(Luận án tiến sĩ) nâng cao cơ tính tổng hợp của gang cầu bằng xử lý nhiệt tạo nền ferit và ausferit

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HỒNG ANH TUẤN NÂNG CAO CƠ TÍNH TỔNG HỢP CỦA GANG CẦU BẰNG XỬ LÝ NHIỆT TẠO NỀN FERIT VÀ AUSFERIT Ngành: Kỹ thuật vật liệu Mã số: 9520309 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VẬT LIỆU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN HỮU DŨNG TS NGUYỄN HỒNG HẢI Hà Nội – 2022 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận án trung thực, không vi phạm điều luật sở hữu trí tuệ pháp luật Việt Nam Các kết luận án chưa cơng bố cơng trình Hà Nội, ngày 16 tháng 03 năm 2022 Giáo hƣớng dẫn khoa học PGS TS Nguyễn Hữu Dũng TS Nguyễn Hồng Hải Nghiên cứu sinh Hoàng Anh Tuấn i LỜI CẢM ƠN Qua luận án Tôi xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình chu đáo PGS.TS Nguyễn Hữu Dũng, TS Nguyễn Hồng Hải, giúp đỡ thầy Bộ môn Vật liệu Cơng nghệ Đúc, giúp đỡ phịng thí nghiệm trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Phịng thí nghiệm Trung tâm Đo lường/Viện Cơng nghệ - Tổng cục Cơng nghiệp Quốc phịng/Bộ Quốc phịng, quan tâm, tạo điều kiện thuận lợi phòng Đào tạo - trường Đại học Bách khoa Hà Nội bạn đồng nghiệp Tôi xin gửi lời cám ơn chân thành, sâu sắc tới Thủ trưởng đơn vị, anh chị em đồng nghiệp Trung tâm Đo lường/Viện Công nghệ - Tổng cục Công nghiệp Quốc phòng/Bộ Quốc phòng, tạo điều kiện tốt để thục luận án Cuối xin gửi lời cám ơn đến gia đình, người thân bạn bè cổ vũ, động viên tơi hồn thành luạn án Hà Nội, ngày 16 tháng 03 năm 2022 Tác giả Hoàng Anh Tuấn ii MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Gang cầu tơi đẳng nhiệt ADI 1.2 Gang cầu có tổ chức ferit thứ cấp ausferit 1.3 Tình hình nghiên cứu gang cầu tơi đẳng nhiệt 1.3.1 Tình hình nghiên cứu gang cầu tơi đẳng nh 1.3.2 Tình hình nghiên cứu gang cầu tơi đẳng nh 1.4 Sự hình thành graphit cầu gang 1.5 Ảnh hƣởng thành phần hóa học đến tính chất gang cầu 1.5.1 Carbon silic 1.5.2 Mangan 1.5.3 Lưu huỳnh phốt 1.5.4 Nguyên tố cầu hóa 1.5.5 Các nguyên tố hợp kim hố 1.56 Các ngun tố hình thành cacbit nguyên 1.6 Tính chất ứng dụng gang cầu 1.6.1 Cơ tính gang cầu ADI đa pha 1.6.2 Lĩnh vực sử dụng gang cầu ADI đa pha 1.7 Các phƣơng pháp nâng cao tính tổng hợp gang cầu 1.7.1 Nâng cao chất lượng cầu hoá 1.7.2 Hợp kim hố 1.7.3 Kết hợp hợp kim hóa nhiệt luyện 1.7.4 Các phương án nhiệt luyện 1.8 Chuyển pha gang cầu đẳng nhiệt 1.8.1 Q trình austenit hóa iii 1.8.1.1 Tạo mầm austenit 1.8.1.2 Sự lớn lên mầm austenit 1.8.1.3 Hành vi cacbon trình aus 1.8.2 Chuyển biến austenit thành ferit thứ cấp 1.8.3 Chuyển biến ausferit 1.8.3.1 Cơ chế chuyển biến 1.8.3.2 Độ hạt austenit graphit 1.8.3.3 Ảnh hưởng thời gian nhiệt độ tô CHƢƠNG NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Gang cầu ban đầu 2.2 Đánh giá tổ chức tế vi 2.3 Phƣơng pháp tính tỷ phần pha austenit sau p 2.4 Xác định tính thành phần hố học 2.5 Chế độ nhiệt luyện 2.6 Phƣơng pháp nghiên cứu chuyển biến tỉ ph nhiệt CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Thành phần, tổ chức gang cầu trạng thá 3.2 Xác định vùng nhiệt độ tới hạn 3.2.1 Xác định nhiệt độ tới hạn giản đồ pha 3.2.2 Xác định vùng nhiệt độ tới hạn phươn 3.3 Q trình austenit hóa hàm lƣợng cacbon 3.3.1 Nhiệt độ thời gian austenite hóa 3.3.2 Hàm lượng cacbon austenit 3.4 Sự hình thành ferit thứ cấp 3.5 Chuyển biến đẳng nhiệt (chuyển biến ausferit 3.5.1 Xác định chế độ đẳng nhiệt 3.5.2 Sự hình thành tổ chức ausferit gang c 3.5.3 Xác định cửa sổ trình 3.5.4 Động học chuyển biến giai đoạn I iv 3.5.5 Năng lượng hoạt hóa chuyển biến ausferit 3.6 Tổ chức tế vi gang cầu ADI đa pha 3.6.1 Ảnh hưởng nhiệt độ austenit hóa 3.6.2 Ảnh hưởng nhiệt độ ủ vùng ba pha 3.6.3 Ảnh hưởng nhiệt độ đẳng nhiệt 3.6.4 Ảnh hưởng thời gian tơi đẳng nhiệt 3.7 Cơ tính gang cầu ADI đa pha 3.7.1 Độ cứng gang cầu ADI đa pha 3.7.2 Độ bền gang cầu ADI đa pha KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC v MỞ ĐẦU Nâng cao chất lượng sản phẩm đồng nghĩa với nâng cao tuổi thọ chi tiết máy, luôn yêu cầu cấp thiết cơng nghiệp, cơng nghiệp Quốc phịng nhiều lĩnh vực đặc biệt khác Gang cầu loại gang có nhiều ưu điểm vượt trội so với loại gang khác, nhiều trường hợp, gang cầu thay cho thép số vật liệu khác Việc nâng cao chất lượng sản phẩm gang cầu giới đề cập đến từ nửa đầu kỷ trước, đến phát triển mạnh mẽ có nhiều hướng khác Những hướng phát triển tạo vật liệu từ gang cầu có tính chất đặc biệt, trội hẳn gang cầu truyền thống, chí, có tính chất mà vật liệu khác khơng có Trong nhiều thập kỷ gần hướng tạo vật liệu từ gang cầu phương pháp xử lý nhiệt có điều khiển để tạo tổ chức mới, nhiều pha theo ý muốn, làm cho sản phẩm có tính chất đặc biệt hẳn vật liệu ban đầu nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu Bằng phương pháp đẳng nhiệt, chế tạo loại gang đạt giới hạn bền kéo đến 1200 MPa độ giãn dài đạt đến % Gang có tên gang cầu tơi đẳng nhiệt ADI (Austempered Ductile Iron) Gang cầu tơi đẳng nhiệt có chứa tổ chức ferit hình kim nằm xen kẽ austenit cacbon cao hay gọi tổ chức ausferit Trong thực tế, số chi tiết gang đòi hỏi độ bền vừa phải độ giãn dài lại cao Có nhiều giải pháp, giải pháp giảm độ bền tăng độ dãn dài gang ADI cách tăng hàm lượng pha ferit trước tích gang ADI Từ đó, xuất loại gang mới, gang ADI có tổ chức đa pha Gang cầu tơi đẳng nhiệt có tổ chức đa pha thể kết hợp tốt giũa độ bền độ dãn dài: độ bền cao, tương đương thép nhiệt luyện, độ dẻo tốt 10 đến 20 % Đó tiêu chí luận án Tiến sĩ kỹ thuật “Nâng cao tính tổng hợp gang cầu xử lý nhiệt tạo ferit ausferit” Tính cấp thiết đề tài: Nâng cao chất lượng sàn phẩm tạo vật liêu có tính chất nhằm làm giảm giá thành sản xuất công nghiệp, đồng thời giảm ngoại tệ để nhập sản phẩm cho đất nước yêu cầu hàng đầu đặt kế hoạch đầu tư sản xuất công nghiệp, đặc biệt sản xuất Quốc phòng ngành yêu cầu khắt khe tiêu chuẩn sử dụng sản phẩm Việc nghiên cứu phương pháp gia công nhiệt để chế tạo gang cầu có tổ chức đạt tính tổng hợp cao ứng dụng cơng nghiệp ln ưu tiên hàng đầu Mục đích nghiên cứu - Ảnh hưởng hàm lượng cacbon đến trình chuyển biến gia cơng nhiệt gang cầu ADI có tổ chức ferit ausferit Qua đó, kiểm sốt tỷ phần pha ferit thứ cấp tính chất học gang cầu - Xây dựng “của sổ q trình” nhằm hồn thiện cơng nghệ nhiệt luyện cho gang cầu đẳng nhiệt có tổ chức đa pha với hiệu kinh tế cao Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu gang cầu trạng thái đúc có tổ chức 85 % peclit Gang hợp kim hoá thấp nhằm dịch chuyển đường cong chữ C phía rút ngắn thời gian đẳng nhiệt - Luận văn giới hạn phạm vi đánh giá tính vật liệu tỷ phần pha chịu ảnh hưởng yếu tố gia công nhiệt Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Hành vi nguyên tố cacbon q trình austenit hố tơi đẳng nhiệt - Xác định phương pháp gia công nhiệt tốt vùng cửa sổ trình chế tạo gang cầu có tổ chức đa pha (ferit trước tích ausferit); góp phần bổ sung thêm sở liệu chế tạo gang cầu có tổ chức đa pha Các nhiệm vụ nghiên cứu (trình bày chi tiết nội dung phải thực hiện) Nghiên cứu lý thuyết - Tổng quan ưu điểm vượt trội gang cầu ứng dụng - Tổng quan giới thiệu gang cầu có tổ chức đa pha (ferit ausferit) - Phân tích kết nghiên cứu giới sản xuất gang cầu có tổ chức đa pha xen kẽ (ferit ausferit) Nghiên cứu thực nghiệm Chế tạo mác gang cầu có thành phần bảng Bảng Thành phần hóa học gang cầu cần chế tạo (%) C Si 3,6 ÷ 3,8 - Gang cầu đúc có tổ chức bao gồm 85 % peclit + 15 % ferit nhiệt luyện theo qui trình ba bước Gang nung đến nhiệt độ cao, giữ nhiệt thời gian định để đạt trạng thái austenit hố hồn tồn Sau tơi vùng ba pha (α + γ + graphit), giữ nhiệt khoảng thời gian để phần austenit chuyển thành ferit trước tích Cuối cùng, làm nguội nhanh xuống đường A1 giữ khoảng thời gian thích hợp (tơi đẳng nhiệt- austempering) - Nghiên cứu q trình austenit hố gang cầu (F+P); kiểm soát tỷ phần ferit thứ cấp tiết từ austenit - Kiểm soát tỷ phần austenit ausferit để đạt tính theo yêu cầu - Nghiên cứu vùng cửa sổ trình, ảnh hưởng chế độ nhiệt thời gian tới hình thành tổ chức gang cầu có đa pha (ferit ausferit) - Khảo sát, đánh giá tính, tổ chức tế vi gang cầu sau gia công nhiệt Các kết (dự kiến) luận án - Sự thay đổi hàm lượng cacbon pha q trình gia cơng nhiệt có ảnh hưởng lớn đến tỷ phần pha tổ chức gang, đó, ảnh hưởng đến tính vật liệu - Chế tạo loại gang cầu có tính tổng hợp cao: Độ bền từ 600 đến 800 MPa, độ giãn dài từ 10 đến 20 % - Thiết lập quy trình gia công nhiệt tốt để đạt vùng cửa sổ q trình chế tạo gang cầu có tổ chức đa (ferit ausferit) từ gang cầu ban đầu có ferit+peclit - Là tài liệu tham khảo cho kỹ sư cơng nghệ q trình nghiên cứu chế tạo vật liệu Kết cấu luận án Ngoài phần mở đầu mục theo quy định, nội dung nghiên cứu luận án trình bầy chương, cụ thể sau: Chương Tổng quan nghiên cứu Chương Nội dung phương pháp nghiên cứu Chương Kết nghiên cứu thảo luận Kết luận kiến nghị Danh mục cơng trình cơng bố Tài liệu tham khảo Phụ lục KẾT LUẬN Nội dung nghiên cứu luận án, đạt mục tiêu đề ra, với kết thu sau: Hàm lượng cacbon tan austenit có ảnh hưởng lớn đến q trình chuyển biến gia cơng nhiệt gang cầu ADI có tổ chức ferit ausferit Tăng hàm lượng C austenit, cửa sổ trình dịch chuyển phía phải, phía kéo dài thời gian nhiệt luyện Với gang nghiên cứu, hàm lượng C đạt giá trị cực đại 1,05 o % nhiệt độ 930 C o Xác định nhiệt độ austenit hóa thích hợp 900 C Thời gian austenit hóa đủ để nguyên tử C khuếch tán hết đường hạt ferit mẹ, đường kính hạt ban đầu khoảng 180 µm thời gian kéo dài khoảng 90 phút Xác định o khoảng nhiệt độ vùng pha gang 750 đến 800 C Có thể kiểm soát tỷ phần pha pherrit thứ cấp gang cách kiểm soát nhiệt độ ủ vùng pha Tỷ phần pha ferit trước tích gang thay đổi từ % đến o o xấp xỉ 100 % thay đổi nhiệt độ vùng pha từ 800 C đến 750 C Đã xác định ảnh hưởng nhiệt độ austenit hóa chế độ ủ vùng pha đến tính chất gang cầu ADI đa pha Năng lượng hoạt hóa q trình khuếch tán hình thành austenit hóa 158500 J/mol Từ gang cầu ban đầu có tổ chức F + P, tạo tổ chức gang cầu đẳng nhiệt đa pha bao gồm: ferit thứ cấp; ausferit số trường hợp có mactensit Cấu trúc ausferit dạng lưới liên tục, bao quanh hạt ferit thứ cấp Mức độ liên tục lưới ausferit định tính chất học gang Mức độ liên tục lưới ausferit kích thước kim ferit chịu ảnh hưởng mạnh chế độ đẳng nhiệt Chiều rộng kim ferit xác định 1,0 đến 1,5 µm Đã thiết lập vùng “cửa sổ” c công nghệ chế tạo gang cầu ADI đa o o pha Gang austenit hóa 900 C giờ, ủ vùng pha 770 C o giờ, tơi đẳng nhiệt 360 C vùng cửa sổ khoảng 106,3 đến 383,1 phút Trong thí nghiệm luận án này, giá trị tính tổng hợp tốt 61,3 % ferit thứ cấp Khi giới hạn bền kéo 655 MPa, độ giãn dài tương đối 16,4 % độ dai va đập 35,5 J/cm Gang cầu ADI đa pha biến dạng theo quy luật biến dạng vật liệu dẻo Bắt đầu tác dụng lực kéo, gang biến dạng đàn hồi, giới hạn đàn hồi đạt từ 434 đến 650 Mpa, sau vật liệu chịu biến dạng dẻo, giới hạn dẻo đạt từ 468 Mpa đến 675, giới hạn bền kéo đạt 609 đến 821 MPa, độ giãn dài tương đối đạt từ 10,5 đến gần 17,2 % 119 KIẾN NGHỊ Do thời gian có hạn, cịn nhiều vấn đề chưa nghiên cứu hết luận án nên tác giả có số kiến nghị sau: - Cần nghiên cứu ảnh hưởng số nguyên tố hợp kim đến hình thành pha tổ chức gang cầu đa pha ferit thứ cấp ausferit, - Cần áp dụng phương pháp phân tích đồng thời pha hình thành trình chuyển biến đẳng nhiệt phương pháp Rơnghen định lượng để xác định tỷ phần pha hình thành 120 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN [1] Hồng Anh Tuấn, Nguyễn Hồng Hải, Nguyễn Hữu Dũng (2020), “Động học chuyến biến ausferit đẳng nhiệt gang cầu song pha”, Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Kim loại, số.90, Tr 23-28 [2] Hoàng Anh Tuấn, Nguyễn Hữu Dũng, Nguyễn Hồng Hải (2020), “Ảnh hưởng nhiệt luyện vùng ba pha đến tỷ phần ferit gang cầu đẳng nhiệt song pha”, Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Kim loại Số 93, Tr 7-13 [3] Hoàng Anh Tuấn, Nguyễn Dương Nam, Nguyễn Tiến Dũng, Nguyễn Hữu Dũng, Nguyễn Hồng Hải (2021), “Effect of Austempering Time and Temperature on Microstructure and Phase Fraction of Austempered Ductile Irons”, Journal of Hunan University (Natural Sciences), Vol 48, No 121 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] ASM Metals HandBook Vol - Heat Treating, 2002 K Röhrig (2000),Taschenbuch der Giesserei- Praxis Schiele & Schön, Berlin Olivera Eri, Dragan Rajnovi (2005) , An austempering study of ductile iron alloyed with copper J Serb Chem Soc 70 (7) 1015–1022 V Kilicli and M Erdogan (2006),Tensile properties of partially austenitised and austempered ductile irons with dual matrix structures Materials Science and Technology Vol 22 No 919-927 Aristizabal RE, Haglund AV, Druschitz AP, Ostrander M (2010) Intercritically austempered steel AISTech 2010 Proceedings: Association for Iron and Steel Technology Druschitz AP, Aristizabal RE, Druschitz E, Hubbard CR, Watkins TR, Walker L, Ostrander M (2011),In-Situ neutron diffraction studies of intercritically austempered ductile iron Metallurgical and Materials Transactions A Published online Druschitz A.P, Aristizabal R.E, Druschitz E, Hubbard C, Watkins T (2011) Neutron diffraction studies of intercritically austempered ductile irons SAE International Journal of Materials Manufacturing; 4, 111-118 Aristizabal RE, Druschitz AP, Druschitz E, Bragg R, Hubbard CR (2011),Intercritically austempered ductile iron AFS Transactions 2011; 119: 407-13 Basso AD, Martinez RA, Sikora JA (2007), Influence of austenitizing temperatures on microstructure and properties of dual phase ADI Materials Science and Technology 23: 1321 -26 Rousiere D, Aranzabal J (2000),Development of mixed (ferrito-ausferritic) structures for spheroidal graphite irons Metallurgical Science and Technology; 18: 24-29 Aranzabal J, Serramoglia G, Rousiere D (2002),Development of a new mixed (ferriticausferritic) ductile iron for automotive suspension parts International Journal of Cast Metal Research; 16: 185-90 R.Aristizabal (2012),Intercritically austenitized quenched and tempered ductile iron International Journal of Metalcasting/Fall American Foundry Society Druschitz AP, Fitzgerald DC (March 3, 2009) U.S Patent No 7,497,915 A.Basso,M.Caldera (2010),Mechanical Characterization of Dual Phase Austempered DuctileIron ISIJ International, Vol 50, No 2, pp 302–306 Aristizabal RE, Foley RD, Druschitz AP (2012), Intercritically Austenitized, Quenched and Tempered, Ductile Iron Proceedings of the 116th Metalcasting Congress, Columbus, OH American Foundry Society (AFS) El-Baradie ZM, Ibrahim MM, El-Sisy IA, Abd El-Hakeem AA (2004) Austempering of spheroidal graphite cast iron Materials Science; 40: 52328 112 122 [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] Gagne M (1985),The influence of manganese and Silic on the microstruture and tensile properties of austempered ductile iron AFS Transactions; 93: 801 -12 Moore J, Rouns TN, Rundman KB (1985),Structure and mechanical properties of austempered ductile iron AFS Transactions; 93: 705-18 Aranzabal J, Gutierrez I, Rodrguez-Ibabe JM, Urcola JJ (1997),Influence of the amount and morphology of retained austenit in the mechanical properties of an austempered ductile iron Metallurgical and Materials Transactions A 28A: 1143- 56 Leonardo Pereira (2018) Determination of the process window of austempre treatment to obtain ADI through neural network simulation Technical contribution to the 73º Congresso Anual da ABM – Internacional, part of the ABM Week, October 2nd-4th, São Paulo, SP, Brazil The sorelmetal book ofductile iron (2004) Rio Tinto Iron and Titanium pp 123- 30 Kobayashi T, Yamamoto H (1998),Development of high toughness in austempered type ductile cast iron and evaluation of its properties Metallurgical and Materials Transactions A 1988; 19: 319-27 Basso AD, Sikora J (2012),Review on production processes and mechanical properties of dual phase austempered ductile iron International Journal of Metalcasting; 6: 7-14 Ricardo E Aristizabal (2012), Intercrotical heat treatment in ductile iron and steel Birmingham Alabama Erdogan M, Kilicli V, Demir B.(2008),The influence of austenit dispersion on phase transformation during the austempering of ductile cast iron having a dual phase matrix structure International Journal of Materials Research 2008; 99: 751 -60 Erdogan M, Kilicli V, Demir B (2009),Transformation characteristics of ductile iron austempered from intercritical austenitizing temperature ranges Journal of Materials Science and Engineering; 44: 1394-1403 Kocatepe, K.(2006), Effect of martensite volume fraction and its morphology on the tensile properties of ferritic ductile iron with dual matrix structures Journal of materials processing technology 178(1-3): p 44-51 Wade,N (1981), Mechanical properties of ductile cast iron with duplex matrix Transactions of the Iron and Steel Institute of Japan 21(2): p 117 The Sorelmetal Book of Ductile Iron (2004): Rio Tinto iron & titanium 2337, 123-129 Rousiere D, Aranzabal J (2000) Development of mixed (ferrito-ausferritic) structures for spheroidal fraphite irons Metallurgical Science and Technology 2000; 18: 24-29 AranzabalJ, Serramoglia G, Rousiere D.(2002),Development of a new mixed (ferriticausferritic) ductile iron for automotive suspension parts International Journal of Cast Metal Research; 16: 185-90 123 [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] Druschitz, A.P and D.C Fitzgerald (2009), Machinable austempered cast iron article having improved machinability, fatigue performance, and resistance to environmental cracking, US Patent No 7,497,915, Intermet Corporation, Troy, MI: United States Aristizabal, R.E., et al.(2011), Intercritically Austempered Ductile Iron Transactions of the American Foundry Society, 119: p 407-412 Keough, J and K Hayrynen (2000), Automotive Applications of Austempered Ductile Iron (ADI): ACritical Review SAE Technical Paper, 01-0764 Cerah, M., Kocatepe K., Erdogan, M.(2005), “Inflence of Martensite Volume Faction and Tempering Time on the Tensile Properties of Partially Austenitized in the (α+γ) Temperature Range and Quenched + Tempered Ferritic Ductile Iron,” Journal of Materials Science, vol 40, pp 3453-3459 V Kilicli M Erdogan (2009), The Nature of the tensile fracture in austempered ductile iron with dual matrix microtructure Y Sahin, V Kilicli M Erdogan (2006), Wear behavior of austempered ductile iron with dual matrix structures Quách Tất Bát (2013) Nghiên cứu công nghệ chế tạo gang cầu ADI Luận án Tiến sĩ KHKT ĐHBK, Hà Nội Nguyễn Hữu Dũng (2013) “Chuyển biến ausferit công nghiệp chế tạo gang cầu đẳng nhiệt (ADI)” Tạp chí khoa học cơng nghệ 51 (6) 789795 Phùng Thị Tố Hằng, Lại Minh Dũng (2008), Tổ chức Aus-Ferit gang cầu ADI Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Kim loại; No21, Tr 26-30 Hoàng Minh Đức – Phạm Trường Tuấn – Lại Minh Dũng (2008), Nghiên cứu gang cầu ADI, ứng dụng cho việc chế tạo trục khuỷu Tạp chí khoa học cơng nghệ - số (48) Tập Nguyễn Quang Dũng (2010), Nghiên cứu chế tạo gang cầu song pha phương pháp đẳng nhiệt Đề tài nghiên cứu khoa học phát triển cấp bộ, Bộ Công thương Lê Công Dưỡng (1996), Vật liệu học, NXB KHKT Ductile Iron Quality Assurance Guide Juan José Ramírez-Natera (2016), On the microstructure and mechanical properties of automotive parts made of ductile iron, Heat treat, Mexico Nguyễn Hữu Dũng (2019), Lý thuyết hợp kim hoá biến tính, XNB Đại học Bách khoa Hà nội X Guo, D.M Stefanescu (1997), A Mechanical Properties Model for Ductile Iron AFS Trans., 105, P47-54 Irena Zmak (2009), Mechanical properties of ductile cast iron detemined by neural networks Proceedings of the Third International Conference on Modeling, Sharjah,U.A.E January 20-22 Alejandro Baso, Martın Caldera (2010), Mechanical Characterization of Dual Phase Austempered Ductile Iron ISIJ International, Vol 50, No 2, pp 302–306 124 [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] Hongyu Zhou (phD) a, Yaqiang Li (2020),Microstructure and mechanical behaviors of grinding balls produced by dual matrix structure two-step austempering process J materials research and technology E V Pereloma and C S Anderson (2006), Microstructure and properties of austempered ductile iron subjected to single and two step processing Materials Science and Technology 2006 Vol 22 No 1112-1118 M Moshrefi-Torbat, M Moshrefi-Torbati (2000) , Effect of tempering conditions on the mechanical properties of ductile cast iron with dual matrix structure (DMS) Article in Materials Letters Ismail Ovalı, Volkan Kilicli (2013), Effect of Microstructure on Fatigue Strength of Intercritically Austenitized and Austempered Ductile Irons with Dual Matrix Structures ISIJ International A Basso, R Martı´nez and J Sikora (2009), Influence of section size on dual phase ADI microstructure and properties: comparison with fully ferritic and fully ausferritic matrices Materials Science and Technology VOL 25 No 10 1271 R.Aristizabal (2012), Intercritically austenitized Quenched and tempered ducstile iron International Journal of Metalcasting Fall 2012 Volkan Kilicl , Mehmet Erdogan (2008), The Strain Hardening Behavior of Partially Austenitized and the Austempered Ductile Irons with Dual Matrix Structures.Journal of Materials Engineering and Performance Olivera Eri, Dragan Rajnovi (2005), An austempering study of ductile iron alloyed with copper, J Serb Chem Soc 70 (7) 1015–1022 (2005) V.M.Bermont, R.N.Castillo (2002),Fracture Surfaces and Mechanical Properties in Ductile Iron ISIJ International, Vol 42 (2002), No 11, pp 1303–1308 Clarissa Lussoli Lopes (2014), Estudo da influencia de microstructura na cinétina de austenitizacao na zona crítica e propriedades mecânicas de ferros nodulares austemperados duals Hass.S (1999), K Röhrig Gieserei-Praxis Nr 4, S.154-165 K Herfurth (2007), Giesserei-Praxis No4,p 99-106 Tạ Văn Thất (1983), Công nghệ nhiệt luyện, NXB Đại học Bách khoa Hà nội A.B.NissanK.O.Findley (2014), Microstructures and Mechanical Performance of Induction -Hardened Medium-Cacbon Steel Comprehensive Materials Processing Volume 12, 2014, Pages 581-604 C P Thibau X, A M E´tennier, C Xhoffer (2007), Cacbon Diffusion o Measurement in Austenit in the Temperature Range 500 C to 900 C Metalurgical and matirials transaction A, Vol.38A.p1169 F.I Haider, Suryanto, M.H Mahmood (2019), Cacbon Diffusion in 304l Austenitic Stainless Steel at 650-750, Carburizing Environment, International Journal of Recent Technology and Engineering, Volume-7 S.S.Baku, H.K.Bhadeshia (1995),Diffusion of cacbon in substitutionally alloyed austenit, Journal Materials Science letters.14, p314-316 L.S Darken (1948), Diffusion of carnon in austenit with a discontinuity in compositon 125 [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] F.I Haider, Suryanto, M.H Mahmood (2019) Cacbon Diffusion in 304l Austenitic Stainless Steel at 650-750 Oc in Carburizing Environment International Journal of Recent Technology and Engineering Volume-7, Issue-6S Jürgen Gegner, Concentration and temperatuture-dependent difffusion coefficent of cacbon in FCC iron mathematically derived from literature data University of Siegen, Institute of Material Engineering Paul-BonatzStrasse 9-11, D-57068 Siegen, Germany Jürgen Gegner, Nicolas Bontems (2006), First purchasable high-end FDM software for advanced case-hardening technology of steel University of Siegen, Institute of Material Engineering, Germany Mohamed Hameda Alaalam (1998), Effect of Austenitizing Conditions on the Impact Properties of an Alloyed Austempered Ductile Iron of Initially Ferritic Matrix Structure.Journal of Materials Engineering and Performance Kobayashi, T., Yamamoto, H (1988) , Development of High Toughness in Austempered Type Ductile Cast Iron and Evaluation of its Properties,” Met Trans A, vol 19, pp 319-327 Kocatepe, K., Cerah, M., Erdogan, M (2006), Effect of Martensite Volume Fraction and its Morphology on the Tensile Properties of Ferritic Ductile Iron with Dual Matrix Structures,” Journal of Materials Processing Technology, vol 178, pp 44-51 F.L.G Oliveira a, M.S Andrade (2007), Kinetics of austenit formation during continuous heatin g in a low cacbon steel Materials Characterization 58 (2007) 256-261 Porter DA, Easterling KE Phase transformation in metals and alloys 2nd London: Chapman & Hall; 1992 p 440 H Bhadeshia (1985), Prog Mater Sc., 29(4):321 – 386 T Massalski (2002), Metall Mater Trans A, 33(8):2277–2283 H I Aaronson (2002), Metall Mater Trans A, 33(8):2285–2297 H I Aaronson, C Laird, and K R Kinsman (1968), Scr Metall., 2(5):259 – 264 S Tateyama, Y Shibuta, and T Suzuki (2008), The nucleation process and the roles of structure and density fluctuations in supercooled liquid Fe Scr Mater., 59:971–974 Z Yang and R A Johnson (1993), Model Sim Mater Sc Eng., 1(5):707 X Ou (2017) Molecular dynamics simulations of fcc-to-bcc transformation in pure iron: a review Journal Materials Science and Technology Volume 33, Issue P.G.H Pistorius, H.J De Klerkt, G.T Van Rooyen , The Austenit-Ferrite Transformation in 11,5 per cent Chromium Steels, Proceedings oflhe 6111 l1Iemaliol/(/{ChromiumSwelol/dAlloY,fCo/lgress, Cope Town.Volume Johannesburg, SAl MM 1992 pp 65-70 Y van Leeuwen Moving interfaces in low-cacbon steel: A phase transformation model PhD thesis, Delft University of Technology, 2000 126 [85] [86] [87] J.Sietsma, S.van der Zwaag A concise model for mixed-mode phase transformations in the solid state Acta Materialia, 52:4143–4152, 2004 C.Bos,J.Sietsma A mixed-mode model for partitioning phase transformations Scripta Materialia, 57(12):1085–1088, 2007 G Purdy, J Ågren, A Borgenstam, Y Bréchet, M Enomoto, A ten-year history of discussions of alloying-element interactions with migrating interfaces Metallurgical and Materials Transactions A, 42(12):3703–3718, 2011 [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] ZdzisławŁawrynowicz (2016), Bainitic Transformation During Austempering of Ductile Cast Iron 71 Paripex – Indian Journal of ressearch Vol 5, Issue : 4| G Cooper (2002), International Journal of Castings Reseach 11(1999),S Priyanshu Bajaj (2013), Effect of Austenitising Temperature on Microstructure andWear Properties of Low Cacbon Equivalent Austempered Ductile Iron Indian Foundry Journal Vol 59; No 10; October 2013 Mohamed Hameda Alaalam (1998) Effect of Austenitizing Conditions on the Impact Properties of an Alloyed Austempered Ductile Iron of Initially Ferritic Matrix Structure Journal of Materials Engineering and Performance · April 1998 Z Ławrynowicz (2013), Ausferritic or bainitic transformation in ADI Advances in Materials science, Vol 13, No (38) Chengduo Wang, Xueshan Du (2017), Morphology and Crystallography of Ausferrite in Austempered Ductile Iron.Metals, 7, p238; W Kapturkiewicz, Andriy Burbelko (2003), Modelling of ausferrite growth in ADI International Journal of Cast Metals Research · August 2003 S.H Zahiri at al (2001), Application of bainite transformation model to estimation of processing window boundaries for Mn-Mo-Cu austempered ductile iron, Materials Science and Technology Vol.17 1563-1568 M Nili Ahmadabadi and S Farjami (2003), Transformation kinetics of unalloyed and high Mn austempered ductile iron Materials Science and Technology May 2003 Vol.19 645 J Gegner,et al (2012), “Alloy Dependence of the Diffusion Coefficient of Cacbon in Austenit and Analysis of Carburization Profiles in Case Hardening of Steels”,DOI: 10.13140/2.1.3871.2646 J Čermák, L Král (2014), “Extremely slow cacbon diffusion in cacbonsupersaturated surface of ferrite”, Kovove Mater,52,pp.125-133 Alexander A Vasilyev, Pavel A Golikov (2018), “Cacbon diffusion coefficient in alloyed ferrite”,Materials Physics and Mechanics,39,pp.111119 Z.Ławrynowicz (2013), “Ausferritic or bainitic transformation in ADI”, Advanced in Materials Science, 13 (4), DOI: 10.2478/adms-2013-0015 127 [102] [103] [104] 22Z Ławrynowicz Ausferritic or bainitic transformation in ADI Advanced in materials science, Vol 13, No (38), December 2013 M Nili Ahmadabadi and S Farjami, Transformation kinetics of unalloyed and high Mn austempered ductile iron, Materials Science and Technology, Vol 19, 2003, pp.645-649 Marie Romedenne, Fabien Rouillard Carburization of Austenitic and Ferritic Steels in Cacbon-Saturated Sodium: Preliminary Results on the Diffusion Coefficient of Cacbon at 873 K Oxidation of Metals, (2017) vol 87 (n° 5-6) pp 643-653 128 PHỤ LỤC Kết thử tính gang cầu ADI đa pha Thời gian Nhiệt giữ nhiệt độ vùng austenite hóa, pha, hóa, C 870 2h 770 Nhiệt độ austenite o oC 760 900 2h 770 Nhiệt độ austenite o hóa, C Thời gian Nhiệt giữ nhiệt độ vùng austenite hóa, pha, o C 780 900 2h 790 930 2h 770 135 Kết xác định tỷ phần ferit thứ cấp Nhiệt độ austenite o hóa, C 870 900 930 136 ... nhiệt luyện, độ dẻo tốt 10 đến 20 % Đó tiêu chí luận án Tiến sĩ kỹ thuật ? ?Nâng cao tính tổng hợp gang cầu xử lý nhiệt tạo ferit ausferit? ?? Tính cấp thiết đề tài: Nâng cao chất lượng sàn phẩm tạo. .. 1.6 Tính chất ứng dụng gang cầu 1.6.1 Cơ tính gang cầu ADI đa pha 1.6.2 Lĩnh vực sử dụng gang cầu ADI đa pha 1.7 Các phƣơng pháp nâng cao tính tổng hợp gang cầu 1.7.1 Nâng cao chất lượng cầu. .. cho thấy gang cầu với ferit- ausferit có độ bền ngang với độ bền gang cầu tổ chức tế vi peclit, độ dẻo tương đương với loại gang cầu ferit [10,11] Trong gang cầu đẳng nhiệt ferit ausferit, cơng đoạn