CHUYỂN BIẾN PHA VÀ NHIỆT LUYỆN THÉP

1
CHƯƠNG 3: CHUYỂN BIẾN PHA VÀ NHIỆT LUYỆN THÉP
BÀI 8. Ủ VÀ THƯỜNG HÓA
I. Ủ thép
- Là phương pháp nung nóng chi tiết đến nhiệt độ xác định, giữ
nhiệt lâu rồi làm nguội chậm cùng lò để đạt được tổ chức ồn định
Peclit với độ cứng, độ bền thấp nhất và độ dẻo cao.
Đặc điểm:
+ Nhiệt độ ủ không có quy luật tổng quát, mỗi phương pháp ủ
ứng với một nhiệt độ nhất định;
+ Làm nguội với tốc độ rất chậm (cùng lò) để đạt được tổ chức
cân bằng;
+ Thép cùng tích tổ chức nhận được sau khi ủ là Peclit. Với
thép trước cùng tích có thêm Ferit, thép sau cùng tích có thêm
Xe
II
.
a, Định nghĩa
2
Mục đích:
- Có nhiều phương pháp ủ mà mỗi phương pháp chỉ đạt một,
hai hoặc ba trong năm mục đích sau:
+ Giảm độ cứng để dễ tiến hành gia công cắt gọt;
+ Làm tăng độ dẻo để dễ tiến hành biến dạng nguội như:dập,
cán, kéo, nguội.
+ làm giảm hoặc khử bỏ ứng suất bên trong gây nên bởi gia
công gia công cơ khí như: đúc, hàn, cắt, biến dạng dẻo;
+ Làm đồng đều thành phần hoá học trên vật đúc bị thiên tích;
+ Làm nhỏ hạt.
3
b, Các phương pháp ủ không có chuyển biến pha.

- Được tiến hành ở nhiệt độ nhỏ hơn Ac
1
do đó không có sự
chuyển biến pha từ Peclit sang Austenit gồm:
+ Ủ thấp và ủ kết tinh lại.
* Ủ thấp
- Là phương pháp ủ ở nhiệt độ 200
÷
600
0
C với mục đích làm
giảm hay khử bỏ ứng sất bên trong ở các vật đúc hay sản phẩm
qua gia công cơ khí.
+ Ủ ở nhiệt độ 200 ÷ 300
0
C chỉ khử bỏ được một phần ứng
suất bên trong;
+ Ủ ở nhiệt độ 450 ÷ 600
0
C trong 1 ÷ 2h sẽ khử bỏ được
hoàn toàn ứng suất bên trong.
4
* Ủ kết tinh lại
- Là phương pháp ủ được tiến hành ở nhiệt độ cao hơn nhiệt
độ kết tinh lại của thép (khoảng 600
÷
700
0
C).
- Đặc điểm:

+ Làm giảm độ cứng và làm thay đổi kích thước hạt;
+ Hiện nay phương pháp này ít dùng đối với thép vì rễ gây
ra hạt lớn.
5
c, Các phương pháp ủ có chuyển biến pha.
- Các phương pháp ủ này có nhiệt độ ủ cao hơn Ac
1
có xảy ra
chuyển biến pha Peclit → Austenit khi nung nóng với hiệu ứng
làm nhỏ hạt, gồm:
+ Ủ hoàn toàn;
+ Ủ không hoàn toàn và ủ cầu hoá;
+ Ủ đẳng nhiệt;
+ Ủ khuếch tán.
6
* Ủ hoàn toàn
- Là phương pháp ủ nung thép đến trạng thái hoàn toàn là
Austenit, áp dụng cho phép trước cùng tích có thành phần
Cacbon trong khoảng 0,3
÷
0,65%.
T
0
u
= Ac
3
+ (20 ÷ 30)
0
C
Mục đích:

+ Làm nhỏ hạt (hạt γ nhỏ → Tổ chức F – P có hạt nhỏ);
+ Làm giảm độ cứng, tăng độ dẻo (HB 160÷200).
7
* Ủ không hoàn toàn và ủ cầu hoá
Ủ không hoàn toàn:
- Là phương pháp ủ nung thép đến trạng thái hoàn toàn là
Austenit, áp dụng cho thép cùng tích, sau cùng tích và thép trước
cúng tích với 0,7%C.
T
0
u
= Ac
1
+ (20 ÷ 30)
0
C = 750 ÷760
0
C
Đặc điểm:
+ Chỉ có Peclit chuyển biến thành Austenit, còn Ferit hoặc
Xementit vẫn chưa chuyển biến;
+ Ac
1
< T
0
u
< Ac
3
;
+ Tổ chức nhận được là Peclit hạt để dễ cắt gọt (HB < 200).

8
* Ủ cầu hoá
- Là một dạng đặc biệt của ủ không hoàn toàn, trong đó nhiệt
độ nung dao động tuần hoàn trên dưới Ac
1
.
+ Quá trình như sau: nung lên tới 750 ÷ 760
0
C giữ nhiệt
khoảng 5 phút rồi làm nguội xuống dưới 650 ÷ 660
0
C giữ nhiệt
khoảng 5 phút rồi làm nguội,… cứ thế nhiều lần. Với cách ủ như
vậy sẽ xúc tiến nhanh quá trình cầu hoá Xe có dạng hạt để tạo
thành P hạt.
9
* Ủ đẳng nhiệt
- Là phương pháp ủ sau khi nung nóng đến nhiệt độ ủ giữ
nhiệt, rồi làm nguội nhanh xuống dưới Ar
1
khoảng (50
÷
100)0C,
giữ nhiệt lâu ở nhiệt độ này để Austenit phân hoá thành Peclit.
Đặc điểm:
+ Áp dụng cho phép hợp kim cao;
+ Làm nguội theo phương thức đẳng nhiệt;
+ Đối với thép trước cùng tích T
0
u

= T
0
u ht
tổ chức nhận được là
P tấm;
+ Đối với thép cùng tích và sau cùng tích T
0
u
= T
0
u kht
tổ chức
nhận được là P hạt.
10
* Ủ khuếch tán
- Là phương pháp ủ mà nhiệt độ ủ rất cao, thời gian giữ nhiệt
rất dài.
T
0
u
= (1100 ÷ 1150)
0
C
t
u
= (10 ÷ 15)h
Mục đích:
+ Làm tăng khả năng khuếch tán;
+ Làm đều thành phần hoá học giữa các vùng trong bản thân
mỗi hạt.

+ Áp dụng cho thép hợp kim cao khi đúc bị thiên tích;
+ Tổ chức nhận được sau ủ khuếch tán là hạt trở nên rất to.
11
II. Thường hoá thép
- Là phương pháp nung nóng chi tiết dến trạng thái hoàn toàn
là Austenit giữ nhiệt và làm nguội trong không khí tĩnh để đạt tổ
chức gần cân bằng.
So với ủ:
+ Nhiệt độ nung giống như ủ hoàn toàn nhưng áp cho cả thép
sau cùng tích:
- Thép trước cùng tích: T
0
u
= Ac
3
+ (20
÷
30)
0
C;
- Thép sau cùng tích: T
0
u
= Ac
cm
+ (20
÷
30)
0
C.

+ Tốc độ nguội nhanh hơn đôi chút;
+ Tổ chức nhận được là gần cân bằng với độ cứng cao hơn.
a, Định nghĩa
12
b, Mục đích và lĩnh vực áp dụng
- Tăng độ cứng của thép Cacbon thấp ( ≤0,25%C) để dễ gia
công cắt gọt;
- Làm nhỏ hạt Xe chuẩn bị cho nhiệt luyện kết thúc;
- Làm mất lưới của Xe
II
trong thép sau cùng tích.
Chú ý
+ Thép < 0,25%C - thường hoá;
+ Thép 0,3÷0,65%C - Ủ hoàn toàn;
+ Thép > 0,7%C - Ủ không hoàn toàn.