1. Đã được ủ hoàn toàn
Quy trình: Nung nóng thép đến nhiệt độ trên Ac3 khoảng 20~30℃, làm nguội từ từ (trong lò) sau khi giữ ở nhiệt độ đó trong một thời gian để đạt được quá trình xử lý nhiệt (austenit hóa hoàn toàn) gần với cấu trúc cân bằng.
Ủ hoàn toàn chủ yếu được sử dụng cho thép siêu eutectoid (wc=0,3~0,6%), thường là thép cacbon trung bình và thép hợp kim cacbon thấp và trung bình dùng trong đúc, rèn và các mặt cắt cán nóng, và đôi khi cũng được sử dụng cho các bộ phận hàn của chúng. Độ cứng của thép cacbon thấp sau khi ủ hoàn toàn sẽ thấp, điều này không thuận lợi cho việc gia công. Khi thép siêu eutectoid được nung nóng đến trạng thái austenit trên Accm và làm nguội chậm rồi ủ, Fe3CⅡ sẽ kết tủa dọc theo ranh giới hạt theo dạng mạng lưới, làm tăng độ bền, độ cứng và độ dẻo của thép. Đồng thời, độ dai giảm đáng kể, tiềm ẩn nguy cơ trong quá trình xử lý nhiệt cuối cùng.
Mục đích: Tinh chỉnh cấu trúc hạt, tạo cấu trúc đồng nhất, loại bỏ ứng suất bên trong, giảm độ cứng và cải thiện khả năng gia công của thép. Cấu trúc của thép siêu eutectoid sau khi ủ hoàn toàn là F+P.
2. Ủ đẳng nhiệt
Quá trình ủ mất rất nhiều thời gian, đặc biệt là đối với thép hợp kim có độ ổn định tương đối cao trong quá trình austenit hóa quá nguội. Nếu thép đã được austenit hóa được làm nguội nhanh đến nhiệt độ thấp hơn một chút so với nhiệt độ đẳng nhiệt Ar1, thì A sẽ chuyển hóa thành P, sau đó làm nguội bằng không khí đến nhiệt độ phòng, điều này có thể rút ngắn đáng kể thời gian ủ. Phương pháp ủ này được gọi là ủ đẳng nhiệt.
Quy trình: Nung nóng thép đến nhiệt độ cao hơn Ac3 (hoặc Ac1). Sau khi giữ ở nhiệt độ thích hợp, thép sẽ được làm nguội nhanh đến một nhiệt độ nhất định trong vùng perlit và duy trì ở nhiệt độ không đổi để chuyển hóa austenit thành perlit, sau đó làm nguội bằng không khí đến nhiệt độ phòng. Quá trình xử lý nhiệt tiếp theo.
Mục đích: Tương tự như quá trình ủ hoàn toàn, quá trình biến đổi này dễ kiểm soát hơn.
Thích hợp cho các loại thép tương đối ổn định: thép cacbon cao, thép hợp kim dụng cụ, thép hợp kim cao. Ủ đẳng nhiệt cũng giúp đạt được cấu trúc và tính chất đồng nhất. Tuy nhiên, phương pháp này không thích hợp cho các chi tiết thép có tiết diện lớn và khối lượng sản phẩm lớn, vì ủ đẳng nhiệt khó làm cho bên trong chi tiết hoặc toàn bộ khối lượng chi tiết đạt đến nhiệt độ đẳng nhiệt.
3. Ủ nhiệt không hoàn toàn
Quy trình: Thép được nung nóng đến Ac1~Ac3 (thép siêu eutectoid) hoặc Ac1~Accm (thép siêu eutectoid) rồi làm nguội từ từ để đạt được cấu trúc cân bằng sau quá trình xử lý nhiệt.
Phương pháp này chủ yếu được sử dụng cho thép siêu eutectoid để thu được cấu trúc perlit hình cầu nhằm loại bỏ ứng suất bên trong, giảm độ cứng và cải thiện khả năng gia công. Ủ cầu hóa là một loại ủ không hoàn toàn.
4. Ủ cầu hóa
Một quy trình xử lý nhiệt các cacbua hình cầu trong thép để thu được perlit dạng hạt.
Quy trình: Gia nhiệt đến nhiệt độ cao hơn 20~30℃ so với Ac1, và thời gian giữ nhiệt không nên quá lâu, thông thường là 2~4 giờ. Phương pháp làm nguội thường là làm nguội trong lò hoặc giữ nhiệt đẳng nhiệt trong thời gian dài ở nhiệt độ thấp hơn khoảng 20℃ so với Ar1.
Chủ yếu được sử dụng cho thép eutectoid và thép siêu eutectoid, chẳng hạn như thép công cụ cacbon, thép công cụ hợp kim, thép ổ bi, v.v. Sau khi cán và rèn, cấu trúc làm nguội bằng không khí của thép siêu eutectoid là perlit dạng lá và xi măngit dạng mạng lưới. Cấu trúc này cứng và giòn, không chỉ khó cắt mà còn dễ bị biến dạng và nứt trong quá trình tôi luyện tiếp theo. Ủ cầu hóa thu được perlit dạng cầu. Trong perlit dạng cầu, xi măngit là các hạt mịn hình cầu, phân tán trên nền ferit. So với perlit dạng lá, perlit dạng cầu không chỉ có độ cứng thấp hơn và thuận tiện cho việc cắt gọt, mà khi tôi luyện và nung nóng, các hạt austenit không dễ bị thô, và xu hướng biến dạng và nứt trong quá trình làm nguội nhỏ hơn. Nếu thép siêu eutectoid có xi măngit dạng mạng lưới, nó phải được loại bỏ bằng quá trình chuẩn hóa trước khi ủ cầu hóa để đảm bảo quá trình ủ cầu hóa diễn ra bình thường.
Mục đích: Giảm độ cứng, tạo cấu trúc đồng nhất, cải thiện khả năng gia công và chuẩn bị cấu trúc cho quá trình tôi luyện. Có nhiều phương pháp ủ cầu hóa, chủ yếu bao gồm:
a) Quy trình ủ cầu hóa một lần: nung nóng thép đến nhiệt độ trên Ac1 khoảng 20~30℃, giữ trong thời gian thích hợp, sau đó làm nguội từ từ trong lò. Cấu trúc ban đầu trước khi ủ phải là perlit dạng vảy mịn, không được phép có mạng lưới xi măngit.
b) Quy trình ủ cầu hóa đẳng nhiệt: Sau khi nung nóng và giữ nhiệt cho thép, thép được làm nguội đến nhiệt độ thấp hơn một chút so với Ar1 trong lò để thực hiện quá trình đẳng nhiệt (thường thấp hơn Ar1 từ 10 đến 30°C). Sau khi quá trình đẳng nhiệt kết thúc, lò được làm nguội từ từ đến khoảng 500°C rồi làm nguội bằng không khí. Phương pháp này có ưu điểm là chu trình ngắn, độ cầu hóa đồng đều và dễ kiểm soát chất lượng.
c) Quá trình ủ cầu hóa chuyển động tịnh tiến.
5. Ủ khuếch tán (ủ đồng nhất)
Quy trình: Một quy trình xử lý nhiệt trong đó các thỏi thép, vật đúc hoặc phôi rèn được nung nóng đến nhiệt độ thấp hơn một chút so với nhiệt độ đông đặc trong thời gian dài, sau đó làm nguội chậm để loại bỏ thành phần hóa học không đồng đều.
Mục đích: Loại bỏ sự phân bố không đồng đều của các nhánh tinh thể và sự phân bố không đồng đều theo vùng trong quá trình đông đặc của thỏi kim loại, đồng thời đồng nhất thành phần và cấu trúc.
Nhiệt độ nung của quá trình ủ khuếch tán rất cao, thường cao hơn 100~200℃ so với Ac3 hoặc Accm. Nhiệt độ cụ thể phụ thuộc vào mức độ phân bố không đồng đều và loại thép. Thời gian giữ nhiệt thường là 10~15 giờ. Sau khi ủ khuếch tán, cần phải thực hiện thêm quá trình ủ hoàn toàn và chuẩn hóa để tinh luyện cấu trúc. Phương pháp này được sử dụng trong một số loại thép hợp kim chất lượng cao, các sản phẩm đúc từ thép hợp kim và phôi thép có sự phân bố không đồng đều nghiêm trọng.
Thời gian đăng bài: 13/11/2023