Tìm Hiểu Về Quy Trình Luyện Thép C45

Thép C45 là một loại thép có hàm lượng cacbon cao, xấp xỉ khoảng 0,45%, cùng nhiều hợp chất khác cho độ cứng, độ kéo phù hợp để chế tạo khôn mẫu. Thép C45 có ứng dụng cao trong ngành cơ khí xây dựng. Bài viết này vật tư Hải Dương chia sẻ cho bạn đọc về quy trình nhiệt luyện thép C45.

Nếu bạn chưa hiểu rõ về  loại thép C45 là gì? Hãy tham khảo bài viết “Thép C45 là gì? Một số ứng dụng và ưu điểm của thép C45” của vật tư hải dương nhé.

Đặc điểm của thép C45

Ở điều kiện bình thường, độ cứng của thép C45 là 23HRC. Khi cần sử dụng thép C45 với độ cứng cao hơn thì phải sử dụng các phương pháp nhiệt luyện như tôi, ram để độ cứng của thép tăng lên khoảng 57-59 HRC.

Đây là bảng thành phần hóa học tạo nên thép C45

Thép C45 thường được dùng để sản xuất các loại bu lông móng, bu lông lục giác với chỉ số cấp bền 5.6, 5.8. Hoặc sản suất ra các loại bu lông có độ cấp bền cao hơn là 6.8 hay 8.8,… cần phải trải qua một công đoạn nữa đó là quá trình nhiệt luyện. Bằng phương pháp tôi hoặc ram để tăng tính cơ học.

Nhiệt luyện thép C45 là gì?

Nhiệt luyện thép C45 (heat treatment) là quá trình nung nóng thép C45 đến nhiệt độ xác định và giữ nhiệt độ đó trong một khoảng thời gian quy định rồi mới làm nguội với tốc độ nhất định. Nhằm thay đổi tổ chức của thép C45, từ đó biến đổi cơ tính và các tính chất khác theo mong muốn mà không làm thay đổi về hình dáng hay kích thước sản phẩm.

Quá trình nhiệt luyện cần phải tuân thủ về thời gian, kỹ thuật đã quy định. Mọi bước trong quy trình nếu không làm đúng ảnh hưởng rất lớn đến tuổi thọ của sản phẩm. Các đặc tính cơ học của sản phẩm. Đặc biệt trong sản xuất các máy móc cơ khí yêu cầu đạt độ chính xác tuyệt đối.

Các yếu tố ảnh hưởng tới quy trình nhiệt luyện thép C45

Cụ thể khi thực hiện nhiệt luyện thép C45, các yếu tố về nhiệt độ, thời gian, tốc độ nung nóng, tốc độ làm nguội chính là những yếu tố quan trọng quyết định cơ tính và lý tính cảu thép. Trong đó:

• Nhiệt độ núng nóng. Là nhiệt độ cao nhất phải đạt được trong quá trình nung nóng thép C45
• Thời gian giữ nhiệt. Là khoảng thời gian cần thiết để sản phẩm duy trì ở nhiệt độ nung nóng
• Tốc độ nguội. Là độ giảm của nhiệt độ theo thời gian sau thời gian giữ nhiệt

Các phương pháp nhiệt luyện thép C45

Tôi

Tôi là quá trình nhiệt luyện thực hiện nung nóng hợp kim lên với một mức nhiệt độ nhất định để làm xuất hiện tổ chức Austenit. Giữ nhiệt trong thời gian nhất định rồi làm nguội đủ nhanh để Austenit chuyển thành mactenxit hoặc một tổ chức không ổn định khác cho độ cứng cao hơn.

Tôi là kiểu nhiệt luyện rất thông dụng để nâng cao độ cứng và tính chống mài mòn của hợp kim. Thơngf được áp dụng đối với các hợp kim có thể biến chuyển khi nung nóng và làm nguội. Hoặc có sự thay đổi độ hòa tan của các nguyên tố ở trạng thái rắn.

Tôi là kiểu nhiệt luyện rất thông dụng để nâng cao độ cứng và tính chống mài mòn của hợp kim, thường áp dụng đối với các hợp kim có chuyển biến thù hình khi nung nóng và làm nguội hoặc có sự thay đổi độ hòa tan của các nguyên tố ở trạng thái rắn.

Thép là một trong những vật liệu thường được áp dụng phương pháp tôi để nâng cao độ cứng và cơ tính theo ý muốn.

Hiện nay có 2 kiểu tôi là tôi xuyên tâm và tôi mặt ngoài.

• Tôi xuyên tâm

Là hình thức tôi chọn nhiệt độ để tôi thép theo thành phần cacbon trên giản đồ. Thép trước cùng tích và thép sau cùng tích. Sau đó giữ nhiệt đọo và làm nguội nhanh trong nhiều môi trường khác nhau để thu được sản phẩm có độ cứng cả trong lẫn ngoài.

• Tôi mặt ngoài

Là phương pháp thực hiện bằng cách nung và làm nguội nhanh lớp mặt ngoài của chi tiết. Nhằm thu được sản phẩm sau khi tôi có được bề mặt chi tiết với độ cứng cao. Còn phần lõi  vẫn không thay đổi tính chất mềm, dẻo. Phương pháp này áp dụng phổ biến với các  bánh tăng hoặc các trục truyền động xoắn.

Quy trình nhiệt luyện thép c45 bằng phương pháp ủ

Cách thực hiện là nung thép đến nhiệt độ nhất định (khoảng nhiệt từ 200-1000 độ C) và giữ nhiệt độ đó trong một khoảng thời gian lâu dài đồng thời làm ngội chậm cùng với lò để đạt được sản phẩm có đặc tính như mong muốn.

Phương pháp này sẽ làm sản phẩm có độ cứng giảm đi để dễ cắt hơn. Độ dẻo ngược lại sẽ tăng lên để thực hiện quá trình cáp, rập hoặc kéo thép ở trạng thái nguội dễ dàng hơn. Bên cạnh đó, ủ còn được sử dụng nhừm làm giảm hay làm mất ứng suất bên trong sau các nguyên công gia công cơ khí và đúc, hàn hoặc làm nhỏ hạt thép nếu nguyên công trước làm hạt lớn.

Có nhiều phương pháp ủ khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu kỹ thuật và vật liệu cần ủ,

• Ủ hoàn toàn

Là phương pháp được sử dụng khi muốn đạt được độ nhỏ, mịn của hạt thép bị thô do quá trình đúc, rèn luyện quá độ hoặc do nhiệt luyện sai chế độ.

Quy trình được tóm tắt như sau. Chi tiết được đem đi nung nóng đạt nhiệt độ:

T = Ac3 + (30-50oC)

Trong đó, Ac3 là đường cong GS trên giản đồ trạng thái

Ở nhiệt độ tới hạn A3 thì thép sẽ chuyển biến hoàn toàn sang dạng austenite. Nhiệt độ A3 được giữ trong khoảng thời gian nhất định, sau đó thực hiện làm nguội cùng lò ở nhiệt độ 200-5000C, sau đó tiếp tục làm nguội ngoài trời.

Do là một loại thép tốt với cơ tính cao nên thép C45 thường được sử dụng để sản xuất ty ren cao cấp. Tìm hiểu về sản phẩm  ty ren – phụ kiện nối ống luồn dây điện  tại:

https://vattuhaiduong.vn/danh-muc/phu-kien-ong-luon-day-dien/phu-kien-ong-thep-luon-day-dien/

            – Ủ đẳng nhiệt

Là phương pháp ủ được thực hiện nhằm rút ngắn thời gian. Quá trình được tóm tắt như sau:

Chi tiết được đem đi nung nóng đến nhiệt độ A3 + (20 – 300C). Sau đó được giữ ở nhiệt độ này trong một khoảng thời gian nhất định. Rồi mới được chuyển sang lò khác hoặc được làm nguội ở nhiệt độ 680-7000C.

Trong khoảng nhiệt từ 680-7000C, chi tiết sẽ được giữ nhiệt trong khoảng 2-5 giờ sau đó mới được đem đi làm nguội ngoài trời.

• Ủ để được xementit hạt

Là phương pháp được sử dụng cho thép dụng cụ. Nhằm làm thay đổi tổ chức thép từ xementit tấm thành xementit hạt và làm giảm độ cứng để thực hiện cắt gọt chi tiết dễ dàng hơn.

Phương pháp này có ưu điểm hơn phương pháp tôi là giảm, hạn chế độ nứt. Độ biến dạng của sản phẩm. Quá trình thực hiện được tóm tắt như sau:

Thép được nung ở nhiệt độ A1 + (30 – 500C) và được giữ nhiệt từ 6 đến 8 giờ, sau đó thì được giảm nhiệt với tốc độ từ 40 – 50 độ/giờ trong lò tới nhiệt độ 600 – 6500C, tiếp đó mới tiếp tục làm nguội ngoài trời.

• Ủ khử suất

Là phương pháp ủ được tiến hành khi muốn giảm ứng suất (nội lực được sinh ra sau khi đúc, hàn hoặc cán). Hạn chế là thường gây nứt chi tiết. Quy trình ủ được tóm tắt như sau:

Chi tiết được đem đi nung để đạt nhiệt độ tới 500 – 6000C. Mức nhiệt này sẽ được giữ trong một khoảng thời gian nhất định. Sau đó thì chi tiết được làm nguội chậm cùng lò.

Trong thực tế, nhà sản xuất thường tăng nhiệt độ ủ lên tới 650 – 6800C để rút ngắn thời gian giữ nhiệt.

• Ủ không hoàn toàn

Là phương pháp ủ nung nóng thép đến nhiệt độ cao hơn Ac1 và nhỏ hơn Accm . Nhằm đạt được trạng thái không hoàn toàn là Austenit, sau đó thép được giữa ở mức nhiệt đó một khoảng thời gian nhất định thì mới được làm nguội.

Ta có: Tủ = Ac1 + (30-500C)

Thường hóa

Thường hóa là phương pháp nhiệt luyện có các công đoạn như sau:

Thực hiện nung nóng thép đến trạng thái hoàn toàn Austenit (A3 +(30 – 50oC) hay A­cm + (30 – 50oC)). Mức nhiệt này được giữ trong một khoảng thời gian nhất định. Sau đó được làm nguội trong không khí tĩnh để Austenit phân hóa thành peclit. Phân tán thành xocbit với độ cứng tương đối thấp.

Ta có: Tthường hóa = Ac3 hay Accm + (30 – 500C)

Mục đích của phương pháp thường hóa cũng tương tự như phương pháp ủ. Người ta thường sẽ áp dụng phương pháp này cho các trường hợp như:

+ Muốn chi tiết đạt được độ cứng thích hợp để phục vụ cho việc gia công cắt đôú với các loại thép cacbon thấp (£ 0,25%).

+ Làm nhỏ xementit để chuẩn bị cho quá trình nhiệt luyện cuối cùng.

+ Làm mất xementit II ở dạng lưới của thép sau cùng tích.

+ Khử ứng suất trong thép do gia công áp lực.

Ram

Ram thép là phương pháp được sử dụng để làm giảm hoặc làm mất các ứng suất dư sau khi tôi ở mức nhiệt cần thiết. Nhằm tăng tuổi thọ của sản phẩm trong điều kiện khắc nghiệt. Mà vẫn đảm bảo việc duy trì cơ tính của sản phẩm sau khi tôi.

nhiệt luyện thép c45

Quy trình ram được thực hiện tương tự như nhiều phương pháp kể trên. Nung nóng thép đã tôi ở các mức nhiệt độ tới hạn (AC1). Giữ nhiệt độ đó ở một khoảng thời gian sau đó mới làm nguội để mactenxit và austenite dư phân hóa. Thành các tổ chức thích hợp phù hợp với điều kiện làm việc quy định.

Hiện nay, có ba phương pháp ram phổ biến là:

+ Ram thấp

Thực hiện nung nóng thép đã tôi trong khoảng nhiệt độ từ 150 – 2500C để đạt được mactenxit ram.

+ Ram trung bình

Thực hiện việc nung nóng thép đã tôi trong khoảng nhiệt 300 – 4500C để đạt được troxit ram.

+ Ram cao

Thực hiện nung nóng thép đã tôi trong khoảng nhiệt từ 500 – 6500C, để đạt được xoocbit ram.

Ý nghĩa của quy trình nhiệt luyện thép C45

Làm thay đổi tính cơ học, tính chất của sản phẩm để đáp ứng nhu cầu. Thích ứng với điều kiện làm việc. Kết cấu vật liệu thay đổi thường làm giảm khối lượng so với trước khi nhiệt luyện. Do vậy tiết kiệm năng lượng trong quá trình vận hành thực tế….

hi vọng những thông tin tôi cung cấp trên đây có thể giúp bạn đọc hiểu về các phương pháp và quy trình nhiệt luyện thép C45. Mà hiện nay đang được áp dụng phổ biến.