Đang tải... (xem toàn văn)
Microsoft Word 6823 doc Béc«ngTH¦¥NG TæNGC¤NGTYTHÐPVIÖTNAM ViÖnLuyÖnkim§en B¸oc¸otængkÕt ®Òtµinghiªncøukhoahäcvµph¸ttriÓnC¤NGNGHÖcÊ pbé Tªn ®Ò tµi “NGHIÊN CỨUCÔNG NGHỆSẢN XUẤTTHÉPMÁC C50PADÙNGĐỂCHẾTẠO[.]
BộcôngTHƯƠNG TổNGCÔNGTYTHéPVIệTNAM ViệnLuyệnkimĐen Báocáotổngkết đềtàinghiêncứukhoahọcvàpháttriểnCÔNGNGHệcấ pbộ Tênđềtài: NGHIấN CUCễNG NGHSN XUTTHẫPMC C50PADNGCHTO NềNG SNGBBINH CNH5,56-7,62MM Cơquanchủquản: Cơquanchủtrì: Chủnhiệmđềtài: tổngcôngtythépvN ViệnLuyệnkimĐen TS.NGUYNVĂNSA 6823 27/4/2008 Tháng12/2007 MC LC MU T ỔNGQUAN 1.1 Giớithiệuvềbovàthépbo 1.2 Ảnhhưởngcủabolêncáctínhchấtcủathép 1.3 GiớithiệumácthépnghiêncứuC50PA NỘ 10 IDUNGVÀPHƯƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU 2.1 Nộidungnghiêncứu 10 2.2 Phươngphápnghiêncứu 10 KẾTQUẢĐẠTĐƯỢC 12 3.1CôngnghệsảnxuấtthépC50PA 12 3.1.1 Côngnghệluyệnthép 12 3.1.2 Côngnghệtinhluyện 16 3.1.3 Côngnghệrèn 20 3.1.4 Côngnghệnhiệtluyện 22 3.2 CáctínhchấtcủathépC50PA 25 3.2.1 Tínhchấtcơlý 25 3.2.2 Độdaivađậpvàdộbềnpháhuỷ 27 3.2.3 Cấutrúcpha 30 3.3 Chếtạosảnphẩmvàdùngthử 35 KẾTLUẬNVÀKIẾNNGHỊ 37 4.1 Kếtluận 37 4.2 Kiếnnghị 37 TÀILIỆUTHAMKHẢO 38 PHỤLỤC 39 MỞĐẦU Sựpháttriểnnhanhchóngcủanhiềungànhkhoahọc,kỹthuậtđịihỏicácnhàluyệnkim phảitạorađượccácloạithépcócáctínhnăngđặcbiệtđểcóthểlàmviệcổnđịnhtrongcá cđiềukiệnkhắcnghiệtkhácnhaunhưnhiệtđộcao,tảitrọnglớn,chânkhơngsâu,xâmthự cmạnh… Cácloạithépnhưvậythườngđượchợpk i m hốbằngcácnguntốkhácnhauvàtrảiqua cácchếđộgiacôngcơvànhiệtp h ù hợp.Cácnguyêntốhợpkimthườnglànhữngvậttưđắttiề nnêngiáthànhcủac c loạit h é p hợpk i m k h đ ắ t.T r o n g bốicảnhcủanềnkinht ếthịtrư ờng,việcn g h i ê n cứutìmracácloạivậtliệutốtvàcógiáthànhcạnhtranhlàmộthướngđi củacácnhàluyệnkimhiệnnay.Mộttrongcáckếtquảcủahướngđinàylàtạorat h é p hợpk imbo(gọilàthépbo)độbềncaovàgiáthànhcạnhtranh Thépbo làloạithépđượchợpkimhốbằngnguntốbovớihàmlượngrấtít( 0,0005– 0,006%)nêngiáthànhkhơngtăngnhưnglạicảithiệnđượcnhiềutínhchấtcủathép,đặcb iệtlàcơtính.Cácloạithépbođãđượcsửdụngtrongnhiềul ĩngvực,trongđócóngành cơngnghiệpquốcphịng.Vìvậy,năm2007BộCơngnghiệp(naylàBộCơngthương)đãgi aochoViệnLuyệnkimđenthựchiệnđềtài“ N g h i ê n cứucơngnghệsảnxuấtthépmác C50PAdùngđểchếtạonịngsúngbộbinhcỡnhỏ5,567,62mm”.MụctiêucủađềtàilàxácđịnhđượccơngnghệsảnxuấtthépbomácC50PAđạtch ấtlượngcaobằngngunvậtliệuvàthiếtbịsẵncót r o n g nướcphụcvụchongànhcơngnghi ệpquốcphịngvàcácngànhkinhtếkhác Bảnbáocáotổngkếtđềtàinghiêncứunàybaogồmcácnộidungchínhnhưsau: Phầntổngquan Nộidungvàphươngphápnghiêncứu Kếtquảđạtđược Kếtluậnvàkiếnnghị Tàitiệuthamkhảo Phầnphụlục Trongqtrìnhthựchiệnđềtài,chúngtơiđãnhậnđượcsựchỉđạo,giúpđỡtạođiều kiệncủaVụKhoahọcCơngnghệ(BộCơngthương)vàTổngcụcCơngnghiệpquốcphịng.Đồngthời,chúngtơic ũngnhậnđượcsựgiúpđỡvàhợptácrấtc ó hiệuq u ảcủaN h m y C ơk h í c h í n h x c 1 (TổngcụcC n g nghiệpQ u ốcp h ị n g ) Nhândịpnày,chúngtơixintrântrọngcảmơn BộCơngthương,TổngcụcC n g nghiệpquốcphịngvàNhàmáyCơkhíchínhxác11về sựgiúpđỡqbáuđó TỔNGQUAN 1.1 Giớithiệuvềbovàthépbo BolànguntốđượcHumphryDavyvàGayLussacphátminhnăm1808.Bolàmộtnguntốákim,cócácđặctínhgầngiống nguntốcacbon.Nguntốbok h n g tồntạiởdạngsạchtrongtựnhiênmàthườngtồnt ạiởdạnghợpchấtnhưo r t h o b o r i c axittrongcácsuốidungnhamnúilửa,borattrongc olemantievàquantrọngnhấtlàtrongquặngkernitvàquặngborac Hợpchấtquantrọngnhấtcủabotrongthépbolànitridbo(NB)cóđộcứngn h ưkim cương.Nitridbolàmộtchấtcáchđiệnnhưngdẫnnhiệttốtlàmchốkimb o tiếngầnđặctính củakimloại.Lúcđầungườitachưabiếtđượchếtảnhhưởngcủabotrongthépvàhàmlượn gtốiưucủanó.Sauđócácnhàluyệnkimđãphátminhrarằngchỉcầnchomộtlượngnhỏb osẽcóảnhhưởnglớnđếntínhtơicủathép nêncóthểdùngbođểthaythếcácnguntốhợ pkimđắttiềnvàchiếnlượcnhưmangan,c r ơm , molypđen,vanađivà ni ken T uy nh i ê n, m ã i đếnn h ữngn ăm1 ngườitamớinghiêncứuđượccơchếảnhhưởngcủabođếncá ctínhchấtcủat h é p nhờnhữngthiếtbịkhoahọcchínhxác.Vớinhữngkếtquảnghiênc ứunhưvậyđãkhẳngđịnhbolànguntốhợpkimrấttiềmnăngchothép Thépbosaukhinhiệtluyệnsẽcóđộcứngcaovàđộdẻotốt.Chínhvìthế,thépb o đượcsử dụngtrongnhiềulĩnhvựcnhưthépdụngcụ,thépchếtạomáy,thépl m chitiếtbắtchặtv àcảt r o n g ngànhc ô n g nghiệpq u ốcp h ị n g … Tácdụngcủabolêncáctínhchấtcủathépchỉđạtđượctrongcácloạithépđãkhửơxytriệtđ ể (théplắngnhơm).Dobolànguntốhoạtđộnghốhọcmạnhnênthườngbảovệbotrongt hépbằngcáchchothêmtitanhayzirkonvàothép Thépbobaogồmthépcacbonvàthéphợpkim.ỞMỹđãsảnxuất6mácthépcacbonvà 23 máct hép hợpkimchứabo [1].Cácm ác t hép nàyđư ợ cnêu t r on g bảng1 Bảng1:CácmácthépbocủaMỹ SốTT Mácthép Loạithép AISI15B21H Thépcacbon AISI15B35H AISI15B37H AISI15B41H AISI15B48H AISI15B62H AISI50B40 AISI50B40H AISI50B44 AISI50B44H AISI50B46 AISI50B46H AISI50B50 AISI50B50H AISI50B60 10 AISI50B60H 11 AISI51B60 12 AISI51B60H 13 AISI81B45 14 AISI84B45H 15 AISI86B30H 16 AISI86B45 17 AISI86B45H 18 AISI94B15 19 AISI94B15H Théphợpkim Ghichú 20 AISI94B17 21 AISI94B17H 22 AISI94B30 23 AISI94B30H 1.2 Ảnhhưởngcủanguyêntốbo lên tính chất củathép Ảnhhưởnglớnnhấtcủabolêncáctínhchấtcủathéplàlàmtăngđộcứngvàđ ộ bền.Độ cứngcủathépđạtlớnnhấtkhihợpkimhốboởhàmlượngtừ0,002đến0,006%,tuỳthuộcv àothànhphầnhốhọccủathépnền,chủyếulàhàmlượngc a c b o n Vượtq u giớihạnnà y t h ì s ẽgâ y r a t hi ên t í c h b o t r ê n b i ê n giớicách ạtaustenit,khơngnhữnglàmgiảmđộc ứngmàcịnlàmgiảmđộdaivađập,gâyrat í n h dịnvàbởnóngchothép[2] Đểcảithiệnđộcứngchothépthìbotrongthépphảiởtrạngtháinguntử.Nhưvậ y,trongqtrìnhsảnxuấtthépphảicóbiệnphápbảovệbođểnguntốn y pháthuyđư ợctácdụnglớnnhất[35].Tácdụngcủabocũngbịgiảmđinế p dụngchếđộnhiệtluyệnkhơngđúng.Vídụ,nhiệtđ ộaustenithốqcaocóthểg â y ratiếtphagiầubo Độc ứngcủat h é p b o p h ụt h u ộcv o h n h v i củaô x y , c a c b o n v n i t ơt r o n g t hép.Bophảnứngvớiôxytạothànhôxitbo(B2O3),vớicacbontạothànhxêmentitbosắt(Fe3(C,B))v b o c a c b i d sắt(Fe23(C,B)6)v vớin i t ơtạot h n h n i t r i d bo(BN).Cóthểgiảmtổnth ấtbodxybằngcáchkhửtriệtđểơxybằngFe SivàAl.Cácnguntốtạonitridmạnh nhưtitan,nhơm,zirkonbảovệchobok hỏiphảnứngvớinitơ KhảnănghìnhthànhcacbidbodạngFe23(B,C)6l mộtvấnđềđãđượccácnhàn g h i ê n c ứuvềthépborấtchútrọng.Đặcbiệtlàtừnhữngnăm1970trởlạiđây,nhữngnghiêncứuv ềquátrìnhtiếtphaFe23(B,C)6t r o n g austenitquánguộiđãđạtđ ợ cnhiềukếtquảtốt,vídụ: đãxácđịnhđượchằngsốmạngLPTT(fcc)củaphan y , đãxácđịnhđượcvùngnhiệtđộp hanàyổnđịnh,mốiquanhệdịhướngkhi tiếtpha,đặctrưngvềhìnhdạngcủađườngcongđộnghọckhitiếtphađẳngnhiệt …Đồngthờiđãcónhiềunghiêncứuvềphươngphápnhiệtluyệnthépbo Gầnđây,ngườitađãchúýnghiêncứuqtrìnhtiếtphacủacácdạngcacbitk h c kh iram thépbo [6].Bằngk ỹthuậthiểnvi điệntửxuyênthấuvàquýetvà nhiễuxạrơnghe n,ShiChongZheđãkhẳngđịnhkhiramthép50Btrongkhoảngnhiệtđộ490720˚Ccó3loạicacbidđượctiếtratừmactensitlàFe 3C,Fe23(C,B)6v Fe3(C,B) Nhóm n g h i ê n cứunàycho rằngFe23(B,C)6đượ ctạot hànht ừc c mầmrồilớnlên.CịnphaFe3( C , B ) đượctạoratừFe3Csaukhihấpphụthêmbo.Ở nhiệtđộramthấpthì phaFe3CtiếtdễhơnphaFe23(C,B)6,nhưngởnhiệtđộramc a o thìhaiphanàygầnnhưtiếtrađồn gthời.SựtồntạiổnđịnhcủaphaFe23(C,B)6l t r o n g khoảngnhiệtđộ600- 900˚C[7].Nhưvậy,khiramthépbođầutiêntiếtrap h a Fe3C,saudómớitiếtraphaFe23( C , B ) CịnphaFe3(C,B)tiếtrasaucùng.Fe23(C,B)6hình thànhcáctâm mầmtrongphamẹmac tensit,cịnphaFe3(C,B)đượctạothànhtừFe3ChấpphụthêmB Độcứngcủathépbophụthuộcchặtchẽvàođiềukiệnaustenithố.Khinhiệtđ ộ auste nithốtănglêntrên1.000˚Cthìđộcứngcủathépbogiảm[3].Thépbophảiramởnhiệtđ ộthấphơncácthépkháckhimuốngiữđộcứngnhưnhau Bolàmchậmsựtạothànhferitvàpeclit[89]vànhưvậysẽthúcđẩysựtạothànhmactensitkhilàm nguộinhanh[10].Theocáctácgiảnàythìkhicho0,002– 0,00 3% Bvàothépcacbonsẽcótácdụngtăngđộcứngnhư0,7%Cr,0,5%Movà1,0%Ni Bochỉcótácdụngkhiđượchồtantrongcáchạtkhilàmnguộinhanhhơnlàchophépk huyếchtánrabiêngiớihạtkhilàmnguộichậm.Khảnănglàmtăngđộcứngcủabotuỳthu ộcvàohàmlượngcacbonđượcnêutrênhình1vàbolàmchậmsựtạothànhferitvàpeclitđư ợcmưutảtrênhình2[10] FB 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 %C Hình1:MứcđộtăngđộcứngcủathépBophụthuộcvào%C FB=ĐộcứngcủathépBo/độcứngcủathépkhơngcóBo 1000 T0C KhơngcóBo0 ,0017%Bo 800 600 400 200 10 100 1000 10.000 t,s Hình2:ẢnhhưởngcủaBotớigiảnđồchữC 1.3 Giớithiệu mácthépnghiêncứuC50PA ĐốitượngnghiêncứucủađềtàinàylàthépbomácC50PAtheokýhiệucủaL iê n Xơ cũ.Cácnướckháccũngc ó m ác t ươngtự.Các m ác t hép n ày đư ợ cnêu bảng2 Bảng2:ThànhphầnhoáhọccủathépC50PAvàcácmáctươngtự C50PA C Si Mn B P S 0,47-0,54 0,17-0,37 0,50-0,70 0,002- ≤0,035 ≤0,040 ≤0,035 ≤0,035 LiênXô 50B 0,006 0,47-0,55 0,17-0,37 0,60-0,90 Tr.Quốc 50B50 0,00050,0035 0,48-0,53 0,20-0,35 0,75-1,0 ≥0,005 ≤0,040 ≤0,040 0,37-0,44 0,10-0,40 0,80-1,10 0,0005- ≤0,025 ≤0,025 ≤0,035 ≤0,035 Mỹ 170H41 Anh 38B3 0,005 0,34-0,40 0,10-0,40 0,60-0,90 Pháp 0,00080,008 ThépC50PAl àthépcacbon trungbìnhđượchợpkim hốmộtlượnglượngnh ỏbonêntínhchấtcơlýđượccảithiệnrấtnhiều.CáctínhchấtcơlýcủathépC5 0PA sau nhiệtluyệntheotiêuchuẩncủaLiênXơcũnhưsau: - Độbềnkéo:Rm≥ 785Mpa - Giớihạnchảy:R0,2≥ 540Mpa - Độdãndàitươngđối:δ≥10% - Độdaivađậpak≥ 39Jcm - Độcứngsauủ:≤207HB -2 Vớicáctínhchấtcơlýnhưnêutrên,thépC50PAđượcsửdụngrấtrộngrãitrong chếtạomáy,trongđócócảngànhchếtạovũkhíthơngthường