Nghiên ứu ảnh hưởng ủa hế độ xử lý nhiệt tới tổ hứ và tính hất ủa thép không gỉ song pha

Thép không g chia làm 5 nhóm chính.

1

M C L C Ụ Ụ

MỤ C LỤ - C 1

LỜI CAM ĐOAN - 4

DANH MỤ C CÁC KÝ HI U VÀ CH ẾT TẮT - 5 Ệ Ữ VI DANH MỤC CÁC BẢNG - 6

DANH MỤC CÁC HÌNH V - 7 Ẽ M Ở ĐẦU - 10

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN - 13

I TỔNG QUAN V THÉP KHÔNG G - 13 Ề Ỉ 1.1 Gii thi - 13 u 1.2 Phân lo i thép  - 14

1.2.1 Thép không g ferit  - 14

1.2.2 Thép không g austenit - 15

1.2.3 Thép không g mactenxit - 15

1.2.4 Thép không g duplex - 16

1.2.5 Thép không g hóa b n ti t pha - 17

II THÉP KHÔNG GỈ SONG PHA - 17

2.1 Lch s phát tri n  - 17

2.2 Thành ph n hóa h c và vai trò ca các nguyên t h p kim   - 19

2.3 T chc thép không g song pha - 23

2.4 Tính cht ca thép không g song pha  - 24

 - 24

2.4.2 Tính ch - 25

Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17062857975091000000 2600432c-f4d5-4438-9384-0c63e292ce84

2

2.5 Quá trình ti t pha trong thép không g song pha 2205   - 28

2.6 Quá trình ti t pha   - 31

a s ti  - 31  

 - 32

2.7 ng ca thép không g song pha 2205 - 33

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - 35

 nghiên c u - 35

2.2 M u và các ch   thí nghi -m 36 2.2.1 Các m u thí nghi m   - 36

2.2.2 Ch nhi t luy n     - 37

2.c nghi - 38 m n b m  ch p nh t ch c t vi - 38     

 - 39

nh thành ph n pha b ng ph tán s      - 40

 - 41

2.4 Thi t b thí nghi m    - 42

2.4.1 Thit b nung - 42

ng làm ngu i liên t c   - 42

2.4.3 Thit b   - 43 c ng 2.4.4 Thit b ch p nh t chc t vi - 43

2.4.5 Thit b phân tích nhi u x    - 44

2.4.6 Thit b phân tích EDS và ch p nh SEM   - 44

CHƯƠNG 3: KẾT QU TH C NGHI M - 46 Ả Ự Ệ 3.1 S hình thành t  chc khi làm ngu i liên t c   - 46

3.1.1 Kt qu tính toán nhing hc bng ph n m m Thermo-Calc   - 46

3.1.2 T chc thép khi làm ngui nhanh - 50 3.1.3 T chc t vi c a thép khi làm ngu i ch - 52 m

3

3.2 ng ca các thông s n khi ngu i t i nhi  tit pha - 54

3.2.1 S hình thành t  chc thép khi ngui ti nhitit pha - 54

3.2.2 ng ca nhi khi gi nhi t t  i nhi tit pha - 60

3.2.3 ng ca thi gian gi nhi t   - 65

3.3 T chc sau khi hóa già - 68

3.4 a thép - 70

KẾ T LUẬ - 73 N

TÀI LIỆU THAM KH O - 74Ả

4

LỜI CAM ĐOAN

 Nghiên cứ u ảnh hưởng c a ch x lý nhiủ ế độ ử ệt

t i t ớ ổ chức và tính ch t c a thép không g ấ ủ ỉ song pha” là công trình nghiên cu

ca tôi

Các s u trong lu li   c s d ng là trung th c K t qu nghiên c     u trong luc công b t i b t k công trình nào khác    

Hà N Tác gi lu

Lê Thu Hà

6

DANH M C CÁC B Ụ Ả NGTên

Trang

Bảng 1.1 Thành phầ n nguyên t c a thép không gố ủ ỉ 14

Bảng 1.2 Thành phầ n hóa h c củọ a thép không g song pha ỉ 20

Bảng 1.3 Thành phầ n nguyên t c a các pha trong thép 2205 ố ủ 30

austenit

27

Hình 1.7 Giản đồ pha tính toán b ng ph n m m Thermo-Calc ằ ầ ề 28 Hình 1.8 Giản đồ nguộ ẳi đ ng nhiệt củ a thép không g song pha ỉ 29 Hình 1.9 Ảnh hưởng c a các nguyên t h p kim t i vi c ti t ra các pha liên ủ ố ợ ớ ệ ế

kim trong thép không g song pha ỉ

Hình 2.5 Lò nhiệ t luyện điều khi n theo chu trình.ể 42

Hình 2.7 Kính hiể n vi quang học Axiovert 25A. 43 Hình 2.8 Máy phân tích quang phổ phát x ạ rơngen 44 Hình 2 9

Hình 3.1 Mặt cắt giản đồ pha thép không g 2205 ỉ 46 Hình 3.2 Hàm lượng các pha ph thu c nhi t đ ụ ộ ệ ộ 48 Hình 3.3 Hàm lượng pha sigma kho ng nhi t đ kh o sát ở ả ệ ộ ả 49 Hình 3.4 Ảnh t ch c m u thép 2205: (a)-ổ ứ ẫ thép ban đầu; (b)- thép sau tôi

trong nước

50

8

Hình 3.5 Giản đồ nhi u x m u làm nguễ ạ ẫ ội trong môi trường nước 51 Hình 3.6 Ch nhiế độ ệt luyện cho thép thưong phẩ m 52 Hình 3.7 Ảnh t ch c m u 1050ổ ứ ẫ ủ o C-40 phút: a-nguội trong nước; b-nguội

ngoài không khí; c-nguội cùng lò

53

Hình 3.8 Ả nh t ch c t vi và nhi u x ổ ứ ế ễ ạ tia rơngen của thép 2205 800ở o C

gi nhi t 240 phút ữ ệ

55

Hình 3.9 Ảnh SEM và điểm xác định thành ph n pha b ng EDS ầ ằ 56

Hình 3.10 (a)- nh ch p m u thép b ng k thu t EBSD vẢ ụ ẫ ằ ỹ ậ ới hiể n th m u các ị ầ

pha khác nhau;(b)- nh EDS c a m u thép ả ủ ẫ

Hình 3.23 Ảnh t ch c c a thép hóa già 800ổ ứ ủ ở o C và gi nhiữ ệt ở các thời

gian khác nhau: (a)- 2 phút; (b)- 10 phút; (c)- 60 phút

69

Hình 3.24 Giá tr c ng c a thép kh o sát theo nhiị độ ứ ủ ả ệt độ nguội đẳng nhiệt

với thời gian giữ nhiệt tăng

70

Hình 3.25 Giá trị độ ứng thu đượ c c sau hóa già và gi nhiữ ệt ở 800 o C 71

Hình 3.26 Kết quả thử dai và đậ p trên m u thép gi nhi t 800ẫ ữ ệ ở o C 72

(b) (b)

 c Có nhi u lo i thép không g    austenit, ferit, mactenxit, thép không g song pha và thép không g hóa b n ti t pha   Thép không g có kh     l a chng

lo i và các thông s   k thu t ph  uth c vào yêu c u c  a tng ng d ng c   th

Thép không g song pha  (duplex) có nhi u tính ch i thép không g khác v kh    ng su t và ch   t t, có gii

h n ch y cao và r     ng là lo i thép không g  

có tính hàn t t Tuy nhiên trong quá trình hàn có th làm xu t hi n các pha trung    gian làm gi m kh           a thép, ây chính là 

m l n nh t c a thép không g song pha Hi n nay dòng thép không g song      

c ti n hành nghiên c u r t nhi u t i nhi u qu c gia trên th gi i Vi c          

ng nhi và th i gian ti t pha trung gian  trong thép không g  ng trong vi c kh c ph  c

m này c a thép 

T i Vi t Nam dòng thép không g    c ph bi công trình nghiên c u c   th  v thép V i nhi u ng d    

vi t c a thép không g song pha, vi c nghiên c u v       

ng d ng c a thép không g song pha là c n thi t     

 tài ti n hành nghiên c ng c a các ch x lý nhi t     

t i t   chc và tính ch t c a thép không g song pha Thông qua các k t qu nghiên     

c u lý thuy t và th c nghi m     nh vai trò c a các ch x lý nhi    

11

thc làm ngu i, nhi   và th i gian gi nhi t trong vi c ti t pha trung gian làm     

gia thép không g song pha 2205.

Luu ng c a ch nhi t luy n lên thép không g      song pha, mác 2205 Thông qua vichc và s hình thành các t  chc,

a thép sau các ch x lý nhi    nh các y u t ch   

yu n quá trình ti t pha trung gian trong thép 

Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ TH C TI N Ự Ễ

Thép không g song pha v i nhi t khi c u trúc c a thép bao  

g m hai pha ferit và austenit S  xut hi n c c bi t là pha sigma làm gi   a thép Vinh nhi và thi gian ti t ra pha sigma là c n thi    m r ng ph m vi ng d ng c a thép      không g song pha 2205 

 tham kh o các nghiên c u và các tài li u v thép không g song     pha, thép không g song pha 2205 và các tính toán nhi ng h c b ng ph n m   m Thermo - Calc k t h p v i thí nghi m công ngh      chc, c u trúc pha 

 nghiên c u  ng c a các ch x lý nhi    n t ch c và tính ch t c a    thép không g song pha 2205

KẾ T CẤU LUẬN VĂN

12

  h c viên hoàn thành b n lu t nghi p này Tuy nhiên do 

u ki n th c t có nhi   i thi u sót R t mong nh  c

  b n luc hoàn thi

t crom v  l n, s t o ra m t l p oxit crom    

có c u trúc xít ch t trên b m t L p oxit crom chính là l p th ng trên b m         t

b o v kim lo i n n không b          u làm vi  ng

khc nghing crom ph còn

có thêm niken và mangan là nh ng nguyên t giúp m r    có th hình thành t ch  ng

lu ch nh các nguyên t này v  ng nhnh có th t o

ra thép không g  v i các t ch c khác nhau Thép không g chia làm 5 nhóm chính  

(1) Thép không g ferit

(2) Thép không g austenit

(3) Thép không g mactenxit

(4) Thép không g song pha

(5) Thép không g hóa c ng ti t pha

Bn nguyên t c a các lo  i thép không g khác nhau

c dai cao, kh  ng su t r t

tc ng d ng trong công nghi p ô tô, ch t    gia d ng Thép không g ferit không th hóa b n b ng nhi t luy n Do v       n ch  y ng áp d ng cho dòng thép này là hóa b n bi n d   

là lo i thép có th   c Tuy nhiên, m t s   chng lo i thép không g trong quá  

ng xu t hi n các v t n t vùng      ng nhi t vì v y làm gi  

v c áp d ng c a lo i thép này Do s d     ng Cr nh  

15

và trong thép không ch a Ni nên giá thành c a thép không g ferit th   òng thép austenit

1.2.2 Thép không g austenit ỉ

Thép không g austenit là thép mà trong t  ch c t vi ch  cha mi

m ng l t  ngay nhi  phòng 4][2 ây là lo i thép có ch a

ng Ni rn 35%) do Ni là nguyên t có kh ng m r    t

m nh Ngoài ra trong thành ph n c a thép này còn ch a các nguyên t nh     m n

 ch c thu n austenit và trong thép có ch  ng

Ni l dai c a thép r t cao ng thái , gi i h n ch y c a thép có th   tr       t giá tr 200MPa nên có kh   n dng t ferit, do có t  chc m t pha nên thép không g austenit không th hóa b n b ng     nhi t luy        n bi n d ng r t cao,   

gi h n ch y có th i    n 2000MPa khi bi n d ng d o Ngoài ra, do t    chc austenit vi ki u m ng l    m b   dai khi làm

vic  nhi i 0o           t nh t Nhìn chung thép không g austenit có th   c Tuy nhiên, khi hàn ho c làm 

vic  nhi cao, s hình thành cacbit crom vùng biên gi i h t làm nghèo     Cr vùng này dn suy gi m kh    i c nâng cao tính hàn cho thép có th áp d ng nhi u         m hàm

ng cacbon xu ng th ng Cr trong thép hay h p kim hóa thêm m t  

ng Ti nh    u ng d ng nh t, không  

nh ng trong công nghi p (công nghi p ô tô, công nghi p hóa ch t, hóa d     

c s  d ng nhi u trong dân d ng  

1.2.3 Thép không g mactenxit ỉ

V m t c u trúc và thành ph n hóa h c, thép không g mactenxit có nhi      m

ng v i dòng thép không g ferit Do có ki u mi   

và có thành ph n Cr    Tuy nhiên thép không g     ng

  tr ng thái thép ch a hai pha là dung d ch r n và cacbit crom    

16

i thép không g có ch a Cr không quá 12-17% Trong dòng thép này thì  các mác thép khác nhau ph i có s   câi gi  m b o cho s  cân b ng gi a vi  ng Cr có trong kim lo i n n N u kim   lo i n n mà thi u Cr s làm cho tính ch  a thép b gi u này làm cho thép không g mactenxit là thép có hà ng cacbon cao nh t trong 

t t c các lo i thép không g Cacbon có th      n 1% ví d  440B, 440C (tiêu chu n AISI)     n gi  c tính không g  trng thái thép có gi i h n ch y th p kho     m b o cho thép có kh  

n d ng và gia công c t g t t   m l n nh t c a dòng thép   này là có kh  n b ng nhi t luy n Sau tôi thép có th       c ng ti

  d dai c a thép s gi m m   nh do t ch c sau tôi

là thu n mactenxit So v i tr ng thái , sau tôi thép có kh      t

y v ferit và austenit V ch nhi t luy n thì     thép này có nhi tôi cao (950-1100)oC do Cr lm chuy n 

17

Tuy nhiên thép này l i r t d t o thành pha liên kim v      c ng cao và gây nh 

n tính ch t c a thép  

1.2.5 Thép không g hóa b n ti t pha ỉ ề ế

Thép không g hóa b n ti t pha là dòng thép không g có ch a Cr và Ni v i hàm      

ng nh   k t h p các tính ch t t t c a dòng thép mactenxit và austenit    

  b mactenxit trong khi

kh      b n cao c a thép 

c bn ti t pha c a các pha liên kim t các dung d ch    

r n mactenxit hay austenit Quá trình ti t pha có th x   c h p kim hóa v i các nguyên t   ng nh nh M t trong nh ng  

m c a thép này là tr ng thái cung c p, thép có kh      t

  t o hình chi ti t Quá trình hóa b n ti t pha có th th c hi n vùng nhi         th p nên không gây ra bi n d ng chi ti t Nhìn chung công ngh hóa b    

t       p kim Al Lo i thép không g hóa b n ti t pha thông    

d ng nh t là   mác 17-4-PH v i 17%Cr và 4% Ni Ngoài ra, thép còn ch a 4%Cu và  

  b n cao nên thép  c ng d ch t o các chi ti t   ch u t i và ch  c hà c công ngh cao khác Thép không g hóa b n ti t pha có th      c s d  ch  t o các

  c s n xu t t i Th      c s d ng cho ngành công nghi p   

gi y[10,19] u thép song pha là h p kim c a Cr, Ni và Mo Các th h    tip theo c a thép không g   c phát tri  gi m thi u các v    v

18

mòn biên h t trong thép không g   ng cacbon cao Thép không g 

c s n xu t t i Ph   ng sáng ch 

c c p     Pháp lo i thép không g   song pha v  i t l -20

c bán v i các dòng s n ph n dùng cho ngành công nghi   

l c d u, ch    bin th c ph m, gi y và b t gi    c ph m Thép  c n u luy n trong lò cm ng t n s   ng chân không và có kh   sung

h p kim chính xác, gi m thi  ng cacbon, kh oxi.[10,19] 

M t trong nh ng mác thép không g    u tiên phát tri n nâng cao kh  

    ng su   ng có ch a ion Cl - là lo i 329 (tiêu chun AISI),   c s d ng r ng rãi sau th chi n th II v i các ng d ng trong ng        

i nhi t Nh thép mác c s d ng trong các ng d ng    công nghin, b  i nhi

Nhng mác thép không g      c s n xu t có ng d ng t t     

ng chúng v n có nhi u h n ch     u ki n v m i hàn Trong m i hàn    vùng  ng nhi    b n th  ng ferit nhi u và kh     mòn th    so v i các kim lo   ng Chính vì u này nên

nh ng mác thép trên c a thép không g song pha ch y u s d    u kin không có ng d ng trong hàn và m  t vài ng d ng khác 

Vào kho ng th i gian cu    y u t

m nh s phát tri  u s d ng c a thép không g song pha     thiu h ng Ni trên th gi  y giá thép không g austenit lên và k t  

h p v i s    a ngành công nghi p d n cho nhu c u có m t lo  i v t li u không g phù h p v  ng th i vào nh 

k u t s n xu th   n v i các công ngh kh cacbon trong thép V   i

nh ng k  thun cho kh  n xu t thép t ng cacbon thc kim soát

Vào nh c gi i thi u v i kh    

c c i thi n Ph bi   n nguyên t h p kim  

19

        c s d ng trong nhi u ng    

d ng, thép 2205 ch i thic tính cha h p kim và 

gi i h n   chy (chy) i thép không g  ng Các mác thép không g   ng n t trong môi 

    làm cho tính ch t thép b m        song pha 2205 có kh   mác thép không g austenit lo i AISI 304, 316 và 317 Thép không g song pha   

ng d ng ng s d    

        b c s n xu t thép có th không c n d y và     không ph i x   

S phát tri n c a thép không g song pha v n ti p t c và hi       nhóm thép không g song pha: 

- thép không g song pha 2304, v i mác thép này có ch a rt ít Mo,

- thép không g song pha 2205, loi thép thông dng vu s d ng  

- thép không g p kim 255 vi ch   s

- thép không g song pha 2507 v i 25-  i 25Cr, có ch s  PREN vào kho ng 40-45 

- thép không g song pha Hyper là lo i thép h p kim cao v i ch s       .Ch  s PREN (ch s              m trong công th c sau

PREN = %Cr + 3.3 %Mo + 16%N 2.2 Thành ph n hóa h c và vai trò c a các nguyên t h p kimầ ọ ủ ố ợ

Thép không g song pha v m t c u trúc g m hai pha là ferit và austenit Thành     

ph n hóa h c c a thép ph   m b o s t n t i c a hai pha trong c     u này

có th  c bm khi s d ng các nguyên t m r     Mo và các nguyên t m r ng vùng austenit    2] B ng 1.2 là thành 

ph n c a m  t vài loi thép không g song pha 

Nicken (Ni): ây là nguyên t m r ng vùng (austenit) trên gi     pha Fe 

Fe3     dai và làm gi n t       ng axit

Đồng (Cu): T  và m r ng vùng austenit Trong quá  trình nhi t luy n ti   c ng c a thép,  c s d 

Silic (Si) Silic  ng oxy hóa, c nhi   c bit

là  nhi th p Silic m r ng vùng c u trúc ferit   

Cacbon (C): Là nguyên t m r ng vùng austenit        tính c a thép Tuy nhiên trong thép không g khi có nhi u cacbon s làm gi m kh      

biên gi i h t Trong thép không g ferit có ch a nhi u cacbon s      làm gi   b n và kh      a thép Trong thép không g mactenxit và thép mactenxit-   c b n nên trong

ng cacbon cao nh t  n 1%  c

  d o dai c a thép không g mactenxit b gi m và vì th mà làm gi       b n c a thép

ho c austenit trong c u trúc là c n thi t và là mong mu n có trong thành ph n c u       trúc c a thép N u c  y s hình thành austenit thì c n s d ng các nguyên    

t làm  u cy s hình thành ferit 

n s d ng các nguyên t làm     Mo D a vào hai nguyên t  n nh t là Ni và Cr có th    c t ng ferit và austenit

có ng c a các nguyên t h p kim Cách tính toán này g   ng

ng và nikng d a trên  gi Schaeffler-Delong

ng = %Cr + 1,5 x %Si +%Mo

ng =%Ni + 30 x (%C +%N) + 0,5 x (%Mn +%Cu +%Co)

D a vào gi  này có th th y nh ng    ng c a các nguyên t h p kim   

  Schaeffler-c phát tri n cho m i hàn kim lo i,   

t c là nó mô t c u trúc sau khi nung nóng và làm ngu i nhanh Tuy nhiên v i v     t liu rèn và x lý nhi t trên gi      hi n ng c a các nguyên t h p   kim

23

Hình 1.1 Giản đồ Schaeffler-Delong [11,19]

2.3 T ổ chức thép không g song phaỉ

V i thành ph n các nguyên t h    chc thép g m hai pha ferit và austenit Do có c   y, t  ch c t vi c a thép n m a gi t

ch c  ferit và n pha austenit (hình 1.2) [10]

Hình 1.2 T ổchức tế vi thép không g ferit (a), duplex (b) và austenit (c) ỉ

24

ng, vi c phân bi t t ch c ferit và austenit trên       

d ng dung d ch t m th   ng là ru có c u trúc h t sáng và biên h t t i Do v    phân bi c hai t ch c này c n ph i áp d ng     

m th c m u Dung d ch t m th c m      ch p nh t ch c t vi cho     

  ng dùng là Beraha V   m th c m u, các vùng t   

ch c austenit    c hi n th v i các m u khác nhau nên kh      phân bi t chúng là d dàng Trên nh t     ch c t vi t m th c b ng dung d ch t    m thc m u, t ch c austenit    ng có m u sáng có d  nh trên n n ferit có 

m u t i Tuy nhiên, sau quá trình cán và t o t m, các h    ng dài ra theo

n d ng nên các h t austenit  ng phân b theo d      ng theo

n d ng (hình 1.3) 

Hình 1.3 T ổchức tế vi c a thép 2205 ng thái cung c p ủ ởtrạ ấ

2.4 Tính ch t c a thép không g song phaấ ủ ỉ

2.4.1 Cơ tính

Thép không g song pha 2205 có th thay th cho thép không g      c

bi t là khi làm vi c  nhi   t - n 300oC [7] và phù h p v i nhi u ng d ng     khác nhau

   c t i nhi th p t   khi làm vi c nhi    i

u so v i thép không g austenit  

2.4.2 Tính chống ăn mòn

Lý do cho vi c ch     t c a thép không g là chúng t o ra m t l   p màng trên b m t r t m ng ch     ng L p màng này là m t l  p oxit b o v thép kh i b t n công trong m     c thêm

26

m nhanh t c kho ng 10% vì s hình thành l p ôxit   

b o v hay l p th ng (hình 1.5) [10]     

 c m t l p th ng liên t    ng crom ch a ít nh t 11%  Quá trình th    i s ng Cr lên

n khoi sao nhi u thép không g ch a 17-18% Cr   Các nguyên t h p kim quan tr ng nh t t o nên tính ch     

m t s nguyên t t     n vào vi

kh  a thép không g

Hình 1.5 Ảnh hưở ng của hàm lượng Cr đế ốn t c đ ộ ăn mòn của thép

Tuy nhiên luôn luôn t n t i khuy t t t nh do các y u t        i

l p ôxit t i m t v trí nh    p th 

ng có th  c tái tng không n kh  

cng có ch a ion c a clo, vi c tái t o l i l p ôxit      

t i các v trí b    i không th thc hic Do v y, t i v   trí    r , v trí có pha ti thép s b t)     t i các v trí này l n do di n tích   vùng khuy t t t nh  t nhi u l n so v i di n tích toàn b b m      u này

dn t   các v trí này r t cao gây nên  c b , ví d r   

27

ho c v t n    o ng x y ra trong dung d c có chc bi       x ng có ch a ion halogen khác

Kh   c a   s PRE N H

s PRE càng cao thì kh  N l càng cao

PREN = %Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %N Công th  c s d c áp

d ng cho thép austenit  i v i lo i thép khác, giá tr c a h s      

28

Trên hình 1.6 th y r ng kh    c a thép không g 2205 cao 

i thép không g 316 và 304 c a h thép không g austenit    

2.5 Quá trình ti t pha trong thép không g song pha 2205ế ỉ

Duy trì c u trúc song pha trong thép s m b o tính ch t t t nh c a thép      t  

m bc c u trúc này, thép ph c x lý nhi t  nhi trên 1030oC và làm ngu i nhanh chóng [7] Khi nhi t luy n hay hàn m u c n ph i x lý khâu làm       ngu tránh các quá trình chuy n pha c a dung d ch r n, c      th là quá trình ti t các pha liên kim là nguyên nhân làm suy gi m kh    

 dai c a thép Theo gi  pha c a thép không g   song pha có cha hai t ch c  

i xu ng nhi   th hình thành nên c th hi n trong hình 1.7  

Hình 1.7 Giản đồ pha tính toán b ng ph n mằ ầ ềm thermo -calc [7]

Trên hình 1.7 v thép ch a 22% Cr, có th i   nh quá trình chuy n pha t  dung dch rn ( sang pha liên kim ( xy ra trong kho ng nhi  (500 900) oC

29

Hình 1.8 Giản đồ nguộ ẳi đ ng nhiệt củ a thép không g song pha [10ỉ ]

Gi  ng h c quá trình hình thành các pha trung gian t dung d ch r n khi    ngung nhi i v i các lo i thép không g song pha khác nhau (hình 1.8) cho  thy khi ngung nhi t các lo i thép song pha   y ra quá trình chuy n pha trong kho ng nhi  300on trên 1000oC [22,23,24 Các pha trung gian có th ] hình thành trong th i gian ng n Thép không g song pha 2205 ti t pha s m nh t t      i

800oC trong kho ng th i gian vài phút

Hình 1.9 Ảnh hưởng c a các nguyên t h p kim tủ ố ợ ới việc tiế t ra các pha liên kim

trong thép không gỉ song pha

30

Quá trình ti t pha trung gian có th x y ra vùng nhi     cao (500-1000)oC và vùng nhithp (300-500)oC  hình 1.9 Các nguyên t  vùng chuy n bi n vào g n tr c nhi     và làm gi m th i gian b  t u chuy n bi n  

 vùng nhi  th p do t o thành pha nên   ng cn ph i tính 

n Do v y, vi  ng các nguyên t này trong thép không g    

kh  t pha ca thép khi làm vic  nhi  cao

 i v i thép 2205, khi làm vi c trong kho ng nhi    t (300-

s sinh ra các pha  2N và cacbit Cr ki u M 23C6 Thành ph n cáC nguyên t  có

c ch ra b ng 1.3 Có th th y r     

     g song pha 2205 có thành ph 

ng v i pha ferit Do v y, nhi u kh     

y u là t dung d  ch rn ferit

Bảng 1.3 Thành ph n nguyên t c a các pha trong thép 2205[7] ầ ố ủ

Sigma (σ) là pha c n ph i quan tâm nh  ng ching cao nh t và là tác nhân chính làm gi m m  nh s d o dai và tính ch  a thép [2,7] Pha là pha liên kim c a Fe-Cr hay Fe- -  Cr c ti t ra trong kho ng nhi 600oC và 1000°C [7] Quá trình t o m m pha   ng x y ra t i biên gi  i

h t ferit/ austenit ng phát tri n vào ferit Trong thép không g song pha  

2507 v i vi c b sung l     u t d hình thành lên sigma,

vì nh ng nguyên t   

h m ng C rt thp nên vi c ti t ra cacbit lo i này khô   ng x y ra 

Austenit thứ ấ c p c hình thành trong quá trình hàn và x lý nhi t s có m   t thành ph n khác so v i austenit u S phân h y c  a ferite thành austenit th  c p có th x y ra b i m t ph n      -ferit 

c p có m i austenit u gây ra s suy gi m kh   

2.6 Quá trình ti t pha ế 

2.6.1 Đặc trưng của s t pha sigma ự tiế σ

Pha có c u trúc b   t pha n m trong kho ng 600ti   on 1000°C Pha   c ng, gi  d o dai và h s dãn n nhi t c a thép     

c sinh ra t dung d ch r n ferit     ng Cr nh  

ng pha  ti t ra không l n nên vi  

 i v i thép ch 25-c hình thành và phát tri song pha 2205 ferit là pha thu n 

l  t ra

32

S  ti b ng khung x y ra trong ferit  có cha 20-25%Cr

T l   n [2] so vu này ch ng t t  phát tri n c  u so v i t  phát tri

ng Cr và Mo trong gi ng tht qu d n s hình 

2 (austenit th  c p) giàu Ni

2.6.2 Hình thái pha sigma (σ)

Các nghiên c u v    quá trình ti t pha t dung d ch r n trong thép không     

g cho th y quá trình này có th x y ra t i 4 v trí khác nhau trong c u trúc hai pha       

ca thép không g song pha[2,6,13,21]

Tiết pha trên biên hạt γ/α

 dàng ti t ra trên biên h  ng Cr cao Vùng nghèo Cr s 

b gi m kh a mt phân cách gic

ng t do cao và có nhi u khuy   t t t m ng t p trung nên kh    pha liên kim là d   Khi mt hi n biên gi i h t thì khuy    t

t t m ng t do c a thép  

Tiết pha ở góc h t ạ

Sigma là các pha ti t ra ngay t i góc h   ng crom cao

   l ng Cr có trong ferit và làm ferit nghèo Cr

Tiết pha tại vùng giao ba h ạt

Pha  t ra nút giao ba h t trên biên h    m ti t pha này ch hình  thành khi nhi   600ot ra ba 

y ra biên gi i hai pha và các t p ch   t trong h t 

Tiết pha trong hạt

Tit pha d ng này là các pha   2 t ra trong hti   m c a quá trình ti t pha bên trong h t ferit là s hình thành austenit th c p giàu Ni là k      t

qu c a quá trình khu  ch tán gn bên trong h t

33

y s hình   thu c vào nhi   x lý nhi

i gian gi nhi t trong kho ng th i gian ti     nhng pha

u hay ít

2.7 Ư ng dụng của thép không g song pha 2205ỉ

Tính chc c a thép không g song pha 2205 r t t t Thép có th làm vi     c

 trong kho ng nhi  -50ooC Khi thép làm vic  nhi cao có kh 

y ra các chuy n bi n không mong mu  i tính ch t c a v t li u    

c bi  dai  

D a vào lý lu n ph   vào gitic 

 nhi  700 - 9000C s có hi  ng ti   2 2 Vì hàm

t ln nên kh o sát s ti  t quan tr ng 

Thép không g song pha là thép có ch a 50% ferit và 50% austenit Trong th  c

t thép v i cu trúc pha bao gn 70% ferit và austenit có th  

là thép không g   làm vi c t t thì vi c thành ph   u nhau thì s làm cho tính ch t c a thép t   t nhi  u hi u kh o sát v quá  trình nhi t luy n cho thép không g       u hóa thành phn

ca thép phi   nhitrên 1030oC và làm nguc

34

              (0.02-thép  

Phn m m Thermo-Calc

xu ng nhi   gi t pha ti

- Ch   gi nhi t t i nhi   t pha: sau khi nung nóng t i nhiti    trên, các mc làm ngu i cùng lò xu ng nhi   t pha trung gian ti c

gi nhi t t i nhi    này v i các th i gian khác nhau Ch gi nhi     c kho sát t i các nhi   700oC, 800oC và 900o   c ngu  c (hình 2.3a)

- Ch  hóa già: các mc  nhi 1050oc hóa già

t i 800 oC v i th i gian gi nhi t nh    nh r i làm ngu   c (hình 2.3b)

Ch  công ngh x lý nhi t và ký hi u m    c lit kê trong b ng 2.2 

già 800 -1 -2 -3 -4 -5 -6 - -

38

Hình 2.3 Các ch nhiế độ ệt luyệ n

2.3 Phương pháp thực nghi m ệ

2.3.1 Phương pháp chuẩ n bị ẫu để chụp ảnh tổ chức tế m vi

nh t ch c t vi cho các thông tin v hình thái, phân b      ng các pha bn vi Trong nghiên c o d

nh s d ng kính hi n vi quang h c (OM) và kính hi    n t  

ch p nh t ch c kim lo i Chu n b m    ch p nh t    ch c t vi c a thép không 

g song pha 2205 g m có các   c

+ M c làm s ch và c t nh