Độ bền và độ cứng: Quá trình xử lý nhiệt có vai trò then chốt trong việc tăng cường độ bền và độ cứng của các thanh vật liệu rèn. Cụ thể, các phương pháp như làm nguội và ủ được sử dụng để đạt được các tính chất cơ học mong muốn. Làm nguội, bao gồm việc làm nguội nhanh các thanh rèn nóng trong nước hoặc dầu, biến cấu trúc vi mô thành martensite, một pha được biết đến với độ cứng cao. Sau đó, quá trình ủ được áp dụng để giảm độ giòn trong khi vẫn giữ được độ cứng cao. Cách tiếp cận quy trình kép này cho phép cân bằng có kiểm soát giữa độ bền và độ cứng phù hợp với nhu cầu ứng dụng cụ thể.
Độ dẻo và độ bền: Xử lý nhiệt có thể cải thiện độ dẻo và độ bền của thanh rèn, điều này rất quan trọng để đảm bảo độ tin cậy của vật liệu khi chịu ứng suất. Trong khi quá trình làm nguội làm tăng độ cứng, nó cũng có thể gây ra độ giòn. Để chống lại điều này, quá trình ủ được thực hiện ở nhiệt độ cao để giảm bớt ứng suất bên trong và tăng cường độ dẻo dai, từ đó cải thiện khả năng hấp thụ năng lượng và biến dạng dẻo của vật liệu mà không bị gãy. Quá trình này đảm bảo rằng vật liệu vẫn dẻo và ít bị hỏng đột ngột.
Giảm ứng suất: Quá trình rèn tạo ra ứng suất dư bên trong vật liệu do gradient nhiệt và lực cơ học. Ủ giảm căng thẳng là một kỹ thuật xử lý nhiệt được sử dụng để làm giảm bớt những căng thẳng bên trong này. Bằng cách làm nóng vật liệu đến nhiệt độ dưới điểm biến đổi của nó và sau đó làm nguội từ từ, ứng suất bên trong sẽ được giảm thiểu. Việc xử lý này cải thiện độ ổn định kích thước của các thanh rèn và giảm khả năng cong vênh hoặc biến dạng trong quá trình gia công hoặc sử dụng vận hành tiếp theo.
Kiểm soát vi cấu trúc: Các quy trình xử lý nhiệt cho phép kiểm soát chính xác cấu trúc vi mô của các thanh vật liệu rèn. Ủ, chuẩn hóa và cacbon hóa là những ví dụ về kỹ thuật xử lý nhiệt làm thay đổi cấu trúc vi mô để đạt được các đặc tính vật liệu cụ thể. Quá trình ủ sẽ tinh chỉnh cấu trúc hạt và tăng cường độ mềm, trong khi quá trình chuẩn hóa tạo ra cấu trúc vi mô đồng nhất hơn với các tính chất cơ học được cải thiện. Quá trình cacbon hóa đưa cacbon vào lớp bề mặt, tăng cường độ cứng và khả năng chống mài mòn. Việc điều chỉnh cấu trúc vi mô đảm bảo rằng vật liệu đáp ứng các tiêu chí hiệu suất cụ thể cần thiết cho các ứng dụng khác nhau.
Chống mài mòn: Khả năng chống mài mòn của thanh vật liệu rèn được cải thiện đáng kể thông qua xử lý nhiệt. Các quá trình làm cứng như cacbon hóa hoặc thấm nitơ tạo ra một lớp bề mặt cứng có thể chịu được lực mài mòn và giảm tổn thất vật liệu trong quá trình sử dụng. Khả năng chống mài mòn được tăng cường này đặc biệt có giá trị trong các ứng dụng có độ mài mòn cao, chẳng hạn như các bộ phận và công cụ máy móc, trong đó độ bền bề mặt là rất quan trọng.
Chống ăn mòn: Một số phương pháp xử lý nhiệt có thể tăng cường khả năng chống ăn mòn của các thanh rèn. Ví dụ, quá trình cacbon hóa tạo ra một lớp cacbua trên bề mặt, lớp này có thể hoạt động như một rào cản đối với các tác nhân ăn mòn. Ngoài ra, việc làm cứng vỏ có thể cải thiện khả năng chống ăn mòn tổng thể bằng cách tạo ra lớp vỏ ngoài cứng cáp có khả năng chống suy thoái môi trường tốt hơn. Những phương pháp xử lý này đặc biệt hữu ích cho các bộ phận tiếp xúc với điều kiện khắc nghiệt, giúp kéo dài tuổi thọ sử dụng của chúng.
Độ ổn định kích thước: Xử lý nhiệt tác động đến độ ổn định kích thước của các thanh vật liệu rèn bằng cách đảm bảo rằng chúng duy trì hình dạng và kích thước trong các điều kiện sử dụng. Xử lý nhiệt thích hợp làm giảm nguy cơ thay đổi kích thước do ứng suất bên trong hoặc hiệu ứng nhiệt. Độ ổn định này rất quan trọng để duy trì dung sai chính xác trong các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác về kích thước.
Khả năng chống mỏi: Khả năng chống mỏi của các thanh vật liệu rèn được tăng cường thông qua xử lý nhiệt, giúp giải quyết khả năng chịu tải theo chu kỳ của vật liệu mà không bị hỏng. Các phương pháp xử lý nhiệt như ủ và thường hóa sẽ cải thiện độ dẻo dai của vật liệu và giảm nguy cơ hình thành và lan truyền vết nứt. Tăng cường khả năng chống mỏi là điều cần thiết cho các bộ phận chịu ứng suất lặp đi lặp lại, chẳng hạn như trục và các bộ phận kết cấu.
Thanh tròn kết cấu thép hợp kim
