Thứ nhất, biến dạng do tôi luyện gây ra sự thay đổi về kích thước và hình dạng.
Biến dạng do tôi luyện có hai loại: thay đổi kích thước và thay đổi hình dạng. Thay đổi kích thước là sự thay đổi kích thước do sự giãn nở hoặc co lại gây ra bởi sự chuyển pha trong quá trình tôi luyện, chủ yếu đề cập đến các biến dạng tương tự như kéo dài, rút ngắn, dày lên và mỏng đi. Biến dạng chủ yếu do sự võng xuống gây ra bởi trọng lượng chết của các chi tiết và biến dạng hình dạng do ứng suất gây ra, chẳng hạn như các biến dạng không tương tự như cong vênh, uốn cong và xoắn. Tất nhiên, nếu kích thước thay đổi, hình dạng của nó cũng thay đổi, vì vậy người ta thường nhầm lẫn giữa thay đổi kích thước và biến dạng, và thay đổi kích thước và biến dạng thường chồng chéo nhau. Cách diễn đạt thích hợp nhất là sử dụng thuật ngữ biến dạng do tôi luyện. Định nghĩa về biến dạng do tôi luyện trong luyện kim là trạng thái mà tổng các ứng suất sinh ra bởi các chi tiết sau khi xử lý nhiệt có xu hướng bằng không.
Sự xuất hiện của biến dạng do làm nguội diễn ra qua ba giai đoạn:
① Làm nóng (dựa trên việc loại bỏ ứng suất bên trong);
② Cách nhiệt (bị võng do trọng lượng bản thân, tức là bị uốn cong);
③ Làm nguội (dựa trên quá trình làm nguội không đồng đều và chuyển pha). Ba giai đoạn này chồng chéo lên nhau và cuối cùng dẫn đến biến dạng do tôi cứng các chi tiết.
Thứ hai, 6 câu hỏi về sự thay đổi kích thước.
1. Nguyên nhân gây ra sự thay đổi kích thước: Thông thường, sự thay đổi kích thước là do sự thay đổi cấu trúc, tức là sự giãn nở và co lại do chuyển pha. Sự giãn nở xảy ra khi tôi tạo ra mactenxit, trong khi sự co lại xảy ra khi tạo ra austenit dư, và lượng co lại tỷ lệ thuận với lượng austenit dư. Khi ram, thường là sự co lại, còn thép hợp kim đã được ram và tôi cứng nhiều lần thì sẽ giãn nở. Ngoài ra, khi thực hiện xử lý nguội, mactenxit của austenit dư giãn nở, gây ra sự thay đổi kích thước. Thể tích riêng của các cấu trúc này tăng lên khi hàm lượng cacbon tăng. Hàm lượng cacbon càng cao, sự thay đổi kích thước càng lớn.
2. Sự thay đổi về vật liệu và kích thước: Sự thay đổi kích thước (biến dạng do tôi) gây ra bởi quá trình tôi luyện phụ thuộc vào vật liệu thép. P, Mo, Cr, C và Mn có ảnh hưởng lớn đến sự thay đổi kích thước, trong khi Si và Ni có ảnh hưởng nhỏ. Thép dụng cụ đo và cắt SKS3 và SKS31 (thép dụng cụ W-Cr-Mn) là những loại thép có biến dạng tôi nhỏ, thậm chí còn được gọi là thép không bị biến dạng do tôi. Thứ hai, đường chảy dẻo của thép có ảnh hưởng lớn đến sự thay đổi kích thước do tôi. Theo hướng của đường chảy dẻo, tức là theo chiều dọc, sự thay đổi kích thước lớn; theo hướng vuông góc với chiều dọc, tức là theo chiều ngang, sự thay đổi kích thước nhỏ. Do đó, khi lựa chọn vật liệu, cần chú ý đến sự nhất quán của hướng đường chảy dẻo. Ngoài ra, sự phân bố không đồng đều của cacbua cũng ảnh hưởng đến sự thay đổi kích thước.
3. Tôi luyện và thay đổi kích thước
(1) Thay đổi kích thước chỉ do thay đổi cấu trúc: Khi tôi các chi tiết thép, nhiều thay đổi cấu trúc khác nhau xảy ra. Những thay đổi cấu trúc này gây ra sự thay đổi kích thước. Khi cấu trúc austenit chuyển hóa thành cấu trúc mactenxit (tôi hoàn toàn), sự thay đổi kích thước (giãn nở) của chi tiết là lớn nhất; khi cấu trúc austenit chuyển hóa thành cấu trúc bainit, sự thay đổi kích thước bằng khoảng 1/3 so với trên; khi nó chuyển hóa thành cấu trúc pealit (ủ), nó bằng khoảng 1/4 so với trên. Ngoài ra, sự giãn nở do mactenxit gây ra tăng lên khi hàm lượng cacbon trong thép tăng.
(2) Ảnh hưởng của austenit còn lại: Do tác dụng của quá trình tôi, ngay cả khi còn lại một lượng nhỏ austenit, sự thay đổi kích thước do giãn nở sẽ giảm đi tương ứng. Vì vậy, sự hiện diện của một lượng nhỏ austenit còn lại dẫn đến việc giảm sự thay đổi kích thước. Tuy nhiên, sự hiện diện của austenit còn lại sẽ làm giảm độ cứng tôi và gây ra biến dạng lão hóa khi đặt ở nhiệt độ phòng.
(3) Ảnh hưởng của các cacbua chưa tan: Trong quá trình nung nóng tôi, càng ít cacbua bị hòa tan trong austenit; nói cách khác, càng nhiều cacbua còn lại thì sự thay đổi kích thước càng nhỏ. Sự thay đổi về hình thái và loại của các cacbua còn lại không gây ra sự thay đổi về thể tích, vì vậy chúng không liên quan gì đến sự thay đổi kích thước.
(4) Tác dụng của xử lý nguội: Khi thực hiện xử lý nguội, lượng austenit còn lại giảm đi và lượng martenxit tăng lên, do đó xảy ra sự thay đổi kích thước mở rộng.
4. Tôi luyện và thay đổi kích thước
(1) Sự phân hủy của mactenxit: Sự phân hủy của mactenxit do tôi luyện gây ra là nguyên nhân dẫn đến sự thay đổi kích thước co ngót. Lượng thay đổi kích thước thay đổi tùy thuộc vào hàm lượng cacbon của mactenxit. Hàm lượng cacbon của mactenxit càng cao thì sự thay đổi kích thước càng lớn. Tuy nhiên, nếu lấy trạng thái trước khi tôi làm chuẩn, thì sự thay đổi kích thước tổng thể sau khi tôi và ram cuối cùng vẫn là sự giãn nở.
(2) Tác dụng của cacbua chưa tan: Nếu có cacbua chưa tan, hàm lượng cacbon của austenit giảm và bản thân cacbua không ảnh hưởng đến sự thay đổi kích thước, do đó sự thay đổi kích thước trong giai đoạn tôi luyện đầu tiên (tôi luyện dưới 200) là sự co ngót.
(3) Ảnh hưởng của austenit còn lại: Nếu có austenit còn lại, sự thay đổi kích thước do tôi luyện sẽ nhỏ; khi nhiệt độ tôi luyện trên 200℃, austenit còn lại chuyển hóa thành bainit, gây ra sự thay đổi kích thước do giãn nở. Do đó, ở giai đoạn đầu của quá trình tôi luyện (dưới 200°C), austenit còn lại làm cho kích thước bị co lại. Trên nhiệt độ này, khi tăng nhiệt độ tôi luyện, sự phân hủy của austenit còn lại sẽ gây ra sự thay đổi kích thước do giãn nở.
5. Sự thay đổi kích thước của thép hợp kim
Các cacbua trong thép hợp kim thường hòa tan các nguyên tố đặc biệt, nhưng thể tích riêng của chúng có thể nói là hầu như không thay đổi. Do đó, phương pháp xử lý thép hợp kim cũng tương tự như phương pháp trên. Chỉ khác là lượng austenit còn lại thay đổi tùy thuộc vào loại và lượng các nguyên tố hợp kim; và lượng cacbua cũng thay đổi. Vì vậy, cần phải xem xét đến sự thay đổi về kích thước.
6. Cách giảm thiểu sự thay đổi kích thước
Sự thay đổi kích thước là do sự thay đổi cấu trúc sau quá trình tôi hoặc ram. Do đó, không thể loại bỏ hoàn toàn sự thay đổi kích thước. Chỉ có thể giảm thiểu nó bằng các phương pháp xử lý nhiệt:
(1) Sự giãn nở là do mactenxit gây ra: Sự co lại là do austenit còn lại gây ra, vì vậy lượng mactenxit và hàm lượng cacbon hòa tan trong mactenxit cần được giảm bớt, và lượng austenit còn lại cần được tăng lên. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng việc tăng austenit còn lại sẽ gây ra biến dạng lão hóa.
(2) Tăng lượng cacbua không tan (cacbua dư). (3) Sử dụng các cấu trúc khác ngoài mactenxit để làm cứng thép, và bainit là tốt nhất. Thép có 50% bainit và 50% mactenxit cứng và có sự thay đổi kích thước nhỏ, do đó dễ kiểm soát kích thước.
(4) Phải tiến hành tôi luyện.
Thời gian đăng bài: 05/11/2024