3.3. Ảnh hưởng của thời gian giữ đẳng nhiệt tới cơ tính, tổ chức của gang cầu
Các kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian đẳng nhiệt tới cơ tính, của gang cầu được thể hiện trên hình 9; hình 10 và hình 11.
Hình 9. Thời gian giữ đẳng nhiệt và giới hạn bền kéo của gang cầu ADI
Hình 10. Thời gian giữ đẳng nhiệt và độ dãn dài của gang cầu
Hình 11. Thời giữ đẳng nhiệt và độ cứng của gang cầu ADI
Rất dễ nhận thấy là sự tiết pha cacbit đều đi kèm với chuyển biến thành ferit-bainit ở nhiệt độ tôi thấp. Khoảng thời gian tôi đẳng nhiệt có ảnh hưởng mạnh nhất đến độ dãn dài thông qua quá trình hình thành austenit dư. Trên hình 9, khi thời gian tôi đẳng nhiệt nhỏ hơn 2 giờ, lượng austenit dư tăng theo thời gian, có nghĩa là, độ dãn dài cũng tăng theo thời gian. Khi thời gian tôi kéo dài hơn 2 giờ, lượng austenit dư giảm đi và đã có một phần chuyển thành ferit-bainit và bởi vậy độ dãn dài cũng giảm theo thời gian tôi.
3.4. Nhận xét
Qua nghiên cứu ảnh hướng của thời gian giữ đẳng nhiệt tới cơ tính, tổ chức của gang trên đây thấy rằng:
Khi thời gian giữ đẳng nhiệt tăng từ 1h đến 2h thì giới hạn bền kéo và độ dãn dài đều tăng, thời gian tôi đẳng nhiệt 2 giờ có thể đạt được các giá trị: độ bền σb = 975 MPa, độ dãn dài δ = 6 %: phù hợp với quy luật khi thay đổi nhiệt độ đẳng nhiệt, trong khi ấy độ cứng của gang cầu lại giảm phù hợp với thực tế.
Ở đây có thể nhận thấy tại thời gian giữ đẳng nhiệt 2 giờ, nhiệt độ 380°C là điểm tối ưu. Tuy nhiên, giá trị này chỉ đúng với gang cầu ADI dùng Cu làm nguyên tố hợp kim.
Do vậy, khi xem xét chế độ nhiệt luyện (ảnh hường của thời gian giữ đẳng nhiệt tới cơ tính, tổ chức của gang cầu), cần nghiên cứu tiếp ảnh hưởng của hàm lượng Cu đến cửa sô cua quá trình.
Hình 12. Tổ chức nền kim loại và graphit (T=360°C, thời gian – 1,5h)
Cơ tính của gang cầu sau khi nhiệt luyện phụ thuộc vào nền kim loại. Nghiên cứu bán chất của quá trình nhiệt luyện là nghiên cứu động học của quá trình (nhiệt độ và thời gian). ứng với mỗi một cực độ nhiệt luyện tức là nhiệt độ và thời gian khác nhau ta sẽ nhận được các tổ chức pha khác nhau (tỷ lệ % pha khác nhau). Vì vậy mà cơ tính của gang cầu cũng khác nhau.
4. Kết luận
Từ những kết quả nghiên cứu về gang cầu ADI chứa 0,40 % Cu, có thể rút ra những kết luận sau đây:
Cấu trúc ở trạng thái đúc của gang dùng thí nghiệm chủ yếu là peclit (trên 70%), mức độ cầu hoá đạt trên 90 %.
– Độ bền, độ dãn dài và độ cứng của gang phụ thuộc vào lượng ferit-bainit và austenit dư trong gang, những thông số này lại phụ thuộc vào thời gian và nhiệt độ tôi đẳng nhiệt.
– Độ bền, độ dãn dài và độ cứng của gang phụ thuộc vào lượng ferit-bainit và austenit dư trong gang, những thông số này lại phụ thuộc vào thời gian và nhiệt độ tôi đẳng nhiệt.
– Đối với gang chứa 0,40 % Cu, cửa sổ quá trình được thiết lập là nhiệt độ tôi 380°C, thời gian 2 giờ. Cấu trúc đạt được là ferit-bainit, austenit dư và một ít mactcxit. Giới hạn bền kéo cực đại đạt được là 975 MPa, độ dãn dài xấp xỉ 6 %.
– Dùng Cu là nguyên tố hợp kim có thể cải thiện được độ dãn dài nhưng lại làm giảm độ bền của gang AOI so với khi dùng Mo là nguyên tố hợp kim.
[symple_box color=”gray” text_align=”left” width=”100%” float=”none”]
Tài liệu trích dẫn
- Nguyễn Hữu Dũng, Lý thuyết các quá trình đúc, NXB KHKT, 2001, tr. 300
- Nguyễn Văn Thái, Báo cáo chuyên đề về gang ADI, ĐHBKHN, 2005
- R.C Thomson, Modelling microsostructural evalution and mechanical properties of austempered ductile iron, http://www.google.com
- P. J. J, Low temperature impact test in austempered ductile iron and other spheroidal graphite calst iron struc- ture, http://www.google.com
- Hoàng Trung Thông, Đồ án tốt nghiệp kỹ sư, ĐHBK Hà Nội, 2005
[/symple_box][symple_clear_floats]
