dập tắt là gì?
Làm nguội là một quá trình xử lý nhiệt làm nóng thép đến trên nhiệt độ tới hạn, giữ ấm trong một khoảng thời gian nhất định và sau đó làm nguội ở tốc độ lớn hơn tốc độ làm nguội tới hạn để thu được cấu trúc không cân bằng bị chi phối bởi martensite (bainite cũng có thể thu được hoặc austenite một pha có thể được duy trì theo yêu cầu). Làm nguội là quá trình được sử dụng rộng rãi nhất trong xử lý nhiệt thép.
Có bốn quy trình cơ bản để xử lý nhiệt thép: ủ, thường hóa, làm nguội và ủ. Mục đích của quá trình làm nguội là biến austenite siêu lạnh thành martensite hoặc bainite để thu được cấu trúc martensite hoặc bainite, sau đó tôi luyện nó ở các nhiệt độ khác nhau để cải thiện đáng kể độ cứng, độ cứng, khả năng chống mài mòn, độ bền mỏi và độ dẻo dai của thép, do đó như để đáp ứng các yêu cầu sử dụng khác nhau của các bộ phận và công cụ cơ khí khác nhau. Làm nguội cũng có thể được sử dụng để đáp ứng các tính chất vật lý và hóa học đặc biệt của một số loại thép đặc biệt, chẳng hạn như tính sắt từ và khả năng chống ăn mòn. Một quy trình xử lý nhiệt kim loại trong đó phôi kim loại được nung nóng đến nhiệt độ thích hợp nhất định và duy trì trong một khoảng thời gian, sau đó ngâm trong môi trường tôi để làm nguội nhanh. Các phương tiện làm nguội thường được sử dụng bao gồm nước muối, nước, dầu khoáng, không khí, v.v. Làm nguội có thể cải thiện độ cứng và khả năng chống mài mòn của phôi kim loại, vì vậy nó được sử dụng rộng rãi trong các công cụ, khuôn mẫu, đồng hồ đo và các bộ phận yêu cầu khả năng chống mài mòn bề mặt (chẳng hạn như bánh răng, con lăn, các bộ phận được cacbon hóa, v.v.). Bằng cách kết hợp quá trình làm nguội với ủ ở các nhiệt độ khác nhau, độ bền, độ giảm độ dẻo dai và độ bền mỏi của kim loại có thể được cải thiện đáng kể và có thể đạt được sự phối hợp giữa các tính chất này (tính chất cơ học toàn diện) để đáp ứng các yêu cầu sử dụng khác nhau. Ngoài ra, quá trình làm nguội cũng có thể cho phép một số loại thép có đặc tính đặc biệt đạt được một số tính chất vật lý và hóa học nhất định, chẳng hạn như quá trình làm nguội để tăng cường tính sắt từ của thép nam châm vĩnh cửu và cải thiện khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ. Quá trình làm nguội chủ yếu được sử dụng cho các bộ phận thép. Khi thép thông dụng được nung nóng trên nhiệt độ tới hạn, cấu trúc ban đầu ở nhiệt độ phòng sẽ được chuyển hóa hoàn toàn hoặc phần lớn thành austenite. Sau đó, thép được ngâm trong nước hoặc dầu để làm nguội nhanh và austenite được chuyển thành martensite. So với các cấu trúc khác bằng thép, martensite có độ cứng cao nhất. Làm nguội nhanh trong quá trình làm nguội sẽ gây ra ứng suất bên trong phôi. Khi đạt đến một mức nhất định, phôi sẽ bị biến dạng, thậm chí bị nứt. Vì lý do này, phải chọn phương pháp làm mát phù hợp. Theo phương pháp làm mát, quá trình làm nguội được chia thành bốn loại: làm nguội bằng chất lỏng đơn, làm nguội bằng môi trường kép, làm nguội bằng martensite và làm nguội đẳng nhiệt bainite.
Phương pháp làm nguội Làm nguội một môi trường Phôi được làm nguội trong một môi trường, chẳng hạn như làm nguội bằng nước và làm nguội bằng dầu. Ưu điểm là vận hành đơn giản, cơ giới hóa dễ dàng và ứng dụng rộng rãi. Nhược điểm là ứng suất làm nguội trong nước lớn, phôi dễ bị biến dạng và nứt; Làm nguội trong dầu, tốc độ làm mát thấp, đường kính làm nguội nhỏ và phôi lớn không dễ làm nguội. Phôi làm nguội bằng phương tiện kép trước tiên được làm nguội đến khoảng 300 độ trong môi trường có khả năng làm mát mạnh hơn, sau đó được làm nguội trong môi trường có khả năng làm mát yếu hơn, chẳng hạn như: làm nguội bằng nước trước rồi làm nguội bằng dầu, có thể làm giảm hiệu quả ứng suất bên trong của quá trình biến đổi martensite và làm giảm xu hướng biến dạng và nứt của phôi. Nó có thể được sử dụng để dập tắt các phôi có hình dạng phức tạp và mặt cắt ngang không đồng đều. Nhược điểm của quá trình làm nguội chất lỏng kép là khó nắm bắt được thời điểm chuyển đổi chất lỏng kép. Nếu chuyển hóa quá sớm thì dễ bị dập tắt mà không bị cứng lại, nếu chuyển hóa quá muộn thì rất dễ bị dập tắt và nứt. Để khắc phục nhược điểm này người ta đã phát triển phương pháp dập nguội theo cấp độ. Phôi được làm nguội trong bể muối nhiệt độ thấp hoặc lò tắm kiềm. Nhiệt độ của dung dịch muối hoặc dung dịch kiềm ở gần điểm Ms. Phôi giữ ở nhiệt độ này trong 2 phút đến 5 phút, sau đó lấy ra để làm mát không khí. Phương pháp làm mát này được gọi là làm nguội theo cấp độ. Mục đích của việc làm mát phân loại là làm cho nhiệt độ bên trong và bên ngoài phôi đồng đều hơn, đồng thời thực hiện chuyển đổi martensite, có thể làm giảm đáng kể ứng suất dập tắt và ngăn ngừa biến dạng và nứt. Nhiệt độ phân loại trước đây được đặt cao hơn một chút so với điểm Ms và phôi đi vào vùng martensite sau khi nhiệt độ bên trong và bên ngoài phôi đồng đều. Nó đã được cải tiến để phân loại ở nhiệt độ thấp hơn một chút so với điểm Ms. Thực tiễn cho thấy hiệu quả chấm điểm dưới điểm Ms tốt hơn. Ví dụ, khuôn thép có hàm lượng carbon cao được phân loại nguội trong bể kiềm ở 160 độ, có thể cứng lại và ít biến dạng hơn nên được sử dụng rộng rãi. Làm nguội đẳng nhiệt Phôi được làm nguội trong bể muối đẳng nhiệt. Nhiệt độ tắm muối nằm ở phần dưới của vùng bainite (cao hơn Ms một chút). Phôi ở trạng thái đẳng nhiệt trong một thời gian dài cho đến khi quá trình biến đổi bainite hoàn tất, sau đó được lấy ra để làm mát bằng không khí. Quá trình làm nguội đẳng nhiệt được sử dụng cho thép có hàm lượng carbon trung bình trở lên, mục đích là thu được bainite thấp hơn để cải thiện độ bền, độ cứng, độ dẻo dai và khả năng chống mài mòn. Làm nguội đẳng nhiệt thường không được sử dụng cho thép cacbon thấp. Làm nguội bề mặt Làm nguội bề mặt là phương pháp làm nguội cục bộ trong đó lớp bề mặt của một bộ phận thép được làm nguội đến một độ sâu nhất định, trong khi phần lõi vẫn không được làm nguội. Trong quá trình làm nguội bề mặt, bề mặt của bộ phận thép nhanh chóng được làm nóng đến nhiệt độ làm nguội và nhiệt ngay lập tức được làm mát trước khi có thể xuyên qua lõi phôi, từ đó đạt được quá trình làm nguội cục bộ. Làm nguội cảm ứng Gia nhiệt cảm ứng là sử dụng cảm ứng điện từ để tạo ra dòng điện xoáy trong phôi để làm nóng phôi. Làm nguội nguội là làm nguội bằng cách ngâm vào dung dịch nước lạnh có khả năng làm mát mạnh làm môi trường làm mát. Làm nguội cục bộ chỉ là làm nguội phần phôi cần được làm cứng. Làm nguội bằng không khí đề cập cụ thể đến việc làm nóng trong chân không và làm nguội và làm mát trong áp suất âm tuần hoàn tốc độ cao, áp suất bình thường hoặc khí trơ và trung tính áp suất cao. Làm nguội bề mặt chỉ là làm nguội lớp bề mặt của phôi, bao gồm làm nguội cảm ứng, làm nguội bằng điện trở tiếp xúc, làm nguội bằng ngọn lửa, làm nguội bằng laser, làm nguội bằng chùm tia điện tử, v.v. Làm mát bằng không khí là làm nguội và làm mát bằng không khí cưỡng bức hoặc khí nén làm môi trường làm mát . Làm nguội bằng nước muối là làm nguội và làm mát bằng dung dịch nước muối làm môi trường làm mát. Làm nguội bằng dung dịch hữu cơ là làm nguội và làm nguội bằng dung dịch nước polyme hữu cơ làm môi trường làm mát. Làm nguội bằng phun là quá trình làm nguội và làm mát bằng tia chất lỏng làm môi trường làm mát. Làm mát phun là quá trình làm nguội và làm mát phôi trong sương mù hỗn hợp nước và không khí. Làm mát bằng bồn nước nóng là quá trình làm nguội và làm nguội phôi trong bồn nước nóng như muối nóng chảy, kiềm nóng chảy, kim loại nóng chảy hoặc dầu nhiệt độ cao, chẳng hạn như làm nguội bằng dung dịch muối, làm nguội bằng dung dịch chì, làm nguội bằng dung dịch kiềm, v.v. là quá trình làm nguội và làm nguội phôi sau khi gia nhiệt và austenit hóa, đồng thời chuyển ngay sang môi trường có khả năng làm mát yếu để làm mát khi cấu trúc sắp trải qua quá trình biến đổi martensitic. Làm nguội bằng áp suất là quá trình làm nguội và làm mát phôi sau khi gia nhiệt và austenit hóa dưới một vật cố định cụ thể, mục đích của việc này là để giảm sự biến dạng của quá trình làm nguội và làm mát. Thông qua việc làm nguội là quá trình làm nguội phôi từ bề mặt đến lõi. Làm nguội đẳng nhiệt là một quá trình trong đó phôi được nung nóng và austenit hóa, sau đó được làm nguội nhanh chóng đến phạm vi nhiệt độ biến đổi bainite và được duy trì đẳng nhiệt để chuyển austenite thành bainite. Làm nguội phân loại là một quá trình trong đó phôi được nung nóng và austenit hóa, sau đó ngâm trong bể kiềm hoặc bể muối có nhiệt độ cao hơn hoặc thấp hơn một chút so với điểm M1 trong một khoảng thời gian thích hợp, sau đó lấy ra và làm mát bằng không khí sau khi phôi đạt đến nhiệt độ trung bình để thu được khả năng làm nguội martensite. Làm nguội ở nhiệt độ phụ là một quá trình trong đó phôi thép hypoeutectoid được austenit hóa trong khoảng nhiệt độ Ac1-Ac3, sau đó được làm nguội và làm nguội để thu được cấu trúc martensite và ferit. Làm nguội trực tiếp là một quá trình trong đó phôi được làm nguội và làm nguội trực tiếp sau khi cacbon xâm nhập. Sau khi phôi được cacbon hóa và làm nguội hai lần, đầu tiên nó được austenit hóa ở nhiệt độ cao hơn Ac3 và được làm nguội để tinh chỉnh cấu trúc lõi, sau đó được austenit hóa ở nhiệt độ cao hơn Ac3 một chút để tinh chỉnh cấu trúc lớp thấm. Làm nguội tự làm mát là một quá trình trong đó nhiệt của khu vực được gia nhiệt sẽ tự động được truyền đến khu vực không được gia nhiệt sau khi cục bộ hoặc bề mặt của phôi được làm nóng nhanh và austenit hóa, để khu vực austenit hóa được làm mát nhanh chóng.
