Bài giảng Máy và thiết bị chế biến thực phẩm: Chương 4 - Nguyễn Ngọc Hoàng

Bài giảng "Máy và thiết bị chế biến thực phẩm: Chương 4 - Nguyễn Ngọc Hoàng" trình bày các nội dung chính sau: Phương pháp nhiệt luyện; Phương pháp hoá nhiệt luyện; Phương pháp thấm cacbon; Phương pháp ủ thép;... Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Máy và thiết bị chế biến thực phẩm: Chương 4 - Nguyễn Ngọc Hoàng R E F R I G E R A T I O N T E C H N O L O G Y MÁY & THIẾT BỊ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM DR. NGUYEN NGOC HOANG Dept. of Food & Biological Process & Equipment Hanoi University of Science and Technology ngochoang.ibft@gmail.com Tel: 0904667684 Nhiệt luyện Nhiệt luyện là một phương pháp tác động nhiệt độ lên vật chất nhằm làm thay đổi vi cấu trúc chất rắn, đôi khi tác động làm thay đổi thành phần hóa học, đặc tính của vật liệu. Tôi - Là quá trình nhiệt luyện hợp kim gồm nung hợp kim lên tới nhiệt độ có trạng thái chuyển pha nhất định, giữ nhiệt rồi làm nguội đủ nhanh để quá trình khuếch tán không kịp xảy ra, kết quả nhận được tổ chức không cân bằng. Ram - là quá trình nhiệt luyện gồm nung kim loại đã được tôi đến nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ chuyển biến pha, đưa kim loại về trạng thái cân bằng Ủ - là quá trình nung nóng để giảm độ cứng, nâng cao độ dẻo, khử ứng suất dư Thường hoá – là quá trình gần giống ủ nhưng được làm nguội trong không khí do đó độ bền thép cao hơn Nhiệt luyện Tôi - Là quá trình nhiệt luyện hợp kim gồm nung hợp kim lên tới nhiệt độ có trạng thái chuyển pha nhất định, giữ nhiệt rồi làm nguội đủ nhanh để quá trình khuếch tán không kịp xảy ra, kết quả nhận được tổ chức không cân bằng - Mactenxit Môi trường làm nguội: thường là nước, nước có pha thêm muối, hoặc xút, ; đối với thép hợp kim có thể là dầu, hoặc không khí Tôi hoàn toàn (thép trước cùng tích): nâng nhiệt độ đến khi thép chuyển hoàn toàn đến trạng thái austenis Tôi không hoàn toàn (thép trước sau tích): nâng nhiệt độ để thép chuyển một phần đến trạng thái austenis Nhiệt luyện Ferit - dạng thù hình thép α lập phương thể tâm; Austenis – Dạng thù hình thép ɣ lập phương diện tâm; Xêmentit – Cacbit sắt Fe3C; Peclit – Hỗn hợp cùng tích gồm F và Xe; Nhiệt luyện Tôi hoàn toàn (thép trước cùng tích): nâng nhiệt độ đến Ac3 + (30 – 50 oC) khi đó thép chuyển hoàn toàn đến trạng thái hạt austenis nhỏ. Sau đó, làm nguội nhanh để nhận được hạt mactenxit nhỏ. Mactenxit – Dung dịch rắn quá bão hòa cacbon trong sắt α. Mactenxit có độ cứng cao, tùy thuộc vào hàm lượng cascbon. Nhưng Mactenxít cũng có độ giòn cao và tăng thể tích, tạo ứng suất lớn. Nhiệt luyện Làm nguội thép khi tôi: Đê nhận được tổ chức mactenxit, thép nung cần được làm nguội liên tục với vận tốc lớn hơn vận tốc tới hạn. Nhược điểm: thép sau tôi có ứng suất dư lớn, dễ cong vênh, nứt. Chịu va đập kém. Nhiệt luyện Tôi không hoàn toàn (thép sau tích): nâng nhiệt độ đến Ac1 + (30 – 50 oC) để thép chuyển một phần đến trạng thái austenis. Sau đó, làm nguội nhanh để nhận được hạt mactenxit nhỏ và Xementit. Xementit cứng hơn mactenxit do đó thép sau cùng tích tôi không hoàn toàn có độ cứng cao hơn thép tôi hoàn toàn. Nhiệt luyện Tôi bề mặt – tôi thép bằng dòng cao tần cho phép tạo tổ chức mactenxit cứng ở lớp bề mặt nhưng lõi vẫn dẻo. Nhiệt luyện Ram thép đã tôi - là quá trình nhiệt luyện gồm nung kim loại đã được tôi đến nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ chuyển biến pha A1, đưa kim loại về trạng thái cân bằng. Trong quá trình ram xảy ra các chuyển biến sau: mactenxit – mactenit thấp và cacbit; austennit dư – mactenxit thấp và cacbit; mactenxit – ferit và cacbit; Tùy theo nhiệt độ nung mà phân ra thành ram thấp (120-250 oC), ram trung bình (350-450 oC), ram cao (500-680 oC). Nói chung, nhiệt độ ram càng cao thì độ thải bền lớn, độ dẻo dai tăng. Nhiệt luyện Ủ - là quá trình nung nóng để giảm độ cứng, nâng cao độ dẻo, khử ứng suất dư. Ủ lại thép kết cấu (thép trước cùng tích): Nâng nhiệt độ lên Ac3 + (30-50 oC), sau đó làm nguội chậm 100-200 oC/h để thu được tổ chức ferit-pectit cân bằng. Phương pháp này áp dụng cho các bán thành phẩm đúc hoặc gia công biến dạng nóng (rèn). Sản phẩm thu được khử được các khuyết tật cấu trúc, có độ cứng thấp, dẻo dai cao. Thuận lợi cho gia công cắt gọt. Nhiệt luyện Ủ cầu hóa thép dụng cụ (thép cùng tích và sau cùng tích): Nâng nhiệt độ lên Ac1 + (20-45 oC), sau đó làm nguội chậm hoặc giữ đẳng nhiệt ở 650-680 oC để thu được xementit dạng hạt tròn. Xementit cầu hóa bao gồm cả xementit trong peclit và xementit II (ở biên giới hạt austenit). Phương pháp này dùng để giảm độ cứng và tăng độ dẻo dai của thép dụng cụ, tạo điều kiện thuận lợi cho qua trình gia công cắt gọt. Nhiệt luyện Thường hoá – là quá trình gần giống ủ nhưng nâng nhiệt độ cao hơn, Ac3 + (50-70 oC), và được làm nguội nhanh hơn, năng suất cao hơn ủ. Do nhiệt độ nung cao hơn nên quá trình kết tinh lại đầy đủ hơn dẫn đến độ bền thép sau thường hóa cao hơn thép ủ. Nhiệt luyện Hoá nhiệt luyện – là quá trình công nghệ làm khuếch tán đến bão hòa lớp bề mặt chi tiết bằng các nguyên tố khác nhau. Thấm các bon - là phương pháp làm bão hòa các bon vào bề mặt thép các bon thấp (%C< 0,25%) để sau khi nhiệt luyện bề mặt có độ cứng cao, tính chống mài mòn lớn, còn trong lõi vẫn dẻo và dai. Thấm cacbon thể rắn: nung chi tiết với than củi và BaCO3 ở 910 oC. 2C + O2 = 2CO BaCO3 —> BaO + CO2 2CO —> C02 + Cnguyêntử Cnguyêntử + Fe = Fe3C Nhiệt luyện Thấm cacbon thể khí: Dùng một lò kín chứa đầy khí thấm (CO, CH4, C2H6...) lấy từ khí thiên nhiên, cho chi tiết vào và nâng lên nhiệt độ thấm. Trong thực tế thường dùng CH4 với tỷ lệ 3 ÷ 5% (do mêtan tác dụng thấm rất mạnh) còn lại là CO (đến 95%). CH4 -> 2H2 ...