Ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim đến tổ chức và tính chất của thép Hadfield

Ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim đến tổ chức và tính chất của thép Hadfield

ĐỀ TÀI: Ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim đến

-Giáo viên hướng dẫn : TS Phạm Mai Khánh

BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI: Ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim đến tổ chức và tính chất

của thép Hadfield.

Thép đóng vai trò quan trọng trong nền công nghiệp

hiện nay

Thép hợp kim là gì?

Thép không gỉ hay còn gọi là inox, người ta cho vào

thép 1 lượng Cr trên 10,5%)

Thép Hadfield là vật liệu thích hợp nhất để chế

tạo phụ tùng

Nguyên nhân : Có sự chuyển biến từ

Austenite sang Martensite

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1 Ảnh hưởng của hàm lượng nguyên tố Mn,

Cr và một số nguyên tố hợp kim khác.

2 Chuyển biến Austenit thành Martensite

trong quá trình hóa biến dạng.

Ảnh hưởng của nguyên tố Mn

• Mn là nguyên tố mở rộng vùng ổn định Austenit

• Hợp kim hóa thép để tạo ra pha cacbit, tăng độ cứng cho thép

như loại cacbit Mn3C, Mn3C2 và (Fe,Mn)23C6…

• Do đó, sau khi đúc thép Hadfield ta sẽ thu được tổ chức

Austenit

Ảnh hưởng của nguyên tố Cr

• Tính chống oxy, tính chịu nhiệt, tính chống gỉ cho thép

• Là nguyên tố tạo Cacbit mạnh Cr26C6, Cr7C3… khi ram cacbit crom nhỏ mịn tiết ra có tác dụng hóa bền tiết pha và tăng tính chống mài mòn tốt

• Cr tăng đáng kể độ thấm tôi, độ cứng của thép sau khi nhiệt

luyện, hòa tan vào ferit và hóa bền nó, nhưng lại ít ảnh hưởng đến độ dẻo

- Austenit (có thể ký hiệu bằng γ, A, Feγ(C)) Là dung dịch

rắn của C trong Feγ với mạng lập phương tâm mặt A1

Cấu trúc của Martensite a) Mô hình khối cơ sở b) Ảnh tổ chức tế vi

- Martensite là dung dịch rắn xen kẽ quá bão hòa của cacbon

trong Feα có nồng độ cacbon bằng nồng của Austenit ban đầu

Chuyển biến Austenit (FCC) thành Martensite

(BCC)

Đối với thép Hadfield, trong quá

trình làm việc dưới tải trọng cao

(dưới ứng suất pháp) nó sẽ xảy ra sự

chuyển biến trong tổ chức từ

Austenit sang Martensite theo cơ

chế trượt (hiện tượng hóa bền cơ

học)

MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

• Khảo sát sự ảnh hưởng của nguyên tố hợp kim đến tổ

chức và cơ tính của thép Hadfield

• Khảo sát sự ảnh hưởng của tải trọng va đập đến quá trình

hóa bền biến dạng của các loại thép Hadfield

• Bước đầu khảo sát sự biến đổi cấu trúc mạng nhằm xác

định quá trình chuyển biến Martensite trong thép Hadfield

Phần thực nghiệm thứ nhất

_Nấu luyện 3 mẻ thép Hadfield,

_Nấu luyện và đúc mẫu được tiến hành tại phòng thí nghiệm gang thép C5 đại học Bách Khoa Hà Nội

Tính toán phối liệu nấu 3 mẻ thép hadfield, mỗi mẻ 5kg bằng lò cảm ứng từ các nguyên liệu: thép Ct3, gang xám, fero mangan cacbon thấp, fero Crom cacbon thấp

Đúc mẫu hình trụ có tiết diện 3,8cm

Phần thực nghiệm thứ hai:

Mẫu sau đúc được đưa đi để phân tích thành phần hóa học và nhiệt luyện, chụp ảnh tổ chức tế vi và

đo độ cứng

Nhiệt luyện bằng lò điện trở tại

xưởng đúc C8 Máy đo độ cứng ARK600

Sơ đồ thực nghiệm

Sơ đồ nhiệt luyện 1:Thực hiện tại VICO

T( 0 C)

0 3 5 t(h)

1050

Làm nguội

trong nước

Sơ đồ nhiệt luyện 2:Thực hiện tại Viện công nghệ-Bộ quốc phòng

KIẾN NGHỊ

• Cần nghiên cứu thêm ảnh hưởng của một

số nguyên tố khác như Ti, V, đến tính

chất và tổ chức của thép

• Cần nghiên cứu sâu hơn quá trình hóa bền

biến dạng của thép Hadfield thông qua sự dịch chuyển mạng tinh thể

• Cần nghiên cứu sâu thêm về sự ảnh hưởng

của các tổ chức cacbit tạo thành đến sự

phát triển của hạt Austenite trong thép

Hadfield

Xin cảm ơn mọi người đã lắng

nghe!