Quy Trình Nhiệt Luyện Thép Là Gì? Phân Loại, Ưu Điểm, Yếu Tố

Hiện nay, ngành cơ khí đang ngày càng phát triển mạnh mẽ và đang dần trở thành một trong các ngành kinh tế mũi nhọn của đất nước, chất lượng của những sản phẩm cơ khí ngày càng được nâng cao. Trong đó, quy trình nhiệt luyện thép là một trong những phương pháp cơ học phổ biến nhất do những ưu điểm tuyệt vời của nó mang lại. Quy trình nhiệt luyện thép diễn ra như thế nào? Những ưu điểm và yếu tố mà phương pháp này mang lại ra sao? Hãy cùng Thép Hương Đạt tìm hiểu qua bài viết sau đây nhé.

Nội dung

1 Khái niệm nhiệt luyện thép
2 Những yếu tố ảnh hưởng đến quy trình nhiệt luyện thép
3 Các phương pháp nhiệt luyện thép
4 Ưu điểm

Khái niệm nhiệt luyện thép

Nhiệt luyện thép là quá trình nung nóng thép đến một nhiệt độ xác định, tiếp theo giữ nhiệt độ tại đó trong một khoảng thời gian thích hợp. Sau đó, làm nguội với tốc độ tính toán đã được tính toán trước để thu được thành phẩm có các tính chất cơ lý cần thiết.

Quy trình nhiệt luyện thép là quá trình nung nóng và làm nguội kim loại để thay đổi các tính chất vật lý và cơ học của chúng mà không bị biến dạng.

Xử lý nhiệt cũng được xem như là một phương pháp để tăng cường vật liệu, nhưng nó cũng có thể được sử dụng để sửa đổi một số tính chất cơ học như cải thiện hình dạng, gia công,…

Mặc dù đây là một ứng dụng phổ biến nhất trong luyện kim, nhưng xử lý nhiệt cũng có thể được sử dụng trong nhiều vật liệu khác nhau như thủy tinh, nhôm, thép,…

Xem thêm: Thép Đúc Là Gì? Đặc Tính – Ứng Dụng – Phân Loại

Những yếu tố ảnh hưởng đến quy trình nhiệt luyện thép

Trong bất kỳ các quy trình nhiệt luyện thép nào, đều có ba điểm quan trọng là nhiệt độ nung, thời gian giữ nhiệt và tốc độ làm nguội từ nhiệt độ quy định sang nhiệt độ bình thường.

Do đó, có hai điểm cần được lưu ý trong quy trình xử lý nhiệt là nhiệt độ và thời gian. Những thay đổi về nhiệt độ và thời gian trong quá trình nhiệt luyện làm thay đổi đáng kể cơ tính của chi tiết. Ngoài ra, tốc độ nung nóng và làm nguội cũng phải được xem xét.

Các thông số của quy trình nhiệt luyện thép là:

Nhiệt độ nung: Nhiệt độ cao nhất có thể đạt được trong quá trình gia nhiệt.
Thời gian giữ nhiệt: là thời gian cần thiết để giữ kim loại ở nhiệt độ nung.
Tốc độ nung nóng.
Tốc độ nguội là sự giảm nhiệt độ theo thời gian sau thời gian gia nhiệt và được tính bằng 0 C/s.

Xem thêm: Cường Độ Chịu Nén Của Thép Và Cách Tính Cường Độ Chịu Nén

Các phương pháp nhiệt luyện thép

Tôi thép

Tôi thép là quy trình nhiệt luyện thép bằng phương pháp nung nóng thép qua nhiệt độ tới hạn để tạo ra cấu trúc austenit giữ nhiệt, sau đó thì nhanh chóng làm nguội thép dẫn đến sự biến đổi austenit thành mactenxit hoặc các cấu trúc cứng không ổn định khác.

Mục đích tôi thép là để nâng cao độ cứng và khả năng chống mài mòn của thép. Có nhiều phương pháp tôi thép khác nhau trong quy trình nhiệt luyện thép như:

Tôi xuyên tâm có khả năng giữ nhiệt vừa đủ, làm lạnh nhanh (trong nhiều môi trường khác nhau). Các chi tiết đều cứng từ trong ra ngoài. Chỉ tiêu độ thấm để đánh giá hiệu quả của phương pháp này.

Tôi mặt ngoài: được thực hiện bằng cách nung nóng và làm nguội nhanh chóng lớp ngoài của bộ phận. Sau khi tôi bằng phương pháp này, bề mặt chi tiết có độ cứng cao, lõi mềm và dẻo.

Phương pháp này thường được dùng để tôi các bánh răng, các trục truyền động xoắn ốc có rãnh,… Các phương pháp mà tôi mặt ngoài thường sử dụng là:

Tôi cao tần: Dòng điện xoay chiều tần số cao được sử dụng để làm nóng nhanh bề mặt bên ngoài của bộ phận.
Tôi bằng lửa oxyacetylen: Bộ phận được làm nóng nhanh bằng ngọn lửa oxyaxetylen, bề mặt đạt đến nhiệt độ tới hạn A3 và được làm lạnh nhanh bằng nước hoặc dung dịch hóa chất.

Ủ

Trong phương pháp này, thép được nung nóng đến một nhiệt độ nhất định (200 đến 10.000°C), được giữ nhiệt lâu, sau đó được làm nguội từ từ trong lò nung để ổn định cấu trúc, nhằm:

Làm cho sản phẩm dễ dàng gia công cắt bằng cách giảm độ cứng.
Tăng độ dẻo giúp cho quá trình dập, cán và kéo thép nguội dễ dàng hơn.
Làm giảm hoặc loại bỏ ứng suất bên trong sau các hoạt động gia công, đúc và hàn.
Làm nhỏ hạt thép.

Tùy thuộc vào những yêu cầu kỹ thuật, phương pháp ủ thép có các loại như: ủ hoàn toàn, ủ đẳng nhiệt, ủ để được xementit hạt, ủ không hoàn toàn và ủ khử nội lực bên trong của thép.

Thường hóa

Là quy trình nhiệt luyện thép trong đó thép được nung nóng đến trạng thái austenit hoàn toàn (A3 + (30 – 50oC) hoặc Acm + (30 – 50oC)), duy trì ở nhiệt độ đó, sau đó được làm nguội trong không khí tĩnh. Để Austenit phân hóa thành peclit phân tán thành xocbit có độ cứng tương đối thấp.

Ưu điểm của quy trình này là có thể cho ra lò ngay sau khi nung. Phương pháp này thường được ứng dụng trong các trường hợp sau:

Khử ứng suất của vật liệu thép do gia công áp lực.
Đạt được độ cứng phù hợp để gia công thép carbon thấp (£ 0,25%).
Chuẩn bị cho quá trình nhiệt luyện cuối cùng bằng cách làm nhỏ Cementit.
Làm mất Cementit II trong hình dạng mắt lưới cuối cùng của thép.

Xem thêm: Khối Lượng Riêng Của Thép Là Gì? Công Thức Tính Khối Lượng Thép

Ram

Ram thép là một quy trình nhiệt luyện thép, trong đó thép đã tôi được giữ ở dưới nhiệt độ tới hạn (AC1) trong một thời gian, sau đó được làm nguội. Như vậy, martensite và austenite được giữ lại có thể được phân biệt thành các chất thách hợp, phù hợp theo các điều kiện làm việc nhất định.

Mục đích của phương pháp này là giữ lại các đặc tính cơ học của nó sau khi tôi, đồng thời giảm hoặc loại bỏ ứng suất dư sau khi tôi cứng đến mức cần thiết để đáp ứng các điều kiện sử dụng lâu dài của sản phẩm cơ khí.

Những phương pháp ram bao gồm:

Ram thấp là một phương pháp nung nóng thép tôi trong khoảng 150-2500°C. Sản phẩm đạt được là martensite ram.
Ram trung bình được thực hiện bằng cách nung nóng thép đã tôi trong khoảng 300-4500°C và thành phẩm là troxit ram.
Ram cao là một phương pháp nung nóng thép cứng trong khoảng 500 đến 6500°C và cấu trúc thu được là xoocbit ram.

Một số phương pháp khác:

Hóa nhiệt luyện là quá trình nung nóng các vật liệu khác nhau làm thay đổi thành phần hóa học của bề mặt vật liệu. Điều này làm thay đổi các thuộc tính và làm cho nó có nhiều ưu điểm hơn so với nguyên liệu ban đầu.

Cơ nhiệt luyện: nung thép nóng kết hợp với những tác động làm biến dạng dẻo trong nhiệt độ kết hợp. Bởi nó thay đổi cấu trúc của vật liệu, nên có tính chất lớn hơn và mạnh hơn so với xử lý nhiệt cơ bản.

Ưu điểm

Quy trình nhiệt luyện thép mang lại rất nhiều ưu điểm cho vật liệu như:

Quy trình nhiệt luyện thép giúp tăng độ cơ tính của vật liệu như tăng độ cứng, độ bền, độ dẻo dai, đặc biệt là khả năng chống ăn mòn.
Các phương pháp xử lý nhiệt như tôi, ủ, ram thép giúp độ bền chung của vật liệu có thể tăng lên đến 6 lần so với vật liệu ban đầu.
Kéo dài tuổi thọ sản phẩm do khả năng chống mài mòn tăng.
Làm tăng hiệu quả trong quá trình gia công.
Tăng độ mềm dẻo và linh hoạt của thép.
Tăng thêm giá trị công nghệ cho sản phẩm.
Phát triển kinh tế công nghiệp máy móc.
Quy trình nhiệt luyện thép là thước đo đánh giá trình độ và sự phát triển của khoa học công nghệ trong các ngành sản xuất, chế tạo, gia công ở mỗi quốc gia và trên toàn thế giới.

Tóm lại, quy trình nhiệt luyện thép được sử dụng rộng rãi do nhiều ưu điểm mà nó mang lại, tuy nhiên để phát huy tối đa tất cả những lợi ích đó thì cần phải có đơn vị gia công uy tín với máy móc, nhà xưởng, lò nung đạt chuẩn.

Bài viết trên đã cung cấp đầy đủ những thông tin về quy trình nhiệt luyện thép cũng như những phương pháp, ưu điểm và những yếu tố ảnh hưởng đến chúng. Quý khách có nhu cầu mua những sản phẩm từ thép, xin vui lòng liên hệ với Thép Hương Đạt để được tư vấn trực tiếp.

Rate this post

Tin tức

Quy Trình Nhiệt Luyện Thép Là Gì? Những Ưu Điểm Và Ý Nghĩa Của Chúng

Khái niệm nhiệt luyện thép

Những yếu tố ảnh hưởng đến quy trình nhiệt luyện thép