Tag: Lê Thị Chiều

26

Ảnh hưởng của thời gian khuếch tán tới chất lượng lớp thấm cacbon-nitơ khi sử dụng hỗn hợp khí công nghiệp

Chất  lượng  lớp  thấm không chỉ phụ  thuộc vào hàm lượng các nguyên tố thấm mà còn phụ thuộc vào sự phân bố các nguyên tố đó trong lớp thấm.

The effect of diffusion time on quality of carbonitriding depth in case using industrial gas

Lê Thị Chiều
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

TÓM TẮT

   Chất lượng lớp thấm cacbon-nitơ phụ thuộc vào chế độ khuếch tán khi thực hiện thấm. Bài báo này minh hoạ nhận định trên khi thực hiện chế độ thấm khuếch tán và không khuếch tán cho thép 18CrMnTi và 20CrMo. Ngoài ra, quá trình khuếch tán và chất lượng lớp thấm còn chịu ảnh hưởng của hình dáng bề mặt của chi tiết.

ABSTRACT

   The diffusion during carbonitriding is one of most important factors affecting quality of treated parts. To prevent the high concentration of carbon on the parts surface, the diffusion time should be controlled. It is demonstrated for C20 and 20XM steels samples. The parts shape also influences quality of carbonitriding depth.

1. Mở đầu

    Thấm C-N là quá trình bào hõa bề mặt thép đồng thời hai nguyên tố C và N ở dạng nguyên tử (Cnt và Nnt) làm tăng độ cứng, khả năng chống mài mòn cho bề mặt chi tiết, trong khi lõi vén giữ được độ dai, có khả năng chịu uốn, xoắn, chịu mỏi. Thép sử dụng để thấm thường có hàm lượng cacbon thấp (nhỏ hơn 0,3 %) và một số nguyên tố hợp kim có khả năng tạo cacbit và nitơrit như crôm, mangan, môlipđen,… Quá trình thấm được thực hiện bằng cách đặt chi tiết trong môi trường có hàm lượng cacbon và nitơ nguyên tử cao hơn nhiều so với hàm lượng các nguyên tố đó trong thép. Cacbon và nitơ khuếch tán vào bề mặt thép rồi tiếp tục khuếch tán sâu vào bên trong, kết hợp với sắt và các nguyên tố hợp kim, tạo nên các hợp chất có độ cứng cao. Độ cứng giảm dần từ ngoài vào lõi. Chất lượng lớp thấm không chỉ phụ thuộc vào hàm lượng các nguyên tố thấm mà còn phụ thuộc vào sự phân bố các nguyên tố đó trong lớp thấm.

    Chất lượng lớp thấm sẽ cao hơn nếu hàm lượng các nguyên tố C, N giảm từ ngoài vào trong một cách điều hoà, không thay đổi đột ngột. Nếu nồng độ chất thấm giảm đột ngột, cơ tính lớp thấm giảm đột ngột, có thể dẫn đến bóc, vỡ lớp thấm [1].

    Xác định giá trị độ cứng theo chiều sâu lớp thấm là xác định gián tiếp sự sự phân bố và cũng là sự khuếch tán của cacbon và nitơ để tạo nên lớp thấm. Để đạt được điều đó cần phải khống chế môi trường thấm và đặc biệt là phải điều chỉnh được quá trình khuếch tán của C và N.

    Quá trình khuếch tán tuân theo định luật Fick II:

Công thức

    trong đó: Cx là hàm lượng cacbon tại khoảng cách x trong lớp thấm, Co là hàm lượng cacbon ban đầu trong thép, Cs là hàm lượng cacbon trên bề mặt thép, x là chiều dày lớp thấm, D là hệ số khuếch tán phụ thuộc vào bản chất của nguyên tố thấm, nhiệt độ và vào môi trường khuếch tán. Tại nhiệt độ thấm thép có tổ chức austenit (γ). Biểu thức của định luật Fick II cũng cho thấy sự phụ thuộc của quá trình thấm vào môi trường thấm.

    Trong biểu thức của định luật Fick II, thấy rõ là ở nhiệt độ thấm xác định, với một loại thép xác định (Co = constant), chiều dày lớp thấm (x) và thời gian thấm (t) phụ thuộc cào Cs. Trong điều kiện cân bằng, Cs có giá trị bằng hàm lượng các nguyên tố thấm của môi trường tiếp xúc với chi tiết (Cp). Do có sự chênh lệch giữa Cs và Co, cácbon và nitơ khuếch tán dần vào phía trong, sự chênh lệch đó chính là động lực của quá trình khuếch tán. Chất lượng lớp thấm phụ thuộc vào hàm lượng cácbon trên bề mặt và vào sự khuếch tán của chúng trên lớp thấm. Cơ tính của lớp thấm tốt nhất khi tổng hàm lượng cacbon và nitơ trên bề mặt đạt 1 đến 1,3 % [1]. Nếu tổng hàm lượng các nguyên tố thấm quá nhỏ, lớp thấm không đủ độ cứng, còn nếu quá lớn sẽ tạo muội hoặc khuyết tật [2]. Nếu môi trường tạo ra lượng các nguyên tử của nguyên tố thấm nhỏ, độ cứng bề mặt sẽ thấp vì hàm lưọng các pha cứng thấp. Ngược lại nếu nồng độ cacbon và nitơ tạo ra quá lớn, các nguyên tử được hấp phụ trên bề mặt thép lớn, bề mặt thép có hàm lượng cac nguyên tố thấm quá cao, tạo nên nhiều cacbit và nitơrit dẫn đến austenit trở nên nghèo nguyên tố hợp kim, tốc độ tôi tới hạn giảm, hoặc tạo ra austenit dư lớn. Cả hai trường hợp đều làm giảm chất lượng bề mặt [3].

Pages: Page 1, Page 2, Page 3
25

Xử lý austenit dư trong lớp thấm C-N bằng phương pháp gia công lạnh sâu

Việc xác định lượng austenit dư hiện nay rất khó khăn bằng phương pháp hiển vi quang học hoặc phương pháp rơngen. Tuy nhiên khi làm lạnh sâu các mẫu sau tôi có thể nhận biết mức độ chuyển biến austenit-mactenxit qua sự thay đổi độ cứng tế vi của mẫu

Deep cooling treatment to reduce the retained austenite in carbonitriding depth

Lê Thị Chiều
Trường ĐHBK HN

TÓM TẮT

    Sự thay đổi tổ chức và độ cứng tế vi khi gia công lạnh với nhiệt độ và thời gian khác nhau cho phép nhận biết và có thể khống chế mức độ chuyển biến austenit dư-mactenxit trong lớp thấm của các mẫu đã thấm cacbon-nitơ và tôi. Nhờ vậy có thể thay đổi tính chất lớp thấm bằng gia công lạnh.

ABSTRACT

    Nitrogen lowers the transformation temperature of austenite, delays the transformation of austenite to marten- site at ambient temperature. The low hardness resulting from retained austenite is undesirable in many applica- tions. The amount of retained austenite can be significantly decreased by cooling the quenched parts to (-100 + – 20)°C and it results in increasing hardness of samples.

1. Mở đầu

1.1. Sự có mặt và vai trò của austenit dư

    Sự có mặt của nitơ trong lớp thấm cacbon-nitơ có tác dụng hạ thấp điểm Md (điểm chuyển biến từ austenit sang mactenxit). Vì vậy khi làm nguội đến nhiệt độ thường sau tôi, trong lớp thấm cacbon- nitơ luôn tồn tại austenit dư, nhất là vùng sát bề mặt [1]. Lượng austenit dư quá lớn, (lớn hơn 50%) sẽ làm giảm mạnh độ cứng, tính chống mài mòn [2], giảm độ bền tiếp xúc và độ bền mỏi của chi tiết. Hơn nữa, trong quá trình chi tiết làm việc, austenit dư có thể chuyển biến thành mactexit làm tăng thể tích, sinh biến dạng và tạo ứng suất dư, có thể dẫn đến giòn, nứt. Mặt khác, với một lượng austenit dư hợp lý, trong khoảng (25-40)% lớp thấm sẽ có độ bền uốn cao, có độ dai va đập tốt và giảm thiểu các điểm tập trung ứng suất, độ bền uốn và độ dai va đập đều tăng [3]. Nếu austenit dư chỉ còn (10-20)%, độ dai của lớp thấm giảm, khả năng chống mài mòn cũng giảm. Có thể nói austenit dư vừa là tốt vừa là xấu đối với lớp thấm cacbon-nitơ.

    Khi làm lạnh sâu chi tiết có chứa austenit dư, tuỳ theo nhiệt độ và thời gian xử lý, austenit có thể chuyển biến thành mactenxit gần hết hoặc từng phần [4].

    Việc xác định lượng austenit dư hiện nay rất khó khăn bằng phương pháp hiển vi quang học hoặc phương pháp rơngen. Tuy nhiên khi làm lạnh sâu các mẫu sau tôi có thể nhận biết mức độ chuyển biến austenit-mactenxit qua sự thay đổi độ cứng tế vi của mẫu, từ đó điều chỉnh được các thông số thấm có ảnh hưởng đến sự tồn tại của austenit dư để đạt được cơ tính theo yêu cầu. Đó chính là nội dung nghiên cứu được trình bầy trong bài báo này.

1.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới hàm lượng austenit dư

1.2.1. ảnh hưởng của tổng hàm lượng cacbon và nitơ

    Lượng austenit dư trong lớp thấm phụ thuộc mạnh vào tổng lưọng hai nguyên tố thấm. Khi tổng lượng C+N tăng, lượng austenit dư tăng dần, đạt cực đại và sau đó giảm. Ví dụ với thép 20XΓT (theo tiêu chuẩn Nga), austenit dư cực đại là (40÷50%) khi tổng lượng (C+N) = 0,95% [2]. Trong thép 25X(M austenit đạt giá trị cực đại (45-60%) khi tổng lượng (C+N) = (0,951-1,2) % (hình 1). Tiếp tục tăng tổng hàm lượng (C+N), lượng austenit dư giảm vì lúc đó nitơ có điều kiện tập trung thành phân tử (N2) tạo nên các bọt khí dạng lỗ đen làm giảm độ bền lớp thấm [2,4].

Hình 1

Hình 1. Sự phụ thuộc của austenit dư vào tổng lượng C+N

1.2.2. Ảnh hưỏng của loại thép

    Lượng austenit dư còn phụ thuộc vào loại thép.

    Với các thép chỉ chứa các nguyên tố tạo cacbit mạnh như Mn, Cr, Ti, thép 20XΓT, 20X (tiêu chuẩn Nga), khi thấm, do hàm lượng cacbon và nitơ trên bề mặt cao hơn trong lõi, các nguyên tố hợp kim chủ yếu nằm trong hợp chất với các cacbon và nitơ. Trong lớp thấm chứa một lượng lớn cacbit và nitơrit. austenit trở nên nghèo nguyên tố hợp kim nên sau khi tôi, lượng austen- it dư không lớn. Gia công lạnh không có tác dụng tăng độ cứng vì không có chuyển biến austenit- mactenxit. Với các thép có thêm môlipđen hoặc môlipđen và niken: niken không tạo cacbit, làm ổn định austenit, làm tăng mạnh austenit dư.

Pages: Page 1, Page 2, Page 3
12

Công nghệ thấm nitơ cho khuôn mới và khuôn đùn ép nhôm hình đã qua sử dụng

Bài báo này đề cập kết quả nghiên cứu sự thay đổi tổ chức tính chất khi thấm lại nitơ khuôn đã qua sử dụng nhiều lần. Xác định công nghệ thấm nitơ hợp lý, thời điểm cần thấm lại, số lần thấm lại tối đa,… để tuổi thọ làm việc của khuôn tốt nhất.

Nitriding for new and used extrusion dies

Lê Thị Chiều, Nguyễn Văn Tư
ĐHBK Hà Nội
Nguyễn Anh Sơn

Tóm tắt

   Để tăng thời gian phục vụ, sau một thời gian vận hành, khuôn thường được thấm lại nitơ. Bài báo này đề cập kết quả nghiên cứu sự thay đổi tổ chức tính chất khi thấm lại nitơ khuôn đã qua sử dụng nhiều lần. Xác định công nghệ thấm nitơ hợp lý, thời điểm cần thấm lại, số lần thấm lại tối đa,… để tuổi thọ làm việc của khuôn tốt nhất.

Abstract

   To improve performance of extrusion die, after number of exploitation periods, the dies must be renitrided. This paper presents the change of micro structure and properties of die after a lot of nitriding. The problem is how many times can be applied renitriding for a die to prevent deterioration during service? This study is to try to find out solution of this problem

 1. Đặt vấn đề

   Khuôn đùn ép nhôm hình là chi tiết làm việc ở nhiệt độ khá cao (450-500°C), thời gian kéo dài, chịu tải trọng lớn, thay đổi và chịu mài mòn. Thép làm khuôn đùn ép SKD61 (theo tiêu chuẩn JIS G4404 (1983)-Nhật bản có thành phần: (0,32÷0,42)%C; (0,8÷1,2)%Si; ≥0,5%Mn; (4,5÷5,5)%Cr, (1÷1,5)%Mo; (0,8÷1,2)%V) là loại thép hợp kim có hàm lượng cacbon trung bình. Sau khi nhiệt luyện hoá tốt thép sẽ có độ dai cao, chịu lực tốt kể cả va đập nhưng chịu mài mòn không cao. Để cải thiện khả năng chịu mài mòn nhất là ở nhiệt độ cao người ta thường phải tiến hành thấm nitơ. Theo [1] thấm nitơ không những làm tăng độ cứng và tính chịu mài mòn bề mặt mà còn nâng cao tính cứng nóng và bù lại lượng kim loại mất đi do mài mòn. Khuôn làm việc tốt nhất khi lõi có độ cứng (48÷53) HRC, bề mặt (62÷65) HRC.

2. Thực nghiệm

   Các mẫu mới và mẫu cắt ra từ khuôn hỏng do nhà máy nhôm thuộc Công ty Cơ khí Đông Anh cung cấp theo hợp đồng nghiên cứu. Độ cứng tế vi và phân tích tổ chức thực hiện trên máy DURAMIN và kính hiển vi quang học AXIOVERT100 trên kính hiển vi điện tử quét.

   Thấm nitơ quy mô thí nghiệm thực hiện trong lò thấm ở trường ĐHBK Hà Nội, quy mô công nghiệp tại Công ty Cơ khí Đông Anh. Chất thấm nitơ là NH3 do Công ty đạm Hà Bắc chế tạo. Mẫu thấm được đánh bóng và tẩy sạch trong cùng một điều kiện.

3. Kết quả và thảo luận

3.1. Công nghệ thấm nitơ cho khuôn mới

   Đã tiến hành nhiều mẻ thấm ở các nhiệt độ và thời gian thấm khác nhau, đồng thời thay đổi lưu lượng khí thấm, môi trường thấm để có tỷ lệ phân huỷ NH3 khác nhau. Để tránh bị ôxy hoá, chi tiết thấm được đưa vào lò ở nhiệt độ dưới 350°C. Chất chi tiết vào lò nguội thì tốt nhưng chu kỳ sản xuất kéo dài và không tận dụng được nhiệt khi thấm nhiều mẻ liên tiếp. Sau khi đóng chặt nắp lò, sục NH3 vào lò để đuổi hết không khí ra ngoài. Nâng dần nhiệt độ lò lên nhiệt độ thấm và đưa NH3 để bảo vệ (lưu lượng NH3 bảo vệ cho 1 m3 dung tích lò khoảng 20÷30 dm3/m3.phút).

   Hai dạng công nghệ tốt nhất được xem xét trình bày trên hình 1 và 2.

   Chế độ thấm nitơ 1 cấp (hình 1)

Hình 1. Sơ đồ công nghệ thấm nitơ 1 cấp

Hình 1. Sơ đồ công nghệ thấm nitơ 1 cấp

   Công nghệ thấm một cấp là: nhiệt độ thấm 530°C, thời gian 7 giờ, độ phân huỷ NH3: (55÷60)% (Độ phân huỷ được đo qua hệ thống đặt ngoài lò, đo bằng tỷ số thể tích của NH3 tan trong nước, H2 và N2 là các sản phẩm phân huỷ của nó). Sau khi đủ thời gian thấm làm nguội đến (200÷250)°C giữ ở đó 2 giờ, đuổi hết khí ra, mở lò đưa chi tiết ra nguội ngoài không khí. Nếu làm nguội chậm cùng lò thì không cần giữ ở (200÷250)°C. Giữ nhiệt ở (200÷250)°C có tác dụng tạo nhiều mầm nitơrit phân tán do đó hạn chế các hạt nitơrit thô to.

Hình 2. Sơ đồ công nghệ thấm nitơ 2 cấp

Hình 2. Sơ đồ công nghệ thấm nitơ 2 cấp

   Chế độ thấm 2 cấp được sơ đồ hoá trên hình 2 bao gồm: nhiệt độ 530°C, thời gian 7 giờ. Nửa chu kỳ đầu: độ phân huỷ NH3: (50-55)%; nửa chu kỳ sau: độ phân huỷ (70-75)%. Sự phân bố độ cứng trên bề mặt và theo chiều sâu lớp thấm nêu trong bảng 1.

Bảng 1. Sự phân bố độ cứng trên bề mặt và theo chiều

Bảng 1. Sự phân bố độ cứng trên bề mặt và theo chiều

   Nhận thấy độ cứng bề mặt khá đều, độ cứng giảm dần từ ngoài vào trong, lõi đạt yêu cầu cho khuôn làm việc lâu dài, chiều dày lớp thấm hợp lý. Tổ chức lớp thấm xem trên hình 3.

Pages: Page 1, Page 2, Page 3
10

Tạo lớp thấm cacbon-nitơ với pha hóa bền phân tán cho thép dụng cụ SKD61 và SKD11 trong môi trường lỏng ở nhiệt độ thấp

Các  lớp  thấm phủ bề mặt được sử dụng nhằm  làm  tăng  tuổi  thọ dụng cụ như khuôn dập nóng, khuôn dập nguội,… Trong số đó lớp thấm khuếch tán đồng thời cacbonitơ được sử dụng rất phổ biến vì có tính công nghệ và hiệu quả cao.

Low temperature carbonitriding of die steels SKD61 and SKD11 by liquid method for diffusion layer with dispersive carbide and nitride particles

NGUYỄN VĂN HIỂN và LÊ THỊ CHIỀU
Khoa Khoa học và công nghệ vật liệu, trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Tóm tắt

   Các lớp thấm phủ bề mặt được sử dụng nhằm làm tăng tuổi thọ dụng cụ như khuôn dập nóng, khuôn dập nguội,… Trong số đó lớp thấm khuếch tán đồng thời cacbonitơ được sử dụng rất phổ biến vì có tính công nghệ và hiệu quả cao. Trong trường hợp tổng quát, lớp thấm chứa một dải liên tục các pha cacbonitrit cứng như γ’, thậm chí ε hay ξ. Các pha này tạo thành “lớp trắng” trên bề mặt dụng cụ, làm giảm độ bền chống mòn vì chúng rất giòn, có thể gây mẻ, vỡ dụng cụ trong quá trình làm việc. Để khắc phục, các tác giả đề xuất phương pháp thấm cacbon-nitơ nhiệt độ thấp (520 -560°C) trong môi trường lỏng không độc cho hai mác thép dụng cụ điển hình SKD61 và SKD11. Lớp thấm tạo thành có tổ chức với các pha hoá bền là cacbit, nitrit hoặc cacbonitrit như V8C7, Mo2C, Cr1.75V0.25N2, Fe4(NC),… phân bố phân tán và chỉ tạo thành “lớp trắng” rất mỏng. Lớp thấm có độ cứng khoảng 900 HV trên bề mặt và giảm dần khi vào sâu trong lõi. Với tổ chức như vậy, độ cứng đạt khá cao trong khi độ giòn được giảm mạnh làm cho tuổi thọ dụng cụ được tăng lên.

Abstract

   To improve the service life of cold-work and hot-work dies different kinds of coatings, such as nitriding and car- bonitriding were used. In common case, the diffusion coating contains a thick layer of phase γ’, even ε or ξ. These phases can form surface “white layer”, which is not always useful for wear-resistance because of its brittleness. It’s more dangerous when “white layer” is thick and it might be fractured during manufacturing process. For die steels SKD61, SKD11 this phenomenon could be avoided by carbonitroding in liquid for rather short time at low temper- ature (about 520-560°C). The diffusion layer contains dispersive particles of carbides, nitrides and carbonitrides as V8C7, Mo2C, Cr1.75V0.25N2, Fe4N, … but creating only a thin “white layer”. The hardness of the layer can reach value about 900 HV at surface and lower in the deep. It expects an improvement of wear resistance of the die, working in frictional condition at low and elevated high temperature.

1. MỞ ĐẦU

    Khuôn dập dùng để chế tạo vật liệu kim loại làm việc trong điều kiện chịu áp lực lớn, một mặt yêu cầu có độ cứng cao, mặt khác cần đảm bảo độ dẻo dai nhất định để chịu va đập. Đối với thép làm khuôn dập nguội, làm việc dưới nhiệt độ 300- 400°C, yêu cầu cơ bản là có độ cứng cao, đảm bảo khả năng chống mòn tốt. Vì vậy các khuôn dập nguội vừa và lớn thường được chế tạo từ thép hợp kim nhóm SKD11 (AISI-D2, D3) hoặc thép có thành phần hoá học tương đương. Độ cứng của thép phải đảm bảo khá cao, khoảng (57-59) HRC, song không được vượt quá 60 HRC để tránh bị giòn gây vỡ mẻ khuôn khi làm việc [1]. Tuy nhiên, độ cứng trên bề mặt có thể đạt giá trị lớn hơn nhằm mục đích tăng độ chống mòn. Điều này không thể đạt được bằng nhiệt luyện đơn thuần, mà chỉ có thể bằng cách tạo các lớp phủ chứa các pha hoá bền mạnh. Phương pháp thấm nitơ hoặc cacbon- nitơ trong trường hợp này có hiệu quả rất cao vì khả năng tạo pha nitrit và cacbonitrit với độ cứng xấp xỉ HV1000 hoặc cao hơn và tính đơn giản về công nghệ của nó.

   Đối với khuôn dập nóng, loạt mác thép được sử dụng điển hình là SKD61 (AISI-H13) có hàm lượng cacbon thấp hơn hẳn vì nó không đòi hỏi độ cứng cao do quá trình biến dạng kim loại thường xảy ra ở nhiệt độ không dưới (400- 600) °C. Độ cứng của thép chỉ cần đạt (45-50) HRC. Tuy nhiên phương pháp thấm cacbon-nitơ ở đây vẫn cần được áp dụng do nó có khả năng nâng cao độ bền mỏi nhiệt cho khuôn [1]. Ngoài ra, khi độ cứng lớp bề mặt được nâng cao, độ chống mài mòn sẽ tăng lên, góp phần làm tăng tuổi thọ dụng cụ.

    Cấu tạo của lớp thấm cacbon-nitơ thông thường bao gồm nhiều phân lớp. Lớp trên cùng nằm tại bề mặt là lớp cacbonitrit liên tục, dạng pha ε hay γ’, gọi là “lớp trắng”, tuy có độ cứng rất cao song lại rất giòn, đặc biệt khi có chiều dày lớn. Do đó việc sử dụng các biện pháp công nghệ để triệt tiêu hoặc làm giảm chiều dày “lớp trắng” là cần thiết [2].

   Biện pháp được sử dụng trong nghiên cứu này là dùng môi trường thấm lỏng có thế nitơ và cacbon phù hợp để tránh tạo thành “lớp trắng” liên tục trên bề mặt, nâng cao tính dẻo dai cho lớp thấm, tăng tính năng sử dụng của thép. Bể lỏng bao gồm hỗn hợp các muối hoàn toàn không độc là cacbonat, được bổ sung nitơrit silic và có nhiệt độ chảy loãng thấp – dưới 600°C, phù hợp cho thấm cacbonitơ ở nhiệt độ tương đương hoặc thấp hơn nhiệt độ ram của các thép SKD61 và SKD11.

2. Thực nghiệm

   Nghiên cứu được tiến hành trên các mẫu thép SKD61 và SKD11 có kích thước 10 x 10 x 15 mm và thành phần hoá học (được kiểm tra bằng phương pháp quang phổ phát xạ) như ở bảng 1.

Bảng 1. Thành phần hóa học của mẫu thép nghiên cứu

Mác
(JIS) 		Thành phần hoá học, % (khối lượng) Các mác tương đương
C Si Mn Cr Mo V
SKD11 1,58 0,40 0,57 12,10 0,95 0,30 X12MΦ (GOST), D2 (AISI)
SKD61 0,41 0,96 0,50 5,25 1,09 1,03 4X5MΦC(GOST), H13 (AISI)

   Các mẫu thép trước khi thấm đã qua nhiệt luyện, bao gồm tôi (1050°C, dầu nóng) và ram (580°C đối với SKD61 và 550°C đối với SKD11, giữ nhiệt 1,5 h). Nhiệt độ thấm thay đổi từ 520 đến 5600C, thời gian giữ nhiệt từ 1 đến 5 h. Thiết bị nung khi nhiệt luyện và hoá nhiệt luyện là các lò buồng điện trở có nhiệt độ làm việc tối đa đến (900 – 1280) 0C. Môi trường thấm chứa Na2CO3, K2CO3, NaCl và Si3N4. Trong môi trường như vậy các phản ứng tạo nguyên tử N và C hoạt tính xảy ra như sau [3]:

Na2CO3 + 3SiO2* → Na2O.3SiO2 + CO2 (1)

8CO2 + Si3N4 → 3SiO2 + 2N2O + 8CO (2)

   Dấu (*) chỉ sự có mặt của thành phần này ban đầu ở dạng tạp chất. Quá trình hấp thụ xảy ra tiếp theo nhờ các phản ứng:

(Fe) + N2O → NFe + NO (3)

(Fe) + 2CO → CFe + CO2 (4)

   Để đánh giá chiều sâu, tổ chức và độ cứng tế vi của lớp thấm đã sử dụng máy đo độ cứng Struers Duramin và kính hiển vi quang học Axiovert 100A. Phân tích pha được thực hiện trên nhiễu xạ kế Rơngen D5005 và hiển vi điện tử SEM JEOL 5410-LV. Dung dịch tẩm thực mẫu là 4% HNO3 trong cồn 90°. 

Pages: Page 1, Page 2, Page 3