Chế tạo chất biến tính trên cơ sở quặng đất hiếm đông pao việt nam, đồng thời áp dụng chất biến tính đó để biến tính thép và cầu hoá gang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Ngô Xuân Hùng Chế tạo chất biến tính sở quặng đất Đơng Pao Việt Nam, đồng thời áp dụng chất biến tính để biến tính số mác thép cầu hố gang LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ VẬT LIỆU Hà Nội – 2005 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Ngơ Xn Hùng Chế tạo chất biến tính sở quặng đất Đông Pao Việt Nam, đồng thời áp dụng chất biến tính để biến tính số mác thép cầu hoá gang LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Lê Thị Chiều Hà Nội - 2005 Lời cảm ơn Luận văn đ-ợc hoàn thành khoa Khoa học Công nghệ Vật liệu tr-ờng đại học Bách Khoa Hà Nội Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Lê Thị Chiều, ng-ời tận tình h-ớng dẫn em suốt trình hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn KSC Phạm Đức Thái chủ nhiệm Dự án KC.02.DA.09, PGS TS Đỗ Ngọc Liên cán Viện Công nghệ Xạ tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành tốt luận văn Nhân dịp em xin chân thành cảm ơn cán Trung tâm Đào tạo Sau đại học, thầy cô giáo khoa Khoa học Công nghệ Vật liệu tr-ờng đại học Bách Khoa Hà Nội, đồng nghiệp, bạn bè ng-ời thân động viên giúp đỡ em suốt thời gian hoàn thành luận văn Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2005 Ngô Xuân Hïng LỜI CẢM ƠN Luận văn hoàn thành khoa Khoa học Công nghệ Vật liệu trường đại học Bách Khoa Hà Nội Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Lê Thị Chiều, người tận tình hướng dẫn em suốt q trình hồn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn KSC Phạm Đức Thái chủ nhiệm Dự án KC.02.DA.09, PGS TS Đỗ Ngọc Liên cán Viện Công nghệ Xạ tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành tốt luận văn Nhân dịp em xin chân thành cảm ơn cán Trung tâm Đào tạo Sau đại học, thầy cô giáo khoa Khoa học Công nghệ Vật liệu trường đại học Bách Khoa Hà Nội, đồng nghiệp, bạn bè người thân động viên giúp đỡ em suốt thời gian hoàn thành luận văn Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2005 Ngô Xuân Hùng MỤC LỤC CÁC KÍ HIỆU ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN……………… …….11 MỞ ĐẦU……………………………………………………………………… 12 PHẦN I: TỔNG QUAN ……………………………………………………… 14 CHƯƠNG ĐẤT HIẾM VÀ CHẾ TẠO ĐẤT HIẾM………………………….14 1.1 Đặc điểm quặng đất ……………………………………………….14 1.1.1 Đặc điểm chung nguyên tố đất ………………….…………… 14 1.1 Các khoáng vật đất hiếm……………………………….……………… 14 1.1 Phân bố tài nguyên ôxit đất toàn giới…………………… 17 1.1 Tài nguyên đất Việt Nam ……………………………….…………17 1.2 Cơ sở lý thuyết trình nấu luyện hợp kim trung gian………… … 18 1.2.1 Ái lực hóa học nguyên tố oxy……………………………18 1.2.2 Vai trò dung dịch kim loại công nghệ chế tạo HKTG………….24 CHƯƠNG ÁP DỤNG CHẤT BIẾN TÍNH CHO GANG…………………….26 2.1 Ảnh hưởng nguyên tố hợp kim fero đến cấu trúc tính chất gang…………………………….…………………………………….… 26 2.1.1 Ảnh hưởng kim loại đất (RE) ……………………………… 26 2.1.2 Ảnh hưởng canxi (Ca) magiê (Mg) kim loại…………………… 28 2.1.3 Ảnh hưởng nhơm kim loại…………………………….…………… 32 2.2 Khả cầu hố chất biến tính…………………………….…………33 2.3 Các học thuyết giả thuyết kiến tạo nên hình Dạng cầu graphit gang…………………………….…………………………………….………….38 2.3.1 Học thuyết bọt khí …………………………….………………… 39 2.3.2 Học thuyết cacbit…………………………….………………………… 40 2.3.3 Học thuyết tăng sức căng bề mặt…………………………….……… 40 2.3.4 Học thuyết hấp phụ nguyên tố biến tính Graphit ………………… 42 2.3.5 Học thuyết biến vị…………………………….………………………….44 CHƯƠNG ÁP DỤNG CHẤT BIẾN TÍNH CHO THÉP…………………….47 3.1 Lý thuyết chung biến tính thép…………………………….…………….48 3.2 Tác dụng kim loại đất trình biến tính thép…………… 54 3.2.1 Tác dụng khử oxy thép kim loại đất hiếm…………………… 54 3.2.2 Tác dụng khử S thép kim loại đất hiếm……………………… 55 3.2.3 Tác dụng khử P kim loại đất …………………………….…….55 3.2.4 Tác dụng kim loại đất với N2 thép……………………… 56 3.2.5 Tác dụng khử H2 kim loại đất hiếm………………………………… 56 3.2.6 Kim loại đất với C thép……………………………………….57 3.2.7 Tác dụng trung hoà tạp chất kim loại màu: Sn, Pb, Zn, Sb………… 57 PHẦN II: KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM…………………………….………….59 CHƯƠNG XÂY DỰNG QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO HỢP KIM FERO-ĐẤT HIẾM CAO (Fe-Si-RE) DÙNG BIẾN TÍNH THÉP…………… 59 1.1 Giới thiệu quặng đất Đông Pao Việt Nam…………………………….59 1.2 Nguyên vật liệu phụ liệu…………………………….………………… 59 1.3 Thiết bị dụng cụ chuyên dụng…………………………….…………… 60 1.4 Quá trình nghiên cứu cơng nghệ luyện hồn ngun trực tiếp quặng đất nhiệt cacbon lò điện hồ quang…………………….…………………61 CHƯƠNG XÂY DỰNG QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO HỢP KIM FERO-ĐẤT HIẾM-MAGIÊ (Fe-RE-Mg) SỬ DỤNG BIẾN TÍNH GANG CẦU…………………………………………………………………… 62 2.1 Thành phần hóa học hợp kim Fe-RE-Mg………………………… 62 2.2 Cơng dụng chất cầu hóa……………………………………………… 63 2.3 Nguyên liệu sử dụng chế tạo hợp kim …………………………………… 65 2.4 Thiết bị dụng cụ thí nghiệm…………………………………………… 65 CHƯƠNG SỬ DỤNG FERO-ĐẤT HIẾM CAO TRONG CÔNG NGHỆ BIẾN TÍNH THÉP………………………………………………….………………….67 3.1 Cơng nghệ biến tính thép Nhà máy Cơ khí Đơng Anh………………….67 3.1.1 Quy trình thí nghiệm …………………………………………………… 67 3.1.2 Thiết bị phân tích kiểm tra…………………………………………… 68 CHƯƠNG SỬ DỤNG FERO-ĐẤT HIẾM-MAGIÊ (Fe-RE-Mg) TRONG CƠNG NGHỆ BIẾN BIẾN TÍNH GANG CẦU……………………………… 68 4.1 Giới thiệu gang cầu………………………………………………………68 4.2 Cơng nghệ biến tính gang cầu Nhà máy Cơ khí Gang thép Thái Nguyên…………………………………………………………………… 73 4.2.1 Quy trình thí nghiệm…………………………………………………… 73 4.2.2 Thiết bị phân tích kiểm tra…………………………………………… 74 4.3 Cơng nghệ biến tính gang cầu Xí nghiệp đúc Nhà máy Cơ khí Hà Hội…74 4.3.1 Quy trình thí nghiệm…………………………………………………… 74 4.3.2 Thiết bị phân tích kiểm tra…………………………………………… 75 PHẦN III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN……………………………………….76 CHƯƠNG KẾT QUẢ CHẾ TẠO HỢP KIM FERO-ĐẤT HIẾM CAO (Fe-SiRE) TRONG LÒ HỒ QUANG DÙNG ĐỂ BIẾN TÍNH THÉP……………… 76 1.1 Ảnh hưởng thành phần phối liệu đến hàm lượng hiệu suất thu hồi kim loại đất hợp kim (Fe-RE-Si) …………………………………………… 76 1.1.1 Kết thực nghiệm…………………………………………………… 76 1.1.2 Nhận xét thảo luận…………………………………………………… 77 1.2 Ảnh hưởng thời gian nấu luyện đến hàm lượng hiệu suất thu hồi kim loại đất hợp kim Fe-RE-Si …………………………………….… 78 1.2.1 Kết thực nghiệm …………………………………………………… 78 1.2.2 Nhận xét thảo luận…………………………………………………… 80 CHƯƠNG KẾT QUẢ CHẾ TẠO HỢP KIM FERO-ĐẤT HIẾM-MAGIÊ (FeRE-Mg) SỬ DỤNG BIẾN TÍNH GANG CẦU……………………………… 81 2.1 Kết thực nghiệm……………………………………………………… 81 2.2 Nhận xét thảo luận……………………………………………………….83 CHƯƠNG KẾT QUẢ BIẾN TÍNH THÉP TẠI NHÀ MÁY CƠ KHÍ ĐƠNG ANH…………………………………………………………………… 85 3.1 Kết biến tính mác thép 14…………………………………………….85 3.2 Kết biến tính mác thép X15…………………………………………….88 CHƯƠNG KẾT QUẢ BIẾN TÍNH GANG CẦU…………………………….93 4.1 Kết biến tính gang cầu Nhà máy Cơ khí Gang thép Thái Nguyên… 93 4.2 Kết biến tính gang cầu Xí nghiệp đúc Nhà máy Cơ khí Hà Nội……95 PHẦN IV: KẾT LUẬN…………………………………………………… ….105 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………… ….107 MỤC LỤC CÁC BẢNG Bảng Các phân nhóm NTĐH…………………………………………14 Bảng 2a So sánh thành phần nguyên tố đất tổng oxit đất khoáng vật Monazit Việt Nam với nước giới…………………… 15 Bảng 2b So sánh thành phần nguyên tố đất tổng oxit đất khoáng vật Bastnazit Cenotim Việt Nam với nước giới…………16 Bảng Một số tính chất khống vật đất …………………………… 16 Bảng Phân bố tài nguyên ôxyt đất theo quốc gia, theo đánh giá cấp R1E……………………………………………………………………….…… 17 Bảng Năng lượng tự tiêu chuẩn phản ứng tạo thành ôxit sunfua số nguyên tố………………………………………………………….…29 Bảng Mức độ cầu hoá graphit gang có mặt chất cầu hố………… 31 Bảng Thành phần hoá học số HKTG dùng phổ biến nghiên cứu công nghệ cầu hoá gang……………………………………………… 34 Bảng Ảnh hưởng thành phần lượng tiêu hao HKTG đến mức độ cầu hoá graphit……………………………………………………………………………3 Bảng Thành phần số hợp kim trung gian dùng để biến tính thép……48 Bảng 10 Thành phần hóa học quặng đất Đơng Pao………………… 60 Bảng 11 Thành phần hóa học số CCH sản xuất sử dụng giới………………………………………………………………………… 62 CƠNG TY CƠ KHÍ HÀ NỘI Mã số BM08.15 74 Nguyễn Trãi – Thanh Xuân - Hà Nội – Việt Nam Số: 439.5 PHIẾU KIỂM TRA CƠ TÍNH VẬT LIỆU Ngày: 9/9/05 Report mechanical Propertiess of material Mã số đơn vị: 10 Trang: 1/1 Tên mẫu thử: Gang cầu FCD 500 Ký hiệu mẫu: TT.3.323 Sample Sample N0: Khách hàng/hợp đồng số: Comlink Tên chi tiết/số: Customer/Contract N0 Part/ N0 Số lượng mẫu: 01 Ngày nhận mẫu: 9/9/05 Quantily Reception date Tiêu chuẩn: Tis G 5502 Thiết bị kiểm tra: ZDTe:30 Standard Equipment used Kết Tên tiêu: Quy định Specifications Requirements Kích thước mẫu, mm strength, Mpa Độ bền kéo đứt, Mpa Tensile strength, Mpa Độ dãn dài tương đối Elongation, %(EI) 14 Dimesions sample, mm Giới hạn chảy, Mpa Yield Result 320 - 500 614 11 Độ co thắt % (RA) Reduce of area % Độ dai va đập, O0C (J) Impact test, O0C (J) Độ cứng HB 106 Người kiểm tra/Examiner Người duyệt/Approved By Giám sát/Supervise Phòng KCS 4.2.2 Kết thành phần hóa học mẫu gang (TT.3.323) trước sau biến tính Bảng 25 Kết thành phần hóa học mẫu gang (TT.3.323) trước sau biến tính 08/09/2005 13:20:26 Sample: TT.3.323-CHAY XONG-GANG CAU-XN DUC-HIEN- 08/09/05 Program: FeCAST Task: FeCAST Run Avg C2 Si1 S P1 Mn3 Ni Cr Mo2 V3 Cu5 W Ti4 Sn2 Co1 Al7 Pb6 B1 Sb2 Nb Zr2 Mg1 Zr5 Fe% 3,65329 1,76325 0,02398 0,02185 0,42201 0,04660 0,07330 0,01148 0,00356 0,07014 0,00052 0,00915 0,00876 0,00657 0,00490 0,00367 -0,00013 0,00115 0,00179 0,00128 0,00010 0,00089 93,8719 09/09/2005 10:4:50 Sample: TT.3.323-KIEM SOAT GANG CAU XN DUC-HIEN- 09/09/05 Program: FeCAST Task: FeCAST Run Avg C2 Si1 S P1 Mn3 Ni Cr Mo2 V3 Cu5 W Ti4 Sn2 Co1 Al7 Pb6 B1 Sb2 Nb Zr2 Mg1 Zn5 Fe% 3,81442 2,52420 0,01808 0,02159 0,42987 0,04748 0,08423 0,01016 0,00340 0,06940 0,00146 0,07210 0,00958 0,00645 0,02060 0,00222 -0,00012 0,00010 0,00085 0,00013 0,06848 0,00027 92,8544 107 4.2.3 Kết phân tích ảnh tổ chức mẫu gang (TT.3.323) sau cầu hóa CƠNG TY CƠ KHÍ HÀ NỘI 74 Nguyễn Trãi – Thanh Xuân - Hà Nội – Việt Nam PHIẾU KIỂM TRA TỔ CHỨC KIM TƯƠNG Mã số BM08.16 Số: 379.5…/08.16 Ngày: 13/9/05 Mã số đơn vị: 10 Trang: 1/1 Ký hiệu mẫu: TT.3.323 Sample N0: Tên chi tiết/số: Part/ N0 Ngày nhận mẫu: 9/9/05 Reception date Thiết bị kiểm tra: AXIOVERT 100A Equipment used Tên mẫu thử: Gang cầu FCD 500 Sample Khách hàng/hợp đồng số: Comlink Customer/Contract N0 Số lượng mẫu: 01 Quantily Tiêu chuẩn: ASTM - A536 Standard 108 Tổ chức tế vi (x100) Kết luận: Tổ chức gang cầu ferit-peclit Người kiểm tra/Examiner Người duyệt/Approved By Giám sát/Supervise Phòng KCS - Mẻ ký hiệu mẫu gang (TT.3.332)sử dụng 2% chất biến tính FeREMg05 biến tính 750kg gang xám nhiệt độ 14900C, cho ta kết sau: 4.2.4 Kết thử tính vật liệu mẫu gang (TT.3.332) CƠNG TY CƠ KHÍ HÀ NỘI 74 Nguyễn Trãi – Thanh Xuân - Hà Nội – Việt Nam PHIẾU KIỂM TRA CƠ TÍNH VẬT LIỆU Report mechanical Propertiess of material Mã số BM08.15 Số: 448.5 Ngày: 15/9/05 Mã số đơn vị: 10 Trang: 1/1 Ký hiệu mẫu: TT.3.332 Sample N0: Tên mẫu thử: Gang cầu FCD 500 Sample 109 Khách hàng/hợp đồng số: Comlink Tên chi tiết/số: Customer/Contract N Part/ N0 Số lượng mẫu: 01 Ngày nhận mẫu: 14/9/05 Quantily Reception date Tiêu chuẩn: Tis G 5502 Thiết bị kiểm tra: ZDTe:30 Standard Equipment used Kết Result Tên tiêu: Quy định Specifications Requirements Kích thước mẫu, mm 14 Dimesions sample, mm Giới hạn chảy, Mpa Yield 320 strength, Mpa Độ bền kéo đứt, Mpa 500 458 Tensile strength, Mpa Độ dãn dài tương đối Elongation, %(EI) Độ co thắt % (RA) Reduce of area % Độ dai va đập, O0C (J) Impact test, O0C (J) Độ cứng HB Người kiểm tra/Examiner Người duyệt/Approved By Giám sát/Supervise Phòng KCS 4.2.5 Thành phần hóa học mẫu gang (TT.3.332) trước sau biến tính Bảng 26 Kết thành phần hóa học mẫu gang (TT.3.332) trước sau biến tính 12/09/2005 16:48:32 Sample: TT.3.332 – RA GANG - GANG CAU – XN DUC – HIEN - 12/09/05 Program: FeCAST Task: FeCAST Run C2 Si1 S P1 Mn3 Ni Cr Mo2 V3 Cu5 W Ti4 Sn2 Co1 Al7 Pb6 B1 Sb2 Nb Zr2 Mg1 Zr5 Fe% 110 Avg 3,71719 1,79996 0,03997 0,03712 0,71483 0,06211 0,22820 0,01520 0,00596 0,07144 0,00173 0,01321 0,00899 0,00768 0,00609 0,00510 0,00000 0,00118 0,00140 0,00150 0,00246 0,00026 93,2584 13/02005 10:05:32 Sample: TT.3.323-KIEM SOAT GANG CAU XN DUC-HIEN- 13/09/05 Program: FeCAST Task: FeCAST Run Avg C2 Si1 S P1 Mn3 Ni Cr Mo2 V3 Cu5 W Ti4 Sn2 Co1 Al7 Pb6 B1 Sb2 Nb Zr2 Mg1 Zn5 Fe% 3,80506 2,72158 0,02767 0,03304 0,69991 0,06177 0,22676 0,01456 0,00538 0,07063 0,00174 0,01810 0,00965 0,00723 0,02040 0,00242 -0,00005 -0,00033 0,00034 0,00003 0,04735 -0,00060 92,2274 4.2.6 Kết phân tích ảnh tổ chức mẫu gang (TT.3.332) sau cầu hóa CƠNG TY CƠ KHÍ HÀ NỘI 74 Nguyễn Trãi – Thanh Xuân - Hà Nội – Việt Nam PHIẾU KIỂM TRA TỔ CHỨC KIM TƯƠNG 111 Mã số BM08.16 Số: 383.5…/08.16 Ngày: 15/9/05 Mã số đơn vị: 10 Trang: 1/1 Tên mẫu thử: Gang cầu FCD 500 Sample Khách hàng/hợp đồng số: Comlink Customer/Contract N0 Số lượng mẫu: 01 Quantily Tiêu chuẩn: JIS G5502 Standard Ký hiệu mẫu: TT.3.332 Sample N0: Tên chi tiết/số: Part/ N0 Ngày nhận mẫu: 14/9/05 Reception date Thiết bị kiểm tra: AXIOVERT 100A Equipment used Tổ chức tế vi (x100) Kết luận: Tổ chức gang cầu ferit-peclit Người kiểm tra/Examiner Người duyệt/Approved By Giám sát/Supervise Phòng KCS - Mẻ ký hiệu mẫu gang (TT.3329) sử dụng 1,6% chất biến tính FeREMg05 biến tính 750kg gang xám nhiệt độ 14900C, cho ta kết sau: 4.2.7 Kết thử tính vật liệu mẫu gang (TT.3329) 112 CƠNG TY CƠ KHÍ HÀ NỘI 74 Nguyễn Trãi – Thanh Xuân - Hà Nội – Việt Nam PHIẾU KIỂM TRA CƠ TÍNH VẬT LIỆU Report mechanical Propertiess of material Mã số BM0 8.15 Số: 443.5 /8.15 Ngày: 15/9/05 Mã số đơn vị: 10 Trang: 1/1 Ký hiệu mẫu: TT.3.332 Sample N0: Tên chi tiết/số: Part/ N0 Ngày nhận mẫu: 12/9/05 Reception date Thiết bị kiểm tra: ZDTe:30 Equipment used Kết Result Tên mẫu thử: Gang cầu FCD 500 Sample Khách hàng/hợp đồng số: Comlink Customer/Contract N0 Số lượng mẫu: 01 Quantily Tiêu chuẩn: Tis G 5502 Standard Tên tiêu: Quy định Specifications Requirements Kích thước mẫu, mm 14 Dimesions sample, mm Giới hạn chảy, Mpa Yield 320 strength, Mpa Độ bền kéo đứt, Mpa 500 439 Tensile strength, Mpa Độ dãn dài tương đối Elongation, %(EI) Độ co thắt % (RA) Reduce of area % Độ dai va đập, O0C (J) Impact test, O0C (J) Độ cứng HB Người kiểm tra/Examiner Người duyệt/Approved By Giám sát/Supervise Phòng KCS 4.2.8 Kết thành phần hóa học mẫu gang (TT.3329) trước sau biến tính 113 Bảng 27 Kết thành phần hóa học mẫu gang (TT.3329) trước sau biến tính 10/09/2005 14:48:44 Sample: TT.3329 – RA GANG - GANG CAU – XN DUC – M.SANG - 10/09/05 Program: FeCAST Task: FeCAST Run Avg C2 Si1 S P1 Mn3 Ni Cr Mo2 V3 Cu5 W Ti4 Sn2 Co1 Al7 Pb6 B1 Sb2 Nb Zr2 Mg1 Zr5 Fe% 3,48373 1,86688 0,03659 0,02234 0,26680 0,02818 0,05051 0,00375 0,00185 0,03414 -0,00135 0,0743 0,00413 0,00551 0,00609 0,00288 -0,00027 0,00251 0,000610 0,00129 -0,00078 -0,00015 94,1755 12/09/2005 10:56:18 Sample: TT.3329 - KIEM SOAT GANG CAU XN DUC-HIEN- 12/09/05 Program: FeCAST Task: FeCAST Run Avg C2 Si1 S P1 Mn3 Ni Cr Mo2 V3 Cu5 W Ti4 Sn2 Co1 Al7 Pb6 B1 Sb2 Nb Zr2 Mg1 Zn5 Fe% 3,32771 2,70718 0,01586 0,01843 0,28294 0,02973 0,5646 0,00597 0,00193 0,03322 0,00128 0,01101 0,00529 0,00561 0,02049 0,00362 -0,00025 0,00104 -0,00016 0,00038 0,04214 -0,00046 93,4296 4.2.9 Nhận xét thảo luận : - Từ kết thí nghiệm với mẫu TT3.323 sử dụng 1,6% hợp kim FeREMg08 đề tài nghiên cứu cho ta sản phẩm gang cầu sau biến tính có đặc tính sau: độ bền kéo đứt 614Mpa; độ dãn dài tương đối 11%EI ; tổ chức tế vi gang cầu ferit–peclic với thành phần hóa học sau: 3,88142%C; 2,52420%Si; 0,06848%Mg; 0,01808%S; 0,02159%P Ta nhận thấy đặc tính tính gang cầu cao so với tiêu chuẩn gang cầu FCD500 Về tổ chức tế vi thành phần hóa học cho ta biết gang cầu sau tinh, có tổ chức hạt nhỏ mịn, tỷ lệ cầu hóa cao đạt 85% - Tiến hành thí nghiệm với mẫu TT3.332 sử dụng 2% hợp kim FeREMg05 đề tài nghiên cứu cho ta sản phẩm gang cầu sau biến tính có đặc tính sau: độ bền kéo 114 đứt 458 Mpa; độ dãn dài tương đối 5%EI; tổ chức tế vi gang cầu ferit–peclic với thành phần hóa học sau: 3,80506%C; 2,72158%Si; 0,04735%Mg; 0,02767%S; 0,03304%P Các đặc tính tính gang cầu thấp so với tiêu chuẩn gang cầu FCD500 Về tổ chức tế vi thành phần hóa học cho ta biết gang cầu sau tinh, có tổ chức hạt nhỏ chưa mịn tổ chức gang giun, tỷ lệ cầu hóa cao đạt 80% thành phần C thành phần tạp chất S, P nằm giới hạn cho phép Nếu giảm hàm lượng chất biến tính FeREMg05 xuống 1,6 % để cầu hóa gang kết đưa mẫu gang (TT.3329) tốt đảm bảo chất lượng gang cầu tính thấp so với lượng dùng 2% Điều cho thấy giảm lượng dùng mức ảnh hưởng tới tính gang, lượng Mg, Ce khơng đủ để đảm nhiệm hết cơng việc Từ thí nghiệm cho thấy chất cầu hóa gang nghiên cứu hồn tồn sử dụng cơng nghệ chế tạo gang cầu Nếu sử dụng hợp kim FeREMg08 để biến tính gang cho ta sản phẩm có tính độ bền cao để chế tạo chi tiết quan trọng Khi chế tạo chi tiết gang cầu cần tính độ bền khơng đòi hỏi cao nên sử dụng hợp kim FeREMg05 115 PHẦN IV: KẾT LUẬN Đề tài: “Chế tạo chất biến tính sở quặng đất Đông Pao Việt Nam, đồng thời áp dụng chất biến tính để biến tính thép cầu hố gang” nghiên cứu xây dựng sơ đồ công nghệ chế tạo chất biến tính Fe-Si-RE sở quặng đất Đơng Pao Việt Nam có thành phần đất 20% sử dụng để biến tính thép Đã xác định thơng số cơng nghệ quy trình nghiên cứu như: Nhiệt độ trung bình lò nấu luyện liên tục khoảng 16000C, vùng tâm hồ quang trực tiếp lên đến 20000C Thời gian mẻ luyện 90-100 phút, mẻ thu 10kg sản phẩm fero-đất Hợp kim fero đất (Fe-Si-RE) có thành phần hóa học: RE% Si% Ca% Fe% (P + S)% 17–18 41–45 0,9–1,1 lại < 0,03 Lần nghiên cứu chế tạo thành công hợp kim fero-đất hiếm-magiê (Fe-RE-Mg) dùng để cầu hóa gang, mà Việt Nam từ trước đến chưa có đề tài hay cơng trình thành công việc nghiên cứu CCH gang Qua thời gian nghiên cứu Đề tài lựa chọn sử dụng thiết bị lò cảm ứng trung tần để chế tạo fero-đất hiếm-magiê: - Nhiệt độ nấu luyện khoảng 14500C đến 15500C - Thời gian nấu luyện 45 phút - Mỗi mẻ thí nghiệm thu 60 kg sản phẩm - Thành phần hóa học CCH nghiên cứu sau: Mác CCH %RE %Mg %Si %Fe Fe-RE-Mg05 2,5-3,08 5-5,5 30,1-37,2 lại Fe-RE-Mg08 3-3,72 7-9 33,7-38,6 lại 116 Thành phần hóa học chất cầu hóa hồn tồn phù hợp với thành phần hóa học chất cầu hóa mục tiêu đề nghiên cứu tương đương với CCH Nhật Bản Đức sản xuất Đã sử dụng chất biến tính fero-đất cao (Fe-Si-RE) để tài nghiên cứu từ quặng đất Đông Pao Việt Nam, dùng để biến tính thép X15 13 lót bi nghiền xi măng kết khử sâu tạp chất thép, hợp kim hóa, biến tính làm nhỏ mịn, đồng tổ chức trước biến tính, làm tăng độ dai va đập từ 32 (Nm/cm2) lên 37 (Nm/cm2) làm tăng độ bền thép Như chất biến tính hồn tồn sử dụng cơng nghệ chế tạo thép hợp kim chất lượng cao Cơng nghệ cầu hố gang sử dụng fero-đất hiếm-magiê luận văn nghiên cứu Fe-RE-Mg(5%Mg) Fe-RE-Mg(8%Mg) nhiệt độ biến tính từ 14000C15000C với lượng dùng từ (1,5-2%) cho gang xám thấp lưu huỳnh phốt pho, kết đạt gang cầu ferit-peclit có tổ chức cầu đồng kích thước cầu nhỏ mịn Cần tính tốn tỷ lệ chất biến tính hợp lý khống chế nhiệt độ biến tính, thời gian biến tính xác để đạt kết tốt Dự kiến giá thành sản phẩm thời gian khoảng 50.000đ/kg ferođât cao, 36.000đ/kg Fe-RE-Mg (8%Mg) 29.000đ/kg Fe-RE-Mg (5%Mg) sử dụng với hàm lượng (1-2%) với tiêu hao lượng cơng thao tác chi phí cho kg thép gang cầu thành phẩm tăng thêm 600đ chất lượng chi tiết tăng hẳn Để khẳng định chế độ công nghệ ổn định, tối ưu chế tạo chất biến tính gang thép sở quặng đất Đông Pao Việt Nam sử dụng chúng biến tính cần phải nghiên cứu nhiều phòng thí nghiệm sản xuất Bên cạnh kết đạt được, cần hoàn thiện triển khai hướng nghiên cứu như: chế tạo sản phẩm fero-đất có hàm lượng cao >20%, chất cầu hóa gang đặc biệt HKTG khác 117 TÀI LIỆU THAM KHẢO {1} TS Nguyễn Anh, PGS.TS Lê Đăng Ánh, PGS.TS Đỗ Ngọc Liên, PGS.TS Đặng Vũ Minh Đề án phát triển ngành đất Việt Nam giai đoạn 1991-2000 Hà Nội 1990 {2} PGS.TS Đỗ Ngọc Liên, PGS.TS Huỳnh Văn Trung, TS Lê Bá Thuận, TS Cao Hùng Thái, ThS Trần Hồng Hà Tuyển tập cơng trình khoa học 1985-2000 Viện Công nghệ Xạ Hiếm Hà Nội 2002 {3} KSC Phạm Đức Thái Nghiên cứu hồn thiện cơng nghệ sản xuất số loại hợp kim ferô: ferô-đất hiếm-magiê (Fe-RE-Mg), ferô-titan (Fe-Ti) xỉ titan Bộ Khoa học Công nghệ Viện Công nghệ Xạ Hiếm Hà Nội, 4-2004 {4} B.N ARZAMAXOV Vật liệu học Người dịch Nguyễn Khắc Cường, Đỗ Minh Nghiệp, Chu Thiên Trường, Nguyễn Khắc Xương Nhà xuất giáo dục 2000 {5} Phạm Bá Kiêm Báo cáo tổng kết đề tài: “Nghiên cứu hồn thiện cơng nghệ sản xuất hợp kim ferô-đất hiếm-magiê (Fe-RE-Mg ) hàm lượng Mg trung bình có titan” (thuộc đề tài cấp Nhà Nước, mã số KC.02.15) Viện Nghiên cứu Mỏ-Luyện kim Hà Nội 9-2003 {6} Cao Văn Hồng Báo cáo đề tài “Nghiên cứu hồn thiện cơng nghệ sản xuất xỉ titan” (thuộc đề tài cấp Nhà Nước, mã số KC.02.15) Viện Nghiên cứu Mỏ-Luyện kim Hà Nội 9-2003 {7} Nguyễn Văn Tích Báo cáo tổng kết đề tài “Nghiên cứu hồn thiện cơng nghệ sản xuất hợp kim fero titan Fe-Ti ” (thuộc đề tài cấp Nhà Nước, mã số KC.02.15) Viện Khoa học Vật liệu, TTKHTN & CNQG Hà Nội 12-2003 {8} Phùng Viết Ngư Vấn đề phát triển cơng nghệ titan Việt Nam Tạp chí cơng nghệ Mỏ, Hà Nội 6-2001 {9} Hội thảo khoa học chuyên ngành “Vật liệu xử lý vật liệu kim loại” tuyển tập báo cáo Bộ môn Vật liệu học Nhiệt luyện, trường ĐHBK Hà Nội -2003 118 {10} Nguyễn Văn Trới Thực trạng kế hoạch phát triển, khai thác khoáng sản chế biến kim loại màu Việt Nam Tham luận Hội thảo Ban Chủ nhiệm chương trình Kinh tế-Kỹ thuật cơng nghệ vật liệu Hà Nội 5–1999 {11} Nguyễn Khắc Xương Vật liệu kim loại mầu – Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 2-2003 {12} J.K Dennis Nickel and Chromium plating Butterworths London–Boston– Sydney–Wellington–Ducban–Toronto Bombay –2000 {13} Jebks Barksdale Titanium, itsoccurence, chemistry and technology The Ronald Press Company , New York –1996 {14} J.C Morison Lowering fume–evalution in the production of s.g.iron treated with nickel–magiesium alloy Foundry Trade J–1974 {15} C.K Gupta Extractive Metallurgy of molibdenium C.R.C Press Boca Raton and Abor London–Tokyo–Bombay, Bombay –1992 {16} W.D Jamrack Rare Metal Extraction by chemical engineering techniques Oxford–London–New York–Pari Bombay –1987 119 120 ... VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Ngô Xuân Hùng Chế tạo chất biến tính sở quặng đất Đơng Pao Việt Nam, đồng thời áp dụng chất biến tính để biến tính số mác thép cầu hố gang. .. đích hạn chế việc nhập HKTG bước nội địa hóa sản phẩm này, đề tài Chế tạo chất biến tính sở quặng đất Đơng Pao Việt Nam, đồng thời áp dụng chất biến tính để biến tính số mác thép cầu hố gang đề... cứu chế tạo hợp kim ferô -đất cao sở quặng đất Đông Pao đồng thời sử dụng hợp kim để biến tính số mác thép - Nghiên cứu chế tạo hợp kim ferô -đất hiếm- magiê sở hợp kim ferô -đất cao, đồng thời sử dụng