Kỹ thuật xử lý nhiệt, chủ yếu là làm nguội và ủ, đóng một vai trò quan trọng trong việc tăng cường độ và độ cứng của thanh tròn kết cấu thép hợp kim . Trong quá trình làm nguội, các thanh được nung nóng đến nhiệt độ cao, thường từ 800°C đến 900°C, tùy thuộc vào thành phần hợp kim. Sự gia nhiệt này gây ra sự biến đổi pha, dẫn đến sự hình thành martensite khi làm lạnh nhanh. Martensite là một cấu trúc cứng, giòn giúp tăng cường độ cứng của thép một cách đáng kể. Tuy nhiên, độ cứng tăng lên này có thể làm giảm độ giòn, điều này có thể không được mong muốn trong mọi ứng dụng. Để giảm thiểu độ giòn do quá trình làm nguội, quá trình ủ được thực hiện. Quá trình gia nhiệt tiếp theo này bao gồm việc hâm nóng lại các thanh đã nguội đến nhiệt độ từ 200°C đến 700°C, sau đó làm mát có kiểm soát. Quá trình ủ cho phép kết tủa cacbua trong ma trận thép, giúp cân bằng độ cứng với độ dẻo dai và độ dẻo được cải thiện.
Độ dẻo và độ dẻo dai là những đặc tính quan trọng đối với vật liệu chịu các điều kiện tải trọng động. Độ dẻo đề cập đến khả năng biến dạng dẻo của vật liệu trước khi gãy, trong khi độ dẻo cho thấy khả năng hấp thụ năng lượng của vật liệu trong quá trình biến dạng. Thông qua xử lý nhiệt thích hợp, đặc biệt là trong giai đoạn ủ, các thanh tròn kết cấu thép hợp kim có thể tăng cường độ dẻo và độ bền. Bằng cách tinh chỉnh nhiệt độ và thời gian ủ, nhà sản xuất có thể tối ưu hóa khả năng biến dạng dẻo của vật liệu. Điều này đặc biệt có lợi trong các ứng dụng kết cấu nơi các bộ phận có thể chịu tải va đập, rung động hoặc ứng suất động. Độ dẻo và độ bền được nâng cao ngăn ngừa hư hỏng giòn, do đó làm tăng độ tin cậy và an toàn của các kết cấu và máy móc dựa vào các thanh này.
Khả năng chống mỏi là yếu tố quan trọng quyết định tuổi thọ và hiệu suất của vật liệu trong các ứng dụng tải theo chu kỳ. Các thanh tròn bằng thép kết cấu hợp kim, khi được xử lý nhiệt thích hợp, sẽ thể hiện khả năng chống mỏi được cải thiện. Quá trình xử lý nhiệt sẽ tinh chỉnh cấu trúc vi mô, giảm thiểu ứng suất dư và các khuyết tật có thể đóng vai trò là điểm khởi đầu cho các vết nứt mỏi. Sự chuyển đổi sang cấu trúc martensitic trong quá trình làm nguội, sau đó là quá trình ủ, dẫn đến một cấu trúc vi mô có thể chịu được các chu kỳ tải lặp đi lặp lại mà không bị mỏi. Đặc tính này đặc biệt quan trọng trong các bộ phận ô tô, ứng dụng hàng không vũ trụ và các bộ phận máy móc chịu tải trọng dao động, trong đó khả năng chống mỏi có liên quan trực tiếp đến độ an toàn và hiệu suất.
Độ cứng được truyền qua xử lý nhiệt giúp tăng cường đáng kể khả năng chống mài mòn của các thanh tròn kết cấu thép hợp kim. Trong các ứng dụng mà các bộ phận phải chịu ma sát, mài mòn hoặc tiếp xúc trượt, chẳng hạn như bánh răng, vòng bi và dụng cụ cắt, khả năng chống mài mòn là điều tối quan trọng. Bề mặt cứng được tạo ra trong quá trình xử lý nhiệt cho phép các thanh này chịu đựng được môi trường mài mòn, giúp kéo dài tuổi thọ sử dụng và giảm yêu cầu bảo trì. Một số phương pháp xử lý nhiệt nhất định, như cacbon hóa hoặc thấm nitơ, có thể tăng cường hơn nữa độ cứng bề mặt mà không ảnh hưởng đến độ dẻo dai của vật liệu lõi. Điều này tạo ra bề mặt cứng, chống mài mòn trong khi vẫn giữ được độ dẻo trong cấu trúc bên dưới, làm cho các thanh tròn kết cấu thép hợp kim đặc biệt có giá trị trong máy móc hạng nặng và thiết bị sản xuất.
Trong khi trọng tâm chính của xử lý nhiệt thường là các tính chất cơ học, các quy trình cụ thể cũng có thể tăng cường khả năng chống ăn mòn. Các kỹ thuật như thấm nitơ liên quan đến việc đưa nitơ vào bề mặt thép, tạo thành một lớp cứng, chống ăn mòn. Việc xử lý bề mặt này không chỉ làm tăng độ cứng mà còn bảo vệ chống lại các yếu tố môi trường có thể dẫn đến ăn mòn. Khả năng chống ăn mòn được cải thiện đặc biệt có lợi trong các ngành công nghiệp như dầu khí, nơi các bộ phận tiếp xúc với môi trường khắc nghiệt, ăn mòn. Bằng cách tối ưu hóa quy trình xử lý nhiệt, nhà sản xuất có thể sản xuất các thanh tròn kết cấu thép hợp kim có khả năng duy trì tính nguyên vẹn và hiệu suất ngay cả trong những điều kiện khó khăn.
