Làm cứng bằng dầu: Quy trình xử lý nhiệt quan trọng đối với độ bền của thép công cụ

Định nghĩa và khái niệm cơ bản

Làm cứng bằng dầu là quá trình xử lý nhiệt đối với thép trong đó vật liệu được nung nóng đến nhiệt độ austenit hóa, giữ ở nhiệt độ đó cho đến khi chuyển hoàn toàn thành austenit, sau đó làm nguội nhanh bằng cách tôi trong dầu. Quá trình này tạo ra cấu trúc vi mô được làm cứng bằng cách chuyển austenit thành martensite, dẫn đến độ cứng và độ bền tăng đáng kể.

Làm cứng bằng dầu đóng vai trò quan trọng trong phương pháp xử lý nhiệt thép, cung cấp mức độ làm nguội trung gian giữa làm mát bằng nước và làm mát bằng không khí. Tốc độ làm nguội vừa phải này cung cấp sự cân bằng tối ưu giữa việc đạt được độ cứng mong muốn trong khi giảm thiểu nguy cơ biến dạng và nứt thường gặp ở các phương tiện làm nguội khắc nghiệt hơn.

Trong lĩnh vực luyện kim rộng hơn, tôi dầu là một kỹ thuật tôi cơ bản thu hẹp khoảng cách giữa khoa học vật liệu lý thuyết và các ứng dụng công nghiệp thực tế. Nó minh họa cách các chuyển đổi pha được kiểm soát có thể được sử dụng để thay đổi đáng kể các đặc tính cơ học của các thành phần thép cho các yêu cầu kỹ thuật cụ thể.

Bản chất vật lý và cơ sở lý thuyết

Cơ chế vật lý

Ở cấp độ vi cấu trúc, quá trình làm cứng dầu liên quan đến quá trình biến đổi không khuếch tán của austenit lập phương tâm mặt (FCC) thành martensite tứ giác tâm khối (BCT). Khi thép được làm nguội nhanh từ trạng thái austenit, các nguyên tử cacbon bị mắc kẹt bên trong mạng tinh thể đang biến đổi, tạo ra cấu trúc méo mó.

Tốc độ làm mát do dầu cung cấp đủ để ngăn chặn các chuyển đổi được kiểm soát bởi sự khuếch tán (như sự hình thành perlite hoặc bainite) trong khi vẫn cho phép chuyển đổi martensitic dựa trên lực cắt xảy ra. Điều này tạo ra một dung dịch rắn quá bão hòa, trong đó các nguyên tử carbon làm biến dạng mạng lưới sắt, cản trở chuyển động trật khớp.

Pha martensite thu được chứa ứng suất bên trong cao và nhiều chỗ sai lệch, tạo ra rào cản hiệu quả đối với biến dạng dẻo. Các đặc điểm cấu trúc vi mô này chịu trách nhiệm trực tiếp cho độ cứng và độ bền tăng lên được quan sát thấy ở thép tôi dầu.

Mô hình lý thuyết

Mô hình lý thuyết chính mô tả quá trình làm cứng dầu là sơ đồ Thời gian-Nhiệt độ-Biến đổi (TTT), sơ đồ này lập bản đồ mối quan hệ giữa tốc độ làm mát và các cấu trúc vi mô kết quả. Sơ đồ này được bổ sung bởi sơ đồ Biến đổi làm mát liên tục (CCT) thể hiện tốt hơn các điều kiện làm mát công nghiệp.

Theo truyền thống, hiểu biết về quá trình làm cứng dầu đã phát triển từ các quan sát thực nghiệm vào cuối thế kỷ 19 thành các giải thích khoa học vào đầu thế kỷ 20. Công trình tiên phong của Edgar C. Bain vào những năm 1920 và 1930 đã thiết lập nên hiểu biết cơ bản về các biến đổi martensitic làm nền tảng cho quá trình làm cứng dầu.

Các phương pháp tiếp cận hiện đại kết hợp các mô hình tính toán dự đoán độ cứng dựa trên thành phần hóa học, điều kiện austenit hóa và tốc độ làm nguội. Các mô hình này đã phát triển từ các phương trình kinh nghiệm đơn giản thành các thuật toán phức tạp kết hợp các nguyên lý nhiệt động lực học và động học của các biến đổi pha.

Cơ sở khoa học vật liệu

Sự làm cứng dầu liên quan trực tiếp đến quá trình biến đổi cấu trúc tinh thể, trong đó austenit FCC chuyển thành martensite BCT. Quá trình biến đổi này tạo ra sự biến dạng mạng tinh thể đáng kể và tạo ra các mạng lưới lệch mật độ cao giúp tăng cường vật liệu.

Hiệu quả của quá trình tôi dầu phụ thuộc vào việc kiểm soát kích thước hạt trong quá trình austenit hóa, vì các hạt austenit mịn hơn thúc đẩy sự hình thành martensite đồng đều hơn. Các ranh giới hạt đóng vai trò là các vị trí hình thành hạt cho martensite và ảnh hưởng đến sự phân bố cuối cùng của các pha.

Cơ chế làm cứng này minh họa cho nguyên lý khoa học vật liệu cơ bản rằng cấu trúc vi mô kiểm soát các đặc tính. Biến đổi martensitic là một ví dụ điển hình về cách kiểm soát sự sắp xếp nguyên tử và cấu trúc tinh thể có thể thay đổi đáng kể hành vi cơ học vĩ mô.

Biểu thức toán học và phương pháp tính toán

Công thức định nghĩa cơ bản

Độ cứng đạt được thông qua quá trình làm cứng bằng dầu có thể được ước tính bằng cách sử dụng mối quan hệ sau:

$$HRC = 60 - \frac{1}{k} \ln\left(\frac{t}{t_0}\right)$$

Trong đó $HRC$ là độ cứng Rockwell C, $t$ là thời gian làm nguội giữa 800°C và 500°C (tính bằng giây), $t_0$ là hằng số thời gian tham chiếu và $k$ là hằng số riêng của vật liệu liên quan đến khả năng tôi luyện.

Công thức tính toán liên quan

Đường kính lý tưởng ($D_I$) để làm cứng hoàn toàn có thể được tính toán bằng cách sử dụng:

$$D_I = f(C) \cdot \prod_{i} f_i(X_i)$$

Trong đó $f(C)$ là hàm số của hàm lượng cacbon và $f_i(X_i)$ biểu diễn các hệ số nhân cho mỗi nguyên tố hợp kim $X_i$.

Tốc độ làm mát tại tâm của mẫu hình trụ trong quá trình tôi dầu có thể được ước tính gần đúng bằng:

$$\frac{dT}{dt} = -\frac{h \cdot A}{m \cdot c_p} \cdot (T - T_0) \cdot \left(\frac{r_0}{r}\right)^2 \cdot J_0\left(\frac{\alpha \cdot r}{r_0}\right)$$

Trong đó $h$ là hệ số truyền nhiệt, $A$ là diện tích bề mặt, $m$ là khối lượng, $c_p$ là nhiệt dung riêng, $T$ là nhiệt độ hiện tại, $T_0$ là nhiệt độ dầu, $r$ là vị trí bán kính, $r_0$ là bán kính mẫu vật, $J_0$ là hàm Bessel và $\alpha$ là độ khuếch tán nhiệt.

Điều kiện và giới hạn áp dụng

Các mô hình toán học này thường có giá trị đối với thép cacbon trung bình đến cao (0,3-1,0% C) và thép hợp kim thấp đến trung bình. Chúng trở nên kém chính xác hơn đối với thép hợp kim cao có hành vi biến đổi phức tạp.

Các công thức giả định cấu trúc austenit ban đầu đồng nhất và điều kiện làm nguội nhất quán trong suốt quá trình. Có sự sai lệch đáng kể khi xử lý hình học phức tạp, độ dày tiết diện thay đổi hoặc cấu trúc vi mô ban đầu không đồng nhất.

Các mô hình này thường bỏ qua tác động của ứng suất bên trong, austenit giữ lại và kết tủa cacbua có thể ảnh hưởng đến giá trị độ cứng cuối cùng. Chúng cũng giả định các điều kiện truyền nhiệt lý tưởng có thể không phản ánh được sự thay đổi của công nghiệp.

Phương pháp đo lường và đặc tính

Thông số kỹ thuật thử nghiệm tiêu chuẩn

ASTM A255: Phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn để xác định độ cứng của thép - bao gồm thử nghiệm tôi cuối Jominy để đánh giá độ cứng.

ISO 642: Thép - Thử nghiệm độ cứng bằng cách làm nguội đầu (thử nghiệm Jominy) - cung cấp các tiêu chuẩn quốc tế về thử nghiệm độ cứng.

ASTM E18: Phương pháp thử tiêu chuẩn về độ cứng Rockwell của vật liệu kim loại - quy trình chi tiết để đo độ cứng của các thành phần được tôi bằng dầu.

ASTM E3: Hướng dẫn tiêu chuẩn để chuẩn bị mẫu kim loại học - phác thảo các phương pháp kiểm tra cấu trúc vi mô của thép đã tôi.

Thiết bị và nguyên tắc thử nghiệm

Kiểm tra độ cứng của các thành phần được tôi dầu thường sử dụng máy kiểm tra độ cứng Rockwell (đặc biệt là thang HRC) hoặc thiết bị vi độ cứng Vickers. Các thiết bị này đo khả năng chống lại vết lõm dưới tải trọng chuẩn.

Kiểm tra kim loại học sử dụng kính hiển vi quang học và kính hiển vi điện tử quét (SEM) để phân tích các đặc điểm cấu trúc vi mô. Các kỹ thuật này cho thấy hình thái martensite, kích thước hạt và sự hiện diện của austenit hoặc carbide giữ lại.

Đặc tính nâng cao có thể bao gồm nhiễu xạ tia X (XRD) để định lượng austenit giữ lại và kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) để phân tích chi tiết các cấu trúc phụ martensitic và sự sắp xếp sai lệch.

Yêu cầu mẫu

Mẫu thử độ cứng tiêu chuẩn yêu cầu bề mặt phẳng, song song với độ dày tối thiểu gấp 10 lần độ sâu vết lõm. Độ hoàn thiện bề mặt phải đạt 32 μin (0,8 μm) hoặc tốt hơn mà không có quá trình khử cacbon.

Các mẫu kim loại học phải được cắt mà không gây ra hư hỏng do nhiệt, gắn vào môi trường thích hợp và đánh bóng dần dần đến độ bóng như gương (thường là 1 μm hoặc mịn hơn). Khắc bằng dung dịch nital 2-5% để lộ cấu trúc vi mô martensitic.

Các mẫu thử nghiệm tôi cuối Jominy phải được gia công chính xác đến đường kính 25,4 mm (1 inch) và chiều dài 100 mm (4 inch) với các đầu phẳng vuông góc với trục trong phạm vi 0,025 mm.

Thông số thử nghiệm

Kiểm tra độ cứng thường được tiến hành ở nhiệt độ phòng (23±5°C) với tải trọng tiêu chuẩn (150 kgf đối với Rockwell C). Nên thực hiện nhiều phép đo với khoảng cách thích hợp (cách nhau ít nhất 3 đường kính vết lõm).

Kiểm tra kim loại học đòi hỏi các kỹ thuật chiếu sáng thích hợp (trường sáng, trường tối hoặc độ tương phản giao thoa khác biệt) và độ phóng đại phù hợp với các đặc điểm đang được kiểm tra (100-1000 lần).

Các thử nghiệm Jominy yêu cầu nhiệt độ nước là 24±5°C với lưu lượng dòng chảy và vị trí mẫu được chỉ định. Thời gian làm mát từ khi austenit hóa đến khi tôi phải được giảm thiểu (thường là dưới 5 giây).

Xử lý dữ liệu

Dữ liệu độ cứng thường được thu thập dưới dạng nhiều phép đo trên mẫu vật, với phân tích thống kê cung cấp giá trị trung bình và độ lệch chuẩn. Các giá trị ngoại lệ vượt quá hai độ lệch chuẩn thường bị loại trừ.

Đường cong độ cứng được tạo ra bằng cách vẽ đồ thị độ cứng so với khoảng cách từ đầu đã tôi trong các thử nghiệm Jominy. Các đường cong này được so sánh với các dải tiêu chuẩn cho các cấp thép cụ thể.

Việc định lượng cấu trúc vi mô có thể bao gồm các kỹ thuật đếm điểm hoặc phần mềm phân tích hình ảnh để xác định phần trăm pha, đặc biệt là đối với hàm lượng austenit giữ lại.

Phạm vi giá trị điển hình

Phân loại thép	Phạm vi độ cứng điển hình (HRC)	Điều kiện thử nghiệm	Tiêu chuẩn tham khảo
Thép dụng cụ tôi dầu (O1, O2, O7)	62-65	Được làm nguội và tôi luyện đúng cách ở nhiệt độ 200°C	Tiêu chuẩn ASTMA681
Thép hợp kim cacbon trung bình (4140, 4340)	54-58	Dầu được làm nguội từ 850°C, được làm nguội	SAE J1268
Cấp thấm cacbon (8620, 4320)	58-62 (vỏ), 35-45 (lõi)	Thấm cacbon, tôi dầu, ram ở nhiệt độ 180°C	Tiêu chuẩn ASTMA255
Thép lò xo (5160, 6150)	50-54	Dầu được làm nguội và tôi ở nhiệt độ 425°C	Tiêu chuẩn ASTMA689

Sự khác biệt trong mỗi phân loại thường là kết quả của sự khác biệt về kích thước tiết diện, với các tiết diện mỏng hơn đạt được độ cứng cao hơn do tốc độ làm nguội nhanh hơn. Hàm lượng nguyên tố hợp kim, đặc biệt là cacbon, crom và molypden, ảnh hưởng đáng kể đến khả năng tôi luyện.

Các giá trị này đóng vai trò là chuẩn mực kiểm soát chất lượng trong quy trình sản xuất. Các kỹ sư nên diễn giải chúng như phạm vi có thể đạt được thay vì đảm bảo tuyệt đối, xem xét ảnh hưởng của hình học và các biến xử lý.

Một xu hướng đáng chú ý trên các loại thép là mối quan hệ nghịch đảo giữa độ cứng có thể đạt được và độ dày tiết diện. Mẫu này ít rõ rệt hơn ở thép hợp kim cao do khả năng tôi luyện được tăng cường.

Phân tích ứng dụng kỹ thuật

Những cân nhắc về thiết kế

Các kỹ sư thường áp dụng hệ số an toàn 1,2-1,5 khi thiết kế các thành phần dựa trên yêu cầu về độ cứng tối thiểu. Điều này tính đến sự thay đổi trong phản ứng xử lý nhiệt và tính không đồng nhất về cấu trúc vi mô tiềm ẩn.

Quyết định lựa chọn vật liệu thường cân bằng giữa khả năng tôi luyện với khả năng gia công và chi phí. Thép có khả năng tôi luyện cao hơn thường có giá cao nhưng có thể giảm chi phí gia công bằng cách cho phép tôi luyện thành công các phần lớn hơn.

Các mẫu ứng suất dư từ quá trình tôi dầu phải được xem xét trong các thành phần chính xác. Các ứng suất này có thể gây ra những thay đổi về kích thước trong các hoạt động gia công tiếp theo hoặc trong quá trình sử dụng, đặc biệt là ở nhiệt độ cao.

Các lĩnh vực ứng dụng chính

Ngành công nghiệp ô tô sử dụng rộng rãi các thành phần được tôi dầu cho bánh răng truyền động, trục khuỷu và các thành phần hệ thống treo. Các ứng dụng này đòi hỏi độ cứng bề mặt cao để chống mài mòn trong khi vẫn duy trì độ bền lõi đủ để chống lại tải trọng va đập.

Ứng dụng dụng cụ là một lĩnh vực quan trọng khác, với thép dụng cụ tôi dầu được sử dụng cho các dụng cụ đục, khuôn và tạo hình. Các thành phần này đòi hỏi độ ổn định kích thước tuyệt vời trong quá trình tôi và độ cứng nhất quán trong suốt vòng đời sử dụng của chúng.

Các ứng dụng hàng không vũ trụ sử dụng thép hợp kim tôi dầu cho các thành phần bánh đáp, ốc vít và bộ phận truyền động. Các ứng dụng này đòi hỏi độ tin cậy đặc biệt, với các yêu cầu nghiêm ngặt về tính đồng nhất của cấu trúc vi mô và không bị nứt do tôi.

Đánh đổi hiệu suất

Độ cứng đạt được thông qua quá trình tôi dầu thường phải trả giá bằng độ dẻo và độ dai. Khi độ cứng tăng, khả năng hấp thụ năng lượng của vật liệu trước khi gãy giảm, tạo ra sự đánh đổi thiết kế cơ bản.

Độ ổn định về kích thước trong quá trình tôi phải được cân bằng với độ cứng tối đa có thể đạt được. Các chất làm nguội mạnh hơn (như nước) cung cấp độ cứng cao hơn nhưng lại gây ra biến dạng và nguy cơ nứt lớn hơn so với dầu.

Các kỹ sư thường cân bằng độ sâu tôi luyện so với độ cứng bề mặt thông qua việc lựa chọn cẩn thận thành phần thép và các thông số làm nguội. Làm cứng sâu hơn thường đòi hỏi nhiều thành phần hợp kim hơn, làm tăng chi phí vật liệu và có khả năng làm giảm khả năng gia công.

Phân tích lỗi

Nứt do tôi là một chế độ hỏng hóc phổ biến trong các thành phần được tôi dầu, xảy ra khi ứng suất nhiệt vượt quá độ bền của vật liệu trong quá trình làm mát. Các vết nứt này thường hình thành ở các góc nhọn, phần chuyển tiếp hoặc các khuyết tật đã tồn tại từ trước.

Cơ chế hỏng hóc liên quan đến việc hình thành ứng suất kéo cao ở bề mặt khi nó nguội đi và co lại trong khi lõi vẫn nóng. Các chiến lược phòng ngừa bao gồm thiết kế thành phần phù hợp (tránh các góc nhọn), làm nóng dầu trước và sử dụng các kỹ thuật làm nguội gián đoạn.

Độ sâu tôi luyện không đủ có thể dẫn đến hỏng hóc mỏi dưới bề mặt ở các thành phần chịu tải nặng. Rủi ro này có thể được giảm thiểu thông qua việc lựa chọn thép phù hợp với khả năng tôi luyện đủ cho kích thước tiết diện hoặc bằng cách sửa đổi thiết kế thành phần để giảm độ dày tiết diện.

Các yếu tố ảnh hưởng và phương pháp kiểm soát

Ảnh hưởng của thành phần hóa học

Hàm lượng cacbon quyết định trực tiếp độ cứng tối đa có thể đạt được, với 0,6-0,7% cacbon cung cấp độ cứng tối ưu trong thép cacbon thông thường. Mức cacbon cao hơn làm tăng độ cứng nhưng cũng làm tăng khả năng nứt khi tôi.

Các nguyên tố hợp kim như crom, molypden và mangan làm tăng đáng kể khả năng tôi luyện bằng cách trì hoãn sự hình thành perlit và bainit trong quá trình làm nguội. Điều này cho phép martensit hình thành ở tốc độ làm nguội chậm hơn, cho phép tôi luyện các phần lớn hơn.

Các nguyên tố vi lượng như boron (30-90 ppm) cải thiện đáng kể khả năng tôi luyện với tác động tối thiểu đến các đặc tính khác. Tuy nhiên, nitơ phải được kiểm soát (thường là bổ sung titan hoặc nhôm) để ngăn boron tạo thành nitrua không hiệu quả.

Ảnh hưởng của cấu trúc vi mô

Kích thước hạt austenite trước đó ảnh hưởng đáng kể đến phản ứng làm cứng dầu. Các hạt mịn hơn cải thiện độ dẻo dai nhưng có thể làm giảm nhẹ khả năng làm cứng, trong khi các hạt thô hơn tăng cường khả năng làm cứng nhưng làm giảm độ dẻo dai và tăng nguy cơ biến dạng.

Sự phân bố đồng đều các nguyên tố hợp kim đảm bảo phản ứng tôi cứng nhất quán trong toàn bộ thành phần. Sự phân tách hoặc tạo dải có thể tạo ra các vùng có độ tôi cứng khác nhau, dẫn đến các điểm mềm hoặc biến dạng quá mức.

Các tạp chất phi kim loại đóng vai trò là chất tập trung ứng suất trong quá trình tôi, có khả năng gây ra các vết nứt khi tôi. Các phương pháp sản xuất thép hiện đại giảm thiểu hàm lượng tạp chất thông qua kỹ thuật khử khí chân không và đông đặc có kiểm soát.

Xử lý ảnh hưởng

Nhiệt độ austenit hóa ảnh hưởng trực tiếp đến phản ứng làm cứng, nhiệt độ cao hơn làm tăng khả năng làm cứng nhưng có khả năng gây ra sự phát triển của hạt. Nhiệt độ tối ưu thường nằm trong khoảng từ 30-50°C trên nhiệt độ chuyển đổi quan trọng.

Nhiệt độ dầu ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ làm mát và độ cứng thu được. Dầu tôi thông thường hoạt động ở 40-80°C, với nhiệt độ cao hơn làm giảm mức độ làm mát nhưng cải thiện độ ổn định về kích thước.

Khuấy trong quá trình làm nguội giúp tăng cường tính đồng nhất của quá trình làm mát bằng cách phá vỡ các lớp hơi hình thành xung quanh thành phần nóng. Khuấy không đủ có thể dẫn đến các điểm mềm, trong khi khuấy quá mức có thể làm tăng độ méo.

Các yếu tố môi trường

Nhiệt độ vận hành ảnh hưởng đến độ ổn định của cấu trúc martensitic, với hiệu ứng tôi luyện xảy ra ở nhiệt độ trên khoảng 150°C. Điều này có thể dẫn đến sự mềm dần trong quá trình sử dụng ở nhiệt độ cao.

Môi trường ăn mòn có thể tương tác với ứng suất dư từ quá trình làm cứng dầu, có khả năng dẫn đến nứt ăn mòn ứng suất. Rủi ro này đặc biệt đáng kể ở các thành phần có độ bền cao tiếp xúc với môi trường tạo ra hydro.

Tiếp xúc với nhiệt độ theo chu kỳ có thể gây ra những thay đổi về cấu trúc vi mô theo thời gian, có khả năng làm giảm độ cứng thông qua sự kết tủa các cacbua mịn từ cấu trúc martensitic quá bão hòa.

Phương pháp cải tiến

Quá trình austenit hóa trong môi trường có kiểm soát ngăn ngừa quá trình khử cacbon bề mặt, nếu không sẽ làm giảm độ cứng bề mặt. Bể muối hoặc môi trường khí bảo vệ duy trì hàm lượng cacbon ở bề mặt trong quá trình gia nhiệt.

Kỹ thuật làm nguội từng bước bao gồm việc làm nguội ban đầu trong dầu nóng sau đó chuyển sang dầu lạnh hơn. Phương pháp này làm giảm độ dốc nhiệt và biến dạng liên quan trong khi vẫn đạt được độ cứng mong muốn.

Xử lý đông lạnh sau khi làm cứng bằng dầu thông thường có thể biến đổi austenit giữ lại thành martensite, tăng độ cứng và độ ổn định về kích thước. Quá trình này thường bao gồm làm mát đến -80°C hoặc thấp hơn trong 24-48 giờ.

Các điều khoản và tiêu chuẩn liên quan

Các thuật ngữ liên quan

Độ cứng đề cập đến khả năng của thép tạo thành martensite ở độ sâu cụ thể khi tôi. Tính chất này xác định kích thước tiết diện tối đa có thể được tôi cứng thành công bằng cách tôi dầu.

Giòn do tôi luyện mô tả hiện tượng một số loại thép hợp kim trở nên giòn sau khi tôi luyện ở nhiệt độ 375-575°C. Tình trạng này có thể ảnh hưởng đến các thành phần được tôi dầu sau khi xử lý nhiệt tiếp theo.

Austenit giữ lại là austenit chưa biến đổi còn lại trong cấu trúc vi mô sau khi tôi. Pha này có thể làm giảm độ cứng biểu kiến ​​và gây ra sự mất ổn định về kích thước trong các thành phần được tôi bằng dầu.

Các thuật ngữ này được kết nối với nhau thông qua mối quan hệ của chúng với các chuyển đổi pha trong quá trình xử lý nhiệt. Độ cứng quyết định phản ứng làm nguội, ảnh hưởng đến hàm lượng austenit giữ lại và khả năng chịu hiện tượng tôi.

Tiêu chuẩn chính

SAE J406 cung cấp các phương pháp tiêu chuẩn để xác định khả năng làm cứng của thép, bao gồm các quy trình tiến hành và giải thích các thử nghiệm tôi cuối Jominy có vai trò quan trọng trong việc dự đoán hiệu suất làm cứng bằng dầu.

ISO 9950 chỉ định các phương pháp xác định đặc tính làm mát của chất làm nguội, bao gồm nhiều loại dầu làm nguội gốc dầu mỏ được sử dụng trong các hoạt động làm cứng.

Các tiêu chuẩn quốc gia như ASTM D6200 (Phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn để xác định đặc tính làm mát của dầu tôi bằng cách phân tích đường cong làm mát) khác với các tiêu chuẩn quốc tế ở các thông số thử nghiệm cụ thể và yêu cầu báo cáo.

Xu hướng phát triển

Nghiên cứu hiện tại tập trung vào mô hình máy tính của các quá trình dập tắt bằng cách sử dụng động lực học chất lỏng tính toán kết hợp với động học chuyển đổi pha. Các mô hình này nhằm mục đích dự đoán phân phối độ cứng trong hình học phức tạp với độ chính xác cao hơn.

Các công nghệ mới nổi bao gồm dầu làm nguội sinh học thân thiện với môi trường có đặc tính làm mát tương tự như dầu gốc dầu mỏ nhưng có khả năng phân hủy sinh học tốt hơn và giảm tác động đến môi trường.

Các phát triển trong tương lai có thể bao gồm giám sát và kiểm soát thời gian thực các quá trình làm nguội bằng cách sử dụng mảng cảm biến và thuật toán học máy. Phương pháp này hứa hẹn sẽ tối ưu hóa kết quả làm cứng trong khi giảm thiểu sự biến dạng thông qua kiểm soát thích ứng các thông số làm nguội.