Phương pháp nhiệt luyện là gì? Có bao nhiêu phương pháp nhiệt luyện?

Phương pháp nhiệt luyện là gì? Vì sao người ta nói nhiệt luyện có vai trò quan trọng đối với chất lượng sản phẩm.

Cùng một loại vật liệu, bằng phương pháp nhiệt luyện có thể làm cho chúng trở thành những sản phẩm có cơ tính rất khác nhau (rất cứng hoặc rất mềm).

Ví dụ về phương pháp nhiệt luyện như nhiệt luyện bánh răng, nhiệt luyện dụng cụ cắt và đo lường cơ khí.

1. Phương pháp nhiệt luyện là gì

Nhiệt luyện là công nghệ nung nóng kim loại, hợp kim đến nhiệt độ xác định, giữ nhiệt tại đó một thời gian thích hợp rồi sau đó làm nguội với tốc độ nhất định để làm thay đổi tổ chức, do đó biến đổi cơ tính và các tính chất khác theo ph­ương hướng đã chọn trước.

Phương pháp nhiệt luyện là phương pháp gia công có những đặc điểm riêng. Sau đây là các điểm phân biệt nguyên công này với các nguyên công gia công cơ khí khác:

– Khác với đúc, hàn là nó không nung nóng đến trạng thái lỏng, luôn luôn chỉ ở trạng thái rắn (tức nhiệt độ nung nóng phải thấp hơn đường rắn).

– Khác với cắt gọt, biến dạng dẻo (rèn, dập) khi nhiệt luyện (trừ cơ – nhiệt luyện) hình dạng và kích thước sản phẩm không thay đổi hay thay đổi không đáng kể.

– Kết quả của nhiệt luyện được đánh giá bằng biến đổi của tổ chức tế vi và cơ tính, không thể kiểm tra bằng vẻ ngoài bằng mắt th­ường.

2. Các yếu tố đặc trưng cho nhiệt luyện

Người ta biểu diễn quá trình nhiệt luyện bằng sơ đồ dưới:

Sơ đồ của quá trình nhiệt luyện đơn giản nhất.

Đối với quá trình nhiệt luyện, ít nhất cũng được đặc trưng bằng ba thông số quan trọng nhất sau:

– Nhiệt độ nung nóng T_n° : nhiệt độ cao nhất mà quá trình phải đạt đến.

– Thời gian giữ nhiệt τ_gn: thời gian giữ nhiệt ở nhiệt độ nung nóng.

– Tốc độ nguội V_nguội sau khi giữ nhiệt.

Ba thông số này đặc trưng tương ứng với ba giai đoạn nối tiếp nhau của quá trình nhiệt luyện: nung nóng, giữ nhiệt và làm nguội.

Đối với kết quả, phương pháp nhiệt luyện được đánh giá bằng các chỉ tiêu sau:

+ Tổ chức tế vi bao gồm cấu tạo pha, kích thước hạt, chiều sâu lớp hóa bền…

Có thể nói đây là chỉ tiêu gốc, cơ bản nhất song để thực hiện khá mất thời gian, nên th­ường chỉ kiểm tra trong từng mẻ khi sản xuất đã ổn định.

+ Độ cứng là chỉ tiêu cơ tính dễ xác định và cũng có liên quan đến các chỉ tiêu khác như độ bền, độ dẻo, độ dai.

Vì vậy bất cứ chi tiết, dụng cụ nào qua nhiệt luyện cũng được quy định giá trị độ và thông th­ường được kiểm tra theo tỷ lệ.

+ Độ cong vênh, biến dạng.

Nói chung độ biến dạng khi nhiệt luyện trong nhiều tr­ường hợp là nhỏ hoặc không đáng kể, song trong một số tr­ường hợp quan trọng yêu cầu này rất khắt khe, nếu vượt quá phạm vi cho phép cũng không thể sử dụng được.

Sở dĩ nhiệt luyện có thể làm thay đổi tính chất của kim loại theo ý muốn, chính là do trong quá trình nung nóng rồi làm nguội kim loại và hợp kim đã xảy ra sự chuyển biến tổ chức bên trong của chúng. Đó cũng chính là cơ sở của phương pháp nhiệt luyện.

>> Xem thêm: Ảnh GIF giản đồ pha Sắt Cacbon, cuối cùng cũng hiểu được sự thay đổi của các Pha

3. Các phương pháp nhiệt luyện thép

Có bao nhiêu phương pháp nhiệt luyện?

Sơ bộ có thể phân loại các ph­ương pháp nhiệt luyện thép với những đặc điểm chủ yếu như sau:

Nhiệt luyện cơ bản

Đây là phương pháp nhiệt luyện th­ường gặp nhất, chỉ dùng cách thay đổi nhiệt độ (không có biến đổi thành phần và biến dạng dẻo) để biến đổi tổ chức trên toàn tiết diện. Nó bao gồm nhiều ph­ương pháp:

• Ủ: nung nóng rồi làm nguội chậm để đạt tổ chức cân bằng với độ cứng, độ bền thấp nhất, độ dẻo cao nhất.

• Th­ường hóa: nung nóng đến tổ chức hoàn toàn austenit, làm nguội bình th­ường trong không khí tĩnh để đạt tổ chức gần cân bằng. Mục đích của ủ và th­ường hóa là làm mềm thép để dễ gia công cắt và dập nguội.

Ủ và thường hóa được coi là các phương pháp nhiệt luyện sơ bộ.

• Tôi: nung nóng làm xuất hiện austenit rồi làm nguội nhanh để đạt tổ chức không cân bằng với độ cứng cao nhất (nhưng cũng đi kèm với độ giòn cao). Nếu hiệu ứng này chỉ xảy ra ở bề mặt được gọi là tôi bề mặt.

• Ram: nguyên công bắt buộc sau khi tôi, nung nóng lại thép tôi để điều chỉnh độ cứng, độ bền theo đúng yêu cầu làm việc.

Nh­ư vậy tôi và ram là hai nguyên công nhiệt luyện đi kèm với nhau (không tiến hành riêng lẻ mà luôn luôn kết hợp với nhau), mục đích của tôi + ram là tạo cơ tính phù hợp với yêu cầu làm việc cụ thể.

Tôi và ram được coi là các phương pháp nhiệt luyện kết thúc.

>> Bây giờ chúng ta đã có thể giải đáp được câu hỏi: phương pháp nhiệt luyện nào thường được tiến hành sau khi tôi?

Xem thêm: 4 ngọn lửa Nhiệt luyện(Giải nghĩa đơn giản nhất)

Hóa – nhiệt luyện

Dùng cách thay đổi nhiệt độ và biến đổi thành phần hóa học ở bề mặt làm vùng này có biến đổi tổ chức và cơ tính mạnh hơn. Th­ường tiến hành bằng cách thấm, khuếch tán một hay nhiều nguyên tố nhất định.

• Thấm đơn nguyên tố có: thấm cacbon, thấm nitơ…

• Thấm đa nguyên tố có: thấm cacbon – nitơ, thấm cacbon – nitơ – l­ưu huỳnh…

Cơ – nhiệt luyện

Dùng cách thay đổi nhiệt độ và biến dạng dẻo để biến đổi tổ chức và cơ tính trên toàn tiết diện mạnh hơn khi nhiệt luyện đơn thuần. Th­ường tiến hành ở xư­ởng cán nóng thép, tức ở các xí nghiệp luyện kim.

Chính vì sở hữu nhiều ưu điểm riêng biệt, phương pháp nhiệt luyện luôn là nguyên công không thể thiếu trong quy trình thiết kế, chế tạo máy trong sản xuất cơ khí.

>> Tìm hiểu thêm: “Bát đại cảnh giới” của kiến thức NHIỆT LUYỆN, huynh đài đã luyện tới tầng nào?

Bài viết trên hy vọng cung cấp được những kiến thức hữu ích liên quan tới phương pháp nhiệt luyện.

Mọi vấn đề liên quan đến kỹ thuật vật liệu, các bạn vui lòng bình luận hoặc liên hệ chúng tôi, kythuatvatlieu.com sẽ cùng đồng hành cùng các bạn.

Ai rồi cũng phải nghiện shopee thôi. Mời Quý vị vào Shop nhận ngay ƯU ĐÃI CỰC SỐC.

MUA NGAY