Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu ảnh hưởng của Ti và nguyên tố đất hiếm đến tính chất mài mòn, độ dai va đập của gang trắng 13% crôm

Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu ảnh hưởng của Ti và nguyên tố đất hiếm đến tính chất mài mòn, độ dai va đập của gang trắng 13% crômLuận án tiến sĩ: Nghiên cứu ảnh hưởng của Ti và nguyên tố đất hiếm đến tính chất mài mòn, độ dai va đập của gang trắng 13% crômLuận án tiến sĩ: Nghiên cứu ảnh hưởng của Ti và nguyên tố đất hiếm đến tính chất mài mòn, độ dai va đập của gang trắng 13% crômLuận án tiến sĩ: Nghiên cứu ảnh hưởng của Ti và nguyên tố đất hiếm đến tính chất mài mòn, độ dai va đập của gang trắng 13% crômLuận án tiến sĩ: Nghiên cứu ảnh hưởng của Ti và nguyên tố đất hiếm đến tính chất mài mòn, độ dai va đập của gang trắng 13% crômLuận án tiến sĩ: Nghiên cứu ảnh hưởng của Ti và nguyên tố đất hiếm đến tính chất mài mòn, độ dai va đập của gang trắng 13% crômLuận án tiến sĩ: Nghiên cứu ảnh hưởng của Ti và nguyên tố đất hiếm đến tính chất mài mòn, độ dai va đập của gang trắng 13% crômLuận án tiến sĩ: Nghiên cứu ảnh hưởng của Ti và nguyên tố đất hiếm đến tính chất mài mòn, độ dai va đập của gang trắng 13% crômLuận án tiến sĩ: Nghiên cứu ảnh hưởng của Ti và nguyên tố đất hiếm đến tính chất mài mòn, độ dai va đập của gang trắng 13% crômLuận án tiến sĩ: Nghiên cứu ảnh hưởng của Ti và nguyên tố đất hiếm đến tính chất mài mòn, độ dai va đập của gang trắng 13% crômLuận án tiến sĩ: Nghiên cứu ảnh hưởng của Ti và nguyên tố đất hiếm đến tính chất mài mòn, độ dai va đập của gang trắng 13% crômLuận án tiến sĩ: Nghiên cứu ảnh hưởng của Ti và nguyên tố đất hiếm đến tính chất mài mòn, độ dai va đập của gang trắng 13% crômLuận án tiến sĩ: Nghiên cứu ảnh hưởng của Ti và nguyên tố đất hiếm đến tính chất mài mòn, độ dai va đập của gang trắng 13% crômLuận án tiến sĩ: Nghiên cứu ảnh hưởng của Ti và nguyên tố đất hiếm đến tính chất mài mòn, độ dai va đập của gang trắng 13% crômLuận án tiến sĩ: Nghiên cứu ảnh hưởng của Ti và nguyên tố đất hiếm đến tính chất mài mòn, độ dai va đập của gang trắng 13% crômLuận án tiến sĩ: Nghiên cứu ảnh hưởng của Ti và nguyên tố đất hiếm đến tính chất mài mòn, độ dai va đập của gang trắng 13% crômLuận án tiến sĩ: Nghiên cứu ảnh hưởng của Ti và nguyên tố đất hiếm đến tính chất mài mòn, độ dai va đập của gang trắng 13% crôm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HOÀNG THỊ NGỌC QUYÊN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TITAN VÀ NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM ĐẾN TÍNH CHẤT MÀI MÒN, ĐỘ DAI VA ĐẬP CỦA GANG TRẮNG 13% CRÔM LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VẬT LIỆU Hà Nội – 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HOÀNG THỊ NGỌC QUYÊN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TITAN VÀ NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM ĐẾN TÍNH CHẤT MÀI MỊN, ĐỘ DAI VA ĐẬP CỦA GANG TRẮNG 13% CRÔM Chuyên ngành: Mã số: Kỹ thuật Vật liệu 62520309 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VẬT LIỆU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Lê Thị Chiều PGS TS Đinh Quảng Năng LỜI CÁM ƠN Tôi xin chân thành cám ơn PGS TS Lê Thị Chiều GS.TS Đinh Quảng Năng, người Thày tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, bảo động viên tơi suốt q trình thực luận án Tôi xin chân thành cám ơn Bộ mơn Vật liệu Cơng nghệ Đúc, Phịng thí nghiệm Vật liệu Kim loại, Bộ môn khác thuộc Viện Khoa học Kỹ thuật Vật liệu, Viện Đào tạo sau đại học tạo điều kiện để tơi hồn thành luận án Tơi xin chân thành cám ơn Ban lãnh đạo Viện Khoa học Kỹ thuật Vật liệu tạo điều kiện để tơi hồn thành luận án Xin cảm ơn Anh, Chị, Các bạn đồng nghiệp Viện Khoa học Kỹ thuật Vật liệu đặc biệt Phịng thí nghiệm Cơng nghệ Vật liệu Kim loại Phịng Thí nghiệm Kim Tương Bộ môn Vật liệu học- Xử lý nhiệt Bề mặt, giúp đỡ tơi nhiều việc hồn thành phần thực nghiệm luận án Tôi gửi lời biết ơn sâu sắc tới Công ty Đúc Thắng Lợi – Thành phố Nam Định tận tình tài trợ giúp đỡ tơi nhiều việc hồn thành phần thực nghiệm luận án Cuối xin gửi lời cảm ơn chân thành tới bạn bè, gia đình người thân ln bên, động viên khích lệ tơi để tơi sớm hồn thành luận án LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết luận án trung thực chưa công bố cơng trình khác TÁC GIẢ Hồng Thị Ngọc Quyên i MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục Danh mục bảng biểu hình vẽ Danh mục ký hiệu chữ viết tắt Mở đầu Chương 1: Cơ sở lý thuyết tổng quan gang trắng crôm 1 Lịch sử phát triển hệ vật liệu chịu mài mịn gang trắng crơm Tổ chức đúc gang trắng crôm 1.2.1 Giản đồ pha hệ Fe-Cr-C 1.2.2 Các loại cácbit gang trắng Crôm hợp kim với số nguyên tố khác 1.2.2.1 Phân loại cácbit 1.2.2.2 Tính chất cácbit hệ gang trắng crơm 1.2.2.3 Sự kết tinh cácbit M7C3 1.2.3 Austenit gang trắng Crơm 1.2.3.1 Hình thái Austenit i V X 3 4 10 10 1.2.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hình thái austenite sơ cấp 11 1.2.3.3 Ảnh hưởng hình thái Austenit sơ cấp đến khuyết tật gang trắng 11 12 1.3 Sự đông đặc kết tinh tinh gang trắng crôm cao 1.3.1 Nhiệt động học động học kết tinh tinh gang trắng 12 1.3.2 Phân tích đơng đặc hệ hợp kim Fe-Cr-C 12 1.3.3 Sự tiết cácbit tinh 13 1.3.4 Sự tạo thành hạt tinh 17 1.3.5 Sự biến đổi tổ chức tinh gang trắng crơm 20 1.3.5.1 Điều chỉnh thành phần hóa học 21 1.3.5.2 Tăng tốc độ nguội 21 1.3.5.3 Sự tạo mầm kết tinh 21 21 1.3.5.4 Sự biến tính 1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến tổ chức tính chất gang trắng Crơm 22 1.4.1 Ảnh hưởng phân bố nguyên tố gang trắng crơm cao 22 1.4.2 Ảnh hưởng q trình chế tạo 23 ii 1.4.3 Ảnh hưởng trình nhiệt luyện gang crôm 24 1.4.3.1 Ảnh hưởng nhiệt luyện đến tổ chức pha 24 1.4.3.2 Ảnh hưởng nhiệt luyện đến hình thái cácbit: 24 24 1.4.3.3 Ảnh hưởng nhiệt luyện đến độ cứng hợp kim 1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính gang trắng crơm 25 1.5.1 Ảnh hưởng hình thái, phân bố, kích thước hạt cácbit đến trình 25 mịn điều kiện trượt có tải trọng gang trắng crôm 1.5.2 Ảnh hưởng tổ chức pha tới hình thành vết nứt gang trắng 26 crơm chịu tác động mài mịn va đập đồng thời 27 1.6 Ảnh hưởng Titan đến gang trắng crôm 1.7 Ảnh hưởng nguyên tố đất đến gang trắng crôm 29 1.8 Các vấn đề cần hoàn thiện, phát triển định hướng nghiên cứu đề tài 33 Chương 2: Chế tạo mẫu phương pháp nghiên cứu gang trắng 13% crôm 34 2.1 Chế tạo mẫu nghiên cứu 34 2.2 Nhiệt luyện mẫu nghiên cứu 36 2.3 Phương pháp nghiên cứu 37 2.3.1 Xác định thành phần hóa học 37 2.3.2 Xác định thành phần pha 37 2.3.3 Xác định phân bố khơng gian ngun tố hóa học (phương pháp 38 mapping) 2.3.4 Xác định độ cứng 39 2.3.4.1 Xác định độ cứng thô đại Rockwell 39 2.3.4.2 Xác định độ cứng tế vi 39 2.3.5 Nghiên cứu độ tinh mẫu nghiên cứu 40 2.3.6 Nghiên cứu tổ chức 40 41 2.3.7 Nghiên cứu, đánh giá q trình mài mịn 2.3.8 Nghiên cứu q trình phá hủy mẫu va đập 41 2.3.9 Xác định tổng hàm lượng cácbit tinh 42 Chương 3: Nghiên cứu q trình phá hủy gang trắng 13% crơm làm việc 43 môi trường trượt va đập tải trọng cao 43 3.1 Đặc điểm hệ gang trắng 13% crơm 3.2 Q trình mịn gang trắng 13% crơm làm việc mơi trường trượt có tải 45 iii 3.3 Quá trình phá hủy GT 13% crôm làm việc môi trường va đập cao 3.3.1 Mơ q trình chịu lực bi chế tạo từ gang trắng crôm 48 48 3.3.1.1 Bài tốn mơ 48 3.3.1.2 Kết q trình mô va đập bi 50 3.3.2 Sự phát triển vết nứt gãy vỡ, bong tróc gang trắng 13% crôm 52 Chương 4: Nghiên cứu ảnh hưởng titan, nguyên tố đất đến hệ gang 58 13% Cr 58 4.1 Ảnh hưởng Ti 4.1.1 Sự tạo thành TiC từ gang lỏng fero tiatan 58 4.1.2 Ảnh hưởng titan đến tổ chức cácbit tinh gang trắng 13% crôm 60 4.1.3 Ảnh hưởng Ti đến thể tích cacsbit tinh gang trắng 13% Cr 4.1.4 Ảnh hưởng Titan đến độ cứng gang crôm 4.1.5 Ảnh hưởng titan đến độ chịu mòn 62 63 64 4.1.6 Ảnh hưởng Titan đến độ dai va đập gang crôm 13% 66 4.2 Ảnh hưởng nguyên tố đất đến tổ chức tinh, tính gang 67 trắng crôm 13% 4.2.1 Sự kết tinh tinh phân bố nguyên tố đất hệ 67 gang 13% crôm 67 4.2.1.1 Sự kết tinh tinh gang trắng 13% crôm 4.2.1.2 Sự phân bố nguyên tố đất gang trắng crôm 68 4.2.2 Ảnh hưởng nguyên tố đất đến tổ chức tinh, đến thành 71 phần tinh tính gang trắng 13% crôm 4.2.2.1 Ảnh hưởng nguyên tố đất tới tổ chức tinh 71 gang trắng 13% crôm 74 4.2.2.2 Ảnh hưởng RE đến độ chịu mịn gang trắng 13% crơm 4.2.2.3 Ảnh hưởng RE đến độ dai va đập 75 4.3 Ảnh hưởng đồng thời Ti RE đến phân bố, hình thái, kích thước cácbit 76 gang trắng 13% crơm 76 4.3.1 Sự có mặt Ti RE hợp kim nhóm 4.3.2 Ảnh hưởng đồng thời Ti RE đến tổ chức gang crôm nhóm 79 4.3.3 Ảnh hưởng đồng thời titan đất đến thể tích cácbit tinh 82 4.3.4 Ảnh hưởng đồng thời Ti RE đến độ cứng hợp kim nhóm 82 iv 4.3.5 Ảnh hưởng đồng thời Ti RE đến độ mài mòn 83 4.3.6 Ảnh hưởng đồng thời Ti RE đến độ dai va đập 84 Chương 5: Ảnh hưởng trình nhiệt luyện đến tổ chức, tính hệ gang 87 13% crơm 5.1 Ảnh hưởng trình nhiệt luyện tới tổ chức pha gang crôm nghiên 87 cứu 5.2 Ảnh hưởng q trình nhiệt luyện đến thể tích cácbit hệ hợp kim nghiên 89 cứu 90 5.3 Ảnh hưởng trình nhiệt luyện đến độ cứng hệ hợp kim nghiên cứu 5.4 Ảnh hưởng trình nhiệt luyện đến khả chịu mòn hệ gang 13% 91 crôm nghiên cứu 92 5.5 Ảnh hưởng trình nhiệt luyện đến độ dai va đập gang crôm 13% Kết luận chung 95 Danh mục cơng trình khoa học liên quan đến luận án công bố 96 Tài liệu tham khảo 97 v DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Danh mục bảng Bảng 1.1 : Bảng 1.2 Bảng 1.3: Bảng 1.4: Bảng 1.5: Bảng 1.6: Bảng 1.7: Bảng 2.1: Bảng 2.2: Bảng 4.1: Bảng 5.1: Bảng 5.2: Bảng 5.3: Bảng 5.4 Các số thông số mạng cácbit Cr7C3 Các thông số đặc trưng cácbit So sánh thông số bề mặt lỏng hai hệ Fe-Cr-C giả ổn định Nhiệt độ nóng chảy nguyên tố RE REO Năng lượng tự phản ứng hóa học nguyên tố đất với Oxy lưu huỳnh Mối quan hệ thông số mạng Ce2O2S với ɣ -Fe Hệ số lệch δ mặt xếp chặt oxyt đất Ce203 , Ce202S pha ɣ-Fe Thành phần hóa học mẫu nghiên cứu Hệ số tác động nguyên tố hợp kim với Cácbon titan Các thông số mạng tương ứng (110)TiC (010)M7C3 [70] Thành phần thể tích cácbit mẫu đúc nhiệt luyện tương ứng Độ cứng thô đại, độ cứng tế vi mẫu đúc nhiệt luyện tương ứng Khối lượng hao mòn hợp kim nghiên cứu trạng thái đúc nhiệt luyện Độ dai va đập hợp kim trạng thái đúc nhiệt luyện tương ứng Danh mục hình đồ thị Hình 1.1: Hình 1.2: Hình 1.3: Hình 1.4: Hình 1.5: Hình 1.6: Hình 1.7: Hình 1.8: Hình 1.9: Hình 1.10: Hình 1.11: Hình 1.12: Hình 1.13: Hình 1.14: Hình 1.15: Hình 1.16: Hình 1.17: Mặt lỏng giản đồ pha Fe-Cr-C Mặt lỏng giản đồ pha Fe-Cr-C Jackson Cấu trúc tinh thể NaCl Cấu trúc tinh thể cementit Cấu trúc dạng chuỗi tinh thể cementit Mối quan hệ nguyên tử C nguyên tử kim loại bên cạnh C ô mạng tinh thể Cr23C6 Hình thái cácbit M7C3 hình thái austenit nhánh tồn gang trắng Ảnh hưởng nhiệt độ đến hình thái nhánh austenit Ảnh hưởng hình thái nhánh độ nứt, độ co ngót So sánh lượng tự trình tạo thành hai giai đoạn tinh So sánh bề mặt lỏng hai giản đồ pha hệ Fe-Cr-C giả ổn định Mối quan hệ hàm lượng Cr C tới vị trị trước tinh, tinh, sau tinh Tổ chức trạng thái rắn gang trắng crôm cao Ảnh hưởng C Cr đến thể tích cácbit tinh Các loại cácbit tinh gang crơm cao Đường phân tích nhiệt DTA gang crôm cao trước sau tinh vi Hình 1.18: Hình 1.19: Hình 1.20: Hình 1.21: Hình 1.22: Hình 1.23: Hình 1.24: Hình 1.25: Hình 1.26: Hình 1.27: Hình 1.28: Hình 1.29: Hình 1.30: Hình 2.1: Hình 2.2: Hình 2.3: Hình 2.4: Hình 2.5: Hình 2.6: Hình 2.7: Hình 2.8: Hình 2.9 Hình 2.10 Hình 3.1: Hình 3.2: Hình 3.3: Hình 3.4: Hình 3.5: Hình 3.6: Hình 3.7: Hình 3.8: Hình 3.9: Hình 3.10: Hình 3.11: Ảnh hưởng hàm lượng crôm đến không đồng cácbit tinh Ảnh hưởng Mo đến đường DTA gang Crơm với w (Cr) = 20% Hình dạng khối tinh (M7C3+austenite) gang trắng trước tinh Cấu trúc khối tinh gang trắng Crôm cao trước tinh Các thông số kích thước khối tinh (mặt cắt ngang) Ảnh hưởng hàm lượng Crơm đến kích thước khối tinh Ảnh hưởng Cr đến w(%Cr) theo pha khác gang trắng crôm, w(C) = 2.0% Ảnh hưởng C đến w(% Cr) theo pha khác gang trắng crôm, w(Cr) = 15% Giản đồ pha hệ Fe –13%Cr-C –0,5% Ti Tỷ lệ khối lượng pha rắn hệ Fe-C-Cr-Ti Hình ảnh cấu trúc tinh thể TiC tương xứng mặt: (110)TiC cácbit M7C3 Sự lớn lên M7C3 khơng có chất biến tính (I) có chất biến tính (2) Mối quan hệ hình học tinh thể oxyt Ce2O2S cácbit M7C3 Quy trình đúc mẫu cháy Quá trình điền đầy kim loại vào khuôn đúc mẫu tự thiêu Quy trình nhiệt luyện Máy phân tích Rơnghen X’Pert Pro – Philip Nguyên lý phát xạ tia X đặc trưng bắn phá (ion hóa) nguyên tử điện tử Thiết bị xác định độ cứng thô đại Mitutoyo Máy đánh bóng Struers – Labopol 25 Máy hiển vi quang học Leica 4000 Thiết bị đo mài mòn Tribotech Mẫu thử nghiệm thiết bị thử va đập Chappy Hình thái cácbit gang trắng 13% crôm Phổ EDS các vị trí khuyết tật: (a)- vị trí austenite, (b)-tại vị trí cácbit chứa khuyết tật ( vị trí phân tích mẫu) Hình thái tổ chức hệ hợp kim nghiên cứu trước sau nhiệt luyện Hình ảnh hiển vi điện tử chụp bề mặt mịn gang 13% crơm (mẫu 11) a: mẫu đúc b: mẫu sau nhiệt luyện Hiển vi quang học chụp bề mặt cácbit mịn gang trắng 13% crơm Bề mặt mịn mẫu gang crơm nghiên cứu với phân bố cácbit mịn dần Hình ảnh mơ q trình thử nghiệm va đập bi nghiền Mơ hình hình học tốn mơ q trình va đập bi Sự phân bố ứng suất trình va đập bi nghiền Trường phân bố ứng suất trình va đập bi nghiền Bề mặt mẫu gang crơm chưa có tác động va đập 87 CHƯƠNG 5: ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH NHIỆT LUYỆN ĐẾN TỔ CHỨC, CƠ TÍNH CỦA HỆ GANG CRƠM 13% 5.1 Ảnh hưởng trình nhiệt luyện tới tổ chức, tính gang crơm Mục đích nhiệt luyện tạo cho vật liệu có tính chất tốt để đáp ứng yêu cầu làm việc chi tiết Với hợp kim chịu mài mòn cao, tổ chức u cầu sau nhiệt luyện cácbít có độ cứng cao phân tán mactenxit với lượng austenit dư, đạt độ cứng độ dai cao Quá trình nhiệt luyện bao gồm nhiều giai đoạn tơi, ram … Tính chất gang trắng định hai yếu tố chính: - Số lượng, hình thái phân bố cácbit - Nền kim loại gang Nhiệt luyện nhằm thay đổi tổ chức nền, thay đổi tổ chức phân bố cácbit Khả chịu mài mòn cải thiện cách nhiệt luyện để đạt tổ chức pha maxtenxit Trong tổ chức gang trắng cịn tồn thành phần tổ chức khác: pha ausenit có tính dẻo cao, tồn tổ chức sau đúc Nếu tỷ lệ thể tích austenite cao độ cứng giảm, độ mài mịn giảm Đối với hợp kim gang trắng crơm, mục đích ủ làm đồng thành phần, khử ứng suất làm giảm độ cứng để gia cơng cắt gọt Có thể ủ nhiệt độ tới hạn, hay ủ hồn tồn Ủ khơng ảnh hưởng tới cácbít ban đầu hay khả tăng cứng sau Hợp kim chịu mịn cao tơi nhiệt độ austenit hóa Nhiệt độ tơi chọn đủ cao để thành phần tổ chức sau đúc chuyển thành austenit Nhiệt độ austenit hóa thay đổi theo thành phần hợp kim Tuy nhiên có khoảng nhiệt độ austenit tối ưu để đạt độ cứng tối đa Nhiệt độ tơi cao làm tăng tính ổn định ausenit lượng ausenit dư cao làm giảm độ cứng Hợp kim chịu mài mịn cao thường tơi nhiệt độ austenit hóa Tốc độ nguội khơng nên nhanh, độ dẫn nhiệt hợp kim kém, dẫn đến vật đúc phát triển vết nứt ứng suất nhiệt Do phải chọn chế độ nhiệt luyện thích ứng với hợp kim để đạt độ cứng cần thiết Sau xử lý nhiệt gang đạt độ cứng cao Nhiệt độ trình austenit hóa định tổng lượng cácbon dư hợp kim [1] Khi nhiệt độ austenit hóa cao làm tăng ổn định austenit điều làm tăng hàm lượng austenit dư làm giảm độ cứng Nhiệt độ austenit hóa thay đổi theo thành phần hợp kim Nếu nhiệt độ thấp làm mactenxit chứa cácbon hơn, dẫn tới làm giảm độ cứng độ chịu mài mòn Do tính nhạy cảm với nhiệt độ này, lị nung cần phải tạo nhiệt độ xác đồng Xử lý nhiệt thành công tạo phân hủy austenit tiết pha cácbít thứ hai nhỏ mịn M7C3 austenit Nhiệt độ thời gian ram: Với hợp kim crơm cao, vật đúc sử dụng trạng sau Nhiệt độ ram phụ thuộc vào nhiệt độ tôi: Với vật đúc lớn hàm lượng crôm cao, nhiệt độ chọn lớn 10100C , nhiệt độ ram phải chọn lớn 5000C để austenit dư chuyển biến cho cacbít thứ cấp Khi nhiệt độ thấp hơn, đa số trường hợp cần tiến hành ram thấp khoảng nhiệt độ 2000C-3000C tới để giảm ứng suất dư Tổ chức sau thường chứa lượng austenít dư 10-30% Khi ram nhiệt độ thấp, lượng austenit dư chuyển biến ram Trong trường hợp xảy nứt vỡ, cần ram nhiệt độ cao phải nhiệt độ tới hạn để giảm hàm lượng austenit Trên sở đó, hợp kim gang crôm nghiên cứu xử lý theo quy trình nhiệt luyện: Sau trình ủ 8000C khoảng giờ, hợp kim khoảng 88 nhiệt độ 10500C làm nguội dầu, cuối hợp kim ram nhiệt độ ram 2500C Khi nung nóng để austenit hóa hợp kim tất dạng tổ chức pha sau đúc chuyển thành tổ chức austenit (hình 5.1 ) b, a, ɣ ɣ Hình 5.1: Hiển vi quang học chụp bề mặt mẫu nhóm (hình 5.1a) nhóm 3(hình 5.1 b) Hình 5.2 tổ chức bề mặt gang crôm nghiên cứu sau nhiệt luyện Các hợp kim gang crôm với thành phần 13% crôm cácbon khoảng 2% đến 3% gang trước tinh Với đặc điểm kết tinh gang crơm 13% với thành phần tổ chức bao gồm austenit nhánh cây, tinh (ɣ + cácbit), cácbit sơ cấp có cácbit q trình hợp kim hóa tạo thành (TiC) a, a, b, b, a, b, Au+M+SC Cácbit thứ cấp Hình 5.2: Hiển vi quang học chụp bề mặt mẫu nhóm sau nhiệt luyện (hình a , sử dụng dung dịch tẩm thực VILLA’S, hình b, tẩm thực màu ăn mòn cácbit), X1000 Sau xử lý nhiệt thay đổi thay đổi pha hợp kim Với hợp kim gang crôm cao dạng đúc nung nóng để austenit hóa cấu trúc pha trở thành cấu trúc austenit Trong trình làm nguội tùy thuộc vào thành phần hóa học tốc độ làm nguội mà austenit trở thành cấu trúc mactenxit cộng phần austenit dư Ở khu vực mẫu sau nhiệt luyện diện austenit dư (Au), mactenxit hình kim (M), cácbit thứ cấp (SC) Tại nhiệt độ 10500C , cácbon, crôm, sắt giữ lại austenit trạng thái 89 không ổn định cao, ram chúng có xu thể tạo cácbit hợp kim thứ cấp (cácbit crôm, cácbit sắt) trạng thái ổn định, cácbit thứ cấp tiết quan sát đồng austenit Cácbit thứ cấp tiết trung tâm nhánh tới biên hạt austenit, nguyên nhân austenit gang 13% crơm hịa tan cácbon, crơm, sắt, ngun tố thường phân bố nhiều biên nhánh Khi làm nguội đủ nhanh (vận tốc nguội lớn vận tốc nguội tới hạn), austenit chuyển thành mactexít với tồn ngun tố hợp kim hịa tan austenit nhiệt độ cao (hình 5.2 a) Cácbit thứ cấp tiết vùng nhánh austenit pha tổ chức tinh Sự tiết cácbit thứ cấp mẫu khác hàm lượng cácbon tan austenit hợp kim hàm lượng nguyên tố hợp kim pha khác Khi hàm lượng cácbon hòa tan cao lượng cácbit thứ cấp tiết tăng Nhóm Nhóm Nhóm a, Hình 5.3 Sự tiết cácbit thứ cấp mẫu đặc trưng cho 3a,nhóm gang crơm 13% nghiên cứu sau nhiệt luyện, X1000, tẩm thực ăn mòn (c) cácbit 5.2 Ảnh hưởng q trình nhiệt luyện đến thể tích cácbit hệ hợp kim nghiên cứu Các mẫu sau nhiệt luyện tích cácbit tăng (chỉ rõ bảng 5.1 ) Nguyên nhân tăng lên thể tích sau nhiệt luyện có lượng cácbit thứ cấp nhỏ mịn tiết từ pha sau nhiệt luyện Hàm lượng cácbit hợp kim khác 90 khác hàm lượng cácbon hàm lượng crôm Cácbon crôm yếu tố q trình hình thành cácbit Hệ gang hợp kim nghiên cứu gang trước tinh với chất kết tinh chủ yếu gồm cácbit M7C3 tinh Các cácbit M7C3 tinh khơng bị thay đổi cấu trúc, hình thái, số lượng vị trí suốt q trình nhiệt luyện với gang trắng crôm cao với thành phần crôm 30% [ 46 ] Vì gang crơm 13% sau nhiệt luyện thể tích cácbit tăng tiết cácbit thứ cấp mà Bảng 5.1 Thành phần thể tích cácbit mẫu đúc nhiệt luyện Thể tích cácbit (%V) Mẫu Thành phần Đúc Nhiệt luyện Các hợp kim nhóm No.1 2,14%C + 12,9%Cr +0,2%Ti 15,4 16,6 No.2 2,14% C+13,2%Cr +0,5%Ti 15,2 16,3 No.3 2,14%C + 12,4% Cr+ 0,8%Ti 14,7 15,8 No.4 2,15%C + 12,3%Cr + 1,02% Ti 14,2 15,1 Các hợp kim nhóm No.5 3,2%C + 13% Cr + 0,1% RE 28 29,4 No.6 3,0% C + 13% Cr +0,3% RE 27,7 29 No.7 3,1% C+ 13% Cr + 0,5% RE 26 27,4 No.8 3,1% C + 13% Cr + 0,8% RE 27 27,5 Các hợp kim nhóm No.9 2,89% C + 12,3% Cr + 0,23% Ti +0,2%RE 22,3 24,0 No.10 2,82% C + 13,3% Cr + 0,5% Ti +0,5%RE 21,2 23,1 No.11 2,55 % C + 13,1%Cr +0,66%Ti +0,6%RE 20,2 22,2 5.3 Ảnh hưởng trình nhiệt luyện đến độ cứng hệ hợp kim nghiên cứu Độ cứng thô đại gang crôm cao định độ cứng cácbit, thể tích cácbit dạng kim loại Ngồi độ cứng khơng phụ thuộc vào hàm lượng crôm hàm lượng cácbon, tỷ lệ chúng mà độ cứng phụ thuộc nhiều vào trình xử lý nhiệt Quá trình tăng cứng sau xử lý nhiệt austenit với độ cứng thấp chuyển thành mactenxit với lượng cacbon ngun tố hợp kim q bão hịa có độ cứng cao 91 Khi nung để ram, cácbon kết hợp với nguyên tố hợp kim từ mactenxit bão hịa, kết hợp tạo thành cácbit thứ cấp (hình 5.3) Chính nguyên nhân mẫu sau nhiệt luyện có độ cứng thơ đại độ cứng tế vi cao mẫu đúc tương ứng thành phần Các mẫu nhóm mẫu nhóm mẫu có độ cứng sau nhiệt luyện cao nhờ hợp kim hóa với Titan có diện TiC nhỏ mịn, có độ cứng cao (3200HV) titan nguyên tố làm mịn cấu trúc cácbit, nhỏ mịn austenit nhánh làm nhỏ mịn ô tinh Bảng 5.2 Độ cứng thô đại, độ cứng tế vi mẫu đúc nhiệt luyện tương ứng Mẫu Thành phần Độ cúng thơ đại (HRC) Đúc Độ cứng tế vi (HV100) Nhiệt luyện Đúc Nhiệt luyện Các hợp kim nhóm No.1 2,14%C + 12,9%Cr +0,2%Ti 45 61,3 465 630 No.2 2,14% C+13,2%Cr +0,5%Ti 45,3 61,6 480 642 No.3 2,14%C + 12,4% Cr+ 0,8%Ti 46 62,3 497 660 No.4 2,15%C + 12,3%Cr + 1,02% Ti 47 63 515 683 Các hợp kim nhóm No.5 3,2%C + 13% Cr + 0,1% RE 49 59,5 540 670 No.6 3,0% C + 13% Cr +0,3% RE 51 61 530 662 No.7 3,1 % C+ 13% Cr + 0,5% RE 51,5 61 533 669 No.8 3,1% C + 13% Cr + 0,8% RE 51,5 59 540 660 Các hợp kim nhóm No.9 2,89% C + 12,3% Cr + 0,23% Ti +0,2%RE 47 61,2 515 705 No.10 2,82% C + 13,3% Cr + 0,5% Ti +0,5%RE 50 61,5 537 720 No.11 2,55 % C + 13,1%Cr +0,66%Ti +0,6%RE 52 62 553 733 5.4 Ảnh hưởng trình nhiệt luyện đến khả chịu mịn hệ gang 13% crơm nghiên cứu Hợp kim có khối lượng hao mòn lớn tức khả chịu mòn hợp kim nhỏ hay nói cách khác để đánh giá khả chịu mòn vật liệu người ta đánh giá khối lượng hao mòn vật liệu Thiết bị “pin on disc” sử dụng để đánh giá khối lượng hao mòn hợp kim Các hợp kim mài vật liệu (giấy ráp SiC 240), quãng đường mài 2km, vận tốc mài 300v/ph, với lực tác động 12N 20N mẫu kích thước trụ ɸ 4mm Bảng 5.3 khối lượng hao mòn 11 mẫu hợp kim nghiên cứu 92 Các mẫu nhiệt luyện có khối lượng hao mịn thấp mẫu khơng nhiệt luyện tương ứng Điều giải thích sau nhiệt luyện hợp kim cho tổ chức mactenxit cácbit thứ cấp nhỏ mịn tăng độ cứng cho gang Bảng 5.3 : Khối lượng hao mòn hợp kim nghiên cứu trạng thái đúc nhiệt luyện Khối lượng mòn mg (Tải 12N) Mẫu Thành phần Đúc Khối lượng mòn mg (Tải 20N) Nhiệt luyện Đúc Nhiệt luyện Các hợp kim nhóm No.1 2,14%C + 12,9%Cr +0,2%Ti 294 220 360 262 No.2 2,14% C+13,2%Cr +0,5%Ti 256 157 325 205 No.3 2,14%C + 12,4% Cr+ 0,8%Ti 220 112 290 149 No.4 2,15%C + 12,3%Cr + 1,02% Ti 190 87 240 109 Các hợp kim nhóm No.5 3,2%C + 13% Cr + 0,1% RE 275 235 320 287 No.6 3,0% C + 13% Cr +0,3% RE 220 204 285 248 No.7 3,1% C+ 13% Cr + 0,5% RE 177 165 236 201 No.8 3,1% C + 13% Cr + 0,8% RE 140 95 180 132 Các hợp kim nhóm No.9 2,89% C + 12,,3% Cr + 0,23% Ti +0,2%RE 168 120 285 154 No.10 2,82% C + 13,3% Cr + 0,5% Ti +0,5%RE 133 60 240 100 No.11 2,55 % C + 13,1%Cr +0,66%Ti +0,6%RE 67 40 80 60 Độ chịu mịn hợp kim khơng phụ thuộc vào phụ thuộc vào độ cứng pha mà cịn phụ thuộc vào hình thái,, kích thước hạt cácbit, phân bố, hàm lượng cácbit Ngoài pha có độ bền cao, độ chịu mịn hợp kim tăng việc giữ hạt cácbit khơng bong tróc, mịn q trình mài mịn pha tăng 5.5 Ảnh hưởng trình nhiệt luyện đến độ dai va đập gang crôm 93 Bảng 5.4 : Độ dai va đập hợp kim trạng thái đúc nhiệt luyện tương ứng Độ dai va đập (J.cm-2) Mẫu Thành phần Đúc Nhiệt luyện Các hợp kim nhóm No.1 2,14%C + 12,9%Cr +0,2%Ti 5,2 6,3 No.2 2,14% C+13,2%Cr +0,5%Ti 5,7 7,0 No.3 2,14%C + 12,4% Cr+ 0,8%Ti 6,4 7,6 No.4 2,15%C + 12,3%Cr + 1,02% Ti 7,1 8,3 Các hợp kim nhóm No.5 3,2%C + 13% Cr + 0,1% RE 6,0 7,0 No.6 3,0% C + 13% Cr +0,3% RE 6,7 7,6 No.7 3,1% C+ 13% Cr + 0,5% RE 7,2 8,0 No.8 3,1% C + 13% Cr + 0,8% RE 7,8 8,7 Các hợp kim nhóm No.9 2,89% C + 12,3% Cr + 0,23% Ti +0,2%RE 6,9 8,0 No.10 2,82% C + 13,3% Cr + 0,5% Ti +0,5%RE 7,5 8,6 No.11 2,55 % C + 13,1%Cr +0,66%Ti +0,6%RE 8,0 9,2 Gang 13% crôm sau đúc với tổ chức bao gồm austenit cácbit tinh Độ dai va đập gang trắng 13% crôm liên quan đến phát triển vết nứt tế vi ứng suất để phát triển vết nứt Khi trạng thái austenit va đập austenit có độ bền thấp dễ bị biến dạng cácbit bị xô lệch mối liên kết cácbit/nền suy giảm q trình bong tróc cácbit lớn Trong mactenxit đạt sau nhiệt luyện có độ bền cao austenite, gang crôm làm việc mơi trường mài mịn có tải trọng cao, cácbit phải chịu ứng suất lớn, tập trung ứng suất vựợt giới hạn ứng suất truyền đến pha cácbit khác, lan truyền thông qua cầu nối pha Pha phải chịu tải, pha có độ bền cao, thân chắn làm giảm lan truyền ứng suất cho pha cácbit khác Cácbit thứ cấp tiết pha sau nhiệt luyện tăng bền cho nền, dẫn đến giảm trình phá hủy Sự tăng độ dai va đập mẫu sau nhiệt luyện bảng 5.4 Kết luận: Ảnh hưởng q trình nhiệt luyện hệ gang crơm 13% làm sáng tỏ Các hợp kim sau nhiệt luyện với tổ chức gồm pha mactenxit, cácbit thứ cấp pha tăng cứng cách đáng kể nhờ trình chuyển đổi từ austenit không ổn định 94 trạng thái đúc Các hợp kim sau nhiệt luyện tăng độ cứng, độ cứng tế vi nền, tăng độ chịu mòn tăng độ dai va đập so với hợp kim trạng thái đúc tương ứng 95 Kết luận chung Trong trình tổng hợp, nghiên cứu lý thuyết triển khai thực nghiệm khoa học, luận án đạt số kết sau: Là cơng trình Việt Nam nghiên cứu tương đối tổng thể tổ chức tinh hệ gang trắng crơm q trình làm nhỏ mịn hạt titan đất nhằm nâng cao tính cho hệ gang crơm 13% Q trình mịn nứt vỡ gang trắng crôm liên quan chủ yếu đến hình thái, phân bố, kích thước cácbit tinh liên quan đến tổ chức pha nền: - Càng xa trung tâm tinh cácbit M7C3 trở nên thô, chứa khuyết tật bên trong, mầm mống phát triển vết nứt hợp kim chịu va đập mài mòn - Khi chịu va đập, ứng suất tập trung lớn sát bề mặt Khi va đập lặp lại nhiều lần ứng suất lan truyền đến bề mặt dẫn đến phá hủy - Ứng suất tập trung biên cácbit/nền - Các cácbit thô dễ dàng bị mịn, nứt, vỡ, bong tróc vật liệu va đập mài mòn Bằng phương pháp phân tích EDX, Rơnghen, xác định tồn phân bố pha TiC có độ cứng cao, cấu trúc nhỏ mịn Khi titan đưa vào gang crơm theo hàm lượng tăng từ 0,21% đến 1,02% thì: - Khoảng cách cácbit vùng tinh giảm từ 60 µm xuống cịn 40 µm - Kích thước tinh giảm dần từ 50µm xuống cịn 30µm - Độ chịu mịn tăng khoảng 30% - Độ dai va đập tăng khoảng 30% Trong gang lỏng nguyên tố đất dễ dàng tạo oxyt đất có nhiệt độ nóng chảy cao, tạo tâm mầm dị thể cho austenit, M7C3 Khi hàm lượng đất đưa vào gang crơm tăng từ 0,1% đến 0,8% thì: - Kích thước ô tinh giảm dần từ 55 µm xuống 30 µm - Kích thước cácbit thơ giảm từ 17µm xuống 10 µm - Độ dai va đập tăng khoảng 25% Khi đưa đồng thời Ti RE vào gang lỏng: thay đổi tổ chức, tính gang crơm 13% rõ ràng: - Độ chịu mịn tăng mạnh Nếu hợp kim có 0,8% RE khối lượng hao mịn 170 mg hợp kim có 0,66%Ti +0,6% RE khối lượng hao mòn giảm xuống 80mg (Các mẫu thử nghiệm điều kiện quãng đường, tải, vận tốc trượt) - Độ dai va đập đạt J.cm-2, độ dai va đập gang 13% crơm có 1,02% Ti 6,8J/cm-2; độ dai va đập gang 13% crơm có 0,8% đất 7,7J.cm-2 Với chế tạo mầm dị thể (bằng Ti, đất hiếm) nhằm tạo pha cứng nhỏ mịn nằm phân tán pha nền, khả chịu mòn, chịu va đập gang 13% crơm tăng rõ rệt Điều có ý nghĩa kinh tế kỹ thuật góp phần tăng tuổi thọ làm việc cho hệ gang chịu mài mòn cho ngành khí nói chung ngành khai thác khống sản nói riêng 96 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ĐÃ CƠNG BỐ Các cơng trình đăng tạp chí khoa học Hoàng Thị Ngọc Quyên, Lê Thị Chiều, Đinh Quảng Năng (2011) “Ảnh hưởng Titan đất đến cấu trúc, độ mài mòn độ dai va đập gang trắng 13% “, Tạp chí Khoa học Công nghệ Kim loại số 38 năm 2011, trang 24 -27 Hoàng Thị Ngọc Quyên, Lê Thị Chiều, Đinh Quảng Năng Phạm Mai Khánh (2013) “Ảnh hưởng Ti đến cấu trúc cácbit M7C3 hành vi mòn gang trắng chứa 12 13% crôm mài khô có tải trượt” Tạp chí Khoa học Cơng nghệ trường Đại học kỹ thuật số 96 năm 2013, pp 118-122 Hoàng Thị Ngọc Quyên, Lê Thị Chiều, Đinh Quảng Năng, Nguyễn Hồng Hải Phạm Mai Khánh (2013) “Ảnh hưởng đất đến cácbit M7C3 tinh gang trắng crơm 13%”, Tạp chí Khoa học Công nghệ Kim loại số 50, tháng 10 năm 2013, pp.28-32 Các cơng trình đăng kỷ yếu hội nghị khoa học quốc gia quốc tế Lê Thị Chiều, Hoàng Thị Ngọc Quyên, Đinh Quảng Năng “Effects of heat treatment on chromium white cast iron (13% Cr) modified by mixture of Ti and Dong pao rare earth”, Proceeding 5th SEATUC Symposim – 2011, trang 474 -477 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT [1] Lê Công Dưỡng (1997), Vật liệu học, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [2] Dương Trọng Hải, Nguyễn Hữu Dũng, Nguyễn Hồng Hải, Cơ sở lý thuyết trình đúc, NXN Khoa học Kỹ thuật Hà Nội [3] Đồn Đình Phương (2008), Nghiên cứu phát triển hợp kim hệ Fe-Cr-C làm việc điều kiện mài mòn ăn mòn xâm thực, Luận án tiến sỹ kỹ thuật TÀI LIỆU TIẾNG ANH [4] Albertin E and Sinatora A (2001) Effect of carbide fraction and matrix microstructure on the wear of cast iron balls tested in a laboratory ball mill Wear, 2001, 250(1): 492501 [5] Al-Rubaie K S (2000) Equivalent hardness concept and two-body abrasion of ironbase alloys Wear, 243, pp 92-100 [6] Bedolla-Jacuinde A., Hernández B., Béjar –Gómez L (2005) SEM study on the M7C3 carbide nucleation during eutectic solidification of high chromium white cast iron Z Metallkd 96(2005), pp.12 [7] Bedolla-Jacuinde B., Aguilar S.L., and Maldonado C (2005) Eutectic modification in a low-chromium white cast iron by a mixture of titanium, rare earths, and bismuth JMEPEG (2005) 14, pp 301-306 [8] Bedolla Jacuinde A., Rainforth W.M (2001) The wear behaviour of high-chromium white cast irons as a function of silicon and Mischmetal content Wear 250 (2001) , pp.449–461 [9] Bedolla-Jacuinde A., Correa A.R., Quezada J.G (2005) Effect of titanium on the as-cast microstructure of a 16% chromium white iron Materials Science and Engineering A 398 (2005) 297–308 [10] Bedolla-Jacuinde A., Aguilar S.L., and Hernández B (2005) Eutectic modification in a low-chromium white cast iron by a mixture of titanium, rare earths, and bismuth JMEPEG (2005) 14, pp 149-157 [11] Berns H (2003), Comparison of wear resistant MMC and white cast iron, Wear, 254, pp 47 – 54 [12] Bramfitt B.L., Metall (1970) Planar lattice disregistry theory and its application on heterogistry nuclei of metal Metall Trams (1970), pp 1987–1995 [13] Бунин К.П, et al (1988) The Structure of Cast Iron Translated by Ren Shanzhi, Ge Shoude, Wang Yunzhao,Beijing: China Machine Press, 1988 (in Chinese) [14] Бунин К.П (1958) Conspectus of Metallography, 1958 Translated by Zhou Huijiu and Wang Xiaotong, Beijing: Higher Education Press, 1958 (in Chinese) [15] Cias W.W (1974), “ Austenite Tranformation Kinetics Of Ferrous Alloys”, Climax Molypdenum Company Gremwich Conecticut, New York [16] Chang Hiroshi，Akechi Kiyoaki, Hanawa Kenzo (1977) Ductile Graphite Cast Iron Translated by Harbin University of Technology, Beijing: China Machine Press, 1977 [17] Chen Jingju (1990) Alloyed High Chromium Cast Iron and Their Application Beijing: 98 Metallurgial Industry Press, pp.89 [18] Ching Ping Tong, Suzuki T and Umeda T (1989) The Influence of chemical composition on Eutectic Solidification and structure of High Chromium Cast Iron The physical Metallurgy of Cast Iron IV (Edited by G Ohira, T kusakawa and E Niyama ), MRS Pittsburgh, Pennsylvania, 1989, pp.403-410 [19] Chung R.J., Tang X., Li D.Y., et al (2009) Efffects of titanium addition on microstructure and wear resistance of hypereutectic high chromium cast iron Fe– 25wt.%Cr–4wt.%C Wear 267 (2009), pp.356–361 [20] De Mello J.D.B, Durand-Charre M.(1986) Abrasion Mechanisms of White Cast Iron II: Influence of the Metallurgical Structure of V-Cr White Cast Iron Materials Science and Engineering, 78 (1986) 127-134 [21] Döpp R(1974) Solidification and graphite formation in white cast iron The Metallurgy of Cast Iron (Proceedings of the Second International Symposium on the Metallurgy of Cast Iron, Geneva, Switzerland, May 29-31, 1974), Edited by B Lux, I Minkaff, F Mollara, Georgi Publishing Company, St Saphorin, Switzerland, 1975 [22] Dong Z., Wang F.X., Cai Q-G., M.-X, Zheng Y.-Q (2005) Effect of retained austenite on rolling element fatigue and its mechanism, Wear, 105 (1985), pp 223 – 234 [23] Dogan O.N, Hawk J.A and Laird II G.(1997) Solidification Structure and Abrasion Resistance of High Chrommium White Irons Metallurgical and Materials Transactions A, 1997, 28A(6), pp 1315-1328 [24] Durman R W Fractography of High Chromium Alloys The British Foundryman, 1981(2), pp 45-55 [25] Erdogan F.and Sih G.C (1963) On the Crack Extension in Plates Under Plane Loading and Transverse Shear J Basic Eng., 85 (1963), pp 519 – 525 [26] Farah A.F., Crnkovic O.R, and Canale L.C.F (2001) “Heat Treatment in High Cr White Cast Iron Nb Alloy”, JMEPEG (2001) 10, pp 42-45 [27] Filipovic M , Kamberovic Z and Marija Korac.(2011) Solidification of High Chromium White Cast Iron Alloyed with Vanadium 2011 MaterTrans 52, pp 386 [28] Filipovic M., Romhanji E and Kamberovic Z ( 2012) Chemical Composition and Morphology of M7C3 Eutectic Carbide in High Chromium White Cast Iron Alloyed with Vanadium ISIJ International, Vol 52 (2012), No 12, pp 2200–2204 [29] Fu Hanguo, Wu Jianzhong, Fan Dingsheng Research and Application of Cast Iron containing kalium and Natrium Modern Cast Iron, 1998(1 ), pp 36-38 [30] Fusheng H., Chaochang W (1989) Modifying high Cr-Mn cast iron with boron and rare earth-Si alloy, Materials Science and Techology, (1989), pp 918-924 [31] Garber M.E., Levi L.I, Rozhkova E.V and Tsypin I.I (1968) The effect of the struc- ture on the wear resistance of white cast iron UDC 669.13.018.255, p.895- 898 [32] Hanlon D.N, Rainforth W.M, Cellars C.M (1999) The Rolling/Sliding Wear Response of Conventionally Processed and Spray Formed High Chromium Content Cast Iron at Ambient and Elevated Temperature Wear 225–229 (1999), pp 587 [33] Hao Feifei, Li Da, Dan Ting, Ren Xuejun, Liao Bo, Yang Qingxiang (2011) Effect of rare earth oxides on the morphology of carbides in hardfacing metal of high chromium cast iron Journal of Rare earths , Vol 29, No 2, Feb 2011, p 168 [34] Hillert M and Subba Rao V.V (1968) The Solidification of Metals Iron Steel Inst Publ., London, 1968 [35] Jun Wang, Ji Xiong, Hongyuan Fan, Hong Shan yang, Hao Huai Liu (2009) Effects of 99 [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] high temperature and Cryogenic treatment on the microstructure and abrasion resistance of high chromium cast iron Journal of materials processingfs technology 209, pp 3236- 3240 Lairid G II, Collins W.K and Blinckénderfer R (1988) Crack propagation and spalling of white cast iron balls subjected to repeated impacts Wear, 124 (1988), pp 211 – 235 Larid G.II, Rawers J.C and Adams A (1992) Fractal Analysis of Carbide Morphology in High-Cr White Cast Irons Metallurgical Transactions A, 1992, 23A(10), pp 2941-2945 Liang Gongying, Su Junyi (1991) Effect of RE elements on growth of eutectic carbides in white cast iron containing Cr Journal of Xi’an Jiao Tong University, 1991 (2), pp.121125 Ma Youping, Li Xiulan, Liu Yugao, Zhou Shuyi, and Dang Xiaoming (2012) Effect of Ti-V-Nb-Mo addition on microstructure of high chromium cast iron China Foundry Vol.9 No.2, pp.147- 153 Matsubara Y., Ogi K., Matsuda K (1981) Eutectic Solidification of High Chromium Cast Iron―Eutectic Structures and Their Quantitative Analysis AFS Transactions, 1981, 89, pp 183-196 McClintock F A (1968) On the mechanics of fracture from inclusions, Ductility, American Society for Metals, Metals Park, OH, 1968, p 255 - 277 Mogford I.L., Metall Rev (1967) The deformation and fracture of two-phase materials, 12(1967), p.49 - 68 Ogi K, Matsubara Y, Matsuda K (1981) Eutectic Solidification of High Chromium Cast Iron — Mechanism of Eutectic Growth AFS Transactions, 1981, 89, pp.197-204 Ohide T., Ohira G (1983) Solidification of High Chromium Alloyed Cast Iron The British Foundryman, 1983(1), pp.7-14 Ohtani H., Tanaka T., Has&e M and Nishizawa T.(1988) Caculation of the Fe-C-Ti ternary phase diagram CALPHAD Vol 12, No 3, pp 225-246 Pearce J.T.H et al (2005) Variation in As-Cast Microstructure of 2,3% C – 30% Cr Iron Proceedings of the 9th Asian Foundry Congress, pp.303 -311 Pearce J.T.H (1984) Structure and wear performance of abrasion resistant chromium white cast iron AFS Transaction, 92, pp.599 -562 Piao Dongxue (1986) Studies on Improving Toughness and Widening Application of High Chromium White Cast Iron, 1986: pp.716-730 Powell G., Randle V (1997) The Effect of Si on the Relationship between Orientation and Carbide Morphology in High Chromium White Irons Journal of Materials Science, 1997, 32, pp 561-565 Powell G.L.F (1990) Solidification of Undercooled Bulk Melts of Fe-Cr-C, Co-Cr-C and Ag-Ge Alloys of Near-eutectic Composition Materials Transactions JIM, 1990, 31(2), pp.110-117 Powell G L F, Carlson R A, Randle V (1994) The Morphology and Microstructure of M7C3 Carbides in Fe-Cr-C and Fe-Cr-C-Si Alloys of Near Eutectic Composition Journal of Materials Science, 1994, 29, pp 4889-4896 Qiehang Rao, Beiling He and Qingde Zhou (1991) A study of the impact fatigue resistance of grinding balls - matrices and retained austenite Wear, 1.51 (1991), pp 1321 Randle V., Laird II G (1993) A Microtexture Study of Eutectic Carbides in White Cast 100 Irons Using Electron Back-scatter Diffraction Journal of Materials Science, 1993, 28: 4245-4249 [54] Rao Q C., Zhou Q D and Xing J.T, Zhou Q.D (1987) Symp of Chromium Family of Abrasion Resistant Cast Irons Press of Xian Jiaotong University, Xian, 1987, pp 58-78 [55] Ren Shanzhi et al (1993) Formation and Morphology of M6C Carbide in Tungstenchromium White Cast Irons The Physical Metallurgy of Cast Iron IV.(Edited by G Ohira, T Kusakawa and E Niyama) MRS Pittsburgh, Pennsylvania, 1989, pp 381-386 [56] Shenyang (1997) Carbide Phases Containing W in W-Alloyed White Cast Iron Foundry, 1997(5), pp 14-24 [57] Szuder A (1977) Thèse de Docteur Ingdnieur 264, Ecole Centrale de Lyon, 1977 [58] Tabrett C.P., Sare I.R (1998) The effect of high temperature and Sub- ambient treatment on the maxtric structure and abrasion resistance of a high chromium white cast iron Scripta Materialia, 38(12), pp.1747- 1753 [59] Tenorio J.A.S, Albertin E and Espinosa D.C.R (2000) Effects of Mo Additions on the Solidification of High Chromium Cast Iron Int J Cast Metals Res., 2000, 13, pp.99105 [60] Thorpe W.T and Chicco B (1985), “The Iron Rich Corner of the Metastable C-Fe- Cr Liquidus Surface” , Metallurgical Transactions, 16A, pp 1541 -1549 [61] Thermo-Calc TCW3 Software (2005) Foundation of Computational Thermodynamics Stockholm, Sweden [62] Turnbull D, Vonnegat R (1952) Effect of lattice disregistry on crystallization of metal Engineering Chemistry, 1952, 44, pp 1292 [63] Wang Zhaochang (1986) RE Modification of low alloy white cast iron Journal of Beijing Iron and Steel Institute 1986(2), pp.22-30 [64] Warren R, Thorpe and Bruno Chicco (1985) The Fe-rich Corner of the Metastable FeCr-C Liquidus Surface Metallurgical Transactions A, 1985, 16A(9): pp 1541-1549 [65] Wu Chengjian, Chen Guoliang, Qiang Wenjiang (2000) Metal Material Science, Beijing: etallurgial Industry Press, 2000 (in Chinese) [66] Wu H Q, Sasaguri N, Matsubara Y and Hashimoto M(1996) Solidification of MultiAlloyed White Cast Iron: Type and Morphology of Carbides AFS Transactions, 104, pp 103-108 [67] Wu X J, Xing J D, Fu H G, et al (2007) Effect of titanium on the morphology of primary M7C3 carbides in hypereutectic high chromium white iron Materials Science and Engineering A, 2007, 457: 180-185 [68] Wu X.J., Xing J.D., Fu H.G., et al (2008) Effect of titanium on the as-cast microstructure of hypereutectic high chromium cast iron Materials Characterization 59 (2008) pp 1221–1226 [69] Xiaohui Zhi, Jiandong Xing, Hanguang Fu, Bing Xiao (2008) Effect of niobium on the as-cast microstructure of hypereutectic high chromium cast iron Materials Letters 62 (2008), pp 857–860 [70] Xiaohui Zhi, Jiandong Xing, Hanguang Fu, Yiming Gao (2008 ) Effect of titanium on the as-cast microstructure of hypereutectic high chromium cast iron, Materials Characterization 9, pp 1221– 1226 [71] Xu Zhuyao (1964) Principles of Metallography Shanghai Science and Technology Press, 1964 101 [72] Yang Jian, Hao Feifei, Li Da, Zhou Yefei, Ren Xuejun (2012) Effect of RE oxide on growth dynamics of primary austenite grain in hardfacing layer of medium-high carbon steel Journal of Rare Earths, Vol 30, No 8, Aug 2012, pp 814 -819 [73] Yuncheng Hou, You Wang, Zhaoyi Pan, Lili Yu (2012) Influence of rare earth nanoparticles and inoculants on performance and microstructure of high chromium cast iron Journal of Rare Earths, Vol 30, No 3, Mar 2012, pp 283 [74] Jackson R S (1970) The Austenite Liquidus Surface and Constructional Diagram for the Fe-Cr-C Metastable System J Iron Steel Inst., 1970, 208: pp.163-167 [75] Ye Yifu, Shang Yuxia, Cui Shenqiu (1996) Spheroidization of carbides and their value electronic structures Science Transaction, 1996, 41(4), pp.381-382 [76] Ye Yifu (1995) Spheroidization of Carbides in White Cast Iron Modern Cast Iron, 1995 (3), pp 28-32 [77] Yefei Zhou, Yulin Yang, Jian Yang, Feifei Hao, Da Li, Xuejun Ren, Qingxiang Yang (2012) Effect of Ti additive on (Cr, Fe)7C3 carbide in arc surfacing layer and its refined mechanism Applied Surface Science 258 (2012), pp.6653– 6659 [78] Zhou Jiyang (2011) Colour Metallography of Cast Iron Serial Report (2011), pp.337 ... cacsbit tinh gang trắng 13% Cr 4.1.4 Ảnh hưởng Titan đến độ cứng gang crôm 4.1.5 Ảnh hưởng titan đến độ chịu mòn 62 63 64 4.1.6 Ảnh hưởng Titan đến độ dai va đập gang crôm 13% 66 4.2 Ảnh hưởng nguyên. .. nguyên tố đất gang trắng crôm 68 4.2.2 Ảnh hưởng nguyên tố đất đến tổ chức tinh, đến thành 71 phần tinh tính gang trắng 13% crơm 4.2.2.1 Ảnh hưởng nguyên tố đất tới tổ chức tinh 71 gang trắng 13% ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HOÀNG THỊ NGỌC QUYÊN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TITAN VÀ NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM ĐẾN TÍNH CHẤT MÀI MÒN, ĐỘ DAI VA ĐẬP CỦA GANG TRẮNG 13% CRÔM Chuyên