Nghiên cứu chế tạo gang cầu song pha bằng phương pháp tôi đẳng nhiệt

BỘ CÔNG THƯƠNG TỔNG CÔNG TY THÉP VIỆT NAM VIỆN LUYỆN KIM ĐEN BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC & PHÁT TRIỂN CẤP BỘ Tên đề tài: “ NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO GANG CẦU SONG PHA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TÔI ĐẲNG NHIỆT ” Cơ quan chủ quản: TỔNG CÔNG TY THÉP VIỆT NAM Cơ quan chủ trì: VIỆN LUYỆN KIM ĐEN Chủ nhiệm đề tài: Ths. NGUYỄN QUANG DŨNG HÀ NỘI, 11/2010 2 BỘ CÔNG THƯƠNG TỔNG CÔNG TY THÉP VIỆT NAM VIỆN LUYỆN KIM ĐEN BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC & PHÁT TRIỂN CẤP BỘ Tên đề tài: “ NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO GANG CẦU SONG PHA BẰNG PHƯƠNG PHÁP TÔI ĐẲNG NHIỆT ” VIỆN LUYỆN KIM ĐEN VIỆN TRƯỞNG Đinh Văn Tâm HÀ NỘI, 11/2010 3 Danh sách những người thực hiện chính STT Họ và tên Học hàm/ học vị Đơn vị công tác 1 Nguyễn Quang Dũng Thạc sỹ Viện Luyện kim đen 2 Đinh Văn Tâm Thạc sỹ Viện Luyện kim đen 3 Phạm Thanh Sơn Thạc sỹ Viện Luyện kim đen 4 Nguyễn Hồng Phúc Kỹ sư Viện Luyện kim đen 4 MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 5 1. TỔNG QUAN 7 1.1. Giới thiệu gang cầu 7 1.2. Ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim lên cấu trúc và tính chất của gang cầu. 11 1.3. Công nghệ chế tạo gang cầu 15 1.4. Nhiệt luyện gang cầu 17 1.5. Lựa chọn mác gang cầu song pha 20 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.1. Nội dung nghiên cứu 21 2.2. Phương pháp nghiên cứu 21 3. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 22 3.1. Công nghệ chế tạo gang cầu 22 3.1.1. Công ngh ệ nấu luyện và biến tính gang cầu 22 3.1.2. Công nghệ đúc gang cầu 25 3.1.3. Công nghệ nhiệt luyện gang cầu song pha 25 3.2. Kết quả đạt được 27 3.2.1. Thành phần hoá học 27 3.2.2. Tính chất cơ lý 27 3.2.3. Cấu trúc pha 27 3.3. Chế tạo sản phẩm 31 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 32 4.1. Kết luận 32 4.2. Kiến nghị 32 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO 33 6. PHỤ LỤC 34 5 MỞ ĐẦU Thực hiện Nghị quyết Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ X của Đảng Cộng sản Việt Nam về việc thực hiện cách mạng công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, ngành cơ khí đã có một bước tăng trưởng mạnh mẽ trong khi đó ngành đúc vừa là ngành phụ trợ, vừa là bộ phận cấu thành của các ngành công nghiệp. Ngành đúc là ngành chế tạo phôi và chi tiết cho hầu hết các ngành công nghiệp; đặc biệt là các ngành giao thông vận tải, chế tạo máy, xây dựng, điện, luyện kim, Có thể nói, ngành đúc là một trong các ngành công nghệ vật liệu gắn liền với tất cả các ngành công nghiệp đã nêu và sự phát triển của nó gắn liện với sự phát triển cả về số lượng và chất lượng do yêu cầu của các ngành này đề ra. Ở các n ước công nghiệp phát triển như CHLB Đức năm 2006, đã sản xuất 4,14 triệu tấn vật đúc bằng gang thép để dùng trong nước và 1,38 triệu tấn cho xuất khẩu; trong đó tỷ phần gang thép đúc cung cấp cho các ngành kinh tế chủ chốt trong nước như sau: Giao thông vận tải: 54,6%; Chế tạo máy: 23,8%; Xây dựng: 4,8%; Khác: 16,9%. Điều này cho thấy sự thay đổi không ngừng của các ngành công nghiệp không chỉ làm gia tăng sản lượng mà còn làm thay đổi c ơ cấu và chất lượng sản phẩm đúc. Sự gia tăng sản lượng và chất lượng của ôtô và các phương tiện vận chuyển trong ngành giao thông vận tải theo hướng bền hơn, nhanh hơn, nhẹ hơn, êm hơn, rẻ hơn, đòi hỏi ngành đúc phải nghiên cứu và đưa ra các sản phẩm có tính năng vượt trội bằng gang cầu có độ bền, dẻo cao và độ bền trong điề u kiện tải trọng va đập tốt như các chi tiết trong cụm gầm cầu sau bằng gang cầu ferit, trục khuỷu, nhiều cặp bánh răng bằng gang cầu ausferit (ADI). Sự thay thế gang cầu cho thép đúc và thép rèn trong trường hợp này đã bảo đảm cho quá trình sản xuất đơn giản hơn, chi tiết nhẹ hơn chịu tải trọng động tốt hơn và rẻ hơn. Để nâng cao chất lượng cơ lý tính c ủa sản phẩm các nhà khoa học đã đưa ra nhiều biện pháp như tiến hành hợp kim hoá thêm một số nguyên tố hợp kim, đưa thêm chất biến tính, tiến hành nhiệt luyện sản phẩm sau khi chế tạo, Bằng biện pháp nhiệt luyện, người ta đã nâng cao được các tính chất cơ lý tính của gang cầu so với khi không tiến hành nhiệt luyện. Hiện nay, tại Việt Nam chưa có cơ sở nào áp dụng biện pháp nhi ệt luyện này. Để ứng dụng được tiến bộ khoa học này vào trong thực tiễn sản xuất, nhằm giảm giá thành sản phẩm, Viện Luyện kim đen đã đề xuất và được Bộ Công Thương chấp thuận giao thực hiện đề tài “Nghiên cứu chế tạo gang cầu song pha bằng phương pháp tôi đẳng nhiệt”. Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu xác lập quy trình công nghệ, sử dụng nguyên vậ t liệu và thiết bị trong nước chế tạo gang cầu song pha làm các chi tiết sử dụng trong ngành công nghiệp giao thông vận tải. Qua một thời gian triển khai, đề tài đã hoàn thành các nội dung nghiên cứu. Trong báo cáo tổng kết đề tài chúng tôi xin trình bày các phần như sau: 6 - Mở đầu - Tổng quan. - Nội dung và phương pháp nghiên cứu. - Kết quả đạt được. - Kết luận và kiến nghị. - Tài liệu tham khảo. - Phụ lục Trong quá trình thực hiện đề tài, chúng tôi đã nhận được sự giúp đỡ, tạo điều kiện của Vụ Khoa học và Công nghệ (Bộ Công Thương), Công ty TNHH Xuất Nhập Khẩ u Thiên Phát cùng các cơ quan trong cũng như ngoài Bộ. Nhân dịp này, chúng tôi xin trân trọng cám ơn về sự giúp đỡ và hợp tác đó. 7 1. TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu gang cầu. Gang là hợp kim của sắt (Fe) và một số nguyên tố hóa học khác như C, Si, Mn, trong đó Fe chiếm thành phần chủ yếu, chiếm hơn 95% trọng lượng, carbon từ 2,1-4,3% trọng lượng và silic chiếm từ 1-3%. Gang với thành phần hóa học gần điểm cùng tinh có nhiệt độ nóng chảy trong khoảng 1150-1200 0 C, thấp hơn 300 0 C so với sắt nguyên chất. Tùy theo dạng graphit trong gang, gang được chia thành 4 loại cơ bản sau: gang trắng, gang xám, gang dẻo, gang cầu. Gang trắng là loại gang cứng và giòn được dùng để luyện thép và gang biến trắng là loại gang có carbon tồn tại ở dạng Fe 3 C, được hình thành do việc gang xám bị làm nguội nhanh khiến gang bị biến trắng trở nên rất giòn và khó gia công cơ khí. Gang xám: là loại gang có nguyên tố carbon chủ yếu tồn tại ở dạng graphit tấm với nền graphit bố trí theo mạch thẳng. Mặt gãy của gang có màu xám là đặc trưng của ferit và graphit tự do. Gang xám dễ nấu luyện, có nhiệt độ nóng chảy thấp (1350 0 C) và không đòi hỏi khắt khe về kỹ thuật nấu luyện và thành phần trong gang, nhưng gang xám dòn, khả năng chịu tải và chịu uốn nén kém. Gang dẻo: là loại gang có graphít ở dạng quả bông được chế tạo bằng cách ủ gang trắng trong một thời gian dài (khoảng vài ngày) ở nhiệt độ từ 850 – 1050 0 C để tạo thành một loại gang có tính dẻo cao. Đây là loại gang có độ bền cao, được kế thừa những tính chất tốt vốn có của gang và được sử dụng để sản xuất các sản phẩm cần có sự mềm đi của bề mặt của sản phẩm đúc để dễ dàng trong việc gia công cơ khí. Tuy nhiên, gang dẻo cũng có nhược điểm do giá thành sản xuất gang dẻo cao, khả năng chịu nén kém. Gang cầu: là loại gang có độ bền cao có graphit ở dạng cầu nhờ biến tính bằng các nguyên tố Mg, Ce và các nguyên tố đất hiếm. Sau khi biến tính cầu hoá, gang lỏng còn được biến tính lần hai bằng các nguyên tố graphit hoá như FeSi, CaSi để chống biến trắng cho gang. Nhờ các chất biến tính mà gang lỏng trở nên sạch các tạp chất như S và các loại khí, làm tăng tốc độ quá nguội cho gang và tạo cho graphit phát triển chủ yếu theo h ướng thẳng góc với bề mặt cơ sở của tinh thể graphit. Do đó graphít kết tinh thành hình cầu. Tổ chức tế vi của gang cầu cũng giống như gang xám song chỉ khác là graphit của nó có dạng thu gọn nhất hình quả cầu bao gồm ba loại nền kim loại: ferit, ferit-peclit và peclit. Chính điều này quyết định độ bền kéo rất cao của gang cầu so với gang xám. Gang cầu là loại gang có độ bền cao nhất trong các loại gang, bề ngoài của gang cầu cũng có màu xám tối như gang xám nên khi nhìn bề ngoài thì khó phân biệt hai loại gang này với nhau. Tuy nhiên, ta có thể phân biệt gang cầu và gang xám qua dấu hiệu co ngót ở sản phẩm gang cầu hoặc bằng cách gõ vào sản phẩm, sản phẩm gang cầu sẽ có tiếng kêu trong và thanh, còn sản phẩm gang xám sẽ có tiếng kêu đục và trầm. Thành phần hóa học và các tính chất cơ lý của các loại hợp kim đúc được đưa ra trong bảng 1 và 2 sau đây. 8 Bảng 1: Thành phần hoá học của các loại gang Loại gang Thành phần hoá học (%) C Si Mn S P Gang trắng 3,30-3,60 0,40-1,20 0,25-0,80 0,06-0,20 0,05-0,20 Gang xám 3,00-3,70 1,20-2,50 0,25-1,00 ≤0,12 0,05-0,10 Gang cầu 3,00-4,00 1,80-3,00 0,10-0,80 ≤0,03 ≤0,10 Gang dẻo 2,00-2,60 1,00-1,60 0,20-1,00 0,04-0,20 ≤0,20 Bảng 2: Tính chất cơ lý của các loại hợp kim đúc STT Loại hợp kim Độ bền kéo (MPa) Giới hạn đàn hồi (MPa) Độ dẻo (%) 1 Gang xám grapit tấm 100 – 450 89 – 285 0,3 – 0,8 2 Gang cầu 350 – 900 220 – 600 2 – 22 3 Gang cầu ausferit 800 – 1200 500 – 850 4 – 10 4 Thép đúc 380 – 1200 200 – 1000 6 – 25 Trong các loại gang nêu trên, gang cầu là loại gang có độ bền cao nhất do graphit ở dạng thu gọn nhất (quả cầu tròn), ít chia cắt nền kim loại nhất, hầu như không có đầu nhọn để tập trung ứng suất, nên nó làm giảm rất ít cơ tính của nền, vì vậy gang cầu duy trì được 70-90% độ bền của nền kim loại, tức không thua kém thép bao nhiêu và có thể thay thế được cho thép trong một vài trường hợp. . Về thành phần hóa học, hàm lượ ng C và Si phải cao để đảm bảo tổng thành phần hoá học (%C+%Si) đạt tới 5-6%. Hàm lượng Si cũng không nên quá cao (>3%) để khỏi ảnh hưởng đến độ dẻo dai của gang. Không có hoặc không đáng kể (<0,1-0,01%) các nguyên tố cản trở cầu hoá như Ti, Al, Sn, Pb, Zn, Bi và đặc biệt là S. Hàm lượng S sau biến tính cầu hoá bằng Mg phải nhỏ hơn 0,03% thì gang nhận được có dạng graphít cầu và hạn chế tạp chất do MgS tạo ra sẽ làm giảm tính ch ất cơ học của gang. Hàm lượng Mn chọn tuỳ thuộc vào loại gang cầu, với gang cầu ferit ở trạng thái đúc, Mn nhỏ hơn 0,2%. Ở gang cầu peclit chúng có thể lên tới 1%. Lượng P càng ít càng tốt vì P làm giảm tính dẻo dai của gang cầu. Trong thành phần gang cầu cần có một lượng nhỏ các chất biến tính Mg (0,04-0,08%) hoặc Ce. Có các nguyên tố nâng cao cơ tính như Ni (2%), Mn (1%). Quá trình cầu hóa diễn ra chủ yếu là nhờ có các nguyên tố đất hiếm là Mg và Ce. V ề cách ký hiệu các mác gang cầu: Các nước đều đánh số các mác gang cầu theo giới hạn bền kéo tối thiểu theo kG/mm 2 hay MPa. Đôi khi cũng còn thêm chỉ tiêu cơ tính thứ hai là giới hạn chảy tối thiểu và nếu có chỉ tiêu thứ ba là độ giãn dài (δ%) tối thiểu thì thứ tự là σ b - σ 0,2 - δ. TCVN 1659-75 có quy định ký hiệu gang cầu bằng GC xx-xx (trong đó các nhóm số lần lượt là giới hạn bền tối thiểu tính bằng kG/mm 2 và độ giãn dài tối thiểu tính bằng %) giống như tiêu chuẩn của ГОСТ 7393-70 là BЧ xx-xx . Nhưng 9 theo ГОСТ 7393-85 có các mác BЧ40, BЧ50, BЧ60, BЧ70, BЧ80 chỉ ký hiệu giới hạn bền. Tiêu chuẩn ASTM có các loại 60-40-18, 65-45-12, 80-60-03, 100-70-03, 120-90-02 với ba cặp số đó lần lượt chỉ giá trị tối thiểu của σ b - σ 0,2 (ksi) - δ (%). (ở đây 1at = 14,223 psi) Theo tiêu chuẩn JIS có các mác FCD370, FCD400, FCD450, FCD500, FCD600, FCD700, FCD800 trong đó các số chỉ σ b (min) theo đơn vị MPa. Mác gang cầu ferit BЧ40 với độ bền thấp, σ b ≤ 400MPa, độ dẻo khá cao (δ =15%) ít được dùng. Mác gang cầu ferit-peclit BЧ50 với σ b trong khoảng 450-500MPa, có độ dẻo trung bình, δ = 5-10%, được dùng làm các chi tiết thông thường thay thép nói chung. Mác gang cầu peclit BЧ60 với σ b trong khoảng 550-600MPa có độ dẻo nhất định, δ = 2%, được dùng làm trục khuỷu, trục cán. Mác gang cầu BЧ70, BЧ80 với σ b ≥ 600MPa là loại gang cầu tôi đẳng nhiệt ra bainit, được dùng làm các chi tiết quan trọng. Thành phần hoá học, tính chất cơ lý tính của các mác gang cầu của các nước công nghiệp trên thế giới được trình bày trong các bảng 3 - 8 sau đây: Bảng 3: Thành phần hóa học (%) các mác gang cầu theo tiêu chuẩn Nga (ГОСТ 7293-85). Mác C Si Các nguyên tố khác gang Chiều dày vật đúc /mm Mn P S Cr ≤ 50 50-100 ≥ 100 ≤ 50 50-100 ≥ 100 ≤ ≤ ≤ BЧ35 3,3-3,8 3,0-3,5 2,7-3,2 1,9-2,9 1,3-1,7 0,8-1,5 0,2-0,6 0,1 0,02 0,05 BЧ40 3,3-3,8 3,0-3,5 2,7-3,2 1,9-2,9 1,2-1,7 0,5-1,5 0,2-0,6 0,1 0,02 0,10 BЧ45 3,3-3,8 3,0-3,5 2,7-3,2 1,9-2,9 1,3-1,7 0,5-1,5 0,3-0,7 0,1 0,02 0,10 BЧ50 3,2-3,7 3,0-3,3 2,7-3,2 1,9-2,9 2,2-2,6 0,8-1,5 0,3-0,7 0,1 0,02 0,15 BЧ60 3,2-3,6 3,0-3,3 - 2,4-2,6 2,4-2,8 - 0,4-0,7 0,1 0,02 0,15 BЧ70 3,2-3,6 3,0-3,3 - 2,6-2,9 2,6-2,9 - 0,4-0,7 0,1 0,015 0,15 BЧ80 3,2-3,6 - - 2,6-2,9 - - 0,4-0,7 0,1 0,01 0,15 BЧ100 3,2-3,6 - - 3,0-3,8 - - 0,4-0,7 0,1 0,01 0,15 Bảng 4: Ký hiệu mác và cơ tính theo tiêu chuẩn Quốc tế (ISO 1083-1987) Mác Độ bền kéo Độ bền chảy Độ giãn dài Độ cứng Tổ chức kim tương g an g σ b ≥ /MPa σ ≥ /MPa δ ≥ (%) (HBS) 900-2 900 600 2 280-360 Bainit hoặc Mactensit ram 800-2 800 480 2 245-335 Peclit hoặc tổ chức ram 700-2 700 420 2 225-305 Peclit 600-3 600 370 3 190-270 Peclit + Ferit 500-7 500 320 7 170-230 Peclit + Ferit 450-10 450 320 10 160-210 Peclit + Ferit 400-15 400 250 15 130-180 Ferit 400-18 400 250 18 130-180 Ferit 350-22 350 220 22 ≤ 150 Ferit 10 Bảng 5: Thành phần hoá học các mác gang cầu theo tiêu chuẩn Nhật Bản (JIS G 5502 (1995) Mác gang Thành phần hoá học các nguyên tố (%) C Si Mn P (≤) S (≤) Mg (≤) FCD 350-22 ≤ 2,5 ≤ 2,7 ≤ 0,4 0,08 0,02 0,09 FCD 400-18 ≤ 2,5 ≤ 2,7 ≤ 0,4 0,08 0,02 0,09 FCD 450-10 ≤ 2,5 - - - 0,02 0,09 FCD 500-7 ≤ 2,5 - - - 0,02 0,09 FCD 600-3 ≤ 2,5 - - - 0,02 0,09 FCD 700-2 ≤ 2,5 - - - 0,02 0,09 FCD 800-2 ≤ 2,5 - - - 0,02 0,09 Bảng 6: Thành phần hoá học các mác gang cầu tôi đẳng nhiệt theo tiêu chuẩn Nhật Bản (JIS G 5503 (1995) Mác Thành phần hoá học các nguyên tố (%) gang C Si Mn P (≤) S (≤) Cr Ni Mo Cu Ti Mg FCAD 900-4 3,2-3,8 2,2-3,0 ≤ 0,7 0,05 0,05 ≤ 0,07 ≤ 3,0 ≤ 0,5 ≤ 1,5 ≤ 0,04 ≤ 0,06 FCAD 900-8 3,2-3,8 2,2-3,0 ≤ 0,7 0,05 0,05 ≤ 0,07 ≤ 3,0 ≤ 0,5 ≤ 1,5 ≤ 0,04 ≤ 0,06 FCAD 1000-5 3,2-3,8 2,2-3,0 ≤ 0,7 0,05 0,05 ≤ 0,07 ≤ 3,0 ≤ 0,5 ≤ 1,5 ≤ 0,04 ≤ 0,06 FCAD 1200-2 3,2-3,8 2,2-3,0 ≤ 0,7 0,05 0,05 ≤ 0,07 ≤ 3,0 ≤ 0,5 ≤ 1,5 ≤ 0,04 ≤ 0,06 FCAD 1400-1 3,2-3,8 2,0-3,0 ≤ 0,7 0,05 0,05 ≤ 0,07 ≤ 3,0 ≤ 0,5 ≤ 1,5 ≤ 0,04 ≤ 0,06 Bảng 7: Mác gang, cơ tính gang cầu theo tiêu chuẩn Anh (BS 2789-1995) Mác gang Bền kéo Bền chảy Giãn dài Độ cứng Tổ chức nền σ b ≥ /MPa σ ≥ /MPa δ ≥ (%) (HBS) 900/2 900 600 2 302 - 359 Mactensit ram 800/2 800 480 2 248 - 352 Peclit ram 700/2 700 420 2 229 - 302 Peclit 600/3 600 370 3 192 - 269 Peclit / Ferit 500/7 500 320 7 170 - 241 Peclit / Ferit 450/10 450 320 10 160 - 221 Peclit / Ferit 420/12 420 270 12 ≤ 212 Ferit 400/18 400 250 18 ≤ 179 Ferit 400/18L20 400 250 18 ≤ 179 Ferit 350/22 350 220 22 ≤ 160 Ferit 35/22L40 350 220 22 ≤ 160 Ferit Bảng 8: Mác gang và cơ tính gang cầu theo tiêu chuẩn Mỹ [ASTM A536-84 (1993)] Mác gang Bền kéo Bền chảy Giãn dài ANSI/ASTM UNS σ b ≥ /MPa σ ≥ /MPa δ ≥ (%) 60-40-18 32800 414 276 18 65-45-12 33100 448 310 12 80-55-06 33800 552 379 6,0 100-70-03 34800 689 483 3,0 120-90-02 36200 827 621 2,0 Gang cầu đặc biệt 60-42-10 415 290 10 70-50-05 485 345 5,0 80-60-03 555 415 3,0 [...]... chúng tôi rút ra được các kết luận quan trọng sau: - Việc lựa chọn mác gang cầu song pha được chế tạo bằng phương pháp tôi đẳng nhiệt dùng chế tạo trục máy là phù hợp - Đã xác định được công nghệ chế tạo gang cầu song pha bằng phương pháp tôi đẳng nhiệt là hợp lý bao gồm các khâu: Công nghệ nấu luyện và biến tính gang cầu trong lò tần số Công nghệ đúc chi tiết Công nghệ nhiệt luyện (tôi + ram đẳng nhiệt) ... của gang cầu nghiên cứu Mác gang Mác gang nghiên cứu Giới hạn bền kéo (σb ≥) MPa 900 Giới hạn bền chảy (σ0,2 ≥) MPa 600 20 Độ giãn dài (δ ≥) % 10 Độ cứng (HBS) 277-352 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nội dung nghiên cứu Đề tài sẽ tiến hành các nội dung nghiên cứu như sau: - Nghiên cứu lựa chọn mác gang cầu song pha phù hợp để chế tạo trục động cơ; - Nghiên cứu xác định công nghệ gang cầu song. .. chọn mác gang cầu song pha Qua nghiên cứu tài liệu trong nước và nước ngoài, thấy rằng để nhận được tổ chức gang cầu song pha bằng phương pháp tôi đẳng nhiệt có các tính chất cơ lý tính cao hơn nhiều so với gang cầu thông thường cần có thành phần hoá học như trong bảng 11 dưới đây Bảng 11: Thành phần hoá học các mác gang cầu nghiên cứu Mác gang Thành phần hoá học các nguyên tố (%) Mác gang nghiên cứu FCAD... các phương pháp và thiết bị nghiên cứu sau: - Dựa trên cơ sở nghiên cứu các tài liệu, tiêu chuẩn về gang cầu và điều kiện làm việc của trục động cơ để lựa chọn mác gang nghiên cứu - Sử dụng lò trung tần 750kg để nghiên cứu xác định công nghệ nấu luyện - Sử dụng lò nung bằng dây điện trở để xác định công nghệ nhiệt luyện gang cầu song pha - Sử dụng phương pháp phân tích hoá học truyền thống và phương pháp. .. ≤ 1,5 ≤ 0,04 ≤ 0,06 Chế độ nhiệt luyện gang cầu như sau: - Chế độ ủ: 650-750 0C Thời gian tiến hành ủ: 1-2 giờ - Chế độ tôi đẳng nhiệt: Nhiệt độ nung austenit hoá: 860-950 0C Thời gian giữ nhiệt: 2 giờ Nhiệt độ tôi: 260-400 0C Thời gian giữ nhiệt: 2 giờ, môi trường tôi là muối Cấu trúc của gang cầu song pha sau khi nhiệt luyện là austenit và ferit Tính chất cơ lý tính của gang cầu được nêu trong bảng... xuất gang cầu 1.4 Nhiệt luyện gang cầu song pha Gang cầu tôi đẳng nhiệt là vật liệu kết hợp những ưu việt cả về độ bền và độ dai cũng như tính năng sử dụng Sau khi tôi đẳng nhiệt với gang có thành phần thích hợp, tổ chức kim loại sẽ có tổ chức ausferit Về cơ bản, gang cầu ban đầu phải có độ thấm tôi cao để khi nhiệt luyện sẽ có chuyển biến pha xảy ra trên toàn bộ thiết diện vật đúc Để đảm bảo gang. .. xuất gang cầu Hình 2: Sơ đồ của quá trình tôi đẳng nhiệt (một giai đoạn) Hình 3: Sơ đồ của quá trình tôi đẳng nhiệt (hai giai đoạn) Hình 4: Sơ đồ công nghệ tôi đẳng nhiệt gang cầu Hình 5: Cấu trúc tế vi của gang cầu sau đúc x 100 Hình 6: Cấu trúc tế vi của gang cầu sau đúc x 200 Hình 7: Cấu trúc tế vi của gang cầu sau ủ x 100 Hình 8: Cấu trúc tế vi của gang cầu sau ủ x 200 Hình 9: Cấu trúc tế vi của gang. .. chế tạo gang Quá trình chế tạo gang cầu tôi đẳng nhiệt bao gồm: - Chế tạo vật đúc gang cầu có thành phần thích hợp và dễ thấm tôi - Nung austenit hoá ở nhiệt độ 860-950 0C trong thời gian 2 giờ - Tôi tiếp theo đến nhiệt độ phù hợp với giai đoạn cuối cùng (thông thường 260-400 0C) - Tôi đẳng nhiệt để một phần hoặc toàn bộ austenit chuyển thành pha khác trước khi làm nguội tiếp tục xuống đến nhiệt độ... trên bảng 18 Độ cứng của gang cầu do đề tài chế tạo tương đương với các mác gang của nước ngoài Bảng 18: Độ cứng của gang cầu song pha STT 1 Trạng thái nhiệt luyện Trạng thái sau khi nhiệt luyện (tôi đẳng nhiệt) Đơn vị tính Lần đo thứ 1 Lần đo thứ 2 Lầnđo thứ 3 Trung bình HB 280 290 295 288 3.2.3 Cấu trúc pha Đề tài đã tiến hành nghiên cứu cấu trúc tế vi của gang cầu song pha ở các trạng thái khác... đồ công nghệ tôi đẳng nhiệt gang cầu được trình bày trên hình 4 Nhiệt độ tôi (0C) 1200 800 400 1 2 3 4 5 Thời gian tôi (giờ) Hình 4: Sơ đồ công nghệ tôi đẳng nhiệt gang cầu Thực tế thí nghiệm, đề tài đã tiến hành nung mẫu lên đến nhiệt độ 900 0C, duy trì tại nhiệt độ này trong khoảng 2 giờ Để có môi trường tôi của gang cầu, đề tài đã lựa chọn hỗn hợp hai muối nóng chảy là muối NaNO3 có nhiệt độ nóng . Nghiên cứu chế tạo gang cầu song pha bằng phương pháp tôi đẳng nhiệt . Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu xác lập quy trình công nghệ, sử dụng nguyên vậ t liệu và thiết bị trong nước chế tạo. đến nhiệt độ phòng 20 1.5. Lựa chọn mác gang cầu song pha. Qua nghiên cứu tài liệu trong nước và nước ngoài, thấy rằng để nhận được tổ chức gang cầu song pha bằng phương pháp tôi đẳng nhiệt. mác gang cầu song pha 20 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.1. Nội dung nghiên cứu 21 2.2. Phương pháp nghiên cứu 21 3. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 22 3.1. Công nghệ chế tạo gang cầu 22 3.1.1.