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

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI KHOA : KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT VẬT LIỆU BỘ MÔN VẬT LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ ĐÚC - - BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: Ảnh hưởng nguyên tố hợp kim đến tổ chức tính chất thép Hadfield Giáo viên hướng dẫn : TS Phạm Mai Khánh Sinh viên thực hiên : Hà Nội, - 2012 Phạm Thanh Long Hoàng Mạnh Linh Hồ Văn Ngọc ĐỀ TÀI: Ảnh hưởng nguyên tố hợp kim đến tổ chức tính chất thép Hadfield Thép đóng vai trò quan trọng công nghiệp Thép hợp kim gì? Thép không gỉ hay gọi inox, người ta cho vào thép lượng Cr 10,5%) Tổng quan Thép Hadfield Là loại thép có hàm lượng Mangan (Mn) cao.Có thành phần hóa học thông thường là: Mn = 10-14% C = 1,0-1,4% Tỷ lệ C/Mn = 1:10 Thép Hadfield vật liệu thích hợp để chế tạo phụ tùng Búa đập Răng gầu xúc Tổng quan thép Hadfield _Thép Hadfield có tính chống mài mòn cao làm việc với tải trọng va đập ( tác dụng ứng suất pháp ) _Nhưng phun cát ( tác dụng ứng suất tiếp ) lại bị màu mòn nhanh loại thép khác Austenite Martensite Nguyên nhân : Có chuyển biến từ Austenite sang Martensite CƠ SỞ LÝ THUYẾT Ảnh hưởng hàm lượng nguyên tố Mn, Cr số nguyên tố hợp kim khác Chuyển biến Austenit thành Martensite trình hóa biến dạng Ảnh hưởng nguyên tố Mn • Mn nguyên tố mở rộng vùng ổn định Austenit • Hợp kim hóa thép để tạo pha cacbit, tăng độ cứng cho thép loại cacbit Mn3C, Mn3C2 (Fe,Mn)23C6… • Do đó, sau đúc thép Hadfield ta thu tổ chức Austenit Ảnh hưởng nguyên tố Cr • Tính chống oxy, tính chịu nhiệt, tính chống gỉ cho thép • Là nguyên tố tạo Cacbit mạnh Cr26C6, Cr7C3… ram cacbit crom nhỏ mịn tiết có tác dụng hóa bền tiết pha tăng tính chống mài mòn tốt • Cr tăng đáng kể độ thấm tôi, độ cứng thép sau nhiệt luyện, hòa tan vào ferit hóa bền nó, lại ảnh hưởng đến độ dẻo - Austenit (có thể ký hiệu γ, A, Feγ(C)) Là dung dịch rắn C Feγ với mạng lập phương tâm mặt A1 - Martensite dung dịch rắn xen kẽ bão hòa cacbon Feα có nồng độ cacbon nồng Austenit ban đầu Cấu trúc Martensite a) Mô hình khối sở b) Ảnh tổ chức tế vi Chuyển biến Austenit (FCC) thành Martensite (BCC) Đối với thép Hadfield, trình làm việc tải trọng cao (dưới ứng suất pháp) xảy chuyển biến tổ chức từ Austenit sang Martensite theo chế trượt (hiện tượng hóa bền học) MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM • Khảo sát ảnh hưởng nguyên tố hợp kim đến tổ chức tính thép Hadfield • Khảo sát ảnh hưởng tải trọng va đập đến trình hóa bền biến dạng loại thép Hadfield • Bước đầu khảo sát biến đổi cấu trúc mạng nhằm xác định trình chuyển biến Martensite thép Hadfield Phần thực nghiệm thứ _Nấu luyện mẻ thép Hadfield, _Nấu luyện đúc mẫu tiến hành phòng thí nghiệm gang thép C5 đại học Bách Khoa Hà Nội Tính toán phối liệu nấu mẻ thép hadfield, mẻ 5kg lò cảm ứng từ nguyên liệu: thép Ct3, gang xám, fero mangan cacbon thấp, fero Crom cacbon thấp Đúc mẫu hình trụ có tiết diện 3,8cm Nhiệt luyện lò điện trở xưởng đúc C8 Máy đo độ cứng ARK600 Phần thực nghiệm thứ hai: Mẫu sau đúc đưa để phân tích thành phần hóa học nhiệt luyện, chụp ảnh tổ chức tế vi đo độ cứng Phần thực nghiệm thứ ba: Tiến hành va đập mẫu tải trọng khác với số lần đập là: 1000 lần máy dằn khuôn Máy dằn khuôn tải Sơ đồ thực nghiệm Sơ đồ nhiệt luyện 1:Thực VICO T(0C) 1050 Làm nguội nước t(h) Sơ đồ nhiệt luyện 2:Thực Viện công nghệ-Bộ quốc phòng KẾT LUẬN 1.Giá trị độ cứng mẫu tỷ lệ thuận với số lần va đập tải trọng va đập 2.Nguyên tố hợp kim Cr làm cho tổ chức hạt sau đúc nhỏ mịn đồng lại cản trở trình chuyển biến va đập KIẾN NGHỊ • Cần nghiên cứu thêm ảnh hưởng số nguyên tố khác Ti, V, đến tính chất tổ chức thép • Cần nghiên cứu sâu trình hóa bền biến dạng thép Hadfield thông qua dịch chuyển mạng tinh thể • Cần nghiên cứu sâu thêm ảnh hưởng tổ chức cacbit tạo thành đến phát triển hạt Austenite thép Hadfield Xin cảm ơn người lắng nghe! [...]... 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. .. của các mẫu tỷ lệ thuận với số lần va đập và tải trọng va đập 2 .Nguyên tố hợp kim Cr làm cho tổ chức hạt sau khi đúc nhỏ mịn và đồng đều nhưng lại cản trở quá trình chuyển biến khi va đập 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.. .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... 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... 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! ... (có thể ký hiệu bằng γ, A, Feγ(C)) Là dung dịch rắn của C trong Feγ với mạng lập phương tâm mặt A1 - Martensite là dung dịch rắn xen kẽ quá bão hòa của cacbon trong Feα có nồng độ cacbon bằng nồng của Austenit ban đầu Cấu trúc của Martensite a) Mô hình khối cơ sở b) Ảnh tổ chức tế vi Chuyển biến Austenit (FCC) thành Martensite (BCC) Đối với thép Hadfield, trong quá trình làm việc dưới tải trọng cao... học và nhiệt luyện, chụp ảnh tổ chức tế vi và đo độ cứng Phần thực nghiệm thứ ba: Tiến hành va đập mẫu dưới các tải trọng khác nhau với số lần đập là: hơn 1000 lần bằng máy dằn khuôn Máy dằn khuôn và quả tải Sơ đồ thực nghiệm Sơ đồ nhiệt luyện 1:Thực hiện tại VICO T(0C) 1050 Làm nguội trong nước 0 3 5 t(h) Sơ đồ nhiệt luyện 2:Thực hiện tại Viện công nghệ-Bộ quốc phòng KẾT LUẬN 1.Giá trị độ cứng của các