Làm nguội và ủ: Tối ưu hóa hiệu suất và quy trình xử lý nhiệt thép
Làm nguội và ủ (làm nguội + ủ) là một quá trình xử lý nhiệt phổ biến đối với thép, thường được sử dụng để cải thiện tính chất của thép. Mục đích chính của quá trình làm nguội và tôi luyện là đạt được cơ cấu tổ chức cân bằng của thép thông qua các quá trình gia nhiệt và làm mát thích hợp, từ đó cải thiện độ bền, độ cứng và độ dẻo dai của thép. Quá trình này thường bao gồm các bước sau:
- Gia nhiệt (Austenitizing): Thép lần đầu tiên được nung nóng trên nhiệt độ tới hạn (tức là nhiệt độ austenit hóa), khiến thép biến đổi hoàn toàn thành austenite (austenite), là một cấu trúc thép nhiệt độ cao.
- Ngâm: Thép được giữ ở nhiệt độ cao trong một khoảng thời gian để đảm bảo sự đồng nhất của kết cấu. Bước này giúp cải thiện độ cứng của vật liệu.
- Làm nguội (Quenching): Thép được làm nguội nhanh khiến austenite nhanh chóng chuyển hóa thành martensite, từ đó làm tăng độ cứng. Việc lựa chọn môi trường làm mát và kiểm soát tốc độ làm mát là rất quan trọng đối với sự thành công của quá trình tôi và ram.
- Ủ: Thép được tôi và tôi thường quá giòn và cứng nên cần được tôi luyện để giảm độ cứng và nâng cao độ dẻo dai. Bước này liên quan đến việc hâm nóng thép đến nhiệt độ thấp hơn, giữ ấm trong một khoảng thời gian nhất định và sau đó làm nguội.
Thép tôi và thép tôi có độ bền và độ cứng cao hơn trong khi vẫn duy trì độ dẻo dai nhất định. Điều này làm cho nó phù hợp với nhiều ứng dụng kỹ thuật, đặc biệt khi cần có sự cân bằng giữa sức mạnh và độ dẻo dai. Cần lưu ý rằng các loại thép khác nhau và các thông số tôi và tôi khác nhau (nhiệt độ, thời gian, tốc độ làm nguội, v.v.) sẽ dẫn đến các tính chất khác nhau. Do đó, khi thực hiện quá trình làm nguội và ủ, phải xây dựng một kế hoạch quy trình phù hợp dựa trên thành phần hợp kim cụ thể và các yêu cầu ứng dụng. Thép carbon thường được sử dụng mà không cần xử lý nhiệt lần cuối, nhưng nó có thể được ủ, thường hóa, làm cứng hoặc tôi luyện để tăng cường tính chất cơ học và sản xuất.
ss400 Thép nhẹ
SSS400/Q235 là loại thép kết cấu carbon thấp thông thường có hàm lượng carbon từ 0,12% đến 0,2%, tương đương với thép số 10 và số 20. Về lý thuyết, nó có thể được làm nguội để thu được martensite, nhưng do carbon martensitic nên độ siêu bão hòa rất thấp và độ cứng sau khi làm nguội rất thấp, chỉ khoảng 170HBS. Độ cứng của loại thép này ở trạng thái cung cấp là khoảng 144HBS (đã được chuẩn hóa trước khi xuất xưởng). Có thể thấy, khi được làm nguội bằng Q235, độ bền và độ cứng tăng lên không rõ rệt, đồng thời nó còn phải đối mặt với những nhược điểm khi xử lý nhiệt là biến dạng, nứt, oxy hóa, khử cacbon và chi phí xử lý nhiệt khá kém kinh tế. Thép nhẹ ss400 thường được mua mà không cần xử lý nhiệt. Nói chung, nó được sử dụng trong các dự án kỹ thuật cần một lượng lớn thép. Số lượng rất lớn. Nó thường được sử dụng sau khi cán nóng. Cán nóng có nghĩa là bình thường hóa xử lý nhiệt. Có một số lý do để không xử lý nhiệt:
- Những dịp này không đòi hỏi yêu cầu cơ học cao.
- Khối lượng của các cấu kiện thép quá lớn và việc xử lý nhiệt không thực tế.
- Chất liệu rẻ, yêu cầu chất lượng tương đối thấp, lại là thép cacbon thấp nên hiệu quả xử lý nhiệt không tốt lắm.
- Nếu phải dùng Q235 để làm cứng thì chỉ có thể cacbon hóa nhưng không tiết kiệm chi phí.
Thép cacbon 1045/S45C
Thép 1045 / S45C là loại thép kết cấu được tôi luyện và tôi luyện bằng carbon trung bình thường được sử dụng. Độ dẻo nguội của loại thép này ở mức trung bình. Ủ và bình thường hóa tốt hơn một chút so với làm nguội và ủ. Nó có độ bền cao hơn và khả năng gia công tốt hơn. Sau khi xử lý nhiệt thích hợp, nó có thể đạt được độ dẻo dai, độ dẻo và khả năng chống mài mòn nhất định. Nguồn nguyên liệu thuận tiện. Thích hợp cho hàn hydro và hàn hồ quang argon, nhưng không thích hợp cho hàn khí. Cần phải làm nóng trước khi hàn và quá trình ủ giảm căng thẳng phải được thực hiện sau khi hàn. Chuẩn hóa có thể cải thiện hiệu suất cắt của phôi có độ cứng dưới 160HBS. Sau khi xử lý tôi và tôi, các tính chất cơ học toàn diện của loại thép này cần được tối ưu hóa so với các loại thép kết cấu carbon trung bình khác. Tuy nhiên, độ cứng của loại thép này thấp. Đường kính cứng tới hạn trong nước là 12 ~ 17mm và có xu hướng bị nứt trong quá trình làm nguội bằng nước. Khi đường kính lớn hơn 80mm, tính chất cơ học của nó sau khi làm nguội và ủ hoặc bình thường hóa là tương tự nhau. Độ bền và độ dẻo dai cao hơn có thể đạt được sau khi xử lý tôi và ủ cho các bộ phận khuôn vừa và nhỏ.
Ứng dụng của thép cacbon 1045/S45C:
- Có thể dùng làm một trong những nguyên liệu để chế tạo phím nêm DIN 6883-1956; có thể được sử dụng để sản xuất bu lông cấp 8,8 và 9,8 M16 trở xuống, bu lông cấp 10,9 và M22 trở xuống, đai ốc cấp 8, 9 và 10 và vòng đệm cấp 300HV, xem JC/T 5057.40-1995 .
- Có thể dùng để chế tạo bu lông lục giác lớn cường độ cao cho kết cấu thép cấp 8.8S M20 trở xuống, đai ốc lục giác lớn cấp 10H hoặc 8H và vòng đệm cường độ cao cấp hiệu suất 35~45HRC. Xem GB/T 1231-2006.
25CrMo4/35CrMo4/42CrMo4Thép Q+T
Các vật liệu trên đều là thép hợp kim cacbon thấp, chứa các nguyên tố hợp kim như crom và molypden, có độ cứng cao và không bị giòn khi tôi luyện. Thép hợp kim 25CrMo4 có đủ độ bền nhiệt độ cao dưới 500 độ, khả năng hàn rất tốt, ít có xu hướng hình thành các vết nứt nguội, khả năng gia công tốt và độ dẻo biến dạng lạnh. Thép 35CrMo4 thường được sử dụng ở trạng thái tôi và tôi luyện hoặc được cacbon hóa và tôi. Thông số kỹ thuật xử lý nhiệt của loại thép này: tôi ở 880 độ, làm mát bằng nước, làm mát bằng dầu; ủ ở 500 độ, làm mát bằng nước, làm mát dầu. Thép hợp kim 42CrMo4 được sử dụng để sản xuất ống áp suất cao và các loại ốc vít khác nhau cũng như các bộ phận được cacbon hóa cao cấp hơn như bánh răng và trục hoạt động trong môi trường và môi trường không ăn mòn với nhiệt độ vận hành dưới 250 độ và chứa hỗn hợp nitơ và hydro.
