Tài liệu BÀI TẬP Công nghệ xử lý nhiệt và bề mặt có giải chi tiết

CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NHIỆT VÀ BỀ MẶT Phần 1. Trắc nghiệm: Các đáp án Câu hỏi a Trong các thép sau, thép nào có giòn ram loại II ? 40Cr Gia công lạnh được áp dụng trong sản xuất các chi Trục khuỷu tiết cần độ ổn định kích thước cao như Để dễ gia công cắt thép C40 phải qua nhiệt luyện Ủ hoàn toàn %c 0.3-0.65 Để dễ gia công cắt thép CD120 phải qua nhiệt Ủ hoàn toàn luyện Nhiệt độ tôi của thép C60 là TCT+CT Ac3 30-50 900oC SCT A1 30-50 Mactenxit có độ cứng cao và giòn là do Cacbon quá bão hòa trong mạng Feα do làm nguội nhanh Để dễ gia công cắt thép C20 phải qua nhiệt luyện Ủ hoàn toàn Trả lời b C 40CrMo Ổ bi, ổ lăn 60Si2 Nhíp Thường hóa <= 0.25 Thường hóa Ủ không hoàn >= 0.7 toàn Ủ không hoàn toàn 950oC 750oC Nguội nhanh nên ứng suất nhiệt cao Thường hóa d C45 Khuôn dập nóng Tôi + ram cao 0.3-0.5 Tôi + ram cao A B 820oC D Chuyển biến gây Do tất cả ứng suất tổ chức những nguyên lớn nhân trên Ủ không hoàn toàn o Thép gió sau khi tôi được ram 3 lần ở 560 C là để: Mactenxit chuyển Austenit dư Ổn định hóa biến hoàn toàn, chuyển biến hết và mactenxit và giữ nguyên mactenxit tiết austenite austenit cacbit nhỏ mịn phân tán Tôi + ram cao A C D B Chỉ để ổn định B hóa austenit dư Hai đặc điểm quan trọng nhất của chuyển biến Austenit => Mactenxit là: Không khuếch tán và xảy ra khi nguội liên tục Không khuếch tán và xảy ra khi nguội đẳng nhiệt Khuếch tán và xảy ra khi nguội liên tục A 0,4 800oC Độ cứng là chủ yếu 0,5-0,6 Khuếch tán và xảy ra khi nguội đẳng nhiệt 850oC Độ bền là chủ yếu 0,7-0,75 Nhiệt độ tôi của thép CD120 là SCT A1+30-50 Theo yêu cầu nào về cơ tính thì ram thép ở nhiệt độ thấp? ( 150-250oC) Sau khi biến dạng dẻo, thép được tính theo công thức Tktl = a.Ts, trong đó a thường lấy giá trị Khi làm nguội chậm đẳng nhiệt thép cùng tích ở nhiệt độ 350oC thì Austenit chuyển biến thành: (700-peclit, 650-xoocbit, 550-troxit, 400-bainit) Nhiệt độ nung và điều kiện làm nguội khi ủ hoàn toàn cho thép trước cùng tích là (Ac3+20-30) 700oC Vừa cứng vừa dẻo 0,2-0,3 770oC Vừa bền vừa dẻo Peclit Bainit Xoocbit Trustit B Nung cao hơn Ac1 và nguội chậm cùng lò Nung cao hơn Ac1 Nung cao hơn và nguội ngoài Ac3 và nguội không khí chậm cùng lò C Peclit Bainit Xoocbit Nung cao hơn Ac3 và nguội ngoài không khí Trustit Khi làm nguội chậm đẳng nhiệt thép cùng tích ở nhiệt độ 700oC thì Austenit chuyển biến thành: Nhiệt độ thường hóa của thép CD100 là: (thép SCT làm mất lưới XeII, còn thép <= 0.2 thì tăng độ cứng) giống ủ hoàn toàn Acm+ 30-50 Tổ chức tế vi của Peclit tấm gồm: 780oC 830oC 870oC 900oC B Các tấm Ferit và các hạt Xementit Các tấm Xementit và các hạt Ferit Các tấm Ferit và Xementit trên nền Ferit Nước Các tấm Ferit và Xementit xen kẽ nhau Dung dịch muối trong nước D Môi trường tôi thường dung cho thép hợp kim Dầu trung bình là( thép hợp kim có hình dạng phức tạp tôi dầu, thép cacsbon có hình dạng đơn giản tôi nước, thép hợp kim tôi đẳng nhiệt tong muối nóng Không khí B C D A A chảy) Để tăng độ thấm tôi cho thép, người ta thường áp dụng biện pháp: Làm nhỏ hạt thép Khử sạch tạp chất Khi ram thép đã tôi xảy ra các chuyển biến sau Tạo thành Ferit Tạo thành Xementit Điểm bắt đầu (Ms) và kết thúc (Mf) chuyển biến Mactenxit phụ thuộc chủ yếu vào: Thành phần hợp kim và cacbon trong austenite trước khi tôi Tốc độ làm nguội Để dễ gia công cắt thép C50 phải qua nhiệt luyện Ủ hoàn toàn Tính cứng nóng của thép là do Thép có nhiệt độ nóng chảy cao Tôi + ram cao(T=500-650, %C 0.3-0.5) là phương pháp nhiệt luyện thích hợp áp dụng cho thép có hàm lượng C:( ram thấp T=150-200, ram trung bình T=300-450, %C0.55-0.65) Phương pháp tôi phân cấp thường được áp dụng cho: Dạng nhiệt luyện nào phải chú ý tránh giòn ram loại II trong số: 0,55-0,65% ram trung bình Nâng cao lượng các nguyên tố hợp kim trong thép Mactenxit tôi và Austenit dư bị phân hóa Hàm lượng nguyên tố hợp kim, không phụ thuộc cacbon trong thép Thường hóa Ủ không hoàn toàn Cacbit được tiết ra Austenit dư khỏi mactenxit tôi không chuyển ở nhiệt độ cao biến ở nhiệt độ cao >0,7% <0,25% Mọi loại thép Thép hợp kim cao Thép cacbon Tôi + ram trung bình Tôi + ram cao Thường hóa Nâng cao hàm lượng cacbon C Austenit chuyển biến thành Mactenxit Chỉ vào hàm lượng cacbon C Tôi + ram cao A Thép có độ thấm tôi cao B 0,3-0,5% D A Thép hợp kim B thấp Tôi + ram thấp B Chi tiết thấm cacbon thường được chế tạo từ thép có hàm lượng cacbon là bn và khi thấm hàm lượng cacbon trên bề mặt tốt nhất là : Thép 0,4-0,6%C, thấm bề mặt đạt 1,4-1,6% C Thép 0,1-0,3%C, thấm bề mặt đạt 1,0-1,2%C Thép sau khi tôi cảm ứng phải tiến hành: Ram cao(T=500650, %C 0.3-0.5) Độ cứng tăng, độ dẻo tang Không ram Nhiệt độ nung và điều kiện làm nguội khi thường hóa thép cacbon là: Nung cao hơn Ac3,Acm và nguội chậm cùng lò Nung thấp hơn Ac3, Acm và nguội chậm cùng lò Nung cao hơn Ac1 và nguội ngoài không khí Mục đích chủ yếu của thấm Nitơ là Tăng độ cứng và tính chống mài mòn của lớp bề mặt 850-900oC Tăng độ cứng và độ dẻo Tăng độ cứng của toàn chi tiết 800-900oC 650-700oC 480-650oC(HRC 65-70) Khi ram thép quy luật thay đổi cơ tính theo sự tăng của nhiệt độ ram như sau: Khoảng nhiệt độ thấm cacbon t0hường dùng là (tổng thể T > Ac3 =900-950, với thép thường T=900, thép hk T=920-950) tổ chức sau thấm M ram và cacbit nhỏ mịn, lõi: tổ chức hạt nhỏ, M kim nhỏ mịn( k có ferit tự do) Khoảng nhiệt độ thấm nitơ thường dùng là Độ cứng tăng, độ dẻo giảm Thép 0,4-0,6%C, Thép 0,1D thấm bề mặt đạt 0,3%C(hàm 1,2-1,4%C lượng C thấp), thấm bề mặt đạt 0,8-1,0%C Ram thấp Ram trung A bình Độ cứng giảm, Độ cứng giảm, C độ dẻo tăng độ dẻo giảm Nung cao hơn Ac3, Acm và nguội ngoài không khí (tĩnh) Tăng độ bền cơ học của chi tiết D 950-1000oC 900950oC( 6064HRC) D 750-800oC 700-750oC B A Nhiệt độ tôi cho thép C40 là khoảng: Độ thấm tôi có ý nghĩa đặc biệt quan trọng đối với: Gia công lạnh nhằm mục đích để:\ Trong các nguyên tố hợp kim sau, nguyên tố nào có tác dụng làm giảm tốc độ nguội tới hạn mạnh nhất? Để dễ cắt gọt, thép hợp kim được làm mềm bằng phương pháp Nói chung, trong các thép sau, thép nào tôi trong dầu? Đặc điểm nổi bật của thấm Nitơ so với thấm cacbon là: 840oC (> Ac3+ 30-50) Thép kết cấu xây dụng Austenit dư và Mactenxit cùng chuyển biến 940oC 640oC Thép kết cấu chế tạo máy Chỉ để giảm ứng suất dư Mo Cr Gang cầu độ bền Thép không gỉ B cao Mactenxit tiết Austenit dư D bớt cacbon tiếp tục chuyển biến D Ni Mn Ủ hoàn toàn(TCT, T=Ac3+20-30, tạo Fe anpha+ peclit tấm) Ủ kết tinh lại(ủ không chuyển biến pha, làm giam độ cứng, tăng độ dẻo , T=600-700) 90CrSi( thép hợp kim) Nhiệt độ thấm cao hơn, chiều dày lớp thấm nhỏ hơn CD100 Nhiệt độ thấm cao hơn, chiều dày lớp thấm cao hơn o Thép gió 80W18Cr4V được tôi ở nhiệt độ 1280 C, 650oC ram ở 560oC, nâng cao tuổi thọ bằng thấm nitơ ở nhiệt độ? Giòn ram loại I gây độ dai cực tiểu khi ram ở 450-500oC khoảng nhiệt độ: Nhiệt luyện sau thấm cacbon như thế nào để một Tôi trực tiếp sau 740oC A Ủ cầu hóa( tạo peclit hạt, T=750-760, giữ 5p, giảm 650660, giữ 5p,...) Ủ đẳng nhiệt D C8s C55 B Nhiệt độ thấm thấp hơn, chiều dày lớp thấm cao hơn 600oC C 530oC Nhiệt độ thấm thấp hơn, chiều dày lớp thấm nhỏ hơn 560oC 350-400oC 280-350oC 500-600oC C Tôi 2 lần + ram Ủ + tôi + ram Thường hóa + A B chi tiết bằng thép cacbon có hình dạng phức tạp đạt được cơ tính làm việc và biến dạng nhỏ? Khi làm nguội chậm Austenit của thép sau cùng tích, pha nào tiết ra trước khi nguội qua điểm Am: Khi làm nguội chậm đẳng nhiệt thép cùng tích ở nhiệt độ 650oC thì Austenit chuyển biến thành: Khi làm nguội chậm thì Austenit của thép cùng tích chuyển biến thành: Muốn có tính cứng nóng, thép hợp kim phải chứa nguyên tố nào? Đặc điểm chung của các nguyên tố Si, Co, Al, Cu trong thép là thấm + ram thấp Cùng tiết ra Xe và F Peclit Ferit Xementit(II) tôi 1 lần + ram thấp Leđeburit Trustit Xoocbit Bainit C Cùng tiết ra Xe và F Cr,Mn Ferit Xementit Leđeburit A Si,Cr Ni,Cr Mo,W D Tạo cacbit mạnh Làm tăng nhiệt độ chuyển biến mactenxit Không tạo cacbit Tạo cacbit yếu Đối với thép kết cấu cacbon trung bình, sự kết hợp tốt nhất giữa giới hạn chảy và chống mài mòn tốt Tôi + ram thấp đạt được bằng: thấp C C B Tôi + ram cao + tôi bề mặt Thấm cacbon Tôi + ram cao Phần II. Tự Luận (3 điểm) Nhíp của ô tô tải nhẹ được chế tạo từ thép C60 có tổ chức ban đầu ở trạng thái cung cấp. Thanh nhíp đó được nhiệt luyện bằng cách tôi ở nhiệt độ T1, và ram ở nhiệt độ T2 phù hợp quy trình nhiệt luyện để có cơ tính đáp ứng với điều kiện làm việc.      Tổ chức của thép trước khi nhiệt luyện (trạng thái cung cấp) là gì? Hãy xác định các nhiệt độ T1 và T2 (nêu rõ phương pháp xác định các nhiệt độ đó) Tổ chức đạt được sau nhiệt luyện như trên Nêu rõ cơ tính đạt được của chi tiết này Sau khi nhiệt luyện như trên, cần áp dụng biện pháp gì tiếp theo để tăng giới hạn mỏi cho chi tiết đó? Hiện tượng gì đã xảy ra khi áp dụng biện pháp này? Giải:  Tổ chức của thép C60 trước khi nhiệt luyện ( trạng thái cung cấp ) là: 0,6%C => Thép trước cùng tích => Ferit + Peclit  Tôi + ram trung bình ( %C : 0,55-0,65%C) Totôi = Ac3 + (30 – 50oC) Theo công thức tam giác đồng dạng, Ac 3−727 0,8−0,6  911−727 0,8−0 => Ac3 =773oC Totôi = (803-823oC) =T1 Tramtrung bình = 300 – 450oC  Tổ chức đạt được sau nhiệt luyện là Trôxit ð  Cơ tính : + Độ cứng giảm (40-45HRC) so với Mtôi + Giới hạn đàn hồi đạt giá trị lớn nhất + Khử bỏ hoàn toàn được ứng suất bên trong  Sau nhiệt luyện, để tăng giới hạn mỏi, ta dùng biện pháp tăng ứng suất nén dư bằng các phương pháp như tiến hành phun bi, lăn ép thậm chí cán, kéo nguội tạo chi tiết tuổi bền tăng 50-100%