Hardened Steel Đặc Trưng Vật Liệu

Thép tôi cứng thường được dùng để chỉ thép có hàm lượng carbon trung bình hoặc cao đã trải qua xử lý nhiệt, sau đó là quá trình tôi (quenching) và ram (tempering). Quá trình tôi tạo ra cấu trúc martensite không ổn định, và tỷ lệ martensite này được giảm xuống mức mong muốn trong quá trình ram. Đây là trạng thái phổ biến nhất của các sản phẩm hoàn thiện như dụng cụ và linh kiện máy móc. Ngược lại, cùng một thành phần thép ở trạng thái ủ (annealed) sẽ mềm hơn, đáp ứng yêu cầu tạo hình và gia công.

Tùy thuộc vào nhiệt độ và thành phần của thép, nó có thể được làm cứng hoặc làm mềm. Để làm cứng thép, cần phải nung nóng đến nhiệt độ rất cao. Độ cứng cuối cùng của thép phụ thuộc vào hàm lượng carbon có trong kim loại. Chỉ thép có hàm lượng carbon cao mới có thể được làm cứng và ram. Nếu kim loại không chứa đủ lượng carbon cần thiết, cấu trúc tinh thể của nó sẽ không thể bị phá vỡ, và do đó cấu trúc vật lý của thép sẽ không thể thay đổi.

Thường thì thuật ngữ "tôi cứng" được liên kết với thép đã ram. Cả hai quá trình này thường được thực hiện song song khi làm cứng thép. Quy trình hai giai đoạn bắt đầu bằng việc làm cứng thép để nó trở nên cứng hơn và không bị mài mòn theo thời gian. Tuy nhiên, quá trình này thường khiến thép trở nên rất giòn và dễ gãy trong quá trình sử dụng. Quá trình ram làm giảm nhẹ độ cứng của thép đã tôi, nhưng cải thiện chất lượng tổng thể của sản phẩm bằng cách làm cho thép ít giòn hơn nhiều.

Hai quá trình chính của tôi cứng và ram có thể được chia thành bốn bước cơ bản. Đầu tiên, một mảnh thép carbon được nung dần đến khi đạt nhiệt độ trên ngưỡng nhiệt độ tới hạn của hợp kim. Sau đó, thép được làm nguội nhanh (quenching), thường trong nước hoặc dầu (mặc dù các phương pháp khác như dung dịch muối hoặc natri hydroxit đôi khi được sử dụng để đạt được kết quả nhất định). Lúc này, thép đạt độ cứng tối đa theo hợp kim, nhưng như đã đề cập, cũng rất giòn.

Tại bước này, quá trình ram thường được thực hiện để đạt được sự cân bằng hữu ích giữa độ cứng và độ dai. Thép được nung dần đến khi xuất hiện các màu sắc ram mong muốn, thường ở nhiệt độ thấp hơn đáng kể so với ngưỡng tới hạn của hợp kim. Các màu sắc khác nhau trong phổ ram thể hiện sự cân bằng khác nhau giữa độ cứng và độ dai, vì vậy các mức độ ram khác nhau sẽ phù hợp với các ứng dụng khác nhau.

Cuối cùng, thép được làm nguội nhanh một lần nữa để "cố định" mức độ ram mong muốn. Một thợ rèn hoặc thợ gia công kim loại lành nghề có thể tinh chỉnh hiệu suất của một dụng cụ hoặc vật phẩm thép một cách chính xác chỉ dựa trên quan sát cẩn thận các màu sắc ram. Một biểu đồ minh họa quá trình này có thể giúp dễ hiểu hơn về khái niệm này.

Mặc dù hầu hết mọi người không thể xác định liệu thép đã trải qua quá trình tôi cứng và ram chỉ bằng cách quan sát, nhưng có một phương pháp kiểm tra đáng tin cậy và đơn giản. Khi kiểm tra một mảnh thép, hãy sử dụng một chiếc dũa cầm tay để mài vào cạnh của kim loại được chọn. Nếu mảnh thép chưa trải qua quá trình tôi cứng và ram, dũa sẽ dễ dàng "ăn" vào mẫu. Ngược lại, nếu thép đã được tôi cứng, dũa sẽ không cắt được mẫu mà chỉ lướt qua với tác động rất nhỏ, hầu như không để lại dấu vết rõ ràng.

Kiểm tra độ cứng bề mặt bằng thang đo Vickers: Các vật phẩm thép được tôi cứng bề mặt, bắt đầu từ thép carbon thấp (hàm lượng carbon từ 0.5 - 1.5%), cũng có thể được phân loại là thép tôi cứng.

Cách sử dụng biểu đồ
» Ý nghĩa của ký hiệu:
OK: Khuyến nghị sử dụng.
△: Cần kiểm tra trước khi sử dụng.
X: Không khuyến nghị sử dụng.
» Biểu đồ này chỉ cung cấp kết quả cho một hóa chất và một loại vật liệu. Nếu khách hàng sử dụng nhiều loại hóa chất cùng lúc, vui lòng chọn vật liệu theo kinh nghiệm.
» Biểu đồ này chỉ mang tính tham khảo, không áp dụng cho mọi môi trường làm việc. Vui lòng thiết kế thiết bị dựa trên kinh nghiệm thực tế.