(2.20) Trong đó:
6.3.3. Chuyển biến của γγγγ khi làm nguội nhanh - chuyển biến Mactenxit
Chủ biên: Lê Văn Cương
Tel: (031)3829890 Mobile: 0904.174883 E-mail: levcuong_kdt@yahoo.com.vn
Page: 119 A4 (210 x 297) mm
Nếu giữ nhiệt ở các nhiệt độ khác nhau, quả cầu P phát triển và có thể tạo thành các dạng tấm lớn P, tấm nhỏ X, hay dạng kim T.
Chủ biên: Lê Văn Cương
Tel: (031)3829890 Mobile: 0904.174883 E-mail: levcuong_kdt@yahoo.com.vn
Page: 120 A4 (210 x 297) mm
6.3.3.3. Đặc điểm của chuyển biến Mactenxit
- Chỉ xảy ra khi tốc độ nguội lớn hơn một tốc độ nguội xác định
- Chỉ xảy ra khi làm nguội liên tục trong một khoảng nhiệt độ xác định với nhiệt độ bắt đầu Ms và kết thúc là Mf. Ở trong khoảng Ms ÷ Mf nếu ta dừng làm nguội thì chuyển biến M bị dừng lại.
Vị trí của hai điểm Ms và Mf của chuyển biến M chỉ phụ thuộc vào thành phần cacbon và nguyên tố hợp kim trong γ, ngoài ra không phụ thuộc vào các yếu tố khác kể cả tốc độ nguội nhanh hay chậm. Auxtenit càng chứa nhiều cacbon và nguyên tố hợp kim (Si, Al, Co) thì các điểm Ms và Mf càng hạ thấp.
- Chuyển biến M xảy ra theo dạng bùng nổ: Cùng một lúc tạo ra hàng loạt các kim M và phát triển với tốc độ rất nhanh (108cm/s). Sự va đập của các kim M tạo ra các vết nứt tế vi trong tổ chức M.
- Chuyển biến M xảy ra ở nhiệt độ thấp (thường < 2000C), cacbon hầu như không khuếch tán nên giữ nguyên vị trí hoặc nếu có dịch chuyển thì độ dịch chuyển
∆x < a
Mạng γ chuyển thành mạng α tương ứng là mạng A1 chuyển thành mạng A2
theo cơ chế trượt mạng gây xô lệch mạng nên bị biến cứng. Các nguyên tử cacbon đi vào lỗ hổng khối 8 mặt của mạng α làm giãn chiều cao của mạng tạo ra mạng M là mạng chính phương thể tâm. Giữa mạng γ và M có mối quan hệ
500 400 300 200 100
0 20
-100 -200
0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6
0C
%C
Ms
Mf
Chủ biên: Lê Văn Cương
Tel: (031)3829890 Mobile: 0904.174883 E-mail: levcuong_kdt@yahoo.com.vn
Page: 121 A4 (210 x 297) mm
- Mặt (110) của M // mặt (100) của γ - Mặt (111) của(M) // mặt (110) của γ Cơ chế trượt mạng:
Cacbon đứng sẵn ở lỗ hổng khối 8 mặt làm giãn chiều cao của mạng tạo mạng chính phương thể tâm.
* Chuyến biến M là chuyển biến không hoàn toàn:
Khi kết thúc quá trình chuyển biến, trong tổ chức M bao giò cũng còn một lượng γ dư. (γ dư: là tổ chức γ tồn tại trong M ở nhiệt độ thường).
Nguyên nhân: Do thể tích riêng của M lớn hơn thể tích riêng của γ mà cụ thể là 17
, V 1 VM
>
γ
nên khi γ chuyển biến thành M sẽ tạo trường ứng suất dư quá lớn do vậy chuyển biến dừng lại và tồn tại γ dư.
Lượng γ dư trong thép phụ thuộc vào các yếu tố sau:
+ Vị trí điểm Mf. Điểm Mf càng thấp dưới 200C thì lượng γdư càng nhiều. Vậy mọi yếu tố hàm hạ thấp điểm Mf đều làm tăng lượng γ dư.
%M 100 %
0 M S 20 0C M f T 0
%γd− %γd−
c a
Chủ biờn: Lờ Văn Cương
Tel: (031)3829890 Mobile: 0904.174883 E-mail: levcuong_kdt@yahoo.com.vn
Page: 122 A4 (210 x 297) mm
+ Thành phần hoỏ học của γ: Ta biết rằng lượng cacbon trong 2 pha γ và M là bằng nhau khi hàm lượng cacbon của M càng cao thỡ độ chớnh phương
a
c và thể tớch riờng càng lớn nờn càng nhiều γ khụng chuyển biến được do vậy càng nhiều γ dư.
* Nhiệt độ bắt đầu và kết thỳc chuyển biến:
M thay đổi theo thành phần hoỏ học của thộp với thộp cacbon và cỏc nguyờn tố hợp kim thỡ Ms và Mf nhỏ.
6.3.3.4. Cơ tớnh của M
* Độ cứng của M:
Mactenxit là dung dịch rắn quỏ bóo hoà của cacbon trong α, do vậy độ cứng của M chỉ phụ thuộc vào lượng cacbon ở trong nú. Cacbon càng cao, độ chớnh phương của M càng lớn, mạng tinh thể càng xụ lệch, độ cứng càng cao, khả năng chịu mài mũn tốt.
Thộp cú lượng cacbon quỏ thấp (%C < 0,25%) thỡ M được tạo ra khụng thể đạt được độ cứng cao, khụng đủ chống mài mũn. Thụng thường dựng thộp cú hàm lượng cacbon lớn hơn 0,4% thỡ M tạo ra cú độ cứng cao mới đủ khả năng chống mài mũn xong với thộp cú %C > 0,6% thỡ lượng γ dư sau chuyển biến M nhiều, lỳc này độ cứng của thộp là độ cứng chung chủ yếu là của M và γ dư do đú sẽ thấp hơn độ cứng của bản thõn pha M.
* Độ dũn của M:
độ chính phương c/a
0 0,2 0,4 0,6 %C
Độ cứng HRC
60 50 40 30
20 0,2 %C
Chủ biên: Lê Văn Cương
Tel: (031)3829890 Mobile: 0904.174883 E-mail: levcuong_kdt@yahoo.com.vn
Page: 123 A4 (210 x 297) mm
Nhược điểm của M là tính dòn cao, đặc điểm này có liên quan đến độ cứng và ứng suất dư trong nó. Tuy nhiên, tính dòn của M cũng dao động trong một phạm vi khá rộng phụ thuộc vào một số yếu tố sau:
+ Độ cứng của M càng cao thì tíh dòn càng lớn, do vậy M càng chứa nhiều cacbon thì càng cứng và càng dòn. Tuy nhiên, với cùng thành phần cacbon như nhau, độ cứng như nhau nhưng tính dòn có thể khác nhau nếu kích thước hạt M khác nhau.
+ Ứng suất dư tạo thành có ảnh hưởng lớn đến tính dòn gồm có ứng suất nhiệt (do thay đổi nhiệt độ xuất hiện khi nung và làm nguội) và ứng suất tổ chức (do sự chuyển biến tổ chức).
6.4. CHUYỂN BIẾN KHI NUNG THÉP ĐÃ TÔI
Sau khi tôi, đạt được tổ chức M và một lượng γ dư do vậy, người ta phải nung nóng lại đến các nhiệt độ thấp hơn Ac1. Nguyên công này được gọi là ram. Mục đích của việc làm trên là đưa tổ chức sau khi tôi về tổ chức ổn định hơn.