Rèn luyện nhiệt độ

Rèn luyện nhiệt độ là kỹ thuật áp dụng nhiệt lên vật liệu để thay đổi cấu trúc vi mô của chúng, có thể cả thành phần hóa học và tính chất vật liệu. Kỹ thuật này chủ yếu được dùng trong ngành luyện kim, nhưng cũng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác, như sản xuất thủy tinh. Quá trình này bao gồm làm nóng hoặc làm nguội với sự thay đổi lớn về nhiệt độ, hoặc xử lý nhiệt theo một lịch trình cụ thể để làm mềm hoặc làm cứng vật liệu, cũng như tạo ra độ cứng hoặc độ mềm khác nhau trên cùng một vật liệu, ví dụ như làm cứng bề mặt (chống mài mòn) nhưng giữ độ dẻo ở bên trong (chịu va đập và uốn tốt).

Quá trình rèn luyện nhiệt cần phải được thực hiện với sự kiểm soát chặt chẽ về thời gian và tốc độ trao đổi nhiệt. Một số quốc gia tiên tiến vẫn giữ bí mật về những công nghệ rèn luyện nhiệt, điều này giúp tạo ra vật liệu có chi phí thấp nhưng hiệu suất cao. Ví dụ, trong sản xuất trục động cơ, thép hợp kim thấp (rẻ) được sử dụng và qua quá trình rèn luyện nhiệt, bề mặt của trục có thể cứng để chống mài mòn, trong khi phần thân trục vẫn giữ được khả năng chịu va đập và uốn tốt, giúp chi tiết có giá trị cao.

Rèn luyện kim loại nhằm thay đổi tính chất của chúng thông qua việc biến đổi cấu trúc tổ chức vật liệu. Quy trình này thường bao gồm ba giai đoạn: Nung, giữ nhiệt, và làm nguội. Trong giai đoạn nung, cấu trúc vật liệu sẽ thay đổi theo nhiệt độ; tuỳ vào thời gian nâng hoặc hạ nhiệt và các tốc độ khác nhau, phương pháp rèn luyện nhiệt sẽ tạo ra các tính chất vật liệu mong muốn.

Để làm thay đổi mạnh mẽ các tính chất của kim loại và hợp kim, người ta có thể kết hợp tác động của biến dạng dẻo với rèn luyện nhiệt hoặc kết hợp với các tác dụng hóa học. Do đó, rèn luyện nhiệt có thể được phân loại thành ba loại chính: Rèn luyện nhiệt đơn giản, Rèn luyện nhiệt cơ học, và Rèn luyện nhiệt hóa học.

Thể loại nhiệt luyện đơn giản bao gồm các phương pháp sau đây:

Ủ loại 1

Ủ loại 1, hay còn gọi là ủ không chuyển biến pha, là quá trình nhiệt luyện thực hiện ở nhiệt độ thấp hơn điểm tới hạn, sau đó làm nguội cùng với lò. Phương pháp này không làm thay đổi cấu trúc mạng tinh thể mà chỉ khắc phục một phần hoặc hoàn toàn các khuyết điểm của nó.

Ủ loại 2

Ủ có chuyển biến pha: Nung kim loại ở nhiệt độ cao hơn điểm chuyển biến pha, giữ nhiệt trong một khoảng thời gian và sau đó làm nguội từ từ, giúp tái kết tinh và hình thành pha mới, làm nhỏ các hạt tinh thể và đưa hợp kim về trạng thái cân bằng.

Tôi có chuyển biến pha

Đây là quá trình nhiệt luyện cho hợp kim, trong đó hợp kim được nung đến nhiệt độ đạt pha cụ thể, giữ ở nhiệt độ đó rồi làm nguội nhanh chóng để ngăn chặn quá trình khuếch tán, từ đó tạo ra cấu trúc không cân bằng.

Tôi bề mặt

Thực hiện tôi trên bề mặt của chi tiết hợp kim, thường dùng các lò tần số để chỉ làm nóng phần ngoài của chi tiết.

Các bánh răng, trục... thường được tôi bề mặt để đảm bảo bề mặt có độ cứng cao (chống mài mòn), trong khi phần bên trong vẫn giữ được độ dẻo.

Ram

Ram là quá trình nhiệt luyện trong đó kim loại được nung đến nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ chuyển biến pha sau khi đã được tôi, giúp hợp kim trở về trạng thái cân bằng. Tổ chức không ổn định khi tôi sẽ được phân hủy thành một tổ chức ổn định hơn.

Hoá già

Tương tự như ram, nhưng nếu quá trình phân hủy dung dịch rắn quá bão hòa xảy ra ở nhiệt độ phòng hoặc nhiệt độ thấp của các hợp kim, đặc biệt là các kim loại không có chuyển biến thù hình, thì được gọi là hoá già.

• Hợp kim
• Ủ (nhiệt luyện)
• Nung cảm ứng
• Thấm tăng cứng
• Ram (nhiệt luyện)

Liên kết bên ngoài

• Quá trình Gia nhiệt Cảm ứng - Cách gia nhiệt cảm ứng được áp dụng trong nhiều quy trình gia nhiệt vật liệu.
• Không khí Gia nhiệt Cảm ứng - cung cấp thông tin về gia nhiệt cảm ứng trong xử lý nhiệt