Đề cương vật liệu học

Thực hiện: Nhóm thí nghiệm ơtơ K09

ĐỀ CƢƠNG VẬT LIỆU.
Câu 2: chuyển biến tạo γ: p-γ
 Ở t0 < Ac1 : Thép cùng tích gồm 2 pha α +xe,
Ở to < Ac1 : bắt đầu chuyển biến p →
chuyển biến của 2 pha rắn có cấu
trúc và thành phần C rất khac nhau thành pha rắn có cấu trúc mới có cấu trúc
và thành pha rắn có cấu trúc mới và thành phần đồng nhất. Mầm đựoc sinh
ra chủ yếu trên ranh giới 2 pha
.
 Số lượng mầm phụ thuộc độ quá nung và tổng bề mặt ranh giới 2 pha. Gồm
2 qt : chuyển biến Fe
. Nhanh hơn nên sau khi tạo ra cần có thời
gian để san bắng nông độ C trong .
 Đối với thếp trước và sau cùng tích, khi nung lên cao hơn Ac1, cịn có qt hịa
tan ferit vào ơs. Q trình này chỉ kết thúc khi nung lên cao hơn GSE. Khi
tốc độ vơ cùng chậm thì chuyển biến p
mới xảy ra ở 727oC thực tế
nhiệt độ trung bình > 727oC. Tốc độ nung càng lớn, nhiệt độ cân bằng càng
cao.
 Tùy vào đk nung và mác thép, ta nhận được ơs có kích thước hạt khác nhau.
Ơs càng mịn, sản phẩm càng dẻo, sai ít nhạy cảm với tạp trung ứng suất. Số
lượng mầm ơs sinh ra nhiểu và mịn.
 P có độ phân tán cao và tốc độ nung càng lớn thì mầm ơs càng nhiều.
Các hạt ơs vừa tạo thành ở Ac1 sẽ lớn lên nếu tiếp tục nung và kéo dài thời
gian giữ. Chũng sáp nhập với nhau, làm giảm số lượng. Quá trình này tự xảy
ra vì tổng bề mặt phân chia các hạt giảm do đó làm giảm năng lượng của hệ
thống.
 Thép bản chất hạt lớn là thép có tốc độ hạt lớn lên của hạt ôs tăng nhanh
theo nhiệt độ.

 Thép bản chất hạt nhỏ vẫn giữ được kích thước hạt ơs nhỏ khi nung đến
nhiệt độ 930 ~ 950oC. khi nung nữa tốc độ lớn lên của hạt mới tăng mạh,
cịn tạo ra kích thước hạt lớn hơn thép bản chất hạt lớn.

1


Thực hiện: Nhóm thí nghiệm ơtơ K09

Câu 3: Nêu các chuyển biến của Mactenxit, cấu trúc và cơ tính của
maxtenxit
Mactenxit là dung dịch rắn quá bão hòa của cacbon trong sắt α –(Fe α) với
nồng đọ cacbon bằng nồng độ cacbon của Ơstenit.
- Cấu trúc : Mactenxit có kiểu mạng chính phương thể tâm, trong mạng
Mactenxit nguyên tử sắt nằm ở đỉnh và tâm ô cơ sở,nguyên tử cacbon nằm ở
giữa các cạnh theo trục c và tâm hai đáy.
- Đặc điểm của chuyển biến Mactenxit:
+ chuyển biến Mactenxit xảy ra theo cơ chế khơng khuếch tán nên thành
phần hóa học của nó bằng trong phs bnan đầu Ốstenit
+ chuyển biến này xảy ra gần như tức thờivaajn tốc phát triển tinh thể rất
lớn (1000-7000m/s), ting thể có dạng tấm hoặc kim
+ chuyển biến chỉ xảy ra khi làm nguội liên tục trong khỏang nhiệt độ Mđ
đến Mk,vận tốc nguội V>Vth
+Chuyển biến không xảy ra đến cùng bao giờ cũng có 1 lượng Ơstenit
khơng chuyển biến gọi là Ốstenit dư, số lượng Ơstenit dư phụ thuộc vào
thành phần hóa học của thép.
Cơ tính : độ bền độ cứng rất cao, độ dẻo dai thấp do mạng tinh thẻ bị xô lệch lớn.
-

-

Câu 4: Ủ VÀ THƢỜNG HOÁ THÉP
I. Ủ thép:
1. Định nghĩa:
Ủ thép là phương pháp nung nóng thép đến nhiệt độ nhất định, giữ nhiệt và làm
nguội chậm cùng lò để nhận được tổ chức ổn định (gắn với tổ chức cân bằng)
có độ bền độ cứng thấp nhất và độ dẻo cao.
2. Mục đích:
Ủ nhằm các mục đích sau đây:
a- Giảm độ cứng của thép để dễ gia công cắt gọt.
b- Làm tăng độ dẻo để dễ tiến hành biến dạng nguội.
c- Làm giảm hay khử bỏ hoàn tồn ứng suất bên trong do gia cơng cắt và biến
dạng.
d- Làm đồng đều thành phần hoá học trên vật đúc bị thiên tích.
e- Làm nhỏ hạt thép.
3. Các phƣơng pháp ủ:
a- Ủ thấp (Ủ non):

2


Thực hiện: Nhóm thí nghiệm ơtơ K09

Là phương pháp ủ tiến hành ở nhiệt độ từ 200 – 600° C với mục đích là giảm
hay khử bỏ ứng suất bên trong ở vật đúc hay sản phẩm qua gia công cơ khí (cắt
gọt, dập nguội). Nếu nhiệt độ ủ chỉ từ 200 - 300° C sẽ khử bỏ một phần ứng
suất bên trong (làm giảm bớt), nếu từ 450 - 600° C thì sẽ khử bỏ hồn tồn ứng
suất bên trong.
Công dụng: dùng cho vật đúc lớn như thân máy cắt gọt, xéc măng sau khi mài,
lò xo sau khi uốn nguội…Phương pháp này không làm thay đổi độ cứng của

thép. Đối với gang, độ cứng có thể giảm một ít do q trình graphít hố.
b- Ủ kết tinh lại:
Là phương pháp ủ tiến hành ở nhiệt độ kết tinh lại (với thép cacbon nhiệt độ ủ
là 600 - 700° C). Phương pháp này làm giảm độ cứng và làm thay đổi kích
thước hạt.
Cơng dụng: dùng cho các thép qua biến dạng nguội, bị biến cứng để khôi phục
lại cơ tính như trước khi biến dạng.
Ngày nay phương pháp này hầu như khơng sử dụng nữa vì dễ làm hạt lớn do
kết tinh lại lần thứ hai. Để đạt được mục đích này ta dùng các phương pháp ủ có
chuyển biến pha.
c- Ủ hồn tồn:
Là phương pháp ủ nung nóng thép đến trạng thái hoàn toàn là austenit, ở nhiệt
độ cao hơn Ac3. Nhiệt độ ủ tính theo cơng thức:
o

T Ủ = Ac3 + (30 - 50 C)
Mục đích của ủ hoàn toàn là:
- Làm nhỏ hạt thép: do nung cao hơn Ac3 từ 30 - 50° C nên hạt austenit vẫn còn
nhỏ, nên khi làm nguội sẽ nhận được tổ chức pherit – péclit có hạt nhỏ.
- Làm giảm độ cứng và tăng độ dẻo để dập nguội và cắt gọt.
Cơng dụng: dùng cho thép trước cùng tích với lượng cácbon từ 0,03 – 0,65%.
Sau khi ủ hoàn toàn ta nhận được tổ chức pherit – péclit, trong đó péclit ở dạng
tấm.
d- Ủ khơng hồn tồn:
Là phương pháp ủ nung nóng thép đến nhiệt độ cao hơn Ac1 và nhỏ hơn Accm
tức là trạng khơng hồn tồn là austenit.
o

TỦ = Ac1 + (30 - 50 C)

3


Thực hiện: Nhóm thí nghiệm ơtơ K09

Tổ chức tạo thành sau khi ủ khơng hồn tồn là peclit hạt chứ không phải là
peclit tấm. Do nhiệt độ ủ thấp hơn Accm nên austenit chưa đồng đều hố thành
phần hay cịn một ít xêmentit của peclit chưa chuyển biến hết hay các phần tử
xêmentit hai nên dễ dàng tạo ra peclit hạt.
Cơng dụng: dùng cho thép có hàm lượng cacbon ≥ 0,70% mà chủ yếu là thép
sau cùng tích.
e- Ủ cầu hố:
Đây là một dạng đặc biệt của ủ khơng hồn toàn, nhiệt độ dao động một cách
tuần hoàn quanh Ac1, nung nóng lên đến nhiệt độ 750 - 760° C giữ nhiệt
khoảng năm phút, sau đó làm nguội xuống 650 - 660° C giữ nhiệt khoảng năm
phút…Cứ lặp đi lặp lại như vậy nhiều lần tạo ra quá trình cầu hố xêmentit nên
nhận được hồn tồn là peclit hạt. Số lượng chu trình phụ thuộc vào kích thước
chi tiết và mức độ cầu hoá.
f- Ủ đẳng nhiệt:
Đối với thép hợp kim cao do austenit q nguội có tính ổn định q lớn nên làm
nguội chậm cùng lị khơng nhận được tổ chức peclit đồng nhất mà có thể là
peclit – xoocbit, xoocbit, xoocbit – trostit…Vì vậy độ cứng cịn khá cao, không
cắt gọt được. Lúc này ta dùng phương pháp ủ đẳng nhiệt. Sau khi giữ nhiệt
xong làm nguội xuống thấp hơn Ac1 khoảng 50° C và tiến hành làm nguội đẳng
nhiệt tại đó trong một thời gian nhất định (xác định theo giản đồ T-T-T của
thép). Phương pháp này nhận được tổ chức peclit đồng nhất.
Công dụng: dùng cho thép hợp kim để rút ngắn thời gian ủ.
g- Ủ khuếch tán:
Là phương pháp ủ nung nóng thép đến nhiệt độ rất cao từ 1100 - 1150° C với
thời gian giữ nhiệt rất dài từ 10 – 15h để tăng khả năng khuếch tán làm đồng

đều thành phần hoá học trong các vùng của hạt.
Công dụng: dùng cho vật đúc thép hợp kim cao bị thiên tích. Sau ủ khuếch tán
hạt rất to nên phải tiến hành ủ thường hay cán nóng để làm nhỏ hạt thép.
II. Thƣờng hố:
Thường hố là phương pháp nhiệt luyện gồm có nung nóng thép đến trạng thái
hoàn toàn là austenit giữ nhiệt và làm nguội ngồi khơng khí tĩnh.
Thơng thường sau khi giữ nhiệt xong lấy chi tiết ra và làm nguội trên sàn
xưởng. Tổ chức nhận được khi thường hoá tương tự như khi ủ nhưng độ cứng
cao hơn một ít và hạt nhỏ mịn hơn do tốc độc nguội lớn hơn.
4


Thực hiện: Nhóm thí nghiệm ơtơ K09

0

Tthường hố = Ac3 hay Accm + (30 - 50 C)
Công dụng: Do tổ chức nhận được gắn với trạng thái cân bằng nên thường có
cơng dụng tương tự như ủ, tuy nhiên nó cũng có một số điểm khác:
- Đạt được độ cứng thích hợp để gia cơng cắt cho thép cacbon thấp ≤ 0,25%C.
Với thép này nếu ủ độ cứng quá thấp phoi sẽ rất dẻo khó gãy, khó cắt gọt.
- Làm nhỏ xementit chuẩn bị cho nhiệt luyện kết thúc. Khi thường hoá sẽ tạo ra
tổ chức peclit phân tán hay xoocbit trong đó kích thước của xementit nhỏ mịn
nên khi nung nóng nhận được austenit nhỏ mịn. Mục đích này thường áp dụng
khi tôi.
- Phá lưới xementit hai của thép sau cùng tích. Trong thép sau cùng tích
xementiti hai thường ở dạng lưới rất cứng và dịn. Vì vậy khi gia cơng cắt gọt
khó nhận được bề mặt nhẵn bóng cao. Khi thường hoá do làm nguội nhanh hơn
ủ nên xementit không kịp tiết ra ở dạng lưới nữa.
Câu 5: nhiệt độ tơi

 Thép trước cùng tích và cùng tích: to = AC3 + (30 ÷ 50)o C
 Thép sau cùng tích : to = AC1 + (30 ÷ 50)o C
Các phương pháp tơi thể tích:
Tơi trong 1 mơi trường : sau khi nung nóng đến nhiệt độ tơi và giữ nhiệt, chỉ làm nguội
trong 1 môi trường ( nước dầu…). môi trường nước thường dung cho thép cacbon, con
môi trường dầu dung cho thép hợp kim. Pp này đơn giản, dễ cơ khí hóa, nhưng tạo ứng
suất lơn gây cong vênh, nứt chi tiết.
Tôi 2 môi trường: chi tiết dc làm ngi trong mơi trường có tốc độ nguội nhanh ( nước, dd
muối…) đến khoảng 250 ÷ 300oC thì chuyển sang mơi trường có tốc độ nguội châm
hơn ( dầu , kkhí…). Do dc làm nguội châm trong khoảng chuyển biến mactenxit nên
giảm dc ứng suất tôi tránh dc biến dạng or nứt. nhược điễm là rất khó xác định dc thời
điểm chuyển từ môi trường này sang môi trường kia.
Tôi phân cấp: khắc phục dc nhược điểm của việc xác định nhiêt độ chuyển môi
trường.bằng cách nhúng chi tiết sau khi giữ nhiệt độ vào môi trường muối nóng chảy có
nhiệt độ cao hơn Mđ khoảng 50 ÷ 100oC , giữ nhiệt để chi tiết có nhiệt độ đồng đều trên
tồn tiết diện nhưng khơng dể xảy ra chuyển biến pha, sau đó để chi tiết chuyển biến
mactenxit ngồi khơng khí. Tơi phân cấp giảm dc ứng suất nên ít gây biến dạng, nứt, lại
có thể năn dc tại nhiêt độ phân cấp.khó thực hiên với các chi tiết kích thước lớn vì khả
năng làm nguội ở bể muối 300 ÷ 500oC nhỏ, khó làm đồng đều dc nhiêt độ chi tiết,
chưa kể lượng nhiệt tỏa ra của chi tiết lớn , làm nâng cao nhiêt độ của bể muối. nhược
điểm là khó khống chế thời gian giữ nhiên phân cấp để không xảy ra chuyển biến trung
gian bainit.
Tôi đẳng nhiệt: giống như tôi phân cấp.nhưng không nhấc chi thiết ra ngoài mà giữ nhiêt
đủ lâu để ostenit phân hủy ra hỗn hợp ferit và xêmentit.có thể nhận được bainit or

5


Thực hiện: Nhóm thí nghiệm ơtơ K09

trơstit, độ cứng tương đối cao và độ dai tốt. do chi tiết có ứng suất dư không đáng kể
nên sau khi tôi không cần ram. Chỉ áp dụng cho các chi tiết có kích thước nhỏ và ổn
định ơstenit cao.

Câu 6: Trình bày cơng nghệ thấm cacbon thể khí, nhiệt luyện sau thấm cacbon.
-Thấm cacbon là phương pháp nhiệt luyện làm bão hòa cacbon vào bề mặt của thép
cacbon hoặc thép hợp kim thấp, để nâng nồng độ cacbon trên lớp mỏng vài milimet bề
mặt lên 0.8-1%, sau khi tôi và ram thấp, độ cứng bề mặt cao, cịn lõi thì vẫn dẻo dai.
-Thấm cacbon thể khí: sử dụng chất thấm là khí chứa cacbua hidro no CnH2n+2 và không
no CnH2n hoặc chất lỏng như dầu hỏa, benzen... nhiệt phân thành khí cacbua hidro. Tiến
hành trong các lị có múp kín. Q trình thấm được rút ngắn, điều kiện lao động được cải
thiện, dễ tự động hóa, chất lượng lớp thấm đồng đều và tốt hơn.
Để nâng độ thấm tôi, ta hợp kim hóa thêm các nguyên tố như Cr, Mn, Ni.., để tránh hạt
quá lớn khi nung ta thêm Ti, V...
-Nhiệt độ thấm: thường chọn trên Ac3 (900-9500C) (vùng hoàn toàn Austenit, có khả năng
thấm cacbon lớn nhất).
-Tổ chức tế vi nhận được sau khi thấm tính từ bề mặt vào sau khi làm nguội chậm là:
P+XeII ; P ; P+F
-Nhiệt luyện sau khi thấm: có các phương pháp sau:
 Tơi 2 lần + ram thấp (dùng cho các chi tiết quan trọng) : thép cacbon sau khi thấm
có kích thước hạt lớn. Để khắc phục, ta tiến hành tôi 2 lần,phương pháp này cho cơ tính
tốt, nhưng do nung nhiều lần nên dễ bị oxy hóa, biến dạng, thốt cacbon, tốn nhiều năng
lượng.
 Tơi lần 1: mục đích là làm nhỏ hạt và phá lưới xemetit II ở lớp bề mặt,
nhiệt độ tôi: trên Ac3 (880-900 0C), phù hợp với nền thép trước cùng tích
 Tơi lần 2:mục đích là làm cứng bề mặt thép, nhiệt độ tôi: Trên Ac1 (7607800C), tương ứng với thép cùng tích, sau cùng tích
 Ram thấp: nhiệt độ: 160-1800C, mục đích: khử bỏ một phần ứng suất mà
vẫn giữ độ cứng cao ở bề mặt
Chú ý: Sau khi thấm C, phải thường hóa rồi sau đó mới nung lại để tơi
 Tơi 1 lần + ram thấp (dùng cho chi tiết không quan trọng hoặc chịu tải nhỏ): nhiệt

độ tôi giữa Ac1 và Ac3, nếu cần cơ tính của lõi cao thì lấy khoảng 820-8500C, nếu cần độ
cứng bề mặt cao thì lấy khoảng 760-7800C. Rồi tiến hành ram thấp.
 Tôi trực tiếp + ram thấp (dùng cho thép có bản chất hạt nhỏ hoặc hợp kim hóa
thêm titan, vanadi..): do hạt nhỏ nên ta khơng cần bước làm nhỏ hạt, có thể tơi ngay sau
khi thấm. Có thể tơi ngay ở nhiệt độ cao (900-9500C) (cách này dễ gây cong vênh lớn)
6


Thực hiện: Nhóm thí nghiệm ơtơ K09

hoặc hạ xuống dưới Ar3 (850-8600C) rồi mới tôi (độ cong vênh thấp hơn). Sau đó tiến
hành ram thấp.
Câu 7: Thép thấm cacbon (điều kiện làm việc, yêu cầu kĩ thuật, các nhóm thép, công
nghệ nhiệt luyện).
-Thép thấm cacbon là loại thép dùng để chế tạo các chi tiết có lõi dẻo dai, cịn bề mặt có
độ cứng cao, chịu mài mịn (bánh răng, chốt, xích,...)
-Thành phần hóa học:
+Thành phần cacbon: để đảm bảo lõi chi tiết có độ dai va đập cao nên hàm lượng cacbon
trong giới hạn 0.1-0.25% (đôi khi đến 0.3%)
+Các nguyên tố hợp kim: tác dụng tăng độ thấm tôi, thúc đẩy q trình thấm cacbon vào
thép, khơng làm hạt lớn. Thường là các nguyên tố tạo cacbit như : Cr, Ni, Mn, Mo, V,
Ti.. không dùng thép chỉ hợp kim hóa bằng Mn vì nó làm lớn hạt. Ni ngồi tăng độ thấm
tơi, cịn giúp giữ hạt nhỏ, tăng độ dai va đập.
Si, Co ngăn cản cacbon thấm vào thép, nên thường không được đưa vào.
-Công nghệ nhiệt luyện: thấm cacbon, tơi và ram thấp.
-Cơ tính của thép thấm cacbon sau khi tôi và ram thấp:
 Độ cứng bề mặt: 59-63 HRC
 Độ cứng lõi: 30-42 HRC
 Độ bền kéo: 600-1200 MPa
 Độ dai va đập: 700-1200 kJ/m2

-Các nhóm thép thấm cacbon:
+Nhóm thép cacbon: gồm các mác C10, C15, C20, C25 và đôi khi cả CT38
 Ứng dụng: làm các chi tiết mỏng hình dạng đơn giản, yêu cầu chống mài mịn ở bề
mặt mà khơng u cầu cao về độ bền.
 Công nghệ nhiệt luyện: không nên thấm quá 9000C (dễ bị hạt lớn). Thấm cacbon
xong, phải tôi 2 lần, môi trường tôi là nước (làm cho độ biến dạng lớn).
 Cơ tính (sau khi thấm cacbon, tơi và ram thấp):
b=500-600 MPa, 0.2=300-400 MPa, =15-20 %, độ cứng bề mặt >= 60 HRC.
+Nhóm thép Crơm: gồm các mác 15Cr, 20Cr, 15CrV.

7


Thực hiện: Nhóm thí nghiệm ơtơ K09

 Ứng dụng: làm các chi tiết nhỏ có đường kính nhỏ hơn 30 mm, chống mài mịn bề
mặt cao, chịu tải trung bình như chốt piston, trục cam oto, bánh răng môdun nhỏ.
 Cơng nghệ nhiệt luyện: có thể thấm ở nhiệt độ 900-9200C, tơi trong dầu (ít biến
dạng).
 Cơ tính (sau khi thấm cacbon, tôi và ram thấp):
b=700-800 MPa, 0.2=500-600 MPa, =10-12 %, độ cứng bề mặt >= 60 HRC
+Nhóm thép Crơm-Niken: gồm các mác 20CrNi, 12CrNi3A, 12Cr2Ni4A,
18Cr2Ni4WA, 18Cr2Ni4MoA.
 Ứng dụng: Trừ mác đầu (20CrNi), các mác sau có độ thấm tơi cao, độ bền và độ dai
va đập cao, được dùng làm chi tiết thấm cacbon có tiết diện lớn, chịu tải cao.
18Cr2Ni4WA, 18Cr2Ni4MoA được dùng làm các chi tiết đăc biệt quan trọng (bánh răng,
trục động cơ máy bay..), có thể dùng ở trạng thái không thấm cacbon làm các chi tiết chịu
tải trọng cao, không yêu cầu chống mài mịn, hoặc dùng ở trạng thái hóa tốt để làm chi
tiết chịu va đập cao.
 Cơ tính (sau khi thấm cacbon, tôi và ram thấp):

b=1000-1200 MPa, 0.2=700-950 MPa, =10-12 %, độ cứng bề mặt > 60 HRC
+Nhóm thép Crơm-Mangan-Titan (hoặc Molipden): gồm các mác 18CrMnTi,
25CrMnTi, 30CrMnTi, 25CrMnMo.
 Ứng dụng: sản xuất các chi tiết của oto, máy kéo (bánh răng hộp số, bánh răng cầu
sau, các trục quan trọng..)
 Cơ tính (sau khi thấm cacbon, tơi và ram thấp):
b=1150-1500 MPa, 0.2=900-1300 MPa, =9-11 %

Câu 8: Thép hoá tốt
Thép hoá tốt là loại thép có hàm lượng cacbon trung bình (0,30 ~ 0,50%) dùng để chế tạo
các chi tiết chịu trọng tải tĩnh và va đập cao, yêu cầu về độ bền và độ dai cao.
Đặc điểm về thành phần hoá học:
 Để đảm bảo có sự kết hợp cao nhất về độ bền và độ dai, théo hoá tốt phải có hàm
lượng cacbon trung bình từ 0,3 ~ 0,5%, trong một số trường hợp đặc biệt có thể
dùng tới 0,55%.
 Thường dùng các nguyên tố: Cr, Ni, Mn, Si… để tăng độ thấm tôi, với lượng trên
dưới 1%.
Các mác thép hố tốt:
 Nhóm thép Cacbon: gồm các mác C35, C40, C45, C50, trong đó thường dùng nhất
là C45. Đặc điểm nổi bật là rẽ tiền, tính cơng nghệ tốt, song độ thấm tôi thấp, môi
trường tôi là nước nên dễ biến dạng, nứ, cơ tính khơng cao.

8


Thực hiện: Nhóm thí nghiệm ơtơ K09

 Nhóm thép Crơm: gồm các mác 35Cr, 40Cr, 40CrB, 45Cr, 50Cr, trong đó mác
40Cr được dùng phổ biến hơn cả vì nó có cơ tính tổng hợp lớn nhất, đặc biệt ở
trạng thái hố tốt.

 Nhóm thép Crơm-Mangan-Silic: gồm các mác 40CrMn, 40CrMnB, 30CrMnSi,
35CrMnSi, trong đó thường gặp là 30CrMnSi vì nó có cơ tính và tính cơng nghệ
tốt. Tuy hợp kim hố phức tạp nhưng nhóm thép này tương đối rẽ lại có cơ tính
khá cao nên đươc45 dùng nhiều trong chế tạo máy.
 Nhóm thép Crơm-Niken,hợp kim hố thấp: gồm các mác 40CrNi, 45CrNi,
50CrNi, 40CrNiMo ( cho thêm Mo để tránh giịn ram). Do có Ni,thép có độ dẻo,
độ dai cao hơn các nhóm thép trên, đồng thời có độ thấm tôi cao hơn…chịu tải
trọng động lớn nên dùng làm trục vít, hệ thống lái ơ tơ,…
 Nhóm thép Crơm-Niken, hợp kim hố trung bình: gồm các mác 38CrNi3MoA,
38CrNi3MoVA, 18Cr2Ni4MoA, 18Cr2Ni4WA, đây là nhóm thép hố tốt nhất.
Chúng có độ thấm tơi lớn đến mức có thể đạt được cơ tính đồng nhất ở tiết diện
trên 100mm. Có thể làm việc ở nhiệt độ âm, tính chống ra tốt.
Nhiệt luyện:
 Sơ bộ: nâng cao tính cắt gọt. Với thép cacbon và crơm, sau khi biến dạng nóng
được đem ủ hồn tồn. Với thép crôm-niken cao ( là loại thép mactenxit) phải
thường hố (tơi) rồi ram cao. Gia cơng tinh có thể tiến hành sau nhiệt luyện hố
tốt.
 Kết thúc: tơi và ram để nhận được tổ chức xoocbit ram, có độ dai va đập lớn nhất.
với những chi tiết vừa chịu gia đập, vừa chịu mài mòn, sau khi nhiệt luyện hố tốt
cịn phải qua tơi bề mặt, thấm cacbon-nitơ hoặc thấm nitơ để nâng cao độ cứng và
tính chống mài mịn.

Câu 09: Thép gió:
1. Đặc điểm chung:
- Loại thép dụng cụ hợp kim cao, cắt với năng suất cao.
- So với thép dụng cụ Cacbon và hợp kim thấp:
 Thép gió có tốc độ cắt cao hơn 2-4lần( 25-30 m/phút).
 Tuổi thọ cao hơn 8-10lần.
 Tính cứng nóng dặt 500-600oC.
 Độ thấm tơi cao hơn.

2. Thành phần hóa học: Chia làm 2 nhóm: nhóm cho năng suất bình thường (25m/phút) và nhóm
cho năng suất cao ( >= 35m/phút).
- Hàm lượng cacbon: 0,7-1,5% đảm bảo độ cứng chống mài mòn. Thép có hàm lựơng C từ
1,2-1,5% có tính chống mài mịn rất cao và có nhìu cacbit dư.
- Hàm lượng Crơm khỗng 4%: làm tăng độ thấm tơi  thép gió có thể tơi trong gió(
khơng khí nén) or tơi phân cấp giảm biến dạng.
- Wonfram (ngtố quan trọng nhất) hàm lượng khoảng 9-18%tạo tính cứng cao. W tạo
cacbit manh (dạng chủ yếu là W6C).
 Khi nung ở to cao W6C bị phân hóa hịa tan mạnh vào ơstenit  khi tơi mactenxit
chứa nhìu W.

9


Thực hiện: Nhóm thí nghiệm ơtơ K09

 Khi ram: to= 550-570oC cacbit W6C tiết ra khỏi mactenxit đảm bảo tính cứng
nóng của thép gió.
- Vanađi (ngtố tạo cacbit manh, dạng VC):
 VC khó hịa tan vào ơstenit khi nnung nóng, phân tán làm tăng mạnh tính chiu
mài mịn.
 Hàm lượng V trong théo gió khoảng 1-2%. Khi hàm lượng V cao hơn, tính chống
mài mịn tang nhưng tính sắc lại giảm. Lúc đó fải tăng lượng C lên tương ứng,
nếu ko lượng C trong mactenit không đủ sẻ làm giảm độ cứng.
- Côban ko tạo ra cacbit, hàm lượng chứa 5-10% làm tăng tính cứng nóng của thép.
- Mơlipđen được dùng để làm thay thế cho Wonfram: Theo tính tốn 1%ngtử Mo có thể
thay 1% ngtử W. Nhưng dao KLR Mo=½ W nên ta có thể thay 1%Mo = 2% W. Thép gió
Mo-W khó nhiệt luyện hơn thép gió W (dễ bị q nhiệt, ơxy hóa, thốt cacbon).
3. Tổ chức thép gió ở trạng thái đúc, saau khi rèn và ủ:
- Thuộc loại thép lêđêburit (đúc or ủ), thép mactenxit (thường hóa).

- Đặc trưng cơ bản ở trạgn thái đúc là tổ chức ko đồng nhất.
- Để được cacbit đồng đều thép gió fải được đúc nhìu lần rồi đem đi ủ.



Các hạt Cacbit nhỏ mịn phân bố đều trên peclitorxoobit, với độ cứng 240-256 HB dễ
gia công.
4. Tôi thép gió:
- Nhiệt độ tơi cao 1230-1290oC, mục đích hịa tan đến mức tối đa ôstenit, sau khi tôi chúng
nằm trong mactenxit => đảm bảo tính cứng cho thép.
- Mơi trường tơi dầu nóng (60-80oC)or tơi phân cấp trong muối nóng chảy (400-600oC),
làm nguội ngồi khơng khí.
- Tổ chức thép gió sau khi tôi: mactenxit, ôstenit dư(30-40%),cacbit dư (15-20%) độ cứng
62-63 HRC.
5. Ram thep gió:
- Là làm giảmm lượng ơstenit sau khi tôi,tăng dộ cứng cho thép.
- Nđộ ram 550-570oC, ram nhìu lần (2-4lần), mỗi lần ram khoảng 1tiếng.
- Nđộ ram <550oC: thép gió ko có chuyễn biến gì.
- Nđộ ram >600oC: cacbit trong thép kết tụ làm giảm độ cứng.
 Để nâng cao khả năng cắt gọt của thép gió: tiến hành thấm cacbon-nitơ ở nhiệt độ 550-570oC
trong 2-3giờ tạo lớp thấm 0,02-0,04 mm => độ cứng bề mặt cao (1000-1100 Hµ) tăng tuổi
thọ len 50-200%

10


Thực hiện: Nhóm thí nghiệm ơtơ K09

Câu 10 :gang xám,gang cầu(thành phần hóa học,pp chế tạo,cơ tính, ứng dụng)
Gang xám

Tphh:
 C: 2.83.5% C>> khả nâng tạo graphit càng cao
 Si :1.53%
 Mn :0.51%
 P : <0.5% tăng tính chống mài mòn
 S0.080.12% cản trở sự tạo thành graphit
 1 số hợp kim khác
PP chế tạo
Làm nguội càng chậm càng thúc đẩy q trình tạo graphit
Cơ tính:
Cơ tính kém hơn so với thép
Có nhiều vết rỗng nứtmất tính liên kết của nền kl
Giới hạn độ bền nén ko kém thep nhưng ghạn kéo bền,độ dẻo dai lại thấp hơn thép nhiều
Công dụng
 Dùng cho các chi tiet ko chịu mài mòn nhưng chịu va đậpnhiệt tốt
 Các chi tiết chịu lực chịu mài mòn trong ngành chế tạo máy
 Chi tiết chịu mài mòn chịu tải trọng nặng
Gang cầu
Tphh
 C 33.5%
 Si 23%
 Mn 0.51%
 S<0.03%
 P<0.15%
 Mg 0.040.08%
Cách chế tạo
Thêm tp biến tính vào Mg Ce…. gang lỏng sạch tạp chất S và khí tăng độ quá nguội và tạo
cho graphit phát triển theo hướng thẳng góc với bề mặt cơ sở của tinh thể graphit  kết tinh
thành dạng cầu
Cơ tính

Ít chia cắt nền kl và ít tập trung ứng suấtđộ bền kl cao,có độ dai. Cơ tính tổng hợp tương đối
cao gần như thép cacbon
Công dụng
Thay thế thép chế tạo các chi tiết chịu lực lớn chịu tải va đập chịu mài mòn trục khuỷu oto trục
cam , thân tua bin

11