Thiết kế thép

Nguyên tắc của Austenitization

• Nguyên tắc chuyển đổi pha: Khi thép được nung nóng, các cấu trúc bên trong như ferrite và pearlite sẽ dần biến thành austenite thông qua sự phân phối lại các nguyên tử carbon trong lưới tinh thể sắt.
• Ảnh hưởng của nhiệt độ: Nhiệt độ khử độc thường nằm giữa ac1 (điểm quan trọng dưới) và ac3 (điểm quan trọng trên).Ví dụ:, hàm lượng carbon, các loại và nội dung của các yếu tố hợp kim đều ảnh hưởng đến điểm quan trọng.

Quá trình khử độc (Lấy thép Eutectoid làm ví dụ)

• Sự hình thành của hạt nhân austenite: Các hạt nhân austenit thường được hình thành ưu tiên tại giao diện pha giữa ferrit và cimentit, vì nồng độ nguyên tử carbon tại giao diện pha không đồng đều,và năng lượng là cao và sự sắp xếp nguyên tử là bất thường, dễ dàng đáp ứng các điều kiện biến động nồng độ, biến động năng lượng và biến động cấu trúc cần thiết cho nucleation.ranh giới của các miền pearlite và các khối phích họa ferrite cũng có thể là các địa điểm hạt nhân.
• Sự phát triển của hạt nhân austenite: Sau khi sưởi ấm đến vùng pha austenit, tốc độ khuếch tán của các nguyên tử carbon tăng tốc ở nhiệt độ cao, và các nguyên tử sắt và các nguyên tử hợp kim cũng có thể khuếch tán hoàn toàn.Các hạt nhân austenit tiếp tục phát triển thành ferit và xi măng thông qua sự phân tán các nguyên tử carbon.
• Phân rã cimentit dư thừa: Bởi vì thành phần và cấu trúc của ferrite gần với austenite, ferrite biến mất đầu tiên trong quá trình phát triển các hạt nhân austenite,trong khi cimentite còn lại tiếp tục hòa tan với sự gia hạn thời gian giữ cho đến khi tất cả biến mất.
• Tương đồng hóa thành phần austenit: Sau khi tất cả xi măng hòa tan, nồng độ carbon trong austenit không đồng đều, và hàm lượng carbon trong khu vực xi măng ban đầu cao hơn.cần phải trải qua thời gian dài giữ hoặc tiếp tục sưởi ấm để cho phép các nguyên tử cacbon phân tán hoàn toàn, để có được austenite có thành phần đồng nhất.

Austenitization của thép Hypoeutectoid và thép Hypereutectoid

• Thép Hypoeutectoid: Ngoài quá trình cơ bản tạo thành austenit của thép eutectoid đã đề cập ở trên, khi được nung nóng trên nhiệt độ ac1,Ferrite proeutectoid cần phải tan dần cho đến khi nó được nung nóng trên nhiệt độ ac3 để được chuyển đổi hoàn toàn thành austenite.
• Thép Hyperutectoid: Khi nóng lên trên nhiệt độ ac1, cimentit proeutectoid (cimentit thứ cấp) cần phải tan dần,và chỉ khi được làm nóng trên Accm (điểm quan trọng trên của thép hypereutectoid) tất cả xi măng có thể hòa tan và có được một cấu trúc austenit duy nhất.

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự thâm hụt

• Nhiệt độ và thời gian sưởi ấm: Càng cao nhiệt độ sưởi ấm, tốc độ khuếch tán nguyên tử càng nhanh, tốc độ ủ hóa càng nhanh và thời gian hình thành càng ngắn; Ở nhiệt độ nhất định,thời gian giữ càng dài, thành phần austenite đồng đều hơn, nhưng thời gian giữ quá lâu sẽ dẫn đến sự phát triển của ngũ cốc.
• Tốc độ sưởi ấm: Tốc độ sưởi nóng nhanh hơn, thời gian ủ càng ngắn, nhiệt độ cao hơn mà austenite bắt đầu và kết thúc chuyển đổi,và càng ngắn thời gian cần thiết để chuyển đổiTrong quá trình sưởi nóng nhanh, tốc độ gia tăng hạt nhân của austenite lớn hơn tốc độ tăng trưởng, và hạt austenite tốt có thể được thu được.
• Các nguyên tố hợp kim: Các nguyên tố như cobalt và niken sẽ tăng tốc quá trình thấm nhuần; Các nguyên tố như crôm, molybden và vanadi làm chậm quá trình thấm nhuần; Các nguyên tố như silicon,nhôm và mangan về cơ bản không có tác động đến quá trình tháo dẹpVì tốc độ khuếch tán của các yếu tố hợp kim chậm hơn nhiều so với cacbon, nhiệt độ xử lý nhiệt của thép hợp kim thường cao hơn và thời gian giữ lâu hơn.
• Cấu trúc ban đầu: Khi xi măng trong cấu trúc ban đầu là mảng, tốc độ hình thành austenit nhanh hơn so với xi măng hạt.nhiều giao diện pha hơn, tốc độ hạt nhân càng cao, và tốc độ chuyển đổi càng nhanh; Pearllite hạt trong trạng thái nung sơn hình cầu có ít giao diện pha,vì vậy tỷ lệ austenitization là chậm nhất.

Ứng dụng thực tế của Austenitization

• Xử lý nhiệt: Austenitization là một bước quan trọng trong xử lý nhiệt thép.) sẽ làm cho austenite chuyển thành các cấu trúc khác nhauVí dụ, làm nóng thép sau khi khử thép có thể đạt được cấu trúc martensite và cải thiện độ cứng và độ bền của thép;Điều trị bình thường có thể tinh chế hạt và cải thiện khả năng gia công thép, vv
• Xử lý áp suất: Các thép thép, thép và các sản phẩm thép thường được làm nóng lên trên 1100 ° C để làm độc.thích hợp cho chế biến nhựa như rèn và cán để làm ra các bộ phận hoặc sản phẩm hoàn thành có hình dạng khác nhau.