Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ xử lý nhiệt cho thép 28cr3sinimowv ứng dụng trong lĩnh vực quốc phòng

1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu xây dựng quy trình cơng nghệ xử lý nhiệt cho thép 28Cr3SiNiMoWV ứng dụng lĩnh vực quốc phòng VŨ HẠNH NGÂN ngan.vhcb190159@sis.hust.edu.vn Ngành Kỹ thuật Vật liệu (Kim loại) Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Ngọc Minh Chữ ký GVHD TS Nguyễn Xuân Phương Chữ ký GVHD Bộ môn: Vật liệu học, Xử lý Nhiệt Bề mặt Viện: Khoa học Kỹ thuật vật liệu HÀ NỘI, 11/2021 LỜI CẢM ƠN Luận văn với kết nghiên cứu thực nhờ nỗ lực không ngừng thân giúp đỡ nhiệt tình thầy cô giáo Viện, bạn sinh viên đồng nghiệp Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới thầy giáo TS Nguyễn Ngọc Minh Thầy tận tình bảo, giúp đỡ hướng dẫn cho em kể từ em nhận đề tài hoàn thành luận văn Thầy dành nhiều thời gian, cho em nhiều ý kiến, nhận xét quý báu, chỉnh sửa luận văn cho em, giúp luận văn em hoàn thiện mặt nội dung hình thức Em xin gửi lời cảm ơn đến TS Nguyễn Xuân Phương – Viện Công nghệ, Tổng cục Cơng Nghệ Quốc Phịng, ý kiến đóng góp, động viện bảo tận tình giúp em có trách nhiệm với đề tài Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô Bộ môn Vật liệu học, xử lý nhiệt bề mặt giúp đỡ em thời gian qua Em xin cảm ơn Trung tâm Đánh giá hư hỏng Vật liệu, đồng nghiệp trung tâm giúp đỡ tạo điều kiện trình học hoàn thành luận văn Do hạn chế kiến thức, kinh nghiệm nên luận văn nhiều thiếu sót Em mong nhận ý kiến đóng góp thầy để có nhìn sâu sắc vấn đề LỜI NÓI ĐẦU Thép độ bền cao thập kỷ gần nhận quan tâm lớn nhà phát triển thiết kế cơng nghệ nâng cao tính kéo dài tuổi thọ cơng trình giới hạn kích thước chi tiết phạm vi tối thiểu Điều có nhờ lựa chọn thành phần hợp kim thích hợp nhằm tạo pha liên kim hóa bền q trình xử lý nhiệt hợp lý Để làm điều này, thành phần hợp kim đánh giá phức tạp, chứa nhiều loại nguyên tố chế độ nhiệt luyện nhằm tiết pha hóa bền có kích thước phân bố nhỏ mịn ảnh hưởng lớn đến trạng thái tính Thép 28Cr3SiNiMoWV thuộc nhóm thép trên, ứng dụng nhiều lĩnh vực quốc phòng (chế tạo vỏ tên lửa) Ngoài yêu cầu độ cứng độ bền đủ lớn độ dảo dai phải đảm bảo mức cao để dễ gia công biến dạng tạo hình trình chế tạo Để đạt yêu cầu độ cứng độ bền, thép 28Cr3SiNiMoWV mang tiến hành xử lý nhiệt (tôi + ram) điều kiện khác để điều khiển q trình tiết pha hóa bền nhằm tăng tính thép Với mục tiêu đề trên, tác giả tiến hành thực nghiên cứu với đề tài có tên: “Nghiên cứu xây dựng quy trình cơng nghệ xử lý nhiệt cho thép 28Cr3SiNiMoWV ứng dụng lĩnh vực quốc phịng” nhằm tìm chế độ nhiệt luyện thích hợp TĨM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Trong nghiên cứu này, để đạt mục tiêu nói Trước tiên mẫu thép hợp kim độ bền cao (28Cr3SiNiMoWV) lựa chọn nhiệt độ tơi thích hợp dựa giản đồ pha nhằm đảm bảo hòa tan nguyên tố hợp kim vào tốt Mẫu khảo sát nhiệt độ 905oC, 930oC, 955oC, 980oC 1005oC môi trường dầu để nhận tổ chức mactenxít có độ cứng cao Để tiết pha hóa bền cải thiện độ dẻo, mẫu thép sau mang ram nhiệt độ khác với thời gian thay đổi sau: - Ram 280oC với thời gian thay đổi từ đến - Ram 360oC với thời gian thay đổi từ đến - Ram 440oC với thời gian thay đổi từ đến Để đánh giá mức độ ảnh hưởng chế độ xử lý nhiệt đến tổ chức tính Các mẫu phân tích thành phần pha nhiễu xạ tia X, chụp ảnh SEM để đánh giá tiết pha q trình ram kính hiển vi quang học sử dụng tất mẫu để quan sát thay đổi tổ chức tế vi nhận Mẫu sau mang thử tính để quan sát thay đổi giản đồ ứng suất biến dạng sau nhiệt luyện chế độ khác nêu Các kết rằng: sử dụng chế độ nhiệt luyện để cải thiện tính thép Với chế độ nhiệt luyện tơi 930oC ram 2h cho phép cải thiện độ bền kéo tăng thêm 15% (từ 1390MPa lên 1601Mpa), độ dẻo tăng 5% (từ 13,3% lên 14%) độ cứng trì mức cao (giảm HRC) thời gian ram nhỏ 2h MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN 10 1.1 Tổng quan thép độ bền cao 10 1.2 Tình hình nghiên cứu phát triển 10 1.3 Giới thiệu thép hợp kim kết cấu độ bền cao 11 1.3.1 Ảnh hưởng nguyên tố hợp kim 12 1.3.2 Cơ chế hóa bền 13 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU 16 2.1 Đối tượng nghiên cứu 16 2.2 Phương pháp nghiên cứu 16 2.2.1 Quy trình thực nghiệm chế độ xử lý nhiệt 16 2.2.2 Phương pháp kiểm tra đánh giá 18 2.3 Thiết bị nghiên cứu 20 2.3.1 Thiết bị xử lý nhiệt 20 2.3.2 Thiết bị phân tích 20 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 23 3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng thông số nhiệt luyện đến tổ chức tế vi 23 3.1.1 Tổ chức tế vi mẫu ban đầu 23 3.1.2 Tổ chức tế vi mẫu sau 24 3.2 Ảnh hưởng thông số nhiệt luyện đến độ cứng thép 47 3.2.1 Kết đo độ cứng 47 3.2.2 Ảnh hưởng thời gian ram đến tính thép 48 3.2.3 Ảnh hưởng nhiệt độ ram đến tính thép 50 3.3 Ảnh hưởng thông số nhiệt luyện đến độ bền kéo 53 CHƯƠNG KẾT LUẬN 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hóa bền tiết pha: a) tiết pha không liền mạng; b) tiết pha liền mạng 13 Hình 1.2 Trường ứng suất xung quanh lệch Tạo ứng suất nén nửa dương ứng suất kéo nửa âm lệch (a) tập trung nguyên tử B quanh lệch mạng A (b), (c) 14 Hình 1.3 Ảnh hưởng hàm lượng nguyên tố hợp kim đến tính: độ cứng (a) độ dai (b) 14 Hình 2.1 Quy trình thực xử lý nhiệt ram thép 28Cr3SiNiMoWV 16 Hình 2.2 Giản đồ Thermol-cal Hình 2.3 Sơ đồ quy trình thực bước nghiên cứu 19 Hình 2.4 Lị nung Nabertherm N11/H Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 20 Hình 2.5 Thiết bị đo độ cứng AR-10/Mitutoyo Viện Khoa học vật liệu – 20 Hình 2.6 Thiết bị thử kéo nén vạn Tensile Tester Super L120 (USA) Viện Khoa học Vật liệu – Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam 21 Hình 2.7 Thiết bị mài, đánh bóng đĩa LaboPol-25, Struers đặt Viện Khoa học Vật liệu – Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam 21 Hình 2.8 Thiết bị hiển vi quang học Axiovert 40MAT đặt Viện Khoa học Vật liệu- viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam 21 Hình 2.9 Thiết bị hiển vi điện tử quét Jeol 6490, Nhật Bản đặt Viện Khoa học Vật liệu- viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam 22 Hình 2.10 Thiết bị phân tích XRD Equinox 5000 Viện Khoa học Vật liệu – Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam 22 Hình 3.1 Tổ chức tế vi mẫu ban đầu, a) 200x, b) 500x 23 Hình 3.2 Biểu đồ Schaeffler 23 Hình 3.3 Ảnh tổ chức tế vi mẫu sau tôi, 500x 24 Hình 3.4 Ảnh tổ chức tế vi mẫu có nhiệt độ tơi 905oC + ram 280oC, 500x 25 Hình 3.5 Ảnh tổ chức tế vi mẫu có nhiệt độ tơi 930oC+ ram 280oC, 500x 25 Hình 3.6 Ảnh tổ chức tế vi mẫu có nhiệt độ tơi 955oC + ram 280oC, 500x 26 Hình 3.7 Ảnh tổ chức tế vi mẫu có nhiệt độ tơi 980oC + ram 280oC, 500x 26 Hình 3.8 Ảnh tổ chức tế vi mẫu có nhiệt độ tơi 1005oC+ ram 280oC, 500x 27 Hình 3.9 Ảnh tổ chức tế vi mẫu có nhiệt độ tơi 905oC + ram 360oC, 500x 28 Hình 3.10 Ảnh tổ chức tế vi mẫu có nhiệt độ tơi 930oC + ram 360oC, 500x 28 Hình 3.11 Ảnh tổ chức tế vi mẫu có nhiệt độ tơi 955oC + ram 360oC, 500x 29 Hình 3.12 Ảnh tổ chức tế vi mẫu có nhiệt độ tơi 980oC+ ram 360oC, 500x 29 Hình 3.13 Ảnh tổ chức tế vi mẫu có nhiệt độ tơi 1005oC+ ram 360oC, 500x 30 Hình 3.14 Ảnh tổ chức tế vi mẫu có nhiệt độ tơi 905oC+ram 440oC, 500x 31 Hình 3.15 Ảnh tổ chức tế vi mẫu có nhiệt độ tơi 930oC+ram 440oC, 500x 31 Hình 3.16 Ảnh tổ chức tế vi mẫu có nhiệt độ tơi 955oC+ram 440oC, 500x 32 Hình 3.17 Ảnh tổ chức tế vi mẫu có nhiệt độ tơi 980oC+ram 440oC, 500x 32 Hình 3.18 Ảnh tổ chức tế vi mẫu có nhiệt độ tơi 1005oC+ram 440oC, 500x 33 Hình 3.19 Tổ chức tế vi mẫu a) sau 905oC + ram 280oC/2h; b) sau 930oC + ram 280oC/2h; c) sau 955oC + ram 280oC/2h; d) sau 980oC + ram 280oC/2h; e) sau 1005oC + ram 280oC/2h 34 Hình 3.20 Tổ chức tế vi mẫu a) sau 905oC + ram 360oC/2h; b) sau 930oC + ram 360oC/2h; c) sau 955oC + ram 360oC/2h; d) sau 980oC + ram 360oC/2h; e) sau 1005oC + ram 360oC/2h 35 Hình 3.21 Tổ chức tế vi mẫu a) sau 905oC + ram 440oC/2h; b) sau 930oC + ram 440oC/2h; c) sau 955oC + ram 440oC/2h; d) sau 980oC + ram 440oC/2h; e) sau 1005oC + ram 440oC/2h 36 Hình 3.22 Tổ chức tế vi mẫu a) sau 905oC + ram 280oC/3h; b) sau 930oC + ram 280oC/3h; c) sau 955oC + ram 280oC/3h; d) sau 980oC + ram 280oC/3h; e) sau 1005oC + ram 280oC/3h 37 Hình 3.23 Tổ chức tế vi mẫu a) sau 905oC + ram 360oC/3h; b) sau 930oC + ram 360oC/3h; c) sau 955oC + ram 360oC/3h; d) sau 980oC + ram 360oC/3h; e) sau 1005oC + ram 360oC/3h 38 Hình 3.24 Tổ chức tế vi mẫu a) sau 905oC + ram 440oC/3h; b) sau 930oC + ram 440oC/3h; c) sau 955oC + ram 440oC/3h; d) sau 980oC + ram 440oC/3h; e) sau 1005oC + ram 440oC/3h 39 Hình 3.25 Tổ chức tế vi mẫu a) sau 905oC + ram 280oC/4h; b) sau 930oC + ram 280oC/4h; c) sau 955oC + ram 280oC/4h; d) sau 980oC + ram 280oC/4h; e) sau 1005oC + ram 280oC/4h 40 Hình 3.26 Tổ chức tế vi mẫu a) sau 905oC + ram 360oC/4h; b) sau 930oC + ram 360oC/4h; c) sau 955oC + ram 360oC/4h; d) sau 980oC + ram 360oC/4h; e) sau 1005oC + ram 360oC/4h 41 Hình 3.27 Tổ chức tế vi mẫu a) sau 905oC + ram 440oC/4h; b) sau 930oC + ram 440oC/4h; c) sau 955oC + ram 440oC/4h; d) sau 980oC + ram 440oC/4h; e) sau 1005oC + ram 440oC/4h 42 Hình 3.28 Tổ chức tế vi mẫu a) sau 905oC + ram 280oC/5h; b) sau 930oC + ram 280oC/5h; c) sau 955oC + ram 280oC/5h; d) sau 980oC + ram 280oC/5h; e) sau 1005oC + ram 280oC/5h 43 Hình 3.29 Tổ chức tế vi mẫu a) sau 905oC + ram 360oC/5h; b) sau 930oC + ram 360oC/5h; c) sau 955oC + ram 360oC/5h; d) sau 980oC + ram 360oC/5h; e) sau 1005oC + ram 360oC/5h 44 Hình 3.30 Tổ chức tế vi mẫu a) sau 905oC + ram 440oC/5h; b) sau 930oC + ram 440oC/5h; c) sau 955oC + ram 440oC/5h; d) sau 980oC + ram 440oC/5h; e) sau 1005oC + ram 440oC/5h 45 Hình 3.32 Kết phân tích X-ray 47 Hình 3.33 Đồ thị ảnh hưởng thời gian ram đến độ cứng vật liệu, 48 Hình 3.34 Đồ thị ảnh hưởng thời gian ram đến độ cứng vật liệu, 49 Hình 3.35 Đồ thị ảnh hưởng thời gian ram đến độ cứng vật liệu, 50 Hình 3.36 Đồ thị ảnh hưởng thơng số nhiệt luyện đến độ cứng vật liệu, thời gian ram 51 Hình 3.37 Đồ thị ảnh hưởng thông số nhiệt luyện đến độ cứng vật liệu, thời gian ram 51 Hình 3.40 Ảnh kết giản đồ thử kéo mẫu nhiệt độ 930 oC ram chế độ nhiệt khác 54 Hình 3.41 Đồ thị ảnh hưởng nhiệt độ ram đến tính vật liệu 55 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Thành phần hóa học mác thép 28Cr3SiNiMoWV 16 Bảng 2.2 Bảng thống kê thơng số thực nghiệm kí hiệu mẫu 18 Bảng 3.2 Các mẫu lựa chọn thử kéo (màu đỏ) 53 Bảng 3.3 Bảng kết thử kéo 54 10 CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan thép độ bền cao Từ hàng nghìn năm trước, thép biết đến cứng nhờ nung nóng sau làm nguội nước [1] Vào đầu năm 1940, phát triển thép có độ bền cao thành cơng, loại thép có độ bền cao thép kết cấu thông thường Tuy nhiên, đại diện cho cơng nghệ cao lĩnh vực cơng nghiệp hàng khơng, vũ trụ, vũ khí ứng dụng khác vật liệu Thép hợp kim thấp độ bền cao phát triển cách điều chỉnh hàm lượng nguyên tố hợp kim Ngay từ năm 1940, Hoa Kỳ bắt đầu phát triển thép độ bền siêu cao Thép AIS14340, AISI4130, 300M phát triển cách điều chỉnh hàm lượng nguyên tố hợp kim theo tỷ lệ định Những vật liệu thép sử dụng thiết bị hạ cánh máy bay, sau sử dụng rộng rãi vỏ động tên lửa, phận máy bay, phận chịu tải, … Do đó, khơng u cầu độ bền cao mà cịn u cầu độ dẻo dai, độ bền mỏi, chống ăn mòn đặc tính tồn diện khác Ngày thép độ bền cao phát triển thành nhiều loại sử dụng rộng rãi vỏ động tên lửa, bánh hạ cánh máy bay, khung thân máy bay, bình áp suất cao, … [2-4] 1.2 Tình hình nghiên cứu phát triển Trong năm gần đây, loại thép độ bền cao xuất không ngừng Thép hợp kim thấp độ bền cao phát triển sở thép kết cấu với hàm lượng C khoảng 0,27-0,5% Trong số đó, AISI4340 đại diện điển hình thép hợp kim thấp độ bền cao thời kỳ đầu, thức sử dụng thiết bị hạ cánh máy bay vào năm 1955 Sự đời thép AISI4340 mở tảng cho việc nghiên cứu thép độ bền cực cao AISI4340 loại thép độ bền cao lần sử dụng độ bền không đáp ứng đủ theo nhu cầu nên người ta tăng hàm lượng C sở 4130 sau thép 4340 để tăng độ bền Khi thép AISI4340 sử dụng, độ cứng đáp ứng đầy đủ nhu cầu ứng dụng, hàm lượng C giảm cách thích hợp nguyên tố V thêm vào để tăng bền thép 4335V phát triển Để hạn chế tính giịn nhiệt độ thấp, Allten cộng nghiên cứu ảnh hưởng nguyên tố Si đến tính chất học thép độ bền cao đặt tảng cho phát triển thép 300M [5] Năm 1952, Ngân hàng Quốc tế Hoa kỳ phát triển thiết kế thép 300M dựa thép AISI4340 với việc tăng hàm lượng nguyên tố Si từ 1-2% điều chỉnh hàm lượng nguyên tố hợp kim khác, làm tăng phạm vi nhiệt độ tơi (260÷315 oC) ngăn chặn giòn ram mactenxit [6, 7] Thép 300M sử dụng rộng rãi phận hạ cánh máy bay từ năm 1966 Tuy thép AISI4340 300M có độ bền cao, khả gãy tính chống ăn mịn ứng suất Nga, Nhật Bản nước khác phát triển thép có độ bền cao 30XTCH2A, 40XH2CBA, 28X3CHMBϕA JIS Nhật Bản thép SNCM439 tương tự thép AISI4340 Mỹ Yoshiyuki Tomita người khác nghiên cứu cải thiện tính gãy thép 4340 Theo tác giả q trình Austenit hóa nhiệt độ cao có 10 44  Nhiệt độ ram 360oC o o 905 C 930 C b a o o 955 C 980 C c d o 1005 C e Hình 3.29 Tổ chức tế vi mẫu a) sau 905oC + ram 360oC/5h; b) sau 930oC + ram 360oC/5h; c) sau 955oC + ram 360oC/5h; d) sau 980oC + ram 360oC/5h; e) sau 1005oC + ram 360oC/5h 44 45  Nhiệt độ ram 440oC o o 905 C 930 C b a o o 955 C 980 C c d o 1005 C e Hình 3.30 Tổ chức tế vi mẫu a) sau 905oC + ram 440oC/5h; b) sau 930oC + ram 440oC/5h; c) sau 955oC + ram 440oC/5h; d) sau 980oC + ram 440oC/5h; e) sau 1005oC + ram 440oC/5h Việc so sánh tổ chức tế vi mẫu sau ram giờ, với mẫu ram thực Trên ảnh tổ chức tế vi mẫu quan sát khẳng định quy luật thời gian ram kéo dài thép hợp kim thấp trung hình có xu hướng làm tăng kích thước hạt pha hóa bền Điều giải thích với mẫu ram thời gian dài hơn, kích thước số lượng hạt sáng màu (dự đốn pha hóa bền sinh trình ram thép) tăng lên đáng kể 45 46 Kết chụp ảnh SEM Để làm sáng tỏ nhận định tiết pha hóa bền q trình ram thép Một số loại mẫu chuẩn bị để quan sát kính hiển vi điện tử qt với độ phóng đại cao mức độ phân giải tốt Kết thể hình 3.31 phía Ban đầu o Sau 930 C b a o o Ram 280 C-2h Ram 280 C-3h c d o o Ram 280 C-4h Ram 280 C-5h e f Hình 3.31 Kết chụp SEM mẫu, 10000x: a) Tổ chức mẫu trạng thái ban đầu; b) Mẫu sau 930oC; c) Mẫu sau 930oC + ram 280oC/2h; d) Mẫu sau 930oC + ram 280oC/3h; e) Mẫu sau 930oC + ram 280oC/4h; f) Mẫu sau 930oC + ram 280oC/5h Từ kết nhận từ ảnh SEM thấy: với mẫu trạng thái cung cấp (hình 3.31a), tổ chức mactenxit dải phân bố austenite dư Trên ảnh tổ chức sau tơi (hình 3.31b), mactenxit thể rõ ràng Các hạt pha liên kim chưa xuất chứng tỏ với nhiệt độ lựa chọn cho phép hòa tan hầu hết pha thứ hai vào austenit trước nguội nhanh Ở chế độ ram 280oC khoảng thời gian từ 2h đến 5h (hình 3.31 c-f) cho 46 47 thấy có tiết pha hóa bền rõ rệt Các hạt màu sáng trắng rõ Kích thước hạt tiết pha hóa bền có xu hướng lớn thời gian ram kéo dài Điều củng cố thêm cho nhận định phía quan sát kính hiển vi quang học hồn tồn có sở Kết nhiễu xạ X-ray Để kiểm tra đánh giá trình tiết pha ram, mẫu sau kiểm tra kính hiển vi điện tử quét (SEM) mang kiểm tra thành phần pha nhiễu xạ Rơnghen Kết thể hình 3.32 sau Hình 3.31 Mẫu nhiễu xạ tia X Trên giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu cho thấy lên đỉnh nhiễu xạ đặc trưng mạng lập phương tâm khối Đây đỉnh nhiễu xạ đặc trưng pha mactenxít (sắt anpha) Giản đồ nhiễu xạ tia X khơng ghi nhận có tiết pha hóa bền theo lý thuyết Điều kích thước pha hóa bền nhỏ (được xác nhận qua ảnh SEM mục 3.31), cường độ nhiễu xạ yếu, độ phân giải đường X-ray không cao nên tiết pha giản đồ nhiễu xạ tia X 3.2 Ảnh hưởng thông số nhiệt luyện đến độ cứng thép 3.2.1 Kết đo độ cứng Để đánh giá mức độ ảnh hưởng thông số nhiệt luyện đến độ cứng thép, mẫu sau chế độ mang kiểm tra độ cứng thô đại (HRC) Mỗi mẫu đo lần vị trí khác bề mặt Kết cuối giá trị trung bình lần đo thể bảng 3.2 47 48 Bảng 3.1 Kết đo độ cứng tế vi mẫu, HRC Nhiệt độ (oC) Nhiệt độ ram (oC) 280oC 360oC 440oC 905 oC 930 oC 955 oC 980 oC 1005 oC 47.6 46.9 45.8 44.1 44.1 46.3 46.5 44.3 44.4 43.2 44.4 46.4 45.1 44.7 42.5 46.2 44.2 44.5 43.7 43.5 44.8 44.5 44.3 43.6 43.7 45.2 44.4 44.7 44.1 44.0 45.0 45.8 45.3 44.2 44.6 44.7 44.1 44.7 43.9 44.0 44.3 45.0 44.3 44.1 43.0 45.8 45.2 44.3 43.8 44.4 44.9 44.9 44.3 43.7 43.4 44.7 44.4 43.5 44.4 43.6 45.2 45.1 45.3 43.3 43.4 Để hiểu rõ ảnh hưởng loại thông số, tác giả thực việc so sánh trình bày mục tiếp theo: 3.2.2 Ảnh hưởng thời gian ram đến tính thép Tại nhiệt độ ram, thời gian ram thay đổi phạm vi 2-5 để quan sát thay đổi độ cứng Kết thể hình sau Hình 3.32 Đồ thị ảnh hưởng thời gian ram đến độ cứng vật liệu, nhiệt độ ram 280oC 48 49 Có thể thấy, tất chế độ ram, độ cứng sau ram giảm so với độ cứng sau Một số kết thể mẫu sau ram nhiệt độ 280oC thời gian thay đổi sau: Mẫu nhiệt độ 1005oC, độ cứng giảm ram thứ thứ (HRC3-0 = -1,6HRC), sau tăng ổn định độ cứng thứ thứ sau HRC cịn 43,7 Mẫu tơi nhiệt độ 980oC, độ cứng tăng thứ sau giảm ổn định thứ Mẫu nhiệt độ 955oC độ cứng giảm thứ tăng thứ sau giảm ổn định thứ Mẫu 930oC độ cứng giảm theo thời gian ổn định thứ Mẫu nhiệt độ 905oC độ cứng giảm sâu thứ 3, nhiên tăng cao (HRC4-3 = 1,8 HRC) thứ giảm thứ Khi ram -3 giờ, mẫu tơi nhiệt độ 1005, 930 905oC độ cứng giảm Mẫu nhiệt độ 980oC độ cứng tăng Với mẫu sau tơi nhiệt độ 955oC độ cứng ổn định sau ram Sau ram độ cứng tất mẫu giảm so với ban đầu Trong mẫu ram 930oC có độ cứng giảm mạnh (HRC = HRCban đầu – HRC5h ram = 46,9 – 44,5 = 2,4HRC) Mặc dù có thay đổi độ cứng mẫu Tuy nhiên mức độ thay đổi không nhiều đơi cịn đến từ sai số phép đo nên việc nhận định khác chưa thực rõ ràng Hình 3.33 Đồ thị ảnh hưởng thời gian ram đến độ cứng vật liệu, nhiệt độ ram 360oC Với mẫu sau ram 360oC, biến thiên độ cứng tuân theo quy luật thông thường rõ ràng ram thép hợp kim thấp trung bình Giá trị độ cứng có xu hướng giảm tăng thời gian ram Tại nhiệt độ ram 360oC với 49 50 thời gian giữ nhiệt 2÷5 giá trị độ cứng mẫu giảm sau ram so với mẫu sau tơi dao động khoảng 43÷47,2 HRC Điều kết việc hình thành hạt pha hóa bền có kích thước tăng theo thời gian Hình 3.34 Đồ thị ảnh hưởng thời gian ram đến độ cứng vật liệu, nhiệt độ ram 440oC Trên đồ thị hình 3.35 cho thấy nhiệt độ ram cao, xu hướng thay đổi độ cứng dường rõ Các mẫu sau ram có giá trị độ cứng 43,4÷45,8HRC Với thời gian ram giá trị độ cứng mẫu giảm đi, nhiên mẫu nhiệt độ 1005oC tăng nhẹ 44,4 HRC cao so với mẫu sau 44,1HRC, sau tăng thời gian ram giá trị độ cứng giảm (43,4 HRC) Mẫu nhiệt độ 930oC với thời gian ram 2÷5 giá trị độ cứng mẫu không thay đổi nhiều, thấp 44,4 HRC với thời gian ram cao 45,2 HRC với thời gian ram Mẫu nhiệt độ 955oC sau tăng thời gian ram lên giá trị độ cứng giảm 43,5 HRC, tiếp tục tăng thời gian ram lên độ cứng mẫu tăng (45,3 HRC) Ngược lại mẫu nhiệt độ 980oC giá trị độ cứng tăng 44,4 HRC với thời gian ram giảm 43,3 HRC tăng thời gian ram Mặc dù theo lý thuyết nhiệt độ ram cao độ cứng tăng chuyển biến austenite dư tiết pha hóa bền, nhiên hàm lượng hợp kim nên tiết pha không nhiều dẫn đến độ cứng không tăng nhiều 3.2.3 Ảnh hưởng nhiệt độ ram đến tính thép Các mẫu sau tơi mang ram nhiệt độ khác để đánh giá mức độ ảnh hưởng nhiệt độ đến độ cứng thép Kết đánh giá ảnh hưởng nhiệt độ khác thời gian ram thể hình phía dưới: 50 51 Hình 3.35 Đồ thị ảnh hưởng thơng số nhiệt luyện đến độ cứng vật liệu, thời gian ram Hình 3.367 Đồ thị ảnh hưởng thông số nhiệt luyện đến độ cứng vật liệu, thời gian ram 51 52 Hình 3.38 Đồ thị ảnh hưởng thông số nhiệt luyện đến độ cứng vật liệu, thời gian ram Hình 3.39 Đồ thị ảnh hưởng thông số nhiệt luyện đến độ cứng vật liệu, thời gian ram Kết độ cứng mẫu hình 3.36-3.39 cho thấy: với mẫu ban đầu sau tôi, giá trị độ cứng có xu hướng giảm tăng nhiệt độ tơi Mặc dù điều trái với quy luật thông thường độ cứng tăng nhiệt độ cao Tuy nhiên, kết đạt có xu hướng khơng tn theo quy luật Điều q trình nung tơi giữ nhiệt, mẫu có chiều dày khơng lớn thời gian giữ nhiệt lâu (30 phút với chiều dày 52 53 mẫu 8mm) dẫn đến xu hướng hình thành tổ chức austenit lớn hạt Kết dẫn đến thơ hóa mactenxit sau tơi hệ làm giảm độ cứng mẫu thu sau Ở điều kiện nhiệt độ ram khác nhau, quy luật giảm độ cứng tăng nhiệt độ ram với thời gian ram không đổi thể Thời gian ram dài độ cứng giảm Tuy nhiên thép 28Cr3SiNiMoWV nguyên tố hợp kim yếu tố giúp cho thép không bị giảm độ cứng nhiều (