SỰ KHÁC BIỆT GIỮA BK, GBK, BKS, NBK TRONG THÉP.

SỰ KHÁC BIỆT GIỮA BK, GBK, BKS, NBK TRONG THÉP.

TRỪU TƯỢNG:

Ủ và thường hóa thép là hai quá trình xử lý nhiệt phổ biến.
Mục đích xử lý nhiệt sơ bộ: để loại bỏ một số khuyết tật trong phôi và bán thành phẩm, đồng thời chuẩn bị tổ chức cho quá trình gia công nguội tiếp theo và xử lý nhiệt cuối cùng.
Mục đích nhiệt luyện cuối cùng: để đạt được hiệu suất cần thiết của phôi.
Mục đích của quá trình ủ và thường hóa là để loại bỏ một số khuyết tật do quá trình gia công thép nóng gây ra, hoặc để chuẩn bị cho quá trình cắt và xử lý nhiệt cuối cùng tiếp theo.

 Ủ thép:
1. Khái niệm: Quá trình nhiệt luyện nung các chi tiết bằng thép đến nhiệt độ thích hợp (trên hoặc dưới Ac1), giữ trong một thời gian nhất định rồi làm nguội từ từ để có cấu trúc gần cân bằng gọi là ủ.
2. Mục đích:
(1) Giảm độ cứng và cải thiện độ dẻo
(2) Tinh chế ngũ cốc và loại bỏ các khuyết tật cấu trúc
(3) Loại bỏ căng thẳng bên trong
(4) Chuẩn bị tổ chức để dập tắt
Loại: (Theo nhiệt độ gia nhiệt, nó có thể được chia thành ủ trên hoặc dưới nhiệt độ tới hạn (Ac1 hoặc Ac3). Trước đây còn được gọi là ủ tái kết tinh thay đổi pha, bao gồm ủ hoàn toàn, ủ khuếch tán, ủ đồng nhất, ủ không hoàn toàn, và ủ hình cầu; Sau này bao gồm ủ kết tinh lại và ủ giảm căng thẳng.)

•  Hoàn thành quá trình ủ (GBK + A):

1) Khái niệm: Đun nóng thép hypoeutectoid (Wc = 0,3% ~ 0,6%) đến AC3 + (30 ~ 50) ℃, và sau khi nó được khử trùng hoàn toàn, giữ nhiệt và làm nguội chậm (sau lò nung, chôn trong cát, vôi), Quá trình nhiệt luyện để có được cấu trúc gần với trạng thái cân bằng được gọi là quá trình ủ hoàn toàn.2) Mục đích: Tinh chỉnh hạt, cấu trúc đồng nhất, loại bỏ ứng suất bên trong, giảm độ cứng và cải thiện hiệu suất cắt.
2) Quy trình: quá trình ủ hoàn toàn và làm nguội chậm bằng lò có thể đảm bảo sự kết tủa của ferit proeutectoid và chuyển đổi Austenit siêu lạnh thành ngọc trai trong phạm vi nhiệt độ chính dưới Ar1.Thời gian giữ phôi ở nhiệt độ ủ không chỉ làm cho phôi cháy xuyên qua, nghĩa là, lõi của phôi đạt đến nhiệt độ nung nóng cần thiết, mà còn đảm bảo rằng tất cả austenit đồng nhất được nhìn thấy để đạt được kết tinh lại hoàn toàn.Thời gian duy trì của quá trình ủ hoàn toàn liên quan đến các yếu tố như thành phần thép, độ dày phôi, khả năng chịu tải của lò và phương pháp nạp lò.Trong thực tế sản xuất, để nâng cao năng suất, có thể ủ và làm mát đến khoảng 600 ℃ ra khỏi lò và làm mát bằng không khí.
Phạm vi ứng dụng: đúc, hàn, rèn và cán thép cacbon trung bình và thép hợp kim cacbon trung bình, v.v ... Lưu ý: Không nên ủ hoàn toàn thép cacbon thấp và thép cường độ cao.Độ cứng của thép cacbon thấp sau khi được ủ hoàn toàn không có lợi cho quá trình gia công cắt gọt.Khi thép hypereutectoid được nung nóng đến trạng thái austenit trên Accm và làm nguội và ủ từ từ, một mạng lưới xi măng thứ cấp được kết tủa, điều này làm giảm đáng kể độ bền, độ dẻo và độ dai va đập của thép.

• Ủ hình cầu:

1) Khái niệm: Quá trình ủ để tạo hình cầu cacbua trong thép được gọi là quá trình ủ hình cầu.
2) Quy trình: Quy trình ủ hình cầu chung Ac1 + (10 ~ 20) ℃ được làm mát bằng lò nung đến 500 ~ 600 ℃ với làm mát bằng không khí.
3) Mục đích: giảm độ cứng, cải thiện tổ chức, cải thiện độ dẻo và hiệu suất cắt.
4) Phạm vi ứng dụng: chủ yếu được sử dụng cho các dụng cụ cắt, dụng cụ đo lường, khuôn mẫu, vv bằng thép eutectoid và thép hypereutectoid.Khi thép hypereutectoid có mạng lưới xi măng thứ cấp, nó không chỉ có độ cứng cao, khó thực hiện cắt mà còn làm tăng độ giòn của thép, dễ bị dập biến dạng và nứt.Vì lý do này, quy trình ủ hình cầu phải được thêm vào sau khi thép làm việc nóng để hình cầu hóa sự xâm nhập của vảy trong xi măng thứ cấp và ngọc trai đã được kết dính để thu được ngọc trai dạng hạt.
Tốc độ làm mát và nhiệt độ đẳng nhiệt cũng sẽ ảnh hưởng đến tác dụng của quá trình hình cầu cacbua.Tốc độ làm nguội nhanh hoặc nhiệt độ đẳng nhiệt thấp sẽ làm cho ngọc trai được hình thành ở nhiệt độ thấp hơn.Các hạt cacbua quá mịn và hiệu ứng kết tụ nhỏ, điều này dễ tạo thành các cacbua bong tróc.Kết quả là, độ cứng cao.Nếu tốc độ làm nguội quá chậm hoặc nhiệt độ đẳng nhiệt quá cao, các hạt cacbua được tạo thành sẽ thô hơn và hiệu ứng kết tụ sẽ rất mạnh.Nó dễ tạo thành cacbua dạng hạt có độ dày khác nhau và làm cho độ cứng thấp.

•  Ủ đồng nhất (ủ khuếch tán):

1) Quy trình: Quá trình xử lý nhiệt làm nóng các thỏi thép hợp kim hoặc vật đúc lên 150 ~ 00 ℃ trên Ac3, giữ trong 10 ~ 15 giờ và sau đó làm nguội từ từ để loại bỏ thành phần hóa học không đồng đều.
2) Mục đích: Loại bỏ sự phân tách dendrite trong quá trình kết tinh và đồng nhất chế phẩm.Do nhiệt độ nung cao và thời gian dài, các hạt Austenit sẽ bị thô cứng.Do đó, nói chung cần phải thực hiện quá trình ủ hoặc bình thường hóa hoàn toàn để tinh chế các hạt và loại bỏ các khuyết tật quá nhiệt.
3) Phạm vi ứng dụng: chủ yếu được sử dụng cho phôi thép hợp kim, đúc và rèn với yêu cầu chất lượng cao.
4) Lưu ý: Ủ khuếch tán ở nhiệt độ cao có chu kỳ sản xuất dài, tiêu thụ năng lượng cao, quá trình oxy hóa và khử cacbon nghiêm trọng của phôi và chi phí cao.Chỉ một số thép hợp kim chất lượng cao và thép đúc hợp kim và thép thỏi có sự phân biệt nghiêm trọng mới sử dụng quy trình này.Đối với các vật đúc có kích thước chung nhỏ hoặc vật đúc bằng thép cacbon, do mức độ phân tách nhẹ hơn, quá trình ủ hoàn chỉnh có thể được sử dụng để tinh chế các loại hạt và loại bỏ ứng suất đúc.

• Ủ giảm căng thẳng

1) Khái niệm: Ủ để loại bỏ ứng suất do gia công biến dạng dẻo, hàn,… và ứng suất dư trong vật đúc được gọi là ủ giảm ứng suất.(Không có biến dạng xảy ra trong quá trình ủ giảm căng thẳng)
2) Quy trình: làm nóng phôi từ từ đến 100 ~ 200 ℃ (500 ~ 600 ℃) dưới Ac1 và giữ nó trong một khoảng thời gian nhất định (1 ~ 3 giờ), sau đó làm nguội từ từ đến 200 ℃ bằng lò, và sau đó làm nguội nó ra khỏi lò.
Thép thường là 500 ～ 600 ℃
Gang thường vượt quá 550 khóa ở 500-550 ℃, điều này sẽ dễ dàng gây ra hiện tượng graphit hóa ngọc trai.Các bộ phận hàn thường là 500 ～ 600 ℃.
3) Phạm vi ứng dụng: Loại bỏ ứng suất dư trong các chi tiết đúc, rèn, hàn, các chi tiết dập nguội và phôi gia công để ổn định kích thước của các chi tiết thép, giảm biến dạng và chống nứt.

Thường hóa thép:
1. Khái niệm: nung thép đến 30-50 ° C trên Ac3 (hoặc Accm) và giữ nó trong một thời gian thích hợp;Quá trình xử lý nhiệt làm nguội trong không khí tĩnh được gọi là quá trình thường hóa thép.
2. Mục đích: Tinh chỉnh hạt, cấu trúc đồng nhất, điều chỉnh độ cứng, v.v.
3. Tổ chức: thép Eutectoid S, thép hypececto F + S, thép hypereutectoid Fe3CⅡ + S
4. Quy trình: Thường hóa thời gian giữ nhiệt cũng giống như ủ hoàn toàn.Nó phải dựa trên phôi qua quá trình đốt, tức là lõi đạt đến nhiệt độ nung nóng cần thiết, và các yếu tố như thép, cấu trúc ban đầu, công suất lò và thiết bị gia nhiệt cũng cần được xem xét.Phương pháp làm nguội bình thường được sử dụng phổ biến nhất là lấy thép ra khỏi lò nung và làm nguội tự nhiên trong không khí.Đối với các bộ phận lớn, thổi, phun và điều chỉnh khoảng cách xếp chồng của các bộ phận bằng thép cũng có thể được sử dụng để kiểm soát tốc độ nguội của các bộ phận bằng thép nhằm đạt được tổ chức và hiệu suất cần thiết.

5. Phạm vi ứng dụng:

• 1) Cải thiện hiệu suất cắt của thép.Thép cacbon và thép hợp kim thấp có hàm lượng cacbon nhỏ hơn 0,25% có độ cứng thấp hơn sau khi ủ và dễ “dính” trong quá trình cắt.Thông qua quá trình xử lý bình thường, có thể giảm lượng ferit tự do và có thể thu được ngọc trai dạng vảy.Tăng độ cứng có thể cải thiện khả năng gia công của thép, tăng tuổi thọ của dụng cụ và độ hoàn thiện bề mặt của phôi.
• 2) Loại bỏ các lỗi xử lý nhiệt.Thép kết cấu cacbon trung bình đúc, rèn, các bộ phận cán và các bộ phận hàn dễ bị khuyết tật quá nhiệt và các cấu trúc dạng dải như hạt thô sau khi gia nhiệt.Thông qua xử lý bình thường hóa, những cấu trúc bị lỗi này có thể được loại bỏ và có thể đạt được mục đích tinh chế hạt, cấu trúc đồng nhất và loại bỏ ứng suất bên trong.
• 3) Loại bỏ các cacbua mạng của thép hypereutectoid, tạo điều kiện cho quá trình ủ hình cầu.Thép hypereutectoid nên được tạo hình cầu và ủ trước khi tôi nguội để tạo điều kiện gia công và chuẩn bị cấu trúc cho quá trình tôi nguội.Tuy nhiên, khi có các cacbua mạng nghiêm trọng trong thép hypereutectoid, sẽ không đạt được hiệu ứng hình cầu tốt.Cacbua ròng có thể được loại bỏ bằng cách xử lý bình thường.
• 4) Cải thiện các đặc tính cơ học của các bộ phận kết cấu thông thường.Một số bộ phận bằng thép cacbon và thép hợp kim có ít ứng suất và yêu cầu hiệu suất thấp được chuẩn hóa để đạt được hiệu suất cơ học toàn diện nhất định, có thể thay thế xử lý tôi và tôi như xử lý nhiệt cuối cùng của các bộ phận.

Lựa chọn ủ và chuẩn hóa
Sự khác biệt chính giữa ủ và chuẩn hóa:
1. Tốc độ làm lạnh của quá trình chuẩn hóa nhanh hơn một chút so với quá trình ủ, và mức độ nguội nhanh hơn.
2. Cấu trúc thu được sau khi bình thường hóa mịn hơn, và độ bền và độ cứng cao hơn so với cấu trúc ủ.Lựa chọn ủ và chuẩn hóa:

• Đối với thép cacbon thấp có hàm lượng cacbon <0,25%, thường hóa thường được sử dụng thay vì ủ.Bởi vì tốc độ làm nguội nhanh hơn có thể ngăn thép cacbon thấp kết tủa xi măng bậc ba tự do dọc theo ranh giới thớ, do đó cải thiện hiệu suất biến dạng nguội của các bộ phận dập;bình thường hóa có thể cải thiện độ cứng của thép và hiệu suất cắt của thép cacbon thấp;Trong quá trình xử lý nhiệt, thường hóa có thể được sử dụng để tinh chế các hạt và cải thiện độ bền của thép cacbon thấp.
• Thép cacbon trung bình với hàm lượng cacbon từ 0,25 đến 0,5% cũng có thể được thường hóa thay vì ủ.Mặc dù độ cứng của thép cacbon trung bình gần với giới hạn trên của hàm lượng cacbon cao hơn sau khi thường hóa, nó vẫn có thể bị cắt và chi phí thường hóa Năng suất thấp và cao.
• Thép có hàm lượng cacbon từ 0,5 đến 0,75%, do hàm lượng cacbon cao nên độ cứng sau khi thường hóa cao hơn đáng kể so với thép ủ và rất khó cắt.Do đó, ủ toàn bộ thường được sử dụng để giảm độ cứng và cải thiện quá trình cắt.Khả năng xử lý.
• Thép cacbon cao hoặc thép công cụ có hàm lượng cacbon> 0,75% thường sử dụng phương pháp ủ hình cầu như một phương pháp xử lý nhiệt sơ bộ.Nếu có một mạng lưới xi măng thứ cấp, nó nên được chuẩn hóa trước.

Nguồn: Tài liệu chuyên ngành cơ khí.

Biên tập viên: Ali