Xử lý nhiệt thép O1

Thép dụng cụ O1 là thép khuôn và dụng cụ làm cứng bằng dầu, có mục đích chung, có khả năng chống mài mòn tốt và độ bền đủ cho nhiều ứng dụng gia công. Với Xử lý nhiệt thép O1, nó cung cấp kết quả tốt trong quá trình tôi luyện với những thay đổi về kích thước tối thiểu và khả năng tôi luyện đủ để có độ sâu và độ cứng bề mặt thích hợp trong hầu hết các công cụ. Hiểu được các quy trình xử lý nhiệt chính xác là rất quan trọng để đạt được hiệu suất tối ưu. Để biết thêm về thép O1, vui lòng nhấp vào Tổng quan kỹ thuật thép O1.

Chúng tôi cung cấp bản tải xuống miễn phí tệp PDF về xử lý nhiệt thép O1 ở cuối trang.

1. Quy trình xử lý nhiệt điển hình cho thép công cụ O1

Sau đây phác thảo các đặc điểm điển hình thép O1 xử lý nhiệt quá trình.

1.1 Tải lò và chu trình làm nóng trước

Khi bắt đầu với lò nung lạnh, hãy đặt bộ phận O1 vào giữa giá và đóng cửa lại. Đặt bộ điều khiển ở nhiệt độ làm nóng trước.

• Nhiệt độ làm nóng trước: Nhiệt độ làm nóng trước tiêu chuẩn cho O1 là 1200°F (650°C).
• Tốc độ gia nhiệt: Thép tôi bằng dầu như O1 có thể được nung nóng nhanh chóng và thậm chí có thể được đặt trực tiếp vào lò nung đã được nung nóng trước ở nhiệt độ này.
• Giảm thiểu sốc nhiệt: Để giảm nguy cơ nứt, tốt nhất là đặt bộ phận đó lên trên lò để loại bỏ hơi lạnh trước khi cho vào bên trong.

1.2 Thời gian austenit hóa và ngâm

Sau khi làm nóng trước, nâng nhiệt độ lên austenit hóa điểm.

• Nhiệt độ austenit hóa: Đối với O1, nhiệt độ austenit hóa thường được đặt ở mức 1500°F (815°C). Một số nguồn chỉ ra phạm vi từ 802–816°C (1476-1501°F).
• Ngâm: Giữ thép ở nhiệt độ cao này cho đến khi thép nóng đều khắp. Đối với O1, ngâm cho đến khi chi tiết đạt đến nhiệt độ austenit hóa, sau đó thêm 5 phút cho mỗi inch của mặt cắt ngang nhỏ nhất hoặc cho đến khi bạn chắc chắn rằng chi tiết đã được ngâm hoàn toàn.
• Những lợi ích: Hàm lượng cacbon cao của O1 cho phép austenit hóa ở nhiệt độ liên tới hạn tương đối thấp, nơi austenit và carbide cùng tồn tại. Điều này giúp duy trì kích thước hạt mịn trong khi vẫn đạt được độ cứng cao và khả năng tôi tốt sau khi tôi.

1.3 Làm nguội

Sau khi austenit hóa, thép cần được làm nguội nhanh chóng để tạo thành martensit, yếu tố quan trọng để đạt được độ cứng cao.

• Môi trường làm nguội: O1 là thép có khả năng tôi trong dầu nên thường được tôi trong dầu.
• Thủ tục: Sau khi ngâm, phần O1 được làm nguội trong dầu.
• Nhiệt độ mục tiêu: Làm nguội chi tiết đến nhiệt độ từ 150–200°F (66–93°C) rồi tôi ngay lập tức. Làm nguội, đặc biệt là quá trình tôi dầu đối với O1, có thể tạo ra một số austenit được giữ lại cùng với cấu trúc martensit mong muốn.

1.4 Chu kỳ tôi luyện

Làm nguội là bước quan trọng ngay sau khi tôi. Điều quan trọng là quá trình tôi luyện phải bắt đầu ngay khi các bộ phận nguội xuống còn 125 đến 150°F (52 đến 65°C). Tôi luyện bao gồm việc nung lại thép đến nhiệt độ trung gian, luôn thấp hơn nhiệt độ chuyển đổi quan trọng. Quá trình này làm tăng độ dẻo dai của thép và giảm ứng suất bên trong cao khiến thép tôi dễ bị nứt. Tôi luyện cũng làm giảm độ cứng và độ bền trong khi tăng độ dẻo khi nhiệt độ tăng.

• Nhiệt độ tôi luyện điển hình: Nhiệt độ tôi luyện được sử dụng phổ biến nhất cho O1 là 350°F (175°C), mặc dù phạm vi tôi luyện bình thường được coi là 300–450°F (149–232°C).
• Thời gian ngâm: Thời gian ngâm để tôi luyện thường là 2 giờ cho mỗi inch (25mm) mặt cắt ngang. Điều quan trọng là không được tôi luyện các bộ phận quá yếu.

Bảng: Nhiệt độ tôi thép O1 và độ cứng mong đợi (HRC). Để biết thêm thông tin, vui lòng nhấp vào Độ cứng rockwell của thép dụng cụ O1.

Nhiệt độ tôi luyện	Độ cứng mong đợi (Rockwell C)
Như đã dập tắt	64–65 HRC
300°F (150°C)	Xấp xỉ 63 HRC
350°F (177°C)	62–63 HRC
400°F (205°C)	Xấp xỉ 62 HRC
900°F (482°C)	Xấp xỉ 47 HRC

• Ủ kép: Trong khi tôi luyện đơn thường đủ cho thép tôi dầu như O1, tôi luyện kép đôi khi có thể được ưa chuộng hơn. Tôi luyện kép bao gồm hai chu kỳ tôi luyện hoàn chỉnh ở cùng nhiệt độ để đảm bảo phản ứng tôi luyện hoàn tất và thúc đẩy sự ổn định của cấu trúc vi mô. Nếu bạn tôi luyện kép O1, hãy ngâm trong 2 giờ cho mỗi inch (4,7 phút/mm) độ dày cho mỗi lần tôi luyện, làm nguội đến nhiệt độ phòng trong không khí giữa các chu kỳ.

2. Những cân nhắc khác về xử lý nhiệt thép O1

Một số yếu tố khác cần được xem xét trong quá trình Xử lý nhiệt thép O1 quá trình.

2.1 Độ ổn định kích thước

• Khi dầu được làm nguội từ nhiệt độ làm cứng thích hợp, O1 dự kiến sẽ giãn nở khoảng 0,0015 in./in. (0,0015 mm/mm).
• Sự biến dạng như uốn cong, cong vênh hoặc xoắn cũng có thể xảy ra do hình dạng của bộ phận và có thể làm tăng thêm những thay đổi về kích thước.

2.2 Khử cacbon

• O1 dễ bị mất cacbon trong quá trình xử lý nhiệt.
• Để tránh điều này, quá trình ủ và/hoặc làm cứng phải được thực hiện trong môi trường trung tính được kiểm soát, chân không hoặc lò muối trung tính.

2.3 Nứt và ứng suất

• Thép tôi ở trạng thái chịu ứng suất cao và dễ bị nứt. O1 dễ bị nứt do sốc nhiệt khi tôi bằng dầu.
• Sử dụng chu trình làm nóng trước giúp giảm thiểu rủi ro này.
• Nếu thực hiện quá trình mài, hàn hoặc EDM đáng kể sau khi làm cứng, thì nên tôi luyện giảm ứng suất, thường ở nhiệt độ thấp hơn 25–50°F (14–28°C) so với nhiệt độ tôi luyện cuối cùng được sử dụng.

2.4 Làm thẳng

• Hầu hết các loại thép chỉ có thể được nắn thẳng khi nhiệt độ của chúng vẫn trên 400°F (205°C).

Điều quan trọng là phải nắm được các quy trình xử lý nhiệt chính xác này trước. Luôn tham khảo khuyến nghị của nhà sản xuất thép cụ thể của bạn để biết thời gian và nhiệt độ chính xác để có kết quả tốt nhất với lô vật liệu cụ thể của bạn.