Hôm nay, chúng tôi sẽ chia sẻ tổng quan toàn diện về các thuật ngữ liên quan đến đặc tính xử lý của vật liệu kim loại.
1. Castability (Khả năng đúc)
Điều này đề cập đến khả năng của vật liệu kim loại để tạo ra vật đúc đủ tiêu chuẩn bằng phương pháp đúc. Khả năng đúc chủ yếu bao gồm tính lưu loát, độ co ngót và sự phân tách. Tính lưu động đề cập đến khả năng kim loại nóng chảy lấp đầy khuôn; độ co rút đề cập đến mức độ co rút thể tích trong quá trình hóa rắn; và sự phân tách đề cập đến sự không đồng đều của thành phần hóa học bên trong và cấu trúc của kim loại gây ra bởi sự khác biệt về thời gian kết tinh trong quá trình làm mát và hóa rắn.
2. Tính dễ tha thứ
Điều này đề cập đến khả năng vật liệu kim loại thay đổi hình dạng mà không bị nứt trong quá trình xử lý áp suất. Nó bao gồm khả năng thực hiện các quá trình rèn, cán, kéo dài và ép đùn ở trạng thái nóng hoặc lạnh. Chất lượng rèn chủ yếu liên quan đến thành phần hóa học của vật liệu kim loại.
3. Khả năng gia công (Machinability, Machinability)
Điều này đề cập đến sự dễ dàng mà vật liệu kim loại có thể được gia công thành phôi đủ tiêu chuẩn bằng dụng cụ cắt. Khả năng gia công thường được đo bằng độ nhám bề mặt của phôi gia công, tốc độ cắt cho phép và mức độ mài mòn của dụng cụ. Nó liên quan đến nhiều yếu tố như thành phần hóa học, tính chất cơ học, độ dẫn nhiệt và độ cứng của vật liệu kim loại. Độ cứng và độ dẻo dai thường được sử dụng như một chỉ số sơ bộ về khả năng gia công. Nói chung, độ cứng của vật liệu kim loại càng cao thì càng khó cắt; ngay cả khi độ cứng không cao nhưng nếu độ dẻo dai lớn thì việc cắt vẫn khó khăn.
4. Weldability (Weldability)
Điều này đề cập đến khả năng thích ứng của vật liệu kim loại với các quá trình hàn. Nó chủ yếu đề cập đến sự dễ dàng có được mối hàn-chất lượng cao trong các điều kiện quy trình hàn nhất định. Nó bao gồm hai khía cạnh: thứ nhất, hiệu suất liên kết, nghĩa là độ nhạy của một kim loại nhất định để hình thành các khuyết tật hàn trong các điều kiện quy trình hàn nhất định; và thứ hai, hiệu suất sử dụng, nghĩa là sự phù hợp của mối hàn kim loại nhất định với các yêu cầu sử dụng trong các điều kiện quy trình hàn nhất định.
5. Xử lý nhiệt
(1) Ủ: Đây là quá trình xử lý nhiệt trong đó vật liệu kim loại được nung nóng đến nhiệt độ thích hợp, giữ trong một thời gian nhất định và sau đó làm nguội từ từ. Các quy trình ủ phổ biến bao gồm: ủ kết tinh lại, ủ giảm ứng suất-, ủ hình cầu và ủ hoàn toàn. Ủ nhằm mục đích giảm độ cứng của vật liệu kim loại, cải thiện độ dẻo của chúng để tạo điều kiện thuận lợi cho gia công hoặc xử lý áp suất, giảm ứng suất dư, cải thiện sự đồng nhất của cấu trúc và thành phần vi mô hoặc chuẩn bị cấu trúc vi mô cho quá trình xử lý nhiệt tiếp theo.
(2) Chuẩn hóa: Điều này đề cập đến quá trình xử lý nhiệt làm nóng thép hoặc các bộ phận bằng thép đến 30 độ -50 độ trên Ac3 hoặc Acm (nhiệt độ điểm tới hạn trên của thép), giữ thép trong thời gian thích hợp và sau đó làm nguội trong không khí tĩnh. Mục đích của việc chuẩn hóa chủ yếu là cải thiện tính chất cơ học của thép cacbon thấp, cải thiện khả năng gia công, tinh chế hạt và loại bỏ các khuyết tật cấu trúc vi mô, từ đó chuẩn bị cấu trúc vi mô cho quá trình xử lý nhiệt tiếp theo.
(3) Làm nguội: Điều này đề cập đến quá trình xử lý nhiệt làm nóng các bộ phận thép đến nhiệt độ trên Ac3 hoặc Ac1 (nhiệt độ điểm tới hạn thấp hơn của thép), giữ nó trong một thời gian nhất định và sau đó làm nguội ở tốc độ thích hợp để có được cấu trúc vi mô martensitic (hoặc bainitic). Các quá trình làm nguội thông thường bao gồm làm nguội bằng dung dịch muối, làm nguội theo cấp độ martensitic, làm nguội đẳng nhiệt bainit, làm nguội bề mặt và làm nguội cục bộ. Mục đích của quá trình làm nguội là để thu được cấu trúc martensitic mong muốn trong các bộ phận thép, cải thiện độ cứng, độ bền và khả năng chống mài mòn của phôi và chuẩn bị cấu trúc vi mô cho quá trình xử lý nhiệt tiếp theo.
(4) Tôi luyện: Đề cập đến quá trình xử lý nhiệt trong đó các bộ phận thép được làm cứng, sau đó được nung nóng đến nhiệt độ dưới Ac1, giữ trong một thời gian nhất định và sau đó làm nguội đến nhiệt độ phòng. Các quy trình ủ phổ biến bao gồm ủ ở nhiệt độ-thấp, ủ ở nhiệt độ-trung bình, ủ ở nhiệt độ-cao và ủ nhiều lần. Mục đích của quá trình ủ chủ yếu là để loại bỏ ứng suất sinh ra trong quá trình làm nguội, để các bộ phận bằng thép có độ cứng và khả năng chống mài mòn cao, cũng như độ dẻo và độ bền cần thiết.
(5) Làm nguội và ủ: Điều này đề cập đến quá trình xử lý nhiệt kết hợp giữa làm nguội và ủ các bộ phận thép hoặc thép. Thép dùng để tôi và tôi được gọi là thép tôi và tôi. Nó thường đề cập đến thép kết cấu cacbon-trung bình và thép kết cấu hợp kim cacbon-trung bình.
(6) Xử lý nhiệt hóa học: Đề cập đến quá trình xử lý nhiệt trong đó các phôi kim loại hoặc hợp kim được đặt trong môi trường hoạt động ở nhiệt độ nhất định và được giữ để cho phép một hoặc nhiều nguyên tố xâm nhập vào lớp bề mặt của chúng, từ đó thay đổi thành phần hóa học, cấu trúc vi mô và tính chất của chúng. Các quy trình xử lý nhiệt hóa học phổ biến bao gồm cacbon hóa, thấm nitơ, thấm cacbon, aluminizing và boron hóa. Mục đích của xử lý nhiệt hóa học chủ yếu là cải thiện độ cứng bề mặt, chống mài mòn, chống ăn mòn, độ bền mỏi và khả năng chống oxy hóa của các bộ phận thép.
(7) Xử lý dung dịch: Điều này đề cập đến quy trình xử lý nhiệt trong đó hợp kim được nung nóng đến vùng một pha có nhiệt độ-nhiệt độ- cao và được giữ ở nhiệt độ không đổi để cho phép pha dư hòa tan hoàn toàn vào dung dịch rắn, sau đó làm nguội nhanh để thu được dung dịch rắn siêu bão hòa. Mục đích của việc xử lý dung dịch chủ yếu là để cải thiện độ dẻo và độ bền của thép và hợp kim, đồng thời chuẩn bị cho quá trình đông cứng kết tủa.
(8) Làm cứng kết tủa (tăng cường kết tủa): Điều này đề cập đến một quá trình xử lý nhiệt trong đó các nguyên tử hòa tan trong dung dịch rắn siêu bão hòa kết tụ và/hoặc kết tủa và phân tán vào nền, dẫn đến cứng lại. Ví dụ: thép không gỉ làm cứng-kết tủa austenit, sau khi xử lý bằng dung dịch hoặc gia công nguội, có thể đạt được cường độ rất cao bằng cách trải qua quá trình xử lý làm cứng kết tủa ở 400 độ -500 độ hoặc 700 độ -800 độ . (9) Xử lý lão hóa: Điều này đề cập đến quá trình xử lý nhiệt trong đó các đặc tính, hình dạng và kích thước của phôi hợp kim thay đổi theo thời gian sau khi xử lý bằng dung dịch, biến dạng dẻo nguội, đúc hoặc rèn, sau đó là đặt ở nhiệt độ cao hơn hoặc bảo trì ở nhiệt độ phòng. Nếu phôi được nung nóng đến nhiệt độ cao hơn và già đi trong thời gian dài hơn thì được gọi là xử lý lão hóa nhân tạo. Nếu phôi được đặt ở nhiệt độ phòng hoặc trong điều kiện tự nhiên trong thời gian dài, hiện tượng lão hóa được gọi là xử lý lão hóa tự nhiên. Mục đích của việc xử lý lão hóa là loại bỏ ứng suất bên trong phôi, ổn định cấu trúc vi mô và kích thước của nó, đồng thời cải thiện các tính chất cơ học của nó.
(10) Độ cứng: Điều này đề cập đến các đặc tính xác định độ sâu của độ cứng và phân bố độ cứng của thép trong các điều kiện quy định. Độ cứng của thép thường được thể hiện bằng độ sâu của lớp cứng. Độ sâu của lớp cứng càng lớn thì độ cứng của thép càng tốt. Độ cứng của thép chủ yếu phụ thuộc vào thành phần hóa học của nó, đặc biệt là sự hiện diện của các nguyên tố hợp kim làm tăng độ cứng, kích thước hạt, nhiệt độ gia nhiệt và thời gian giữ. Thép có độ cứng tốt cho phép có các đặc tính cơ học đồng nhất trên toàn bộ-mặt cắt ngang của thành phần thép và cho phép sử dụng các chất làm nguội có ứng suất làm nguội thấp, do đó làm giảm biến dạng và nứt.
(11) Đường kính tới hạn (Đường kính độ cứng tới hạn): Đường kính tới hạn đề cập đến đường kính tối đa của thép sau khi tôi trong một môi trường nhất định, tại đó lõi thu được cấu trúc martensite hoàn chỉnh hoặc 50% martensite. Đường kính tới hạn của một số loại thép thường có thể đạt được thông qua các thử nghiệm độ cứng trong dầu hoặc nước.
(12) Làm cứng thứ cấp: Một số hợp kim cacbon-sắt (chẳng hạn như thép-tốc độ cao) yêu cầu nhiều quy trình tôi luyện để tăng thêm độ cứng của chúng. Hiện tượng đông cứng này được gọi là đông cứng thứ cấp, gây ra bởi sự kết tủa của các cacbua đặc biệt và/hoặc do chúng tham gia vào quá trình biến đổi austenite thành martensite hoặc bainite.
(13) Độ giòn do nhiệt độ: Điều này đề cập đến hiện tượng giòn của thép đã được tôi sau khi tôi trong phạm vi nhiệt độ nhất định hoặc làm nguội chậm từ nhiệt độ tôi đến phạm vi nhiệt độ đó. Độ giòn do nhiệt độ có thể được chia thành độ giòn do nhiệt độ loại thứ nhất và độ giòn do nhiệt độ loại thứ hai. Loại tính giòn đầu tiên, còn được gọi là tính giòn không thể đảo ngược, chủ yếu xảy ra ở nhiệt độ ủ trong khoảng từ 250 độ đến 400 độ. Sau khi hâm nóng lại, độ giòn sẽ biến mất và việc ủ lặp đi lặp lại trong phạm vi này sẽ không gây ra hiện tượng giòn nữa. Loại giòn nóng tính thứ hai, còn được gọi là giòn nóng tính thuận nghịch, xảy ra ở nhiệt độ từ 400 độ đến 650 độ. Sau khi hâm nóng, độ giòn biến mất và nhiệt độ phải được làm lạnh nhanh chóng. Việc tiếp xúc kéo dài hoặc làm mát chậm trong phạm vi 400 độ –650 độ sẽ gây ra tái{15}}xúc tác. Sự xuất hiện hiện tượng giòn nóng có liên quan đến các nguyên tố hợp kim trong thép. Ví dụ, mangan, crom, silicon và niken có xu hướng gây ra hiện tượng giòn nóng, trong khi molypden và vonfram có xu hướng làm giảm xu hướng này.
