Độ thấm tôi và khả năng thấm tôi của thép

Độ thấm tôi và độ thấm tôi của thép

1. Độ thấm tôi 
   Độ thấm tôi đề cập đến tính chất vốn có của một mác thép để đạt được chiều sâu lớp tôi cứng (lớp martensite) trong quá trình tôi dưới các điều kiện quy định.
   Việc một chi tiết thép có thể tôi cứng hoàn toàn hay không liên quan đến tốc độ làm nguội tới hạn (vk) của thép trong quá trình tôi.

2. Ảnh hưởng của độ thấm tôi đến tính chất cơ học của thép

Độ thấm tôi có tác động đáng kể đến tính chất cơ học của thép. Nếu một phôi được tôi cứng hoàn toàn, các tính chất bề mặt của nó đồng đều và nhất quán, cho phép phát huy hết tiềm năng của các tính chất cơ học của thép. Nếu không được tôi cứng hoàn toàn, sẽ có sự khác biệt về tính chất bề mặt; đặc biệt sau khi ram ở nhiệt độ cao, độ dẻo dai của lõi sẽ thấp hơn so với lớp bề mặt.

Trong cùng điều kiện austenit hóa, độ thấm tôi của cùng một loại thép là như nhau.

Đối với chiều sâu lớp tôi cứng: tôi nước > tôi dầu; phôi nhỏ > phôi lớn.

3. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ thấm tôi

1）Thành phần hóa học

• Hàm lượng carbon: Trong số thép hypoeutectoid, thép eutectoid và thép hypereutectoid, thép eutectoid có tốc độ làm nguội tới hạn nhỏ nhất và độ thấm tôi cao nhất trong số các loại thép carbon. Độ thấm tôi của thép hypoeutectoid tăng lên khi hàm lượng carbon tăng lên. Trong phạm vi nhiệt độ nung tôi thông thường, độ thấm tôi của thép hypereutectoid giảm khi hàm lượng carbon tăng lên.
• Nguyên tố hợp kim: Tất cả các nguyên tố hợp kim ngoại trừ coban đều dịch chuyển đường cong C sang phải, làm giảm tốc độ làm nguội tới hạn và cải thiện độ thấm tôi.

2）Nhiệt độ tôi và thời gian ủ

Tăng nhiệt độ nung và kéo dài thời gian ủ có thể cải thiện thích hợp độ thấm tôi của thép. Tuy nhiên, phương pháp này sẽ gây ra sự thô to của hạt, vì vậy nó thường không được áp dụng.

4. Xác định độ thấm tôi: Thử nghiệm tôi đầu (Jominy End Quench Test)

5. Ứng dụng của độ thấm tôi

Khi ứng suất của phôi được phân bố đều dọc theo mặt cắt ngang và các tính chất cơ học trên mặt cắt ngang là nhất quán, nên chọn thép có độ thấm tôi cao.

Đối với các chi tiết chịu tải uốn hoặc xoắn (chẳng hạn như trục), ứng suất bề mặt là cao nhất trong khi ứng suất lõi rất thấp, vì vậy nên chọn thép có độ thấm tôi kém.

*Độ cứng sau khi tôi (Độ thấm tôi để đạt độ cứng tối đa)

Trong điều kiện tôi thông thường, nó đề cập đến độ cứng tối đa có thể đạt được bằng cách thu được cấu trúc martensite. Yếu tố ảnh hưởng chính của nó phụ thuộc vào hàm lượng carbon trong martensite và ít liên quan đến các nguyên tố hợp kim. Hàm lượng carbon càng cao, độ cứng sau khi tôi càng cao.