MỞ ĐẦU N G U Y Ễ N T R Ư Ờ N G H U Y BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN TRƯỜNG HUY K H O A H Ọ C V À K Ỹ T H U Ậ T V Ậ T L IỆ U (K IM L O Ạ I) NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT[.]
NGUYỄN TRƯỜNG HUY KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT VẬT LIỆU(KIM LOẠI) BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN TRƯỜNG HUY NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THÉP CHẾ TẠO NỊNG SÚNG 12,7MM KHỐ 2010B LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Khoa học Kỹ thuật vật liệu Kim loại (KT) Mã số: 10BVLKL-KT06 Hà Nội – Năm 2012 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061132180811000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN TRƯỜNG HUY NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THÉP CHẾ TẠO NÒNG SÚNG 12,7MM LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Khoa học Kỹ thuật vật liệu Kim loại (KT) Mã số: 10BVLKL-KT06 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS NGUYỄN SƠN LÂM Hà Nội – Năm 2012 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân, hình thành phát triển từ quan điểm cá nhân tôi, hướng dẫn thầy giáo PGS TS Nguyễn Sơn Lâm có tham khảo thêm tài liệu đáng tin cậy, có nguồn gốc rõ ràng Các số liệu, kết luận văn hoàn toàn xác trung thực Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung luận văn Tác giả luận văn NGUYỄN TRƯỜNG HUY LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS TS Nguyễn Sơn Lâm – Bộ môn kỹ thuật Gang thép - Viện Khoa học kỹ thuật vật liệu – Trường đại học Bách Khoa Hà Nội trực tiếp hướng dẫn tơi thực hồn thành đề tài Tơi xin chân thành cảm ơn tập thể thầy giáo, cô giáo Bộ môn kỹ thuật Gang thép; Thầy giáo, bạn đồng nghiệp Viện Công nghệ - Bộ Quốc Phòng, đồng nghiệp nhà máy Z127 giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Tác giả luận văn NGUYỄN TRƯỜNG HUY Mục lục LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN Mục lục .5 DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 10 10 1.1 Các yêu cầu thép để chế tạo nòng súng, pháo 10 1.2 Các mác thép thơng dụng chế tạo nịng súng, pháo Nga .11 1.3 Lựu chọn quy trình .14 1.3.1 Một số phương pháp tinh luyện thép .15 1.3.2 Xác định quy trình 17 1.4 Các bước quy trình 17 1.4.1 Nấu luyện phôi thép 38XH3MФ 17 1.4.2 Tinh luyện điện xỉ 18 Chuẩn bị xỉ .19 Máy phân tích .19 1.4.2.2 Khử lưu huỳnh (S) 20 1.4.2.3 Ảnh hưởng trình điện xỉ độ Si - Mn .21 1.4.2.4 Khử khí .21 1.4.2.5 Khử tạp chất ôxit 23 1.4.2.6 Khống chế lượng Al Mg .24 1.4.2.7 Khử khuyết tật điểm trắng (Floken) .25 1.4.3 Nhiệt luyện 26 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 28 2.2 Tinh luyện điện xỉ .33 2.2.1 Lựa chọn xỉ 33 2.2.3 Tinh luyện: 42 2.3 Nhiệt luyện 44 2.3.1 Phân tích tổ chức thô đại sau đúc 45 2.3.2 Nghiên cúu phương pháp xử lý nhiệt 46 2.3.3 Quy trình nhiệt luyện: 50 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 56 3.1 Kết 56 3.2 Thảo luận kiến nghị .56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Chuẩn tính nhóm thép nịng súng, pháo 10 Bảng 1.2 Chuẩn độ bền theo nhóm mác thép kích thước nịng 11 Bảng 1.3 Chuẩn độ bền theo nhóm mác thép kích thước nịng 18 Bảng 2.1 Thành phần hóa học thép OXH3MФA mẫu Nga 29 Bảng 2.2 : thành phần hóa học thép C45 30 Bảng 2.3: Thành phần hóa học kim loại fero .31 Bảng 2.4 : Hệ số cháy hao nguyên tố lò trung tần (%) .31 Bảng 2.5 Hệ số cháy hao nguyên tố tinh luyện điện xỉ (%) .31 Bảng 2.6 Bảng phối liệu nấu luyện 32 Bảng 2.7 Các bước nấu luyện 32 Bảng 2.8 Thành phần 03 phôi thép sau nấu luyện .34 Bảng 2.9 Các mác xỉ thông dụng cho tinh luyện thép…………………………….37 Bảng 2.10 Ứng dụng số mác xỉ tinh luyện…………………………38 Bảng 2.11 Tính chất vật lý số mác xỉ……………………………………41 Bảng 2.12 Tính chất cơng nghệ số mác xỉ……………………………….41 Bảng 2.13 Thành phần thép sau điện sỉ 47 Bảng 2.11 Độ cứng phôi phụ thược thời gian ủ 49 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 2.1 Sơ đồ ngun lý tinh luyện điên xỉ……………………………………….18 Hình 2.2 Sơ đồ cơng nghệ tinh luyện điện xỉ 19 Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý tinh luyện điện xỉ 38 Hình 2.4 Ảnh chụp thiết bị điện xỉ hoạt động 40 Hình 2.5 Thép sau tinh luyện điện xỉ có vùng có hạt dạng hình trụ, thơ to 42 Hình 2.6 Tổ chức thép sau điện xỉ 43 Hình 2.7 Kính hiển vi kim tương 44 Hình 2.8 Tổ chức tế vi thép sau nhiệt độ khác 44 Hình 2.9 Cùng với tăng thời gian giữ nhiệt ram hạt nhỏ 45 Hình 2.10 Tổ chức kim tương sau ram môi trường khác 46 Hình 2.11 Ảnh phân tích dạng hạt độ lớn hạt 47 Hình 2.12 Mẫu thép sau nhiệt luyện chế độ phóng đại khác nhau……… 55 Hình 13 Mẫu 2.1 ,2.2, 2.3 chụp vị trí mặt cắt từ ngồi vỏ vào lõi phơi……………………………………………………………………………57 MỞ ĐẦU Trước yêu cầu bảo vệ đất nước tình hình có nhiều khó khăn phức tạp Để nâng cao lực chiến đấu đội, Đảng nhà nước ta trọng cho lĩnh vực sản xuất Quốc phòng Trong xu đó, nhiều dây truyền sản xuất vũ khí binh loại đầu tư song song với dây truyền vũ khí cũ Tuy nhiên xúc đặt công tác sửa chữa, sản xuất vật tư kỹ thuật cho vũ khí trang bị kỹ thuật cải tiến đại hóa sản xuất loại vũ khí trang bị phải có vật liệu, phơi kim loại, hợp kim chất lượng cao, khâu định đến sản xuất sửa chữa vũ khí vật liệu Các loại vật tư kỹ thuật quân đội dùng vật liệu có cơ, lý tính cao để đảm bảo hoạt động điều kiện khắc nghiệt Vì chưa có cơng nghệ vật liệu vững nên việc sửa chữa, sản xuất vật tư kỹ thuật cịn gặp nhiều khó khăn, phụ thuộc vào lượng vật tư nhập từ nước ngồi có giá thành cao khơng chủ động Bên cạnh đó, năm gần chất lượng đầu vào vật tư nhập không ổn định, lượng phơi nhập lý tính khơng đồng đơi có nhiều khuyết tật khơng thể sử lý Trên sở nhu cầu xúc đó, vấn đề nghiên cứu thực tiễn để đưa vào sản suất nước vật tư thiết yếu sở thiết bị có cơng nghiệp quốc phòng đặt ra, đáp ứng nhu cầu trước mắt lâu dài quân đội Cùng với chủng loại vật tư khác, thép chế tạo nòng súng binh bước đầu nghiên cứu viện nghiên cứu nhà máy quân đội vấn đề chế tạo phơi có chất lượng ổn định chưa đáp ứng Trong phải kể đến nhóm thép có tính đặc biệt OXH3MФA OXH2MФA để sản xuất loại chi tiết nòng súng phận quan trọng khác súng B41, cối 100mm, súng chống tăng SPG-9, súng 12,7mm…Vì vậy, nghiên cứu cơng nghệ sản xuất thép OXH3MФA làm nịng súng 12,7mm điều cần thiết CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Các yêu cầu thép để chế tạo nòng súng, pháo 1.1.1 Vật liệu dùng cho nịng súng, cần có tính tổng hợp tốt: giới hạn bền giới hạn chảy cao, tỷ lệ σ S /σ B ~ để bảo đảm khả chịu tải lớn Thí dụ, nịng súng phải chịu áp lực lớn khí thuốc cao Đồng thời, cịn chịu tác dụng nhiệt độ khí thuốc Nếu bắn liên tục, nhiệt chưa kịp truyền ngồi, nịng bị nóng đỏ, độ xác phát bắn giảm, độ bền giảm, khơng cần vật liệu có độ bền cao, mà cịn cần vật liệu bền nhiệt chịu nhiệt tốt 1.1.2 Phải bảo đảm có tính đồng tồn chiều dài tồn tiết diện Muốn vậy, vật liệu phải bảo đảm độ thấm tơi sâu, có khả tơi thấu tồn tiết diện Đồng thời yêu cầu cần có độ hạt nhỏ mịn đều, bảo đảm độ bền tính dẻo tốt 1.1.3 Do chịu xung lực va đập nên địi hỏi có độ dai va đập lớn, đồng thời bảo đảm độ dai nhiệt độ thấp bảo quản chiến đấu điều kiện khí hậu độ Thép nói chung có nhiệt độ hố dịn cao, khơng thể làm việc nhiệt độ thấp Thép nòng súng phải bảo đảm cho trang bị bảo quản hoạt động nhiệt độ thấp, có nghĩa phải có nhiệt độ chuyển biến sang vật liệu dịn thấp 1.1.4 Tính chống ăn mịn hố học, ăn mịn điện hố cao; chống mài mịn học tốt Do chúng tiếp xúc với sản phẩm cháy khí thuốc, chịu tác động mơi trường, nên dễ bị ăn mịn hố học ăn mịn điện hố Đồng thời cịn chịu mài mịn học 1.1.5 Chịu tải xung chu kỳ với tần số cao Vật liệu địi hỏi khơng có độ bền điều kiện tải trọng thông thường, mà phải bền tải trọng động, kết hợp điều kiện nhiệt độ cao Có nghĩa cần độ bền mỏi cao 1.1.6 Tính cơng nghệ: Vật liệu cần có tính gia cơng tốt Khi nấu luyện, phải tiến hành tinh luyện để đạt độ cao khơng có rỗ xốp, khuyết tật điểm trắng Thép có độ dẫn nhiệt kém, nên q trình nung làm nguội xử lý nhiệt, phải sử dụng tốc độ chậm; chống nứt nẻ, cần giảm không đồng nhiệt độ theo 10