Nghiên cứu công nghệ nấu luyện thép không gỉ 205 có sử dụng đất hiếm

Nghiên cứu công nghệ nấu luyện thép không gỉ 205 có sử dụng đất hiếm

Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội I.1. Tình hình phát triển thép trên thế giới .2 I.1.1.Tình hình phát triển thép trên thế giới 2 I.1.2. Tình hình phát triển thép không gỉ trên thế giới 3 I.2. Tình hình phát triển thép tại Việt Nam. .4 I.2.2. Tình hình phát triển thép không gỉ ở Việt Nam .4 I.3.2. Giới thiệu vài nét về thép không gỉ 205 6 II.3.1. Phương pháp khử lắng: .15 PHẦN III: CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG .17 III.1.3. Chuẩn bị nguyên, vật liệu: 18 III.1.4.Nguyên liệu để nấu luyện thép .20 III.4. Chuẩn bị mẫu thử nghiệm và đánh giá kết quả thử nghiệm 23 III.4.1.Chuẩn bị mẫu thử nghiệm .23 IV.2.1. Nấu luyện thép nền: .27 Lời nói đầu Trong lịch sử phát triển của xã hội loài người, việc tìm và sử dụng vật liệu kim loại có ý nghĩa vô cùng to lớn. Nhờ đó mà nhân loại đã có bước phát triển nhảy vọt trong nhiều ngành khoa học kĩ thuật hiện đại. Thời kì trước công nghiệp chưa chú trọng ngành luyện kim, chế tạo máy vấn đề chất lượng thép chưa được quan tâm. Vào thế kỷ 20, đặc biệt là sau chiến tranh thế giới lần thứ nhất do cơ sở hạ tầng bị thiệt hại nặng nề, ngành công nghiệp luyện kim có điều kiện để phát triển mạnh để phục vụ cho cuộc sống và an ninh quốc phòng. Trên thế giới các ngành công nghiệp, nhất là ngành luyện thép, chế tạo máy, ngành điện lực, ngành điện tử… đang phát triển mạnh cả về số lượng và chất lượng sản phẩm. Với yêu cầu và điều kiện kỹ thuật mới của các dụng cụ máy móc, thiết bị hiện đại phải làm việc trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao, chống được ăn mòn, chống mài mòn cơ học, chống nóng, chống gỉ…các thép thông thường không đáp ứng được. Do đó đòi hỏi phải sản xuất ra các thép và hợp kim có những tính chất đặc biệt như độ bền cơ học cao, chống ăn mòn trong các môi trường, chịu va đập…, đặc biệt sản xuất các loại thép có tính đàn hồi cao, có tĩnh nhiễm từ phù hợp với yêu cầu của khoa học kỹ thuật. Trong những năm gần đây việc nâng cao chất lượng thép là một trong hai hướng nghiên cứu chính về sản xuất thép. Chất lượng thép đang thu hút ngày càng đông đảo các nhà luyện thép vào việc giải quyết cụ thể các tính năng đặc biệt nhằm thỏa mãn ngày càng cao về nhu cầu của thép cho nền kinh tế quốc dân. Có nhiều biện pháp rất hiệu quả để nâng cao chất lượng thép đủ bền, gia công tạo hình, chống ăn mòn môi trường khí quyển, chống dão…, kết hợp với các tính năng đặc biệt khác để nâng cao tuổi thọ và mở SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành 1 Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội rộng phạm vi sử dụng của thép. Vì những lý do trên chúng em quyết định chọn đề tài: “ Nghiên cứu công nghệ nấu luyện thép không gỉ 205 có sử dụng đất hiếm” Chúng em xin chân thành cảm ơn tiến sĩ NGÔ QUỐC LONG và các thầy cô giáo trong Khoa: Khoa học và Công nghệ Vật liệu, cung toàn thể các bạn sinh viên đã tận tình giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án. Do khả năng có hạn, điều kiện thí nghiệm còn hạn chế nên đồ án không tránh khỏi những sai sót, rất mong được sự đóng góp của các thầy cô giáo. Các kết quả nghiên cứu trong đề tài này là kết quả chung của nhóm thực hiện đề tài: “Ảnh hưởng của nguyên tố đất hiếm đến tính chất ăn mòn của thép không gỉ.” trong đó có học viên cao học Lê Đức Bảo. Các thành viên trong đề tài hoàn toàn có thể sử dụng các số liệu trong đồ án này để báo cáo và có giá trị tương đương nhau. PHẦN I. TỔNG QUAN I.1. Tình hình phát triển thép trên thế giới I.1.1.Tình hình phát triển thép trên thế giới. Hiệp hội Thép Thế giới (WSA) đưa ra dự báo về nhu cầu thép thế giới năm 2009 - 2010 trong bối cảnh kinh tế toàn cầu hồi phục mạnh mẽ .Nhu cầu thép toàn cầu sẽ đạt 1,104 tỷ tấn trong năm 2009, giảm 8,6% so với năm 2008. Trong dự báo mới nhất, Trung Quốc sẽ tiêu thụ 526 triệu tấn, tăng 18,8% so với năm 2008, tiêu thụ thép tại các nền kinh tế mới nổi sẽ giảm 17%, tại 27 quốc gia EU sẽ giảm 33% và tiêu thụ tại các nước kinh tế phát triển giảm 34%. Năm 2010, thế giới sẽ tiêu thụ 1,206 tỷ tấn thép, tăng 9,2% so với năm 2009, trong đó tiêu thụ của Trung Quốc tăng 5%, của các nền kinh tế mới nổi tăng 12%, tại EU-27 tăng 12% và ở các nền kinh tế phát triển là 15%. Trong bảng 1.1 liệt kê sản lượng thép một số quốc gia trên thế giới. Bảng 1.1 Sản lượng thép một số quốc gia trên thế giới (tháng 1/ 2010) Thứ tự Quốc gia Sản lượng , triệu tấn Tăng(%) so với 1/2009 1 Trung quốc 48.7 18.2 2 Nhật bản 8.7 36.8 3 Mỹ 6.1 48.8 4 Nga 5.2 33 5 Hàn Quốc 4.5 32.4 6 Đức 3.4 27.7 7 Thổ Nhí Kì 2.1 2 8 Tây Ban Nha 1.4 51.1 SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành 2 Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội 9 Pháp 1.1 32.3 Năm 2009, cuộc khủng hoảng kinh tế toàn cầu đã khiến nhu cầu thép trên thế giới sụt giảm mạnh, các công ty thép hàng đầu thế giới, đều giảm sản lượng và lợi nhuận, ngoại trừ Trung Quốc. Theo Hiệp hội sắt thép Thế giới, sản lượng thép thô của 66 quốc gia trên Thế giới trong tháng 1/2010 là 109 triệu tấn, cao hơn 25.5% so với tháng 1/2009. Trong bảng 1.2 là dự báo tình hình tiêu thụ thép trên thế giới trong năm 2009 và 2010. Bảng 1.2 Số liệu dự báo tình hình tiêu thụ thép 2009 & 2010 Khu vực Tiêu thụ, triệu tấn Tăng, giảm năm trước so với năm sau (%) Năm 2009 2010 2008/2009 2009/2010 EU (27) 122,3 137,4 - 32,6 12,4 Các nước châu Âu khác 20,8 23,8 - 17,8 14,4 Cộng đồng các quốc gia độc lập (CIS) 33,9 36,6 - 30,8 8,2 NAFTA 82,8 96,9 - 35,8 17,1 Trung và Nam Mỹ 33,5 36,7 - 24,4 9,7 Châu Phi 26,3 29,3 0,4 11,4 Trung Đông 38,8 42,9 - 9,8 10,6 I.1.2. Tình hình phát triển thép không gỉ trên thế giới. Năm 2009, chịu ảnh hưởng của khủng hoảng kinh tế, thị trường thép toàn cầu liên tục giảm sút, sản lượng của các doanh nghiệp thép không rỉ có quy mô lớn trên thế giới đều giảm đáng kể. Tuy nhiên, các doanh nghiệp của Trung Quốc đã phát huy đầy đủ ưu thế trong việc nghiên cứu phát triển và trang thiết bị, tập trung khai thác các sản phẩm có thị trường rộng, giá trị phù hợp, mang lại nhiều lợi nhuận. Nổi bật nhất là Công ty gang thép Thái Nguyên ( Trung Quốc ) – doanh nghiệp sản xuất thép không gỉ lớn nhất thế giới về sản lượng và trong năm 2009 đã sản xuất 2,48 triệu tấn, tăng 38,2% so với năm 2008. Năm 2010 các nhà máy sản xuất thép không gỉ SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành 3 Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội tại Trung Quốc tăng sản lượng. Taigang là nhà máy sản xuất thép không gỉ lớn nhất Trung Quốc dự tính sẽ duy trì sản lượng tháng 1/2010 ở mức 200,00 tấn. Sản lượng thép không gỉ của nhà máy Baosteel đã giảm chỉ còn khoảng 75,000 tấn trong tháng 12/2009 và sẽ nâng năng suất tháng 1/2010 lên 105,000 tấn sau khi đã trải qua giai đoạn khủng hoảng kinh tế. Số lượng thép cuộn cho ra thị trường của nhà máy thép không gỉ Pohang (QPSS) trong tháng 1/2010 là 15,000 tấn, cao hơn mức 14,000 tấn hồi tháng 11/2009. I.2. Tình hình phát triển thép tại Việt Nam. I.2.1. Tình hình phát triển thép tại Việt Nam. Kết thúc năm 2009, nền kinh tế đã có những bước phục hồi. ngành thép trở thành một trong số ít ngành công nghiệp nặng có tốc độ tăng trưởng cao. Đối với thép xây dựng sản lượng tăng 25%, tiêu thụ tăng hơn 30% so với năm 2008. Ba tháng đầu năm 2009, tiêu thụ thép giảm mạnh so với cùng kỳ năm 2008, có lúc chỉ còn một nửa. tiêu thụ thép xây dựng chỉ bằng 56,24% so với cùng kỳ. với thép cán nguội (50,4%), ống thép hàn (44,29%) và tôn mạ kẽm, sơn phủ màu (41,87%). Bước sang quý 2/2009 và tiếp đến cuối năm, thị trường có chiều hướng tốt hơn. Dù không có đột biến, nhưng từ sau quý 1/2009, lượng thép tiêu thụ bắt đầu tăng lên, kéo theo giá bán cũng tăng tương ứng. Hiệp hội Thép Việt Nam hy vọng, sự phục hồi của thị trường thép cuối năm 2009 sẽ tiếp tục trong năm 2010 này, với tốc độ tăng trưởng dự kiến từ 10 đến 12%. Những tháng đầu năm 2010, do tác động của giá nguyên liệu đầu vào như than, quặng sắt đều tăng, giá thép sẽ tiếp tục tăng nhẹ. Hiệp hội Thép Việt Nam (VSA) dự báo tổng sản lượng thép tiêu thụ của cả nước trong năm nay ước đạt khoảng 5,8 triệu tấn, tăng 10% so với năm 2009. Nhu cầu thép giai đoạn 2009 - 2010 dự báo chỉ trên dưới 3,8 triệu tấn, trong khi đó công suất sản xuất thép xây dựng đạt 7 triệu tấn/năm. Thép tôn cán nguội đạt 2 triệu tấn/năm, trong khi nhu cầu chỉ cần 1,2 triệu tấn. Sắp tới, lại có thêm một nhà máy sản xuất thép với công suất 1,2 triệu tấn/năm của Posco (Hàn Quốc) nên khiến cung vượt quá cầu. I.2.2. Tình hình phát triển thép không gỉ ở Việt Nam. Theo các chuyên gia kinh tế dự đoán, sản lượng thép không gỉ Việt Nam trong năm 2010 sẽ tăng 10 - 12% do có nhiều nhà máy vốn đầu tư nước ngoài tại việt nam đã bất đầu đi vào sản xuất. Trong khi đó, giá nguyên liệu (thép, phế, Ni, Cr…) tăng ngày một, SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành 4 Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội sẽ là rất khó khăn để các thương hiệu thép không gỉ Việt Nam trụ vững trên sân nhà khi không còn sự bảo hộ của nhà nước. Ngày 22/2/2010 tập đoàn Formosa của Đài Loan thông báo kế hoạch đầu tư xây dựng nhà máy thép không gỉ tại khu công nghiệp ở tỉnh Hà Tĩnh - Việt Nam. Nhà máy này có trị giá 100 tỉ đài tệ (khoảng 3,1 tỉ USD), với sản lượng khoảng 2 triệu tấn/năm. Tập đoàn này sẽ khởi công xây dựng nhà máy thép không gỉ tại Việt Nam vào cuối tháng 4/ 2010, và dự tính vốn đầu tư vào nhà máy này lên đến 280 tỉ đài tệ (7,8 tỉ USD). Đây là một trong những nguồn động lực thúc đẩy sự phát triển nền kinh tế Việt Nam nói chung và ngành thếp không gỉ Việt Nam nói riêng. I.3. Giới thiệu vài nét về thép không gỉ I.3.1. Các loại thép không gỉ trên thế giới. Hiện nay ở nước ta thép không gỉ ngày càng được dùng nhiều trong các ngành khác nhau: y tế, cơ khí, đồ gia dụng, nghệ thuật, dụng cụ đo kiểm…. Thông thường thép không gỉ chịu được sự ăn mòn trong môi trường khí quyển và axit yếu; rất phù hợp với diều kiện khí hậu nhiệt đới nóng ẩm của Việt Nam. Trong khi các loại công cụ và đồ dùng bằng thép thông thường luôn luôn phải bảo dưỡng bằng những phương pháp bảo vệ bề mặt (sơn phủ, mạ) hàng năm để tăng khả năng chịu mài mòn và cơ tính tổng hợp cao, tuổi thọ cho chi tiết đòi hỏi chi phí rất đáng kể. Sử dụng thép không gỉ rất tiện lợi và là một cách tiết kiệm nguồn tài nguyên thiên nhiên. Thép 205 là một loại thép không gỉ được sử dụng rộng rãi trong dân dụng với ưu thế có giá cả rẻ do không cần nhiều nguyên tố hợp kim như Ni trong thép nên chi phí đầu vào thấp. Thép không gỉ 205 tuy không có độ bền cao như những mác thép không gỉ khác song với nhu cầu sử dụng trong dân dụng thép này đáp ứng hoàn hảo các điều kiện về giá cả, thẩm mỹ và độ bền mà người tiêu dùng mong muốn. Thành phần hóa học một số thép không gỉ trên thế giới được môt tả trong bảng 1.3. Bảng 1.3. Giới thiệu một số mác thép không gỉ thể Austenit AISI C Si Mn P ≤ S ≤ Cr Ni Mo 201 ≤ 0.15 ≤ 1.0 5.50 – 7.50 0.06 0.03 16.0 – 18.0 3.5 – 5.5 – 202 ≤ 0.15 ≤ 1.0 7.5 - 10 0.06 0.03 17.0 – 19.0 4.0 – 6.0 – 205 0,12 – 0,25 ≤ 1.0 14.0 – 15.5 0.06 0.03 16.5 – 18.0 1.00 – 1.75 – 301 ≤ 0.15 ≤ 1.0 ≤2.00 0.045 0.03 16.0 – 18.0 6.0 – 8.0 – 304 ≤ 0.08 ≤ 1.0 ≤2.00 0.045 0.03 18.0 – 20.0 8.0–10.0 – 304L ≤ 0.03 ≤ 1.0 ≤2.00 0.045 0.03 18.0 – 20.0 9.0–13.0 – SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành 5 Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội 316 ≤ 0.08 ≤ 1.0 ≤2.00 0.045 0.03 16 – 18 10 – 14 2 – 3 316L ≤ 0.03 ≤ 1.0 ≤2.00 0.045 0.03 16 – 18 12 – 15 2 – 3 I.3.2. Giới thiệu vài nét về thép không gỉ 205 Thép không gỉ 205 là mác thép bền ăn mòn trong điều kiện khí quyển có hàm lượng các nguyên tố chính : 16.5 – 18,0% Cr, 14,0 – 15,5% Mn và 1,00 – 1,75% Ni. Thép 205 thường được chế tạo các đồ gia dụng, trang trí, . Trong bảng 1.4 và 1.5 mô tả thành phần hóa học và cơ tính thép không gỉ 205 theo tiêu chuẩn của Mỹ. Bảng 1.4. Thành phần hóa học của thép không gỉ 205, % Thép C Si Mn P ≤ S ≤ Cr Ni 205 0,12 – 0,25 ≤ 1.0 14.0 – 15.5 0.06 0.03 16.5 – 18.0 1.00 – 1.75 Bảng 1.5. Cơ tính của thép không gỉ 205 205 Độ bền σ B , MPa Độ chảy σ 0,2 , MPa Độ giãn dài δ. % Độ co thắt ψ, % Độ cứng, HRB 790 450 40 - ≤ 100 Hiện nay tại Việt Nam hầu hết thép không gỉ 201, 202, 205 . trên thị trường đều nhập phôi thép từ nước ngoài, trong đó có cả của Trung Quốc. Nhu cầu sử dụng thép không gỉ trong nhiều ngành ngày càng lớn về cả số lượng lẫn chất lượng. Với mong muốn chế tạo thép không gỉ có giá thành rẻ, dễ kiếm và chất lượng tốt để sử dụng rộng rãi trong thị trường chúng em đã chọn để tài: “ Nghiên cứu công nghệ nấu luyện thép không gỉ 205 có sử dụng đất hiếm”. SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành 6 Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội PHẦN II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT II.1. Ảnh hưởng các nguyên tố trong thép Ảnh hưởng tổng hợp của nguyên tố hợp kim đến độ cứng và độ dai va đập của ferit có thể thấy rõ trong hình 2.1. Trên đồ thị thấy rằng, ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim đến độ dẻo (độ dai va đập), độ cứng (độ bền) có 2 nhóm khác nhau rõ rệt: Mn và Si, Cr và Ni. Hai nguyên tố Mn và Si làm tăng rất mạnh độ cứng, song cũng làm giảm mạnh độ dai (dẻo), đặc biệt khi thép chứa 2%Si hoặc 3.5%Mn, ferit đã có độ dai rất thấp (nhỏ hơn 500KJ/m 2 ) làm thép ròn. Do vậy mặc dù có lợi thế là rẻ hơn, khả năng hóa bền cao nhưng Mn và Si chỉ được dùng với hàm lượng hạn chế 1- 2% (trừ 1 số loại thép đặc biệt như thép kỹ thuật điện, thép chịu va đập). Còn Ni và Cr (cho tới hàm lượng 4%) làm tăng độ cứng, không làm giảm độ dẻo dai mà còn làm tăng chút ít. Do vậy hợp kim hóa thép bằng Cr, Ni hay đồng thời cả hai là rất tốt vì ngoài làm tăng độ thấm tôi, bản thân chúng còn nâng cao độ cứng, độ bền và vẫn duy trì được độ dẻo, độ dai của ferit. Vì thế thép có độ thấm tôi cao thuộc nhóm được hợp kim hóa bằng Cr, Ni. Mặc dù giá thành cao hơn (do Cr và đặc biệt là Ni ngày càng đắt hiếm) loại thép này vẫn được sử dụng rộng rãi trong chế tạo các chi tiết làm việc có độ tin cậy cao. SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành 7 Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội Hình 2.1. Ảnh hưởng của nguyên tố hợp kim đến độ cứng và độ dai va đập của ferit II.1.1. Ảnh hưởng cuả nguyên tố cacbon Cacbon là nguyên tố không thể thiếu trong thép và cùng với sắt tạo thành dung dịch hoà tan có hạn. Khi hòa tan trong thép cacbon làm tăng hàm lượng xêmentit, mở rộng vùng austenit. Với một lượng cacbon nhỏ có tác dụng ổn định austenite rất lớn. Nhưng nếu hàm lượng cacbon quá cao, sẽ làm giảm độ dẻo, tính hàn và khả năng chống oxy hóa của hợp kim. Cacbon có thể kết hợp với crom tạo thành cacbit có ảnh hưởng lớn tới cơ tính và tính chống ăn mòn của thép không gỉ. Ngoài ra cacbon có thể kết hợp với một số nguyên tố hợp kim như: Mn, W, Ni, Nb, Ti…tạo thành cacbit trong thép Cacbon là nguyên tố làm tăng độ cứng cho thép, về mặt định lượng cứ tăng 0.1%C, độ cứng sẽ tăng 25HB. Cacbon chính là nguyên tố ảnh hưởng lớn đến cơ tính của thép (hình 2.2), quyết định phần lớn công dụng của thép. Vì vậy, khi dùng thép cần phải xem hàm lượng cacbon trong mác thép là bao nhiêu, sau đó mới tới các nguyên tố hợp kim. SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành 8 Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội Hình 2.2: Giản đồ ảnh hưởng của cacbon đến cơ tính của thép Qua hình 2.2 cho thấy rằng độ cứng HB tăng tuyến tính với hàm lượng cacbon trong thép, làm giảm độ dẻo dai của thép. Khi hàm lượng cacbon nhỏ độ dẻo (δ), độ dai va đập (a K ) của thép giảm rất mạnh, song càng về sau mức giảm này càng nhỏ đi. Cacbon là nguyên tố hóa học có thể quyết định rất lớn đến tổ chức, đặc tính, công dụng của thép. Trong thép hợp kim khi hàm lượng cacbon tăng, ảnh hưởng của pha cacbit được tăng cường nên làm tăng mạnh độ cứng, giới hạn bền sau tôi. II.1.2. .Ảnh hưởng của Crôm. Crôm là nguyên tố cơ bản để hợp kim hóa thép và giản đồ Fe-Cr được mô tả trong hình 2.3. Crôm có khả năng chống ôxy hóa cao khi hình thành màng ôxit đặc chắc, tăng tính chịu nhiệt và tăng độ hòa tan của cacbon vào Austenit. Để hợp kim hóa trong luyện thép, người ta sử dụng FeCr, SiCr …Crôm là nguyên tố có khả năng tạo cacbit trung bình. Crôm trong thép hợp kim cao sẽ tạo cacbit giàu crôm hơn. SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành 9 Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội Hình 2.3: Giản đồ trạng thái Fe- Cr Crôm làm tăng tốc độ nhạy quá nhiệt của thép trước cùng tích (nhỏ hơn 0.8%). Crôm làm giảm độ khuếch tán của cacbit trong austenit, ngăn ngừa điểm mềm sau khi tôi (cải thiện tính công nghệ tôi). Khi giảm hàm lượng crôm sẽ tăng tốc độ phân hủy bainit, làm cho độ cứng sau khi tôi giảm, khi giữ đẳng nhiệt ở 300 – 400 0 C hoặc nguội chậm. Crôm làm tăng đáng kể tính thấm tôi, cải thiện tính ram, khả năng ram và tăng độ bền. Ở nhiệt độ cao crôm tạo cacbit nhỏ mịn khi ram. Đặc biệt khi trong thép vừa có Cr và W tạo thành cacbit phức tạp, làm tăng tốc độ hòa tan của cacbit này ở nhiệt độ tương đối thấp, đồng thời còn làm chậm quá trình kết tụ, lớn lên của cacbit nên làm tăng tính cứng nóng. Crôm đóng vai trò hết sức quan trọng đối với thép không gỉ. II.1.3 Ảnh hưởng của Niken. Niken có mạng lập phương thể tâm hoà tan vô hạn vào γ – Fe và ổn định vùng γ. Niken làm tăng độ bền, độ cứng, độ dai va đập, tính cứng nóng và chống ăn mòn hóa học. Niken giữ cho thép được độ dai va đập ở nhiệt độ thường và nhiệt độ thấp. Niken không tạo cácbít, tác dụng chủ yếu là tăng độ thấm tôi và độ dai va đập cho ferit. Ni trong thép có tác dung giữ cho hạt nhỏ nhưng giảm nhẹ tính hàn. SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành 10 [...]... 4.3 Độ cứng của thép nấu luyện TT Mẻ 1 không đất hiếm Độ cứng, HB 370 Mẻ 2 không đất hiếm Mẻ 1 có 0,1% đất hiếm 408 Độ cứng, HB 370 Mẻ 2 có 0,1% đất hiếm 437 Mẻ 2 có 0,3% đất hiếm 452 Bảng 4.4 Độ bền của thép đã nấu luyện Mẻ 1 không đất hiếm Mẻ 1 có 0,1% đất hiếm Độ bền σB, MPa 826.9 Mẻ 2 không đất hiếm 880.5 Mẻ 2 có 0,1% đất hiếm Độ bền σB, MPa 866.8 885.5 Trong quá trình thí nghiệm không tiến hành... 1 có 0,1% ĐH Mẻ 2 Mẻ 2 có 0,1% ĐH Mẻ 2 có 0,3% ĐH của các mẻ thép được mô tả trong bảng 4.2 IV.3 Đánh giá chất lượng thép 205 đã nấu luyện IV.3.1 Thử cơ, lý tính của thép Sản phẩm của hai mẻ thép 205 có bổ sung đất hiếm sau khi đã làm sạch , tiến hành gia công theo thiết kế và được thử cơ tính Vì thép 205 nấu luyện có hàm lượng C và có đất hiếm bổ sung nên có độ bền và độ cứng cao hơn so với thép 205. .. vi thép 205 nấu luyện với độ phóng đại 500 lần Có 0,3% đất hiếm Có 0,1% đất hiếm Có 0,1% đất hiếm SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành 32 Đồ án tốt nghiệp Mẻ 1 không đất hiếm Đại học bách khoa Hà Nội Mẻ 2 không đất hiếm IV.3.3 Thử nghiệm thép 205 trong dung dịch H2SO4 ở nhiệt độ phòng: Tiến hành thí nghiệm thử ăn mòn thép 205 trong dung dịch H 2SO4 tại nhiệt độ phòng cho thấy thép. .. tạp chất của mác thép 205 khi có và không đất hiếm 100 x Có 0,3% đất hiếm Có 0,1% đất hiếm Có 0,1% đất hiếm SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành 30 Đồ án tốt nghiệp Mẻ 1 không đất hiếm Đại học bách khoa Hà Nội Mẻ 2 không đất hiếm bố và kích thước tạp chất Số lượng tạp chất bớt đi, kích thước tạp chất nhỏ và phân tán rộng trên toàn mặt mẫu Tiếp tục tăng lượng đất hiếm đến 0,3% (tính... 0,442 0,003 IV.2.2 Nấu luyện thép 205 có bổ sung đất hiếm Trên cơ sở ba mẻ thép nền 205 chúng em đã tiến hành nấu luyện hai mẻ thép 205 có bổ sung thêm nguyên tố hợp kim Cụ thể là: • Trong cả hai mẻ nấu luyện lại có cho thêm FeMn60C thấp, không bổ sung FeCr vì hàm lượng C quá cao • Lượng Fero silic đất hiếm bổ sung với hàm lượng 0,1 và 0,3% tính theo tổng khối lượng mẻ thép Quá trình nấu luyện được tiến... độ phòng cho thấy thép 205 hoàn toàn là thép không gỉ ( thép bền ăn mòn) Vì trong điều kiện thí nghiệm trên trên đường cong phân cực anốt thép 205 với tốc độ quét thay đổi 1mV/s đã thể hiện thép có 3 vùng ăn mòn rõ rệt Tại điểm giao nhau hai đường catốt và anốt điện thế ăn mòn là - 0,48V (thép không có đất hiếm) và – 0,42V ( thép có đất hiếm) Vùng hoạt hóa của thép không có đất hiếm khá rộng trong khoảng... chất có hại có trong vật liệu thiêu kết lò và tạo xỉ Vớt bỏ các xỉ đã được tạo thành ra khỏi lò và nhanh chóng tắt điện rót thép ra IV.2 Nấu luyện thép 205 Để nấu luyện thép không gỉ 205 trong phòng thí nghiệm chúng em đã tìm hiểu tài liệu, phương pháp nấu luyện thép trên thiết bị lò cảm ứng trung tần bazơ và các phụ kiện Qúa trình nấu luyện được thực hiện tại phòng thí nghiệm bộ môn Kỹ thuật gang thép. .. khoa Hà Nội Do vật liệu nấu luyện thép 205 là tổng hợp các thép không gỉ 201 ,205 và các loại khác nên cần có sự bổ sung thêm các loại fero FeSi, FeMn, FeCr Chúng em đã nấu luyện thép 205 (ba mẻ ) với tổng lượng khoảng 80 kg Trong mỗi mẻ nấu đều có lấy mẫu để phân tích thành phần của thép nền Kết quả phân tích ba mẻ nấu được mô tả trong bảng 4.1 Bảng 4.1 Thành phần hóa học thép nền 205, % TT Mẻ 1 C 0,200... hoạt hóa của thép có đất hiếm là - 0,42V đến -0,12V, tương ứng mật độ dòng ăn mòn lớn nhất là 2,4 mA/mm2 và 1,1mA/mm2 Có vùng thụ động của thép không đất hiếm kéo dài từ - 0,02V đến 0,88V và mật độ dòng nhỏ nhất là 1,78 mA/mm 2 Trong khi đó thép có bổ sung đất hiếm với vùng thụ động kéo dài từ - 0,12 V đến 0,89V và mật độ dòng nhỏ nhất là 2,65 mA/mm 2 Vùng quá thụ động của thép không có đất hiếm khá rộng... thổi ôxy để làm giảm bớt cácbon nên kết quả thép 205 nấu luyện ra có độ cứng khá cao Khi thực hiện bổ sung đất hiếm vào thép càng tạo điều kiện cho cơ tính của thép lại tăng lên IV.3.2 Soi chụp tổ chức tế vi của thép đã luyện Trên kính hiển vi quang học Axiovert 25CA chúng em đã tiến hành soi chụp tổ chức tế vi thép 205 có bổ sung đất hiếm Các tạp chất trong thép được soi chụp với độ phóng đại 100 lần, . phạm vi sử dụng của thép. Vì những lý do trên chúng em quyết định chọn đề tài: “ Nghiên cứu công nghệ nấu luyện thép không gỉ 205 có sử dụng đất hiếm . đáng kể. Sử dụng thép không gỉ rất tiện lợi và là một cách tiết kiệm nguồn tài nguyên thiên nhiên. Thép 205 là một loại thép không gỉ được sử dụng rộng