Xử lý nhiệt “bốn ngọn lửa”

1. Chuẩn hóa

Từ "chuẩn hóa" không mô tả bản chất của quy trình. Chính xác hơn, đây là quá trình đồng nhất hóa hoặc tinh chế hạt được thiết kế để làm cho thành phần đồng nhất trên toàn bộ chi tiết. Về mặt nhiệt, chuẩn hóa là quá trình làm nguội trong trạng thái tĩnh hoặc gió nhẹ sau phần nung austenit hóa. Thông thường, phôi được nung nóng đến khoảng 55°C trên điểm tới hạn trên biểu đồ pha Fe-Fe3C. Quá trình này phải được nung nóng để thu được pha austenit đồng nhất. Nhiệt độ thực tế được sử dụng phụ thuộc vào thành phần của thép, nhưng thường vào khoảng 870°C. Do các đặc tính vốn có của thép đúc, quá trình chuẩn hóa thường được thực hiện trước khi gia công phôi và trước khi làm cứng thép đúc và thép rèn. Thép tôi bằng khí không được phân loại là thép chuẩn hóa vì chúng không có được cấu trúc vi mô perlit đặc trưng của thép chuẩn hóa.

2. Ủ

Từ "annealing" (ủ) đại diện cho một nhóm phương pháp xử lý bằng cách nung nóng và giữ ở nhiệt độ thích hợp, sau đó làm nguội với tốc độ thích hợp, chủ yếu để làm mềm kim loại đồng thời tạo ra các đặc tính mong muốn khác hoặc thay đổi cấu trúc vi mô. Lý do của quá trình ủ bao gồm khả năng gia công được cải thiện, dễ dàng gia công nguội, cải thiện các tính chất cơ học hoặc điện, và tăng độ ổn định kích thước, cùng nhiều lý do khác. Trong các hợp kim gốc sắt, quá trình ủ thường được thực hiện trên nhiệt độ tới hạn trên, nhưng sự kết hợp thời gian-nhiệt độ rất khác nhau về phạm vi nhiệt độ và tốc độ làm nguội, tùy thuộc vào thành phần thép, trạng thái và kết quả mong muốn. Khi từ "annealing" được sử dụng mà không có từ hạn định, mặc định là ủ hoàn toàn. Khi mục đích duy nhất là giảm ứng suất, quá trình này được gọi là ủ giảm ứng suất hoặc ủ giảm ứng suất. Trong quá trình ủ hoàn toàn, thép được nung nóng đến 90~180°C trên A3 (thép hypoeutectoid) hoặc A1 (thép hypereutectoid), sau đó làm nguội chậm để vật liệu dễ cắt hoặc uốn. Khi ủ hoàn toàn, tốc độ làm nguội phải rất chậm để tạo ra peclit thô. Trong quá trình ủ, không cần phải làm nguội chậm vì bất kỳ tốc độ làm nguội nào dưới A1 cũng sẽ thu được cùng cấu trúc vi mô và độ cứng.

3. Làm nguội

Làm nguội là quá trình làm nguội nhanh các bộ phận thép từ nhiệt độ austenit hóa hoặc nhiệt độ dung dịch hóa, thường từ khoảng 815 đến 870°C. Thép không gỉ và thép hợp kim cao có thể được làm nguội để giảm cacbua tồn tại trong ranh giới hạt hoặc để cải thiện sự phân bố của ferit, nhưng đối với hầu hết các loại thép, bao gồm thép cacbon, thép hợp kim thấp và thép dụng cụ, tôi là để thu được một lượng martensite được kiểm soát trong mô. Mục tiêu là đạt được cấu trúc vi mô, độ cứng, độ bền hoặc độ dai mong muốn với càng ít khả năng xảy ra ứng suất dư, biến dạng và nứt càng tốt. Khả năng làm cứng thép của tác nhân làm nguội phụ thuộc vào tính chất làm nguội của môi trường làm nguội. Hiệu quả làm nguội phụ thuộc vào thành phần của thép, loại tác nhân làm nguội và điều kiện sử dụng tác nhân làm nguội. Thiết kế và bảo trì hệ thống làm nguội cũng là chìa khóa thành công của quá trình làm nguội.

4. Ủ

Trong phương pháp xử lý này, thép đã được tôi cứng hoặc thường hóa trước đó thường được nung nóng đến nhiệt độ dưới điểm tới hạn dưới và làm nguội ở tốc độ vừa phải, chủ yếu để tăng độ dẻo và độ dai, nhưng cũng để tăng kích thước hạt nền. Tôi thép là quá trình nung nóng lại sau khi tôi cứng để đạt được một giá trị nhất định về tính chất cơ học và giải phóng ứng suất nguội để đảm bảo độ ổn định kích thước. Tôi thép thường được tiếp nối bằng quá trình tôi từ nhiệt độ tới hạn trên.