Nhiệt độ tôi cảm ứng cao hơn cách tôi thông thường khoảng bao nhiêu oC?

Sau khi thấm các bon, lớp bề mặt của vật liệu sẽ có hàm lượng các bon cao, làm tăng độ cứng và khả năng chống mài mòn. Tuy nhiên, quá trình thấm các bon cũng có thể tạo ra ứng suất dư và làm giảm độ dẻo dai của vật liệu. Do đó, cần phải thực hiện nhiệt luyện để cải thiện các tính chất này. Phương pháp "Tôi và ram thấp" là phù hợp nhất, vì nó giúp đạt được độ cứng cao ở bề mặt đồng thời giảm ứng suất dư và tăng độ dẻo dai ở mức chấp nhận được. * **Tôi:** Làm nguội nhanh từ nhiệt độ cao để tạo thành martensite (pha cứng). * **Ram thấp:** Nung nóng lại đến nhiệt độ thấp hơn nhiều so với nhiệt độ tôi, nhằm giảm ứng suất dư và tăng độ dẻo dai mà không làm giảm đáng kể độ cứng.

Độ thấm tôi là khả năng vật liệu đạt được độ cứng cao sau khi tôi ở chiều sâu lớn. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ thấm tôi bao gồm thành phần hóa học, đặc biệt là các nguyên tố hợp kim. * **20CrNi:** Thép hợp kim thấp chứa Cr và Ni. Ni giúp tăng độ thấm tôi. * **C45A:** Thép carbon trung bình, độ thấm tôi thấp. * **40Cr:** Thép hợp kim thấp chứa Cr, độ thấm tôi trung bình. * **90CrSi:** Thép hợp kim cao chứa Cr và Si. Hàm lượng Cr cao và Si giúp tăng đáng kể độ thấm tôi. So sánh các lựa chọn, 90CrSi có hàm lượng Cr cao nhất và có thêm Si, do đó có độ thấm tôi cao nhất.

Thấm carbon là quá trình tăng hàm lượng carbon trên bề mặt vật liệu. Sau khi thấm carbon, bề mặt vật liệu có độ cứng cao, trong khi lõi vật liệu vẫn giữ được độ dẻo dai. Để đạt được cơ tính tốt nhất (độ cứng bề mặt cao và độ dẻo dai của lõi), ta cần thực hiện các bước nhiệt luyện sau:

1. Tôi trực tiếp: Tôi trực tiếp sau thấm carbon giúp tạo ra martensite trên bề mặt (độ cứng cao).
2. Ram thấp: Ram thấp sau khi tôi làm giảm ứng suất dư và tăng độ dẻo dai mà không làm giảm đáng kể độ cứng của martensite.

Vì vậy, phương pháp nhiệt luyện tối ưu là "Tôi trực tiếp và ram thấp". Các phương án tôi hai, ba lần không cần thiết và có thể gây ra các vấn đề khác như biến dạng hoặc nứt.

Độ hòa tan của cacbon trong các pha của sắt phụ thuộc vào cấu trúc tinh thể và kích thước của các lỗ hổng trong mạng tinh thể. - Feα (ferit): Có cấu trúc BCC (Body-Centered Cubic). Cấu trúc này có các lỗ hổng nhỏ, do đó độ hòa tan của cacbon rất thấp (tối đa khoảng 0.02% ở 727°C). - Feγ (austenit): Có cấu trúc FCC (Face-Centered Cubic). Cấu trúc này có các lỗ hổng lớn hơn so với BCC, do đó độ hòa tan của cacbon cao hơn (tối đa khoảng 2.11% ở 1147°C). - Feδ (ferit delta): Tồn tại ở nhiệt độ rất cao và có cấu trúc BCC tương tự như Feα, nhưng do nhiệt độ cao hơn nên mạng tinh thể giãn nở, tạo điều kiện cho cacbon hòa tan nhiều hơn một chút so với Feα, nhưng vẫn ít hơn Feγ. Vậy nên, độ hòa tan của C tăng dần theo thứ tự: Feα, Feδ, Feγ.

Thép 130Mn13 (còn được gọi là thép Hadfield) là loại thép Austenit mangan cao. Sau khi đúc, tổ chức tế vi chủ yếu là Austenit. Do hàm lượng Mangan cao (khoảng 13%) nên Austenit được giữ lại ở nhiệt độ phòng sau khi làm nguội. Quá trình làm nguội nhanh (thường là tôi trong nước) sau khi đúc giúp ngăn chặn sự hình thành các pha khác như cacbit và ổn định cấu trúc Austenit. Vì vậy, đáp án đúng là C.