Thép có thành phần chứa Cacbon có thể được xử lý bằng nhiệt độ để có thể cứng hơn hoặc mềm hơn. Xử lý nhiệt không làm biến đổi hình dạng, mà chỉ làm thay đổi tính chất của những thành phần của nó. Đây là phương pháp thường được yêu cầu khi gia công những sản phẩm đòi hỏi có độ bền như trục, bánh răng…
Trong bài viết hôm nay, chúng tôi sẽ giải thích về Xử lý nhiệt.
Xử lý nhiệt là gì?
Xử lý nhiệt là phương pháp xử lý bằng cách nung nóng, làm nguội những kim loại mà trong thành phần có chứa Cacbon, nhờ đó làm xảy ra hiện tượng thay đổi cấu trúc của vật liệu, làm tăng các đặc tính hoặc tính chống mài mòn của chúng.
Trong những phương pháp Xử lý nhiệt thì có thể kể tên một vài phương pháp tiêu biểu như: Ủ (Annealing), Thường hóa (Normalizing), Tôi (Quenching), Ram (Tempering), những phương pháp này có thể làm tăng độ cứng hoặc độ mềm của thép.
Thép sẽ được nung đến nhiệt độ mà cấu trúc của nó chuyển sang dạng Austenit (austenizing), sau đó sẽ được làm nguội hoặc gia nhiệt thêm. Tùy vào thời gian làm nguội hoặc gia nhiệt mà những phương pháp này sẽ được đặt tên khác nhau.
Ủ (Annealing)
Ủ là phương pháp chủ yếu nhằm mục đích làm cho thép mềm hơn để dễ gia công cắt gọt, tránh được sự không đồng đều và nứt vỡ khi gia công. Ủ được kí hiệu là HA. Sau quá trình nung thép đến nhiệt độ mà cấu trúc của nó chuyển sang dạng Austenit thì thép sẽ được làm nguội chậm trong lò. (làm nguội chậm/ủ lò).
Thường hóa (Nornamlizing)
Phương pháp thường hóa dùng để làm đồng nhất những cấu trúc không đồng đều xảy ra trong quá trình chế tạo thép, làm tăng tính chống va đập hoặc tăng chất lượng . Kí hiệu là HNR.
Thép sau khi được nung đến khi chuyển sang dạng Austenit sẽ được lấy ra khỏi lò, và để nguội nhờ vào không khí (làm nguội bằng không khí). So với làm nguội trong lò thì tốc độ nguội nhanh hơn, tinh thể cấu trúc nhỏ hơn.
Ram (Tempering)
Ram (Tempering) là phương pháp được tiến hành sau khi thép được Tôi hoặc thường hóa, nhằm mục đích giảm độ cứng, tăng độ dẻo của thép. Sau quá trình Tôi thép, thì nó sẽ cứng nhưng lại giòn và chịu va đập kém. Khi tiến hành Ram thép thì nó sẽ có độ cứng phù hợp với độ cứng yêu cầu của các chi tiết, độ chịu va đập cũng tăng lên.
Kí hiệu là HT. Thép sau khi được tôi xong sẽ được nung lên nhưng không quá nhiệt độ bị biến đổi, sau đó làm nguội để ổn định cấu trúc.
Trong phần này, chúng tôi sẽ giải thích một cách đơn giản về nguyên lý của việc kim loại (thép) trở nên cứng hơn khi xử lý nhiệt .
Thép có chứa Cacbon là hợp chất được cấu tạo từ những thành phần sắt nguyên chất cùng với sắt cứng và Cacbon. Từ dạng có cấu tạo như hoa văn, khi ta nung đến nhiệt độ 800℃～850℃ nó sẽ chuyể thành dạng tinh thể Austenit mà trong đó cấu trúc kim loại nó sẽ bị biến đổi, làm cho thành phần phân bố của Cacbon trở nên đồng đều.
Từ kết quả này, nếu tiến hành làm nguội từ từ thì nó sẽ kết tinh một lần nữa nhưng cấu trúc của nó sẽ trở nên đồng đều hơn, vì thế nó cũng dẻo hơn, tăng các đặc tính cần có khi gia công (Ủ/Thường hóa). Còn nếu khi thép đã chuyển sang trạng thái Austenit mà bị làm nguội nhanh thì cấu trúc của nó sẽ chuyển sang dạng Martensite. Trong đó Cacbon phân bố đồng đều và cứng lại (Tôi).
Tuy nhiên, nếu cứ để dạng Martensite mà gia công thì Thép sẽ giòn và dễ gãy, cho nên người ta sẽ nung nóng và làm nguội một lần nữa để ổn định cấu trúc. (Ram).
Việc đạt được độ cứng khi tôi thép sẽ tùy thuộc vào đặc tính của thép (có đáp ứng với việc Tôi hay không), tốc độ làm nguội, và lượng Cacbon có trong Thép. Những loại thép có hàm lượng Cacbon cao như SK thì sau khi Tôi độ cứng sẽ càng lớn.
[Bài viết tham khảo] Thép S45C và SS400 khác nhau như thế nào?
Hai vật liệu trên cùng là Thép nhưng chúng có thành phần và tiêu chuẩn khác nhau.
Thép S45C là loại thép Cacbon được sử dụng rộng rãi trong ngành cơ khí chế tạo. Nhóm SC : S là Sắt, C là Cacbon, trong đó, con số được biểu thị chính là để chỉ tỉ lệ Cacbon có trong đó. Đối với S45C thì Cacbon chiếm 0.42~0.48% và trên dưới 0.45%, cho nên người ta hiểu rằng đây là loại thép mà trong thành phần có chứa khoảng 0.45% Cacbon. Vì thành phần có Cacbon cho nên người ta có thể dựa vào việc Tôi thép để điều chỉnh độ cứng của nó. SS400 cũng là một loại thép kéo được sử dụng rộng rãi trong ngành kết cấu. Nó thường được dùng trong kiến trúc hoặc xây dựng. Loại vật liệu này có tiêu chuẩn về độ bền. Con số được biểu thị trong SS mang ý nghĩa cho độ bền kéo. Thép SS400 không có chứa Cacbon cho nên không thể dựa vào việc Tôi thép để làm tăng độ bền, phần lớn người ta sẽ để như thế và dùng chứ không tiến hành tôi thép.
Những phương pháp Tôi thép chính
Trong phần này, chúng tôi sẽ giới thiệu về các phương pháp Tôi thép.
Tôi chân không
Người ta sẽ nung thép trong lò chân không và làm nguội đột ngột. Vì là lò chân không nên sẽ tránh được hiện tượng oxy hóa trên bề mặt thép, bề mặt có độ sáng bóng, và đạt được độ cứng đồng đều.
Tôi tẩm Cacbon
Đối với những loại thép có hàm lượng Cacbon thấp, nếu muốn Tôi thì người ta sẽ cho thấm một lượng Cacbon vào bề mặt của thép để tăng hàm lượng Cacbon rồi mới tiến hành Tôi, Ram. Bên ngoài thép sẽ cứng, chịu mài mòn nhưng bên trong vẫn mềm và dẻo.
Tôi cao tần
Người ta sẽ sử dụng dòng điện cao tần để tiến hành tôi bề mặt của thép. Dây đồng sẽ được quấn xung quanh thép, và tiến hành tôi tại vị trí mong muốn. So với những phương pháp xử lý nhiệt bề mặt khác thì sẽ giảm được lượng CO2 thải ra, mức tiêu hao năng lượng cũng giảm. Đây có thể xem như một phương pháp xử lý thân thiện với môi trường.
Tổng kết
Trong bài viết hôm nay, chúng tôi đã giới thiệu chi tiết về Xử lý nhiệt.
Trên bản vẽ thường có ghi yêu cầu về độ cứng ví dụ như 「HRC50～」, đối với những trường hợp này thì phải tiến hành Xử lý nhiệt để tăng độ cứng.
Chỉ cần một bước để có sản phẩm từ gia công kim loại cho đến Xử lý nhiệt. Hãy liên hệ với Agency Assist.
Chúng tôi đáp ứng những yêu cầu của quí khách về nhiệt luyện như: nhiệt luyện toàn phần, nhiệt luyện cao tần, nhiệt luyện tẩm Cacbon, nhiệt luyện chân không….
Agency Assist Vietnam đảm nhận từ khâu vật liệu cho đến xử lý bề mặt. Chúng tôi nhận đơn hàng với số lượng từ 1 chi tiết, những đơn hàng lot nhỏ với nhiều mã hàng chúng tôi đều có thể xử lý.