Làm nguội và ủ ống thép

Đun nóng thép đến trạng thái nóng-đỏ (với cấu trúc bên trong chuyển thành "austenite"), sau đó làm nguội nhanh (thành nước/dầu/môi trường khác), ngăn không cho cấu trúc bên trong "hoàn nguyên từ từ" và khóa nó thành "martensite" cứng và giòn.

1. Gia nhiệt (austenit hóa)- Đun nóng thép đến khoảng 800-950 độ , khiến các nguyên tử bên trong sắp xếp lại thành cấu trúc nhiệt độ cao "austenit". Đây là điều kiện tiên quyết; nhiệt độ không đủ có nghĩa là lãng phí thời gian.
2. nắm giữ - Cho phép nhiệt xuyên qua lõi để đảm bảo toàn bộ chi tiết được làm nóng hoàn toàn và cấu trúc đồng nhất.
3. Rlàm mát nhanh chóng- Đây là bản chất của từ "dập tắt". Điều quan trọng là tốc độ: làm nguội nó trong vòng vài giây đến hàng chục giây. Không có đủ thời gian để các nguyên tử carbon tái-phân phối và sắp xếp thành mô mềm (lamellar Pearlite/ferrite), do đó các nguyên tử bị "đóng băng" trong một mạng tinh thể quá bão hòa, bị biến dạng, đó là martensite - nó cực kỳ cứng nhưng cũng cực kỳ giòn.

Ví dụ: Cũng giống như đun sôi một nồi nước (austenitization), nếu để nguội tự nhiên sẽ tạo thành đá thông thường (mô mềm); nếu nó được đông lạnh ngay lập tức bằng cách đổ vào nitơ lỏng, các phân tử nước không thể xếp hàng và tạo thành băng cứng hỗn loạn (martensite). Làm nguội giống như "đóng băng ngay lập tức".
Thuộc tính chính:

• Sau khi tôi, thép trở nên cứng hơn, chắc hơn và-chống mài mòn hơn (nhờ martensite).
• Nhưng nó cũng trở nên giòn và có ứng suất bên trong cao, dễ bị nứt khi sử dụng trực tiếp.
• Vì vậy, quá trình dập tắt hầu như không bao giờ được sử dụng một mình; ngay sau đó phải là quá trình ủ (hâm nóng ở nhiệt độ thấp và giữ trong một thời gian), để giảm độ giòn và ứng suất bên trong, đồng thời khôi phục độ dẻo dai. Làm nguội + ủ=xử lý ủ, đây là phương pháp thực tế được sử dụng trong kỹ thuật.

Vì vậy hãy nhớ một câu ghi nhớ:

Làm nguội là “làm cứng”, ủ là “cứu độ giòn”, chúng là một cặp, cả hai đều không thể thiếu.

Quá trình ủ "nhẹ nhàng" hơn nhiều so với quá trình làm nguội - không cần làm nguội nhanh. Các thông số chính gồm có ba: nhiệt độ ủ, thời gian giữ và phương pháp làm mát sau khi ủ. Trong số đó, nhiệt độ quyết định tất cả.

Đối với ống thép, những ống tôi luyện thông thường mà bạn thường thấy là những ống được tôi-ở nhiệt độ cao: sau khi tôi nguội, tôi ở nhiệt độ 550~650 độ để thu được cấu trúc sorbite "cường độ cao + độ dẻo dai tốt".

1. Ủ ngay sau khi nguội - nguyên tắc là “dập nguội ngay và ram”, tốt nhất nên chuyển sang lò ủ ngay khi phôi chưa nguội hoàn toàn để tránh bị nứt do trạng thái tôi nguội kéo dài.

2. Nạp vào lò để gia nhiệt - phôi được nạp vào lò và nung nóng hoặc đặt vào lò ở nhiệt độ mục tiêu. Nhiệt độ được chọn theo cấu trúc mục tiêu trong bảng, chẳng hạn như 550~620 độ để ủ nhiệt độ-cao.

3. Giữ (tham số chính) - cho phép biến đổi cấu trúc đủ và ứng suất bên trong được loại bỏ một cách đồng đều.

Công thức thực nghiệm là:

Đối với thép cacbon và thép hợp kim, độ dày hiệu dụng thường ước tính khoảng 1,5 ~ 2,5 phút / mm;
Cũng thường sử dụng "Lớn hơn hoặc bằng 2 giờ làm giới hạn dưới" để cách nhiệt;
Thép hợp kim yêu cầu cách nhiệt kỹ lưỡng hơn thép carbon vì các thành phần hợp kim khuếch tán chậm.

4. Dỡ và làm mát - phương pháp làm mát sau khi ủ có tác động tương đối nhỏ. Thực tế phổ biến là:
Thép carbon: làm mát bằng không khí là đủ;
Thép hợp kim (đặc biệt là các loại có chứa Cr, Mn, Ni) cần được làm nguội từ từ (trong lò hoặc làm nguội bằng cát) để tránh độ giòn khi ủ loại thứ hai.

5. Kiểm tra - sử dụng máy đo độ cứng để kiểm tra xem độ cứng có nằm trong phạm vi mục tiêu hay không để xác định xem nhiệt độ ủ có phù hợp hay không (nếu độ cứng quá cao, hãy tăng nhiệt độ ủ vào lần tiếp theo; nếu quá thấp, hãy giảm nhiệt độ).

Giải thích hố
Tránh vùng giòn khi tôi luyện Một phần thép hợp kim sẽ bị giảm độ bền va đập đột ngột ở 250-400 độ (loại thứ nhất) và làm nguội chậm (loại thứ hai) - chọn làm mát nhẹ nhàng hoặc tránh vùng này
Thời gian giữ không đủ Lõi không nguội hoàn toàn, bên ngoài mềm bên trong cứng, hiệu suất không đồng đều
Độ lệch nhiệt độ Chênh lệch 20-30 độ khi ủ ở nhiệt độ cao có thể khiến độ cứng giảm vài HRC, độ đồng đều của nhiệt độ lò là rất quan trọng

Gia nhiệt (Austenit hóa 800~950 độ ) → Giữ → Làm lạnh nhanh (nước/dầu/PAG) → [Hoàn tất quá trình làm nguội, thu được martensite]
→ Chuyển ngay đến lò ủ → Giữ ở nhiệt độ mục tiêu (chẳng hạn như 580 độ × 2h) → Làm mát bằng không khí/Làm lạnh chậm → [Hoàn tất quá trình làm nguội và ủ, thu được sorbite]
→ Kiểm tra độ cứng/hiệu suất
Ghi nhớ: Làm nguội xác định "độ cứng", ủ xác định "độ dẻo dai", lựa chọn nhiệt độ chính xác, thời gian đủ, làm mát tùy thuộc vào loại thép.