhóm chính
+ Thép cán nóng thông dụng
+ Thép kết cấu
+ Thép dụng cụ
+ Thép có công dụng riêng

hép hợp kim và các đặc tính của chúng:
Thép hợp kim là các thép mà ngoài sắt, cac bon và các nguyên tố tạp chất ra,
người ta còn đưa vào các nguyên tố đặc biệt với một lượng nhất định để có thể làm thay
đổi tổ chức và tính chất của thép theo yêu cầu sử dụng. Các nguyên tố hợp kim thường
gặp là Cr, Ni, Mn, Si, W, Mo, Ti, Nb, Zr, Cu, B, N… với quy định là: Mn ≤ 0,8-1,0%; Si
≤ 0,5-0,8%; Cr ≤ 0,2-0,8%; Ni ≤ 0,2-0,6%; W ≤ 0,05-0,2%; Ti,V,Nb,Zr,Cu ≤ 0,1 %..
Trong thép hợp kim, lượng chứa các nguyên tố có hại như P, S và các khí oxy,
hydro, nito là rất thấp so với thép cacbon. So với thép cacbon, thép hợp kim có những đặc
tính sau:
+ Về cơ tính: thép hợp kim nói chung có độ bền cao hơn hẳn so với thép cacbon,
nhất là khi nhiệt luyện do độ thấm tôi của thép hợp kim được cải thiện rất nhiều
+ Về tính chịu nhiệt: thép cacbon có độ cứng cao sau khi tôi, nhưng không giữ
được khi nhiệt độ làm việc cao hơn 2000C do mactenxit bị phân hủy và xêmentit kết tụ.
Các nguyên tố hợp kim cản trở khả năng khuếch tán của cacbon làm mactenxit phân hóa
và cacbit kết tụ ở nhiệt độ cao hơn, do đo thép hợp kim có tính cứng và tính bền nóng cao

hơn.
+ Về các tính chất vật lý và hóa học đặc biệt: thép cacbon bị rỉ trong không khí, bị
ăn mòn trong các môi trường axit, bazo, muối… Nhờ hợp kim hóa mà tạo ra các thép
không gỉ, thép có tính giãn nở, tính đàn hồi, thép có tính từ cao, thép không có từ tính…
• Ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim:
Mn: hoà tan vào ferit có tác dụng làm bền pha này. Không tạo cacbit riêng biệt mà thay
thế Fe trong Fe3C. Thúc đẩy hạt tinh thể lớn nhanh khi nung, tăng tính giòn ram. Người ta


sử dụng Mn để cải thiện tính chất của thép cán nóng thông dụng, nâng cao độ thấm tôi
của thép phải qua nhiệt luyện.
Si: tác dụng tăng tính ổn định ram, nhưng không làm tăng tính giòn ram của thép. Làm
tăng khả năng chống ôxy hoá của thép ở nhiệt độ cao và tăng độ bền chống dão. Cùng
với Mn, Si có tác dụng tăng giới hạn đàn hồi.
Cr: làm tăng mạnh độ thấm tôi. Nhờ tổng lượng (Cr + W + Mo ) cao (hơn 15%) nên thép
gió có khả năng tự tôi, tôi thấu với tiết diện bất kỳ và có thể áp dụng tôi phân cấp.
W: tạo ra tính cứng nóng cao nên có năng suất cao. Là nguyên tố tạo thành cacbit mạnh,
W chủ yếu nằm ở dạng Me 6C hay Fe3W3C. Khi nung nóng nó hoà tan vào austenit nên
sau khi tôi mactenxit chứa nhiều W. Khi nung nóng lại hay khi ram Me 6C chỉ tiết ra khỏi
mactenxit ở khoảng 550 – 570 0C, nên duy trì được độ cứng cao sau khi tôi đến tới
6000C.
Va: là nguyên tố tạo thành cacbit rất mạnh. VC rất ít hào tan vào austenit khi nung, trong
thép nó ở dạng các phần tử cứng, phân tán, làm tăng tính chống mài mòn và giữ cho hạt
nhỏ khi tôi.
Mo: tăng độ thấm tôi, cải thiện tính chống ram do nó tạo ra độ cứng thứ hai khi ram ( do
hình thành pha Mo2C ) và làm giảm sự nhạy cảm đối với giòn ram
Bo: với một lượng nhỏ Bo sẽ tăng độ thấm tôi cho thép lên hai lần
• Phân loại thép hợp kim:
Phân loại theo tổ chức tế vi:
Phân loại theo tổ chức ở trạng thái cân bằng:

+ Thép trước cùng tích, với tổ chức là ferit và peclit
+ Thép cùng tích, với tổ chức là peclit
+ Thép sau cùng tích, với tổ chức ngoài peclit còn có cacbit thứ hai
+ Thép lêđêburit với tổ chức có cùng tính lêđêburit
+ Thép austenit với tổ chức thuần nhất austenit
+ Thép ferit với tổ chức thuần ferit
Phân loại theo tổ chức ở trạng thái thường hóa:
+ Thép peclit là loại thép hợp kim thấp nên tính ổn định của austenit chưa lớn lém, do
vậy khi nguội trong không khí tĩnh austenit sẽ phân hóa thành peclit
+ Thép mactexit là loại thép hợp kim trung bình cao, có tính ổn định của austenit quá
nguội lớn đến mức làm nguội trong không khí tĩnh cũng nhận được tổ chức mactenxit
+ Thép austenit là loại thép hợp kim cao ( với Mn, Ni ) sau khi làm nguội ngoài không
khí vẫn giữ được tổ chức austenit.
Phân loại theo nguyên tố hợp kim: cách phân loại này dựa trên nguyên tố hợp kim
chính của thép
Phân loại theo tổng lượng các nguyên tố hợp kim:
+ Thép hợp kim thấp là loại có tổng các nguyên tố hợp kim nhỏ hơn 2,5 %
+ Thép hợp kim trung bình là loại có tổng lượng các nguyên tố hợp kim từ 2,5-10%
+ Thép hợp kim cao là loại có tổng các nguyên tố hợp kim cao hơn 10%
Phân loại theo công dụng:
+ Théo kết cấu hợp kim: là nhóm thép dùng chế tạo chi tiết máy và các kết cấu kim loại


+ Thép dụng cụ hợp kim: là nhóm thép dùng để chế tạo các loại dụng cụ như dao cắt,
khuôn dập, dụng cụ đo
+ Thép hợp kim đặc biệt: là nhóm thép có tính chất vật lý và hóa học đặc biệt.

Chương III: LỰA CHỌN VẬT LIỆU
Chọn loại vật liệu thích hợp là một bước quan trọng trong việc tính toán thiết kế
chi tiết máy nói chung và chi tiết trong hộp số xe tải nói riêng. Thép kết cấu là loại thép

chủ yếu dùng để chế tạo các chi tiết máy ( các lọa trục, bánh răng, thanh truyền lực, lò xo,
vòng bi…) nên đạt được hai yêu cầu sau: có tính công nghệ tốt ở trạng thái gia công ( gia
công áp lực và gia công cắt gọt ) và có cơ tính tổng hợp tốt ở trạng thái làm việc.
Thép thấm cacbon là loại thép có lượng cacbon thấp ( 0,1-0,25% ) dùng để chế tạo
các chi tiết truyền lực ( bánh răng, cam, chốt, xích …) đòi hỏi trong lõi dẻo dai chịu va
đập, sau khi thấm cacbon, tôi và ram thấp, có bề mặt cứng vững chịu được mài mòn.
Thép hóa tốt là loại thép có lượng cacbon trung bình ( 0,3-0,5% C ) để dễ chế tạo
các chi tiết chịu tải trọng tĩnh và va đập cao, yêu cầu độ bền và độ dai cao. Cơ tính tổng
hợp cao nhất của thép đạt bằng cách nhiệt luyện hóa tốt ( tôi và ram cao )

3.1. Vật liệu làm trục:
1.1.1. Điều kiện làm việc:
Trục sơ cấp có then hoa và luôn mang bánh răng số 1, nhận lực truyền từ trục
khuỷu, thường thì trục sơ cấp luôn chuyển động nên thường xuyên chịu ma sát, tải trọng,
chịu moment uốn và moment xoắn lớn.


Trục thứ cấp có then hoa, nhận lực truyền từ trục sơ cấp và truyền lực với bánh sau
xe máy. Trục thứ cấp thường xuyên chuyển động nên chịu ma sát, chịu tải trọng, chịu
moment uốn và moment xoắn lớn.

1.1.2. Yêu cầu kĩ thuật:
Mặt răng và then hoa phải có độ cứng lớn, chịu ma sát, chịu uốn, chịu xoắn. Trong
lõi không cần độ cứng. Chỉ tiêu quan trọng nhất đối với phần lớn các trục là độ bền, độ
cứng và độ dao động cao.

1.1.3. Chọn vật liệu:
Vật liệu dùng để chế tạo trục sơ cấp và thứ cấp phải đạt được những yêu cầu trên
nên ta chọn mác thép hóa tốt 40Cr
Thành phần hóa học của mac thép 40Cr ( % theo khối lượng )

C

Mn

0,36÷0,44

Si

0,5-0,8 0,17-0,37

Cr

Ni

S

P

0,8-1,1

<0,3

<0,035

<0.03

Các nguyên tô
khác

Nhiệt độ ( 0C ) điểm tới hạn của thép 40Cr

AC1 = 743
AC3 = 728
Ar1 = 693
Ar2 = 730

1.2. Vật liệu làm bánh răng:
1.2.1. Điều kiện làm việc:
Uốn khi truyền moment xoắn cực đại hay phanh đột ngột, do đó gây ra phá hủy ở
chân răng theo góc lượn.
Uốn dưới tác dụng của tải trọng thay đổi theo chu kỳ, do đó gây ra ứng suất mỏi
phá hủy ở tiết diện nguy hiểm nhất là chân răng.
Ứng suất tiếp xúc trên bề mặt làm việc trong vùng ăn khớp của răng, do đó xuất
hiện rỗ trên bề mặt , thậm chí phá hủy bề mặt.
Mài mòn xảy ra ở bề mặt đầu mút răng khi thay đổi bánh răng ăn khớp.Quá tải do
tải trọng tăng đột ngột dẫn đến gãy, vỡ. Ở một số bánh răng còn thấy có hiện tượng bề
mặt bị ăn mòn và xước, song điều này ít xảy ra sau khi hóa nhiệt luyện.

3.2.2. Yêu cầu kĩ thuật:
Để đảm bảo ăn khớp tốt, truyền động êm không gây kêu, ồn, các cặp bánh răng ăn
khớp với nhau phải có kích thước thật chính xác; do đó đòi hỏi khi gia công cơ khí, đặc
biệt là khi nhiệt luyện phải đảm bảo có độ biến dạng thấp.Đây là yêu cầu rất cao và rất
khắc khe đối với nhiệt luyện, vì ứng nhiệt và tổ chức tạo thành khi tôi khá lớn và thường
dẫn đến biến dạng quá mức cho phép.


Để đảm bảo bề mặt có độ cứng cao, lõi bền và có độ cứng vừa phải, bánh răng
phải được hóa bền bề mặt bằng các phương pháp hóa nhiệt luyện khác nhau. Như vậy, ta
thấy đối với bánh răng thì quá trình hóa nhiệt luyện đóng vai trò rất quan trọng.

3.2.3. Chọn vật liệu:

Yêu cầu độ cứng bề mặt sau khi nhiệt luyện đạt 56 – 63 HRC, lõi cần độ dẻo dai
cho nên ta có thể chọn được 18CrMnTi hay 12CrNi3A nhưng do 12CrNi3A nhiệt luyện
phức tạp hơn nên ta chọn mác thép 18CrMnTi.
Thành phần hóa học của mac thép 18CrMnTi ( % khối lượng)
C

Mn

Cr

Ni

S

P

Các nguyên tố khác

0,17-0,23

0,8-1,1

1,0-1,3

-

<0,035

<0.03

0,03-0,09 Ti

Nhiệt độ ( 0C ) điểm tới hạn của thép 18CrMnTi
AC1 = 740
AC3 = 825
Ar1 = 650
Ar2 = 730


Phần III:

CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT
LUYỆN CƠ BẢN VÀ
TRANG THIẾT BỊ


Chương IV: CÁC CHUYỂN BIẾN THÉP TRONG QUÁ
TRÌNH NHIỆT LUYỆN
Bất kì nguyên công nhiệt luyện nào cũng gồm có các bước cơ bản là nung nóng,
giữ nhiệt và làm nguội mà nung nóng là bước đầu tiên. Nung nóng có thể thực hiện bằng
các phương pháp:
+ Nung nóng bằng nguồn nhiệt ngoài như nung nóng trong môi trường khí, nung
nóng trong kim loại nóng chảy hay muối nóng chảy.
+ Nung nóng bằng nguồn nhiệt sinh ra ngay trong bản thân kim loại: nung nóng
tiếp xúc, nung nóng bằng dòng điện tần số cao…
Đặc trung quan trọng cho giai đoạn nung nóng là nhiệt độ nung và tốc độ nung.
Khi nung nóng bằng nguồn nhiệt bên ngoài cần phân biệt tốc độ nung thực tế và tốc độ
nung cho phép.
Mỗi loại vật liệu khi được nung nóng đều có những điểm đặc trưng riêng. Như
trên đã trình bày thép là vật liệu được sử dụng phổ biến nhất và khi xét các chuyển biến

xảy ra trong thép khi nhiệt luyện: nung nóng giữ nhiệt và làm nguội ta luôn thấy nét
chung nhất của các chuyển biến ứng với các vật liệu nói chung.

4.1. Chuyển biến peclit thành austenit và ngược lại:
4.1.1. Chuyển biến peclit thành austenit:
Khi nung nóng thép cùng tích đến nhiệt độ trên AC1 peclit chuyển thành austenit.
Chuyển biến peclit thành austenit là chuyển biến khuếch tán vì tổ chức ban đầu là hỗn
hợp của hai pha có thành phần cacbon rất khác nhau chuyển biến thành dung dịch rắn cố
thành phần tương đối đồng nhất. Như vậy chuyển biến phải có sự khuếch tán của cacbon
từ vùng có nồng độ cao ( xêmentit ) sang vùng có nồng độ thấp ( ferit ).
Chuyển biến peclit thành austenit tương tự quá trình kết tinh, tức là gồm các giai
đoạn sinh mầm và phát triển mầm. Tốc độ của quá trình chuyển biến phụ thuộc vào sự
chênh lệch năng lượng tự do của trạng thái ban đầu ( P ) và trạng thái cuối ( A ) cũng như
khả năng khếch tán của cacbon.
Sau khi chuyển biến peclit thành austenit ngay cả đối với thép cùng tích vẫn còn
lại một lượng xêmentit chưa hòa tan, vì thế tiếp sau giai đoạn chuyển biến peclit thành
austenit là giai đoạn hòa tan xêmentit và làm đồng đều hóa thành phần austenit.


Naờng lửụùng tửù do F

Austenit

Peclit

723C

Nhieọt ủoọ C

S thay i nng lng t do ca peclit v austenit theo nhit

S to thnh austenit ( c ch chuyn bin ):

+ S sinh mm:
S kt tinh cho thy rng cú hai hỡnh thc sinh mm: mm t sinh v mm c
to trờn nn cú sn ( mm ký sinh ). Cỏc mm austenit c to thnh b mt ranh gii
gia ferit v xờmentit. S lng mm ph thuc vo tng s b mt ranh gii gia feritaustenit, tc l ph thuc vo nh mn ca ht peclit ban u.
Mm austenit hỡnh thnh ng thi tip xỳc vi c ferit v xờmentit
+ S ln lờn ca mm:
Sau khi to thnh, mm austenit tip tc phỏt trin. Thnh phn ca austenit lỳc
mi to thnh cha ng nht, tc l trong nú cũn cú s chờnh lch v nng . K
Khi phỏt trin, ranh gii ht austenit di chuyn c v phớa ferit v xờmentit. Do cú
s chờnh lch v nng cacbon cao nờn ranh gii austenit di chuyn v phớa ferit nhanh
hn. Do vy khi ht austenit ó chim ht din tớch trc õy l ferit thỡ vn cũn li mt
lng xờmentit.
Tc ln lờn ca ht austenit ph thuc vo nhiu yu t nh nhit nung, t
chc ban u, thnh phn húa hc.

S hũa tan cacbit:

Sau khi to thnh, ht austenit phỏt trin nhng vn cũn li mt lng xờmentit
cha hũa tan ngay c trong thộp cựng tớch.
nhng xờmentit (cacbit ) ny hũa tan ht vo austenit cn phi tng nhit
hay kộo di thi gian nhit ó cho. Vic hũa tan cacbit vo austenit s lm cho hm
lng cacbon v nguyờn t hp kim trong austenit tng lờn. Vn hũa tan cacbit trong
thộp hp kim li cng quan trng.
tn dng c cỏc nguyờn t hp kim cú trong thộp sau khi austenit hỡnh thnh
phi to iu kin cacbit hp kim hũa tan vo austenit.

S ng u húa austenit:

Chuyển biến peclit thành austenit từ hai pha có nồng độ cacbon rất khác nhau
thành một pha có thành phần đồng nhất, nên lúc mới tạo thành austenit đòi hỏi phải có
một thời gian thì thành phần austenit mới đồng đều. Bằng cách giữ nhiệt ở nhiệt độ nung
để cacbon khuếch tán từ vùng có nồng độ cao sang vùng có nồng độ thấp.
4.1.2. Chuyển

biến austenit thành peclit:

Chuyển biến xảy ra ở vùng nhiệt độ tương đối cao (A1 – 4500C ). Chuyển biến có
tính chất khuếch tán, vì từ một dung dịch rắn có nồng độ cacbon tương đối đồng nhất
(austenit ) chuyển thành hỗn hợp hai pha ferit và xêmentit có thành phần cacbon rất khác
nhau.
Chuyển biến xảy ra bằng cách sinh mầm và phát triển mầm, tốc độ chuyển biến
phụ thuộc vào độ quá nguội theo đường cong có cực đại.

• Cơ chế chuyển biến:

+ Sự tạo mầm: Ở nhiệt độ cao trong austenit luôn có sự di chuyển của các nguyên
tử cacbon tạo thành những vùng giàu hay nghèo cacbon so với giá trị trung bình.
+ Sự phát triển của mầm: Sau khi được hình thành, các mầm phát triển theo cả
chiều dày và chiều dài.
+Quá trình tạo thành cặp tấm ferit – xêmentit: Mầm xêmentit đầu tiên xuất hiện ở
ranh giới hạt austenit. Khi các mầm Xêmentit phát triển sẽ lấy các vùng xung quanh làm
cho nồng độ cacbon ở các mặt ranh giới xêmentit – austenit giảm, khi đạt độ cần thiết lại
hình thành tấm ferit.
•

Động học của chuyển biến:

Chuyển biến austenit thành peclit có thể xảy ra khi làm nguội đẳng nhiệt và khi
làm nguội liên tục.

4.2. Chuyển biến mactenxit:
Trong các chuyển biến, có lẽ chuyển biến mactenxit được chú ý nhiều nhất, một
mặt do tầm quan trọng và tính phổ biến của công nghệ tôi khi nhiệt luyện, mặt khác do
động học chuyển biến và sản phẩm tạo thành có nhiều điểm khá với chuyển biến khuếch
tán.
Chuyển biến mactenxit xảy ra ở nhiệt độ thấp, không có sự khuếch tán của các
nguyên tử, do vậy mà thành phần hóa học của sản phẩm tạo thành có thành phần giống
với thành phần của pha mẹ.

4.2.1. Đặc điểm của chuyển biến mactenxit:
Chuyển biến mactenxit chỉ xảy ra khi làm nguội với tốc độ bằng hoặc lớn hơn tốc
độ tới hạn, trường hợp này chỉ việc phân hủy austenit thành hỗn hợp hai pha ( Fe + Xe )
không xảy ra được.
Chuyển biến cần độ quá nguội lớn và chỉ xảy ra khi đạt được nhiệt độ Mđ và
ngừng ở nhiệt độ Mk.
Chuyển biến mactenxit là chuyển biến không khuếch tán, do đó không có sự thay
đổi nồng độ ( chuyển biến đơn nguyên ).
Giữ nhiệt độ trong khoảng Mđ – Mk sẽ ra ổn định hóa austenit. Mức độ ổn định
phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian giữ nhiệt.


Khi có tác dụng của ngoại lực, chuyển biến mactenxit có thể xảy ra ở nhiệt độ cao
hơn Mđ và mactenxit tạo thành trong trường hợp này gọi là mactenxit biến dạng.
Chuyển biến mactenxit không xảy ra đến cùng nên ngay cả khi làm nguội đến
nhiệt độ Mk vẫn còn lại một lượng austenit không chuyển biến, austenit này gọi là
austenit dư.

Trong thép cacbon trung bình và thép cacbon cao, mactenxit tạo thành có dạng
tấm và phát triển với tốc độ nhanh ( thời gian tạo thành một tinh thể mactenxit < 10-7
giây) ngay cả ở nhiệt độ thấp hơn 00C, sau khi tạo thành một cách tức thời mà các tinh
thể mactenxit không phát triển nữa.
Giữa mạng tinh thể mactenxit và austenit ban đầu có mối quan hệ nhất định, sự
sắp xếp có quy luật của mạng mactenxit dựa trên cơ sở mạng austenit.

4.2.2. Cơ chế chuyển biến mactenxit:
Khi chuyển biến mactenxit xảy ra sự sắp xếp lại mạng tinh thể một cách có quy
luật, các nguyên tử không thay đổi vị trí mà chỉ đổi vị trí tương đối với nhau một khoảng
cách nhỏ. Không thay đổi vị trí của các nguyên tử vì vậy chuyển biến austenit thành
mactenxit là chuyển biến không khuếch tán, không có sự thay đổi nồng độ cacbon khi
chuyển biến, không có sự phân bố lại các nguyên tử trong austenit, đây chính là đặc điểm
của cơ chế chuyển biến mactenxit.
Đặc điểm cơ bản của chuyển biến mactenxit là có sự liền mạng ở mặt ranh giới
mactenxit và austenit trong thời gian tinh thể mactenxit phát triến.
Trong quá trình phát triển, tinh thể mactenxit ở mặt ranh giới liền mạng có sự tích
lũy năng lượng đàn hồi, khi ứng suất này đạt được giá trị xác định ( bằng giới hạn chảy )
thì quan hệ liền mạng bị phá vỡ. Lúc này phân bố nguyên tử ở mặt ranh giới trở nên mất
trật tự nên mặt ranh giới không di chuyển được nữa và các tinh thể mactenxit ngừng phát
triển.
Sự thay đổi hình dáng của ô mạng tinh thể austenit thường gọi là biến dạng Bain,
nó cho phép hình dung về đặc điểm tinh thể học của chuyển biến mactenxit trong thép.

4.2.3. Động học của chuyển biến mactenxit:
+ Các dạng khác nhau của động học chuyển biến:
Phụ thuộc vào động học, chuyển biến mactenxit có thể phân ra làm ba dạng chính:
• Chuyển biến không đẳng nhiệt: gặp trong các loại thép cacbon và thép hợp
kim có nhiệt độ Md cao hơn 1000C.
• Chuyển biến nổ: xảy ra trong các hợp kim có nhiệt độ Md thấp hơn nhiệt độ

phòng, ví dụ hợp kim Fe-Ni, Fe-Ni-C.
• Chuyển biến đẳng nhiệt: chuyển biến đẳng nhiệt xảy ra trong các hợp kim
Fe-Ni-Mn và Fe-Ni-Cr với nhiệt độ Md thấp hơn nhiệt độ phòng.


% Mactenxit
a)

Nhiệt độ, °C

b)

Nhiệt độ, °C

c)

Nhiệt độ, °C

Đường cong động học của chuyển biến mactenxit
a) Không đẳng nhiệt
b) Nổ
c) Đẳng nhiệt

+ Ổn định hóa austenit:
• Ổn định nhiệt: Nếu giữ ở nhiệt đột t1 nào đó thấp hơn Md, thì khi tiếp tục
làm nguội chuyển biến khơng xảy ra ngay ở nhiệt độ t1, muốn cho chuyển
biến tiếp tục xảy ra phải làm nguội đến nhiệt độ thấp hơn. Mặt khác sau khi
giữ nhiệt, số lượng mactenxit tạo thành ít hơn khi làm nguội liên tục. Hiện
tượng trên gọi là ổn định hóa austenit.
• Ổn định cơ: Ngun nhân của ổn định cơ là tác dụng của ứng suất. Ứng

suất tạo thành khi nung nóng và làm nguội ( ứng suất nhiệt và ứng suất tổ
chức ) sẽ làm biến dạng dẻo austenit. Biến dạng dẻo gây ra biến cứng
austenit, mức độ biến dạng dẻo càng lớn.
• Ý nghĩa thực tế: Trong cơng nghệ nhiệt luyện thép hợp kim cao hoặc chi
tiết chính xác ( chi tiết bơm cao áp, dụng cụ đo, vòng bi…) phải có ngun
cơng làm giảm lượng austenit dư sau khi tơi, những ngun cơng đó là ram
hoặc gia cơng lạnh. Hiệu quả khử austenit dư khi ram hay gia cơng lạnh
phụ thuộc rất nhiều vào sự ổn định hóa austenit.
4.3. Chuyển biến bainit:
4.3.1. Tổ chức tế vi và cơ

tính của bainit:

Bainit là hỗn hợp cơ học của ferit và xêmentit nhưng hình thái tổ chức của nó thay
đổi phụ thuộc vào nhiệt độ tạo thành. Tùy thuộc vào nhiệt độ chuyển biến mà phân ra
bainit trên và bainit dưới. Sự khác nhau về cấu trúc giữa bainit trên và bainit dưới có liên
quan đến tính hoạt động của cacbon trong các khoảng nhiệt độ chuyển biến.
Bainit trên được tạo thành trong khoảng nhiệt độ 400-5500C, có cấu trúc dạng lơng
chim. Bainit dưới được tạo thành trong khoảng nhiệt độ 200-2500C, có hình dạng kim
giống mactenxit ram.
Bainit có độ bền cao hơn peclit và tăng khi giảm nhiệt độ chuyển biến. Bainit có
độ bền cao vì các tinh thể ferit và cacbit có kích thước nhỏ, mặt khác độ sai lệch mạng


tinh thể trong bainit cũng cao mà chuyển động của chúng bị cản trở các ngun tử
cacbon. Ngồi ra ferit bão hòa cacbon và các ngun tố hợp kim cũng làm cho độ bền của
bainit cao hơn peclit. Cơ tính của bainit dưới tương đương như mactexit ram có cùng
nhiệt độ tạo thành.

4.3.2. Cơ chế của chuyển biến bainit:

Chuyển biến bainit gồm những giai đoạn chính sau:
• Sắp xếp lại mạng tinh thể của pha γ thành mạng của mactenxit ( α )
• Sự phân bố lại cacbon.
• Tiết ra cacbit từ dung dịch rắn α q bão hòa cacbon
Chuyển biến bainit xảy ra trong khoảng nhiệt độ thấp nên việc sắp xếp lại mang
tinh thể γ
α là kết quả của việc di chuyển định hướng các nhóm ngun tử khi vẫn
giữ quan hệ liền mạng giữa austenit và ferit q bão hòa.
Chuyển biến bainit khác với chuyển biến mactenxit là có sự khuếch tán của
cacbon, do vậy mà tốc độ của chuyển biến phụ thuộc vào nhiệt độ.
Chuyển biến bainit xảy ra trong khoảng nhiệt độ trung gian nên có sự khuếch tán
của cacbon, điểm này làm cho chuyển biến bainit khác với chuyển biến mactenxit.
Việc tạo thành ferit làm cho vùng austenit gần nó có nồng độ cacbon cao và có thể
tạo thành xementit. Ferit trong bainit là pha khơng ổn định vì q bão hòa cacbon.

4.3.3. Động học chuyển biến bainit:
Khi chuyển biến bainit cần có sự phân bố lại cacbon trong austenit và chuyển biến
từ sắt γ thành sắt α theo cơ chế khơng khuếch tán, do vậy động học của chuyển biến
bainit bao gồm cả động học của chuyển biến khuếch tán ( peclit ) và chuyển khơng
khuếch tán ( mactenxit ).
Đường cong động học của chuyển biến trong trường hợp nhiệt độ khơng đổi có
dạng như hình dưới

Mức độ chuyển biến, %

100

75

50

25

0
Thời gian

Chuyển biến bainit giống chuyển biến mactenxit ở chỗ nó chỉ xảy ra khi làm q
nguội austenit đến nhiệt độ Bđ và kết thúc ở nhiệt độ Bk như hình bên dưới


Mức độ chuyển biến, %

100

75

50

25

0

Bk

Nhiệt độ, °C

Bd

Bằng thực nghiệm người ta chỉ ra rằng ứng suất bên ngồi có tác dụng làm nhanh
chuyển biến bainit vì ngồi thành phần năng lượng nhiệt còn có thêm thành phần năng

lượng cơ học để gây ra chuyển biến γ
α trong vùng austenit có hàm lượng cacbon
cao.
Chuyển biến peclit và chuyển biến mactenxit cũng có thể xảy ra trong cùng
khoảng nhiệt độ với chuyển biến bainit.
Đường cong động học của chuyển biến phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó thành
phần hóa học đóng vai trò quan trọng.


Chương V: Ủ VÀ THƯỜNG HĨA
Ủ và thường hòa là những phương pháp nhiệt luyện được tiến hành trước hoặc và
giữa các ngun cơng gia cơng cơ hoặc gia cơng áp lực.
5.1. Ủ:
5.1.1. Khái

niệm:

Ủ là phương pháp nhiệt luyện gồm nung nóng thép đến nhiệt độ nhất định, giữ
nhiệt một thời gian cần thiết rồi làm nguội đủ chậm để nhận được tổ chức ổn định gần với
trạng thái cân bằng với độ cứng thấp nhất và độ dẻo cao.

Nu
ng
nó
ng

Nhiệt độ

Giữ nhiệt
La

øm

ng
uo
äi c
ha
äm

Thời gian

Sơ đồ quá trình ủ

5.1.2. Mục

đích của ủ và thường hóa:
•

Làm giảm độ cứng ( làm mềm ) thép để tiến hành gia cơng cắt.