Các thép với hàm lượng cacbon trung bình như C45 và 40Cr được dùng rộng rãi trong cơ khí chế tạo tại Việt nam và thường trải qua các công đoạn nhiệt luyện hóa tốt. Tuy nhiên, khi ram ở các vùng nhiệt độ khác nhau có thể gặp hiện tượng giòn ram. Trong bài viết này chúng tôi sẽ trình bày kiến thức về hiện tượng giòn ram. Một hiện tượng cần tránh đối với các nhà luyện kim.
Ngoài ra bạn có thể quan tâm tới tổng quan về ram thép và yêu cầu khi ram thép
Khi tiến hành ram một số thép ở các nhiệt độ ram khác nhau thì có thể xảy ra hiện tượng giòn ram, trên đồ thị phụ thuộc độ dai va đập vào nhiệt độ ram thấy có 2 cực tiểu ở hai khoảng nhiệt độ ram, tương ứng với hai loại giòn ram loại I và loại II.
Giòn ram loại Ithể hiện rất rõ trong thép hợp kim khi ram ở khoảng trên 200oC (rõ nhất trong khoảng 280 ÷ 350 oC), khi đó độ dai va đập rất thấp. Nguyên nhân có thể là do cacbit ε (Fe2,4C) được tiết ra có dạng tấm là cacbit không ổn định . Trên 200 oC gần vùng nhiệt độ gây giòn ram loại I, cacbit này bắt đầu hòa tan, cacbit ổn định hơn là Fe3C bắt đầu được hình thành. Các nguyên tử cacbon từ cacbit ε hòa tan bắt đầu khuếch tán đến các mầm Fe3C dễ dàng theo biên giới hạt. Sự khuếch tán này tạo nên sự phân bố không đều về hàm lượng cacbon trong thép, đó là sự tập trung cacbon với mật độ cao ở biên giới. Khi nhiệt độ ram tăng lên, sự khuếch tán tăng lên, đến mức lượng cacbon tập trung ở biên giới cao hơn nhiều so với trong hạt. Pacyna và cộng sự đã chỉ ra rằng hiện tượng giòn ram loại I phụ thuộc rất mạnh vào hàm lượng cacbon. Ngoài ra còn phụ thuộc vào độ thô của các cacbit , nguyên nhân của sự phá hủy giòn. Đây là loại giòn ram không tránh được do vậy phải tránh ram ở các nhiệt độ gây giòn tùy thuộc vào từng mác thép. Các thép cacbon cũng bị giòn ram loại này và xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn.
Giòn ram loại II thường xảy ra trong thép được hợp kim hóa thấp bằng Cr, Mn, Cr-Ni, Cr-Mn khi ram ở khoảng (500-600 oC) với cách làm nguội chậm thông thường sau ram (trong không khí).
Nguyên nhân có thể là do nguội chậm thuận lợi cho sự tiết ra các pha giòn ở biên giới hạt . D.S. Stein tổng hợp các nghiên cứu và cho thấy nguyên nhân chủ yếu là sự tiết các tạp chất như Sb, As, Sn và P, đồng thời là sự tăng việc tiết các nguyên tử kim loại chuyển tiếp có đường kính nguyên tử lớn như Cr hay Ni ra ngoài biên, dẫn đến sự suy yếu liên kết giữa các hạt, gây nên phá hủy giòn.
Mặc dù đã được nghiên cứu từ lâu nhưng hiện tượng giòn ram gần đây (2013) vẫn được quan tâm nhiều , đặc biệt về mặt cơ chế xảy ra ở biên giới hạt, bằng các phương pháp phân tích hiện đại như hiển vi điện tử truyền qua (TEM) và phổ điện tử Auger. Các thép với hàm lượng cacbon trung bình như C45 và 40Cr được dùng rộng rãi trong cơ khí chế tạo tại Việt nam và thường trải qua các công đoạn nhiệt luyện hóa tốt. Tuy nhiên, khi ram ở các vùng nhiệt độ khác nhau có thể gặp hiện tượng giòn ram. Do vậy, bài báo này nhằm nghiên cứu hiện tượng giòn ram và ảnh hưởng của nhiệt độ ram đến tổ chức và cơ tính của các loại thép nói trên.
