Nhiệt luyện thép không gỉ

Trong bài viết này chúng tôi sẽ trình bày các dạng nhiệt luyện thép không gỉ như ủ, tôi, ram…

Dưới đây là các dạng xử lý nhiệt khác nhau cho thép không gỉ, việc lựa chọn phương án xử lý nhiệt phụ thuộc vào kiểu thép cung cấp (cán hay rèn) và mác thép, nhưng hầu hết phải đảm bảo những tính chất như khả năng chịu ăn mòn, độ dẻo và cũng phải được hồi phục sau quá trình xử lý nhiệt :

-Làm sạch: là bước quan trọng trước khi xử lý nhiệt để loại bỏ dầu mỡ, các loại cặn khác.

– Ủ: Có thể sử dụng một số dạng ủ khác nhau (hoàn toàn, đẳng nhiệt, không hoàn toàn) được sử dụng cho thép không gỉ. Họ thép không gỉ austenite không thể tăng cứng bằng xử lý nhiệt, nhưng có thể qua gia công lạnh. Ủ không chỉ cho phép kết tinh lại các hạt biến cứng, đồng thời thực hiện quá trình đưa các cabit crom trở lại trong dung dịch. Ủ có thể được sử dụng để đồng đều sau rèn hoặc đúc, và giảm ứng xuất trong gia công lạnh. Nhiệt độ ủ thường trên 1900 F (1040 oC), mặc dù một số loại thép không gỉ có thể được ủ ở nhiệt độ điều khiển ở nhiệt độ thấp như 1850 F (1010 oC) khi yêu cầu hạt nhỏ mịn.

– Ủ tôi (quench Annealing): Quá trình ủ cho thép không gỉ được gọi là ủ tôi bởi vì kim loại phải được làm nguội nhanh qua khoảng nhiệt độ 1040 oC tới dưới 600 oC, và thích hợp hơn là dưới 480 oC, để ngăn cản sự kết tủa của cacsbit ở biên hạn.

– Ủ không hoàn toàn (Subcritical annealing): Được khuyến cáo sử dụng cho những những dụng không yêu cầu tối đa độ mền. Hầu hết các mác thép mactenxit và frerit có thể ủ không hoàn hoặc ủ hoàn toàn. Thông thường nhiệt độ ủ không hoàn toàn nằm trong khoảng (760-830) oC. Khi vật liệu trước đó đã xử lý nhiệt ở trên đường nhiệt độ giới hạn, như gia công nóng, có sự xuất hiện của mactenxit, thậm chí trong thép không gỉ ferrit (ví dụ 430). Tốc độ làm nguội chậm ở 25 oC/ giờ cho ủ hoàn toàn, hoặc giữ một giờ hoặc hơn cho nhiệt độ ủ không hoàn toàn, đây là yêu cầu ché tạo cho những cấu trúc mịn, hoặc cầu hóa cacbit. Tuy nhiên, những bộ phận được thực hiện chỉ qua gia công lạnh (cold working) sau ủ hoàn toàn có thể ủ không hoàn toàn trong thời gian nhỏ hơn 30 phút. Ngoài ra đói với các chi tiết sau gia công cơ khí có thể sử dụng ủ khử ứng xuất trong khoảng nhiệt độ 650 oC, trong khoảng 2 giờ, sau đó nguội cùng lò.

– Tôi cứng (hardening), tôi và ram: Thép không gỉ mactenxit có thể tôi cứng bằng cách austenite hóa, tôi và ram giống như thép cácbon thấp. Nhiệt độ austenit hóa thường nằm trong khoảng (980-1010) oC và sau đó giảm do sự hiện diện của austenite dư. Trong một số trường hợp, nhiệt độ austenite hóa có thể phụ thuộc vào kết quả nhiệt độ ram sau đó. Tốc độ làm nguội chậm, hoặc nung sơ bộ trước khi austenite hóa nhằm ngăn chặn các nứt gãy của mác cacbon cao (ví dụ 440C) và trong những chi tiết phức tạp (intricate sections) của các mác cacbon thấp. Thông thường thép được nung sơ bộ ở 790 oC.

Làm nguội trong không khí thông thường đã cung cấp đầy đủ độ cứng, nhưng trong một số trường hợp dầu được sử dụng, điển hình cho những chi tiết lớn. Các chi tiết nên được ram ngay sau khi làm nguội đến nhiệt độ phòng, nếu dụng dầu để tôi ram ngay sẽ tránh nứt vỡ. Nhiệt độ ram thông thường nhỏ hơn 510 oC và sau đó làm nguội nhanh ở nhiệt độ dưới 400 oC để tránh giòn ram ở 475 oC.

Thấm cacbon và nitơ: Thấm cacbon và nito ở nhiệt độ thấp đang được phát triển cho thép với tốc độ nhanh nhằm nâng cao khả năng chịu mài mòn và ăn mòn.
Công nghệ Phủ bề mặt: Công nghệ phủ thông dụng được áp dụng là lớp phủ TiN, được sử dụng để tăng độ bền và tính thẩm mĩ cho bề mặt (có bề mặt như phủ vàng và sang như gương).
Ngoài ra còn có các nguyên công khác như quá trình ủ lặp lại (repeated process alealing), ủ sang, xử lý nhiệt độ ấm, khử ứng xuất..).