Ảnh hưởng của việc hợp kim hóa thêm crom và chế độ nhiệt luyện đến khả năng chịu mài mòn do va đập và ma sát của thép austenite mangan cao

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN NHẤT TRÍ ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC HỢP KIM HÓA THÊM CROM VÀ CHẾ ĐỘ NHIỆT LUYỆN ĐẾN KHẢ NĂNG CHỊU MÀI MÒN DO VA ĐẬP VÀ MA SÁT CỦA THÉP AUSTENITE MANGAN CAO (EFFECT OF CHROMIUM ALLOYING AND HEAT TREATMENT ON WORK HARDENING AND ABRASION OF HIGH MANGANESE AUSTENITIC STEEL) Chuyên ngành: Kỹ Thuật Vật Liệu Mã số: 60520309 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 09 năm 2020 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM Cán hướng dẫn khoa học: PGS TS Nguyễn Ngọc Hà (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 1: TS Nguyễn Đại Đoàn (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 2: PGS TS Phạm Sơn Minh (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 07 tháng 09 năm 2020 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) TS Lưu Phương Minh - Chủ tịch PGS TS Trần Văn Khải - Thư ký TS Huỳnh Công Khanh - Ủy viên TS Nguyễn Đại Đoàn - Phản biện PGS TS Phạm Sơn Minh - Phản biện Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT VẬT LIỆU ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN NHẤT TRÍ Ngày, tháng, năm sinh: 24/03/1991 Chuyên ngành: Kỹ Thuật Vật Liệu MSHV: 1770196 Nơi sinh: Đồng Nai Mã số: 60520309 I TÊN ĐỀ TÀI: Ảnh hưởng việc hợp kim hóa thêm Crom chế độ nhiệt luyện đến khả chịu mài mòn va đập ma sát thép Austenite Mangan cao NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Tổng quan thép chống mài mòn austenite mangan cao; tổng quan nghiên cứu liên quan đến đề tài - Thực nghiệm ảnh hưởng chế độ ram sau đến cấu trúc tế vi số tiêu tính thép austenite mangan cao hợp kim hóa crom - Đánh giá kết thực nghiệm bàn luận II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 10/02/2020 III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 21/06/2020 IV.CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS TS Nguyễn Ngọc Hà Tp HCM, ngày tháng năm 2020 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT VẬT LIỆU (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, vô mang ơn thầy PGS.TS Nguyễn Ngọc Hà tận tâm giúp đỡ, hướng dẫn tư tiếp cận vấn đề đường đắn để hoàn tất nhiệm vụ đề Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến thầy PGS TS Trần Văn Khải tận tình tư vấn hướng dẫn số kinh nghiệm phân tích vật liệu Tơi xin chân thành cảm ơn em Lâm Thị Bắc, Bùi Thị Khánh Như, Nguyễn Thị Hoan nhóm sinh viên hỗ trợ tham gia hỗ trợ cho tơi thí nghiệm luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Cơng ty CP ĐT&XD Cơng Trình 3, Công ty DVG, Công ty Hyosung, Trung tâm Quatest 3, Đại học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM, Khoa Công nghệ Vật Liệu trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM tạo điều kiện vô thuận lợi giúp đỡ để tơi có đầy đủ cở vật chất thiết bị để thực luận văn Cuối xin chân thành cảm ơn động viên giúp đỡ vợ tơi, gia đình bạn bè để tơi hồn thành tốt nhiệm vụ Xin kính chúc thầy cơ, em sinh viên, q doanh nghiệp, Đại học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM, Đại học Bách Khoa Tp.HCM nhiều sức khỏe, thành công ngày phát triển Tp HCM, ngày 05 tháng 09 năm 2020 Nguyễn Nhất Trí TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Tên đề tài: Ảnh hưởng việc hợp kim hóa thêm Crom chế độ nhiệt luyện đến khả chịu mài mòn va đập ma sát thép Austenite Mangan cao Thép austenite mangan cao (thép Hadfield) loại thép biết đến với độ dẻo dai cao, độ cứng thấp bề mặt có khả tự biến cứng chịu tác động tải trọng va đập Lớp bề mặt có độ dày vài mm thép austenite mangan cao có tính kháng mài mịn tốt, đặc biệt khơng bị theo thời gian công nghệ thấm cacbon, nito mà ln hình thành liên tục q trình làm việc chịu tải trọng va đập Nhằm tăng cường khả chống mài mòn hợp kim điều kiện làm việc chịu tải trọng, nguyên tố tạo cacbit bổ dung vào trình hợp kim hóa Việc khơng may dẫn đến tiết cacbit trình đúc biên giới hạt, làm giảm tính chất đáng giá thép austenite mangan cao Vì vậy, cần cơng đoạn nhiệt luyện để đưa tổ chức thép austenite mangan cao cấu trúc austenite, đồng thời phân bố điều tiết có mặt phân tán cacbit austenite để tăng cường khả kháng mài mịn q trình làm việc Bằng việc bổ sung Crom vào thép austenite mangan cao truyền thống (1.11% C, 12.76% Mn, 2.43% Cr) thay đổi trình xử lí nhiệt – ram kết hợp tơi, đề tài tìm hiệu thay đổi cấu trúc hợp kim có mặt Cr tương ứng với trình nhiệt luyện khác nhau, chứng cacbit tạo thành có mặt Cr cacbit crom FexMnyCrzCt Từ thiết lập để lựa chọn chế độ nhiệt luyện phù hợp với yêu cầu tính chất thép austenite mangan cao nhằm đáp ứng trình ứng dụng thực tế ABSTRACT Name of thesis: Effect of Chromium alloying and heat treatment on work hardening and abrasion of high manganese austenitic steel High manganese austenitic steel (Hadfield steel) is a well-known material for its high level of ductility, low hardness and surface work-hardening ability under impact A few millimeter surface layer of high manganese austenitic steel has high resistance to abrasion, which continuously generates under dynamic loads, unlike materials being treated with other technologies such as carburation and nitridation Carbide-forming agents have been introduced to the alloy to increase its wear resistance under high pressure working conditions However, this method leads to carbides precipitation, mainly along the grain boundaries in casting, which reduces the unique properties of austenitic steel For that reason, a full heat treatment solution is necessary to transform the microstructure of this alloy into pure austenite, and disperse the carbide particles into austenite matrix to enhance the wear resistance ability By adding chromium into conventional Hadfield steel (1.11% C, 12.76% Mn, 2.43% Cr) and changing heat treatment cycle – combination of quenching and tempering, this thesis studies the effect chromium addition and different heat treatments on the microstructure change, and prove that carbide grains formed are chromium carbides FexMnyCrzCt This is the premise for further researches on choosing the optimum heat treatment solution to obtain required proterites for specific applications LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ LUẬN VĂN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ đề tài “Ảnh hưởng việc hợp kim hóa thêm crom chế độ nhiệt luyện đến khả chịu mài mòn va đập ma sát thép austenite mangan cao” cơng trình nghiên cứu cá nhân thời gian qua Mọi số liệu sử dụng phân tích luận văn kết nghiên cứu tơi tự tìm hiểu, phân tích cách khách quan, trung thực, có nguồn gốc rõ ràng chưa công bố hình thức Tất giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn ghi rõ nguồn gốc Học viên thực Nguyễn Nhất Trí i MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC BẢNG iii DANH MỤC HÌNH ẢNH v CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Mở đầu 1.2 Các dạng mài mòn kỹ thuật 1.3 Đặt vấn đề 1.4 Nhiệm vụ nội dung nghiên cứu 1.4.1 Nhiệm vụ nghiên cứu 1.4.2 Nội dung nghiên cứu CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ THÉP CHỐNG MÀI MÒN MANGAN CAO 2.1 Tổ chức, tính chất thép austenite mangan cao 2.2 Một số mác thép austenite mangan cao theo tiêu chuẩn phổ biến 10 2.3 Cơ chế hóa bền thép austenite mangan cao 14 2.4 Cơ chế chuyển biến từ austenite sang mactenxite 17 2.5 Cơ chế song tinh xô lệch 18 2.6 Ảnh hưởng cacbit đến khả tăng bền 23 CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐỀ TÀI 26 3.1 Cấu trúc tế thép austenite mangan cao sau đúc, chưa hợp kim hóa 26 3.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến tính chất thép austenite mangan cao 27 ii 3.2.1 Ảnh hưởng trình nấu luyện 28 3.2.2 Ảnh hưởng thành phần hóa học 30 3.2.3 Ảnh hưởng chế độ nhiệt luyện 39 CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM 45 4.1 Chọn mác thép austenite mangan cao 45 4.2 Trang thiết bị 45 4.3 Phương pháp thực nghiên cứu 52 4.3.1 Nấu luyện đúc chi tiết 53 4.3.2 Chế độ 54 4.3.3 Chế độ ram 57 4.4 Phương pháp đánh giá 58 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN 59 5.1 Tỉ lệ tiết cacbit tiết 59 5.2 Thành phần hóa học cacbit tiết 71 5.3 Thử độ dai va đập 75 5.4 Thử bền kéo 77 5.5 Độ cứng Brinell 79 5.6 Kết luận 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 iii DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Thành phần hóa học (%) mác thép Hadfield theo tiêu chuẩn Nhật JIS G5131 – 91 [11] 10 Bảng 2.2: Cơ tính mác thép Hadfield theo tiêu chuẩn Nhật JIS G5131 – 91 [11] 11 Bảng 2.3: Thành phần hóa học (%) mác thép Hadfield theo tiêu chuẩn Mỹ ASTM A128-90 [12] 11 Bảng 2.4: Thành phần hóa học (%) mác thép Hadfield theo tiêu chuẩn Nga [11] 13 Bảng 2.5: Cơ tính số nhiệt độ mác 110 Γ 13A theo tiêu chuẩn Nga [30] 13 Bảng 2.6: Thành phần hóa học (%) mác thép Hadfield theo tiêu chuẩn DIN SEW395-1998 [38] 14 Bảng 2.7: Cơ tính số mác thép X120Mn13 theo tiêu chuẩn DIN SEW395-1998 [38] 14 Bảng 2.8: Các thông số đặc trưng cacbit 24 Bảng 2.9: Độ cứng số pha 25 Bảng 3.1: Tương quan tính theo chế độ ram nghiên cứu John O Olawale, Simeon A Ibitoye 44 Bảng 1: Thành phần hóa học thép austenite mangan cao SCMnH11 45 Bảng 4.2 Danh sách trang thiết bị dùng nghiên cứu 45 Bảng 3: Thành phần hóa học tường lị trung tính 46 Bảng 4.4: Qui hoạch thí nghiệm ram thép austenite mangan cao SCMnH11 58 Bảng 4.5: Qui hoạch phương pháp đánh giá 58 Bảng 5.1: Tỉ lệ cacbit mẫu thép SCMnH11 – không ram (%) 68 74 Hình 5.27 EDX hạt tinh thể vùng Element Automic % Weight % C 12.02 2.87 Cr 3.70 3.82 Mn 12.60 13.76 Fe 71.66 79.53  Nhận xét đánh giá - Crom nguyên tố tạo cacbit tương đối mạnh thép austenite mangan cao đề cập mục 3.2.2 Xếp theo lực hóa học giảm dần, tạo cacbit thép austenite mangan cao có xu hướng sau: a/ (Fe,Mn,Cr)3C, (Fe,Cr)3C, (Fe,Cr)7C3 b/ Mn3C (Fe,Mn)3C, c/ FeC, Fe2C, Fe3C - Cacbit tiết biên giới hạt hạt tinh thể chứa thành phần C, Cr, Mn, Fe Chứng tỏ có mặt Cr, cacbit tiết có chứa thành phần cacbit crom - Tỉ lệ C với Fe+Mn+Cr biên giới hạt tinh thể không tuân theo qui luật tỉ lệ với nghiên cứu trước Điều nhiều khả ngồi cacbit crom (Fe,Mn,Cr)3C tiết có thêm số cacbit khác, (Fe,Cr)3C, (Fe,Cr)7C3 Mn3C (Fe,Mn)3C, FeC, Fe2C, Fe3C 75 5.3 Thử độ dai va đập Chọn đại diện mẫu thử nghiệm để thử độ dai va đập Các mẫu trước thử test gia cơng tồn bề mặt để loại bỏ tượng thoát cacbon trình nhiệt luyện Cả bốn mẫu thử theo tiêu chuẩn ISO 148-1:2016, KV8 (TCVN 312-1:2007) - Kích thước mẫu thử 10x10mm, - Nhiệt độ thử 100oC Theo thông thường, điều kiện thử nghiệm độ dai va đập thường chọn nhiệt độ phòng theo tiêu chuẩn – 25oC Vì muốn mơ gần với điều kiện làm việc chi tiết vừa chịu mài mòn, vừa va đập vừa ma sát ứng dụng phổ biến (máy bắn bi, hàm nghiền, bề mặt ghi) sinh nhiệt nên luận văn xin chọn thử nghiệm điều kiện nâng cao 100oC Kết thử độ dai va đập ak thể bảng 5.3 Hình 5.28 Bốn mẫu thử độ dai va đập 76 Bảng 5.3: Kết thử độ dai va đập ak Stt ak (N.m/cm2) Kí hiệu mẫu thử 1.3 - 1050oC 3h - không ram 16 3.3 - 1050oC 3h – ram 350oC 3h 18 5.3 - 1050oC 3h – ram 500oC 3h 40 6.3 - 1050oC 3h – ram 600oC 3h 54 Cũng theo TCVN 312-1:2007, dạng mặt gãy mẫu sau thử độ dai va đập có ý nghĩa định Mặt gãy mẫu thử Charpy tổng hợp mặt gãy cắt mặt gãy theo thớ (giòn) – tham khảo hình 5.28 Phần trăm mặt gãy cắt lớn độ dai va đập vật liệu lớn Hình 5.29 thể mặt gãy bốn mẫu thử va đập 1.3 5.3 Hình 5.29 Mặt gãy theo TCVN 312-1:2007 1/Vùng gãy cắt, 2/ Vết khía, 3/ Vùng gãy thớ 3.3 6.3 Hình 5.30 Mặt gãy mẫu thử va đập 1.3, 3.3, 5.3 6.3  Nhận xét đánh giá - Khi ram 350oC 3h, độ dai va đập tăng 12.5% Kết hợp với phép đo tỉ lệ cacbit tiết lí giải ak tăng cấu trúc bắt đầu tiết cacbit mức thấp 77 - Khi ram 500oC 3h 600oC 3h, độ dai va đập tăng mạnh, 150% 337% so với mẫu không ram Khi nhiệt độ tăng, tới mức 600oC độ dai va đập tăng dần, phù hợp với tăng tỉ lệ cacbit tiết tính tốn - % diện tích mặt gãy cắt tăng dần từ mẫu 1.3 đến mẫu 6.3 thể với kết đo thực tế 5.4 Thử bền kéo Chọn đại diện mẫu thử nghiệm để thử độ bền kéo, gia công đo theo tiêu chuẩn ASTM E8, gồm: - Mẫu 1.3: 1050oC 3h - không ram - Mẫu 3.3: 1050oC 3h – ram 350oC 3h - Mẫu 5.3: 1050oC 3h – ram 500oC 3h Kết thử bền kéo thể bảng 5.4 Hình 5.31 Chuẩn bị mẫu thử kéo 1.3, 3.3 5.3 theo ASTM E8 78 Bảng 4: Kết thử kéo mẫu 1.3, 3.3, 5.3 Kí hiệu mẫu Giới hạn chảy  ch Giới hạn bền  b Độ giãn dài tương thử (MPa) (MPa) đối  (%) 1.3 396 751 23.1 3.3 402 763 20.5 5.3 409 778 16.8 Hình 5.32 Biểu đồ thể mẫu thử kéo 1.3, 3.3 5.3 theo ASTM E8  Nhận xét đánh giá - So với mẫu – không ram, mẫu kết hợp ram 350oC 3h 500oC 3h có giới hạn chảy giới hạn bền cao hơn, tăng dần theo nhiệt độ ram Ngược lại độ giãn dài tương đối giảm dần theo chiều tăng nhiệt độ ram 79 - Kết hợp với tỉ lệ tiết cacbit đo mục, 0.12%, 0.15% 0.39%, ta giải thích độ bền thép austenite mangan cao có liên quan mật thiết đến hình thành cacbit biên giới hạt Trong thí nghiệm trên, giới hạn chảy giới hạn bền tăng tỉ lệ cacbit tổ chức tăng lên - Trong ba mẫu đo điểm đại diện trên, mẫu có giới hạn bền cao so với mẫu thép austenite mangan cao tiêu chuẩn Nhật (740 MPa) Điều cho thấy trình xử lý nhiệt đạt u cầu có tác động tích cực đến tính thép, giúp cải thiện chất lượng thép đáng kể 5.5 Độ cứng Brinell Kết đo độ cứng sau nhiệt luyện 18 mẫu thể qua bảng 5.5 Trên mẫu, độ cứng đo vị trí cách 3-5mm Vị trí 1: phía mẫu, vị trí 3: phía ngồi mẫu, tham khảo theo hình 5.33 Khi đo, cần tránh vị trí có lỗ xốp rỗ khí làm cho mẫu có kết đo khơng xác Các thơng số thiết lập cho máy: tải trọng P = 750kg, đường kính bi thép D = 5mm, thời gian tải tác dụng t = 10s Hình 5.33 Các vị trí đo độ cứng Brinell 80 Bảng 5.5: Kết đo độ cứng Brinell 18 mẫu thử nghiệm Vị trí Tơi - khơng ram 350oC-2h 350oC-3h 400oC-1h 400oC-2h 400oC-3h 196 219 223 217 211 230 198 222 224 221 226 231 209 223 226 226 232 232 TB 201 221 224 221 228 231 Vị trí 500oC-1h 500oC-2h 500oC-3h 600oC-1h 600oC-2h 600oC-3h 219 229 234 221 232 239 226 230 240 237 234 246 228 232 246 237 240 251 TB 224 230 240 232 235 245 Vị trí 700oC-1h 229 222 226 235 226 222 238 231 226 239 234 235 239 241 231 241 234 235 TB 235 232 228 238 229 227 700oC-2h 700oC-3h 750oC-1h 750oC-2h 750oC-3h 81 Biểu đồ thể hình 5.34 thể thay đổi độ độ cứng Brinell theo chế độ ram Hình 5.34 Biểu đồ thể độ cứng Brinell theo chế độ ram  Nhận xét đánh giá - Độ cứng mẫu thép austenite mangan cao sau nhiệt luyện thay đổi có tính qui luật theo nhiệt độ ram thời gian giữ nhiệt - Các mẫu nhiệt luyện kết hợp ram ln có độ cứng cao mẫu không ram - Trong mức nhiệt độ ram, độ cứng thép tăng dần kéo dài thời gian ram từ 1h tới 3h, tỉ lệ cacbit thiết tăng dần - Từ 350oC đến 600oC, độ cứng tăng dần theo chiều tăng nhiệt độ kéo dài thời gian ram Điều tương ứng với tỉ lệ cacbit tiết biên giới hạt nêu bảng 5.2 - Độ cứng tăng dần theo chiều tăng nhiệt độ từ 350oC đến 750oC với thời gian ram 1h Khi kéo dài thời gian ram lên 2h 3h 700oC 750oC điều 82 khơng cịn nữa, lúc độ cứng có xu hướng giảm mạnh Kết phù hợp với tỉ lệ cacbit tiết đo bảng 5.2 - Ở nhiệt độ 750oC, tăng thời gian giữ nhiệt độ cứng giảm mạnh so với nhiệt độ 700oC - Độ cứng có khác mang tính qui luật điểm nằm rìa ngồi bên tất mẫu, kể mẫu – không ram Kết đo cho thấy độ cứng rìa ngồi cao Điều lí giải tốc độ nguội nhiệt luyện liên quan đến độ dày thép 5.6 Kết luận Từ sở lí thuyết kết thu nhận được, tơi xin có số tổng kết sau: - Hợp kim hóa Crom (Cr) thép austenite mangan cao SCMnH11 kết hợp với chế độ nhiệt luyện ảnh hưởng đáng kể đến tỉ lệ tiết cacbit, độ cứng, độ bền, khả chịu va đập vật liệu, từ dự đốn khả chịu mài mịn va đập ma sát thép austenite mangan cao SCMnH11 cải thiện - Trong thép austenite mangan cao, cacbit tiết trình nhiệt luyện hợp kim hóa Crom 2.43% có tác dụng thúc đẩy q trình hình thành cacbit Crom với cơng thức FexMnyCrzCt - Trong chế hóa bền thép austenite mangan cao, ảnh hưởng cacbit đến khả tăng bền chứng minh Kết thực nghiệm đo kiểm luận văn cho thấy kết hợp việc hợp kim hóa Crom cơng đoạn ram sau tôi, tỉ lệ cacbit tăng dần theo chiều tăng nhiệt độ ram khoảng 350oC – 600oC chiều tăng thời gian ram khoảng 1h-3h, từ cải thiện độ bền kéo, độ cứng độ dai va đập Điều đồng nghĩa với dự đốn cải thiện tính chịu mài mịn thép austenite mangan cao SCMnH11 - Trong trình nhiệt luyện nên kết hợp công đoạn công đoạn ram để điều khiển trình tiết cacbon tổ chức, từ gia tăng tính bền vật liệu ngun công ram giúp cacbit tiết đồng biên giới hạt 83 - Nhiệt độ ram thời gian ram ảnh hưởng đáng kể đến trình tiết cacbit hạt Khi ram thép austenite mangan cao nên chọn nhiệt độ ram phù hợp, không nên cao 600oC Thời gian ram nên kéo dài 1h Trong thực tế, tùy thuộc vào điều kiện làm việc đối tượng (chịu tác động mài mòn theo dạng chủ yếu) chọn chế độ nhiệt luyện tương ứng để phù hợp hài hịa tốn kỹ thuật kinh tế - Thép thấm C, N, gang crom cao… đáp ứng tốt làm việc chịu tác động mài mòn loại & (chà xước nghiền) Trong vật liệu phù hợp với tác động mài mòn va đập loại (bào mòn) thép austenite mangan cao Khơng có vật liệu nhóm vật liệu đáp ứng tốt đồng thời dạng mài mịn, tùy thuộc vào dạng mài mịn điều kiện làm việc, lựa chọn loại vật liệu có tính kỹ thuật tính kinh tế cho tối ưu - Do điều kiện khách quan (các trung tâm Việt Nam chưa trang bị thiết bị đánh giá mài mòn cho vật liệu thép Nhiều phịng thí nghiệm đo độ mịn khơng xác định riêng lẽ cho dạng mài mịn) nên chưa thể đánh giá khả chống mài mòn dạng mài mòn nên đánh giá thông qua cấu trúc tế vi số tiêu tính - Trong ứng dụng thực tiễn, kết thực luận văn áp dụng rộng rãi sản xuất để cải thiện khả chịu mài mòn va đập ma sát chế tạo chi tiết đầu búa nghiền sản xuất ximang, cánh máy bắn bi, tâm ghi đường sắt… thép austenite mangan cao SCMnH11 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] C Mahlami and X Pan, "An Overview on high manganese steel casting," in World Foundry Organization, 2014 [2] Metso., “Crusher Wear Parts”, Trelleborg-Sweden: Metso Minerals (Sweden) AB 2012 [3] S Pratmod et al., "Effect of Sc addition on the microstructure and wear properties of A356 alloy and A356–TiB2 in situ composite," Materials and Design, pp 85-94, 2015 [4] T Wang et al., "Synergy effect of reinforcement particle, fiber and matrix on wear resistance of hybrid metal matrix composite fabricated by low pressure infiltration process," Materials and Design, 2014 [5] W Wang et al., "Enhancement of oxidation and wear resistance of Fe-based amorphous coatings by surface modification of feedstock powders," Materials and Design, pp 35-41, 2015 [6] S Hong et al., "High-velocity oxygen-fuel spray parameter optimization of nanostructured WC–10Co–4Cr coatings and sliding wear behavior of the optimized coating," Materials and Design, pp 286-291, 2014 [7] Z Wu et al., "Effect of surface texturing on friction properties of WC/Co cemented carbide," Materials and Design, pp 142-149, 2012 [8] M Antonov et al., "Mapping of impact-abrasive wear performance of WC–Co cemented carbides," Wear, pp 971-978, 2015 [9] J Kang and F Zhang, "Deformation, fracture, and wear behaviours of CỵN enhancing alloying austenitic steels," Materials Science & Engineering A, pp 623-631, 2012 85 [10] D Havel and P.E, "Austenitic Manganese Steel - A Complete Overview," Columbia Steel Casting Co., Inc., 2017 [11] N.T Phúc, T V Địch, Sổ tay thép giới, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2006 [12] Borui “ASTM A128/ A128M-1998 for High Manganese Cast Steel” Internet: www.iron-foundry.com/astm-a128-cast-steel.html, Jun 07, 2020 [13] G Tęcza and S Sobula, "Effect of Heat Treatment on Change Microstructure of Cast High-manganese Hadfield Steel with Elevated Chromium Content," Archives of Foundry Engineering, pp 67-70, 2014 [14] A K Srivastava and K Das, "Microstructural characterization of Hadfield austenitic," J Mater Sci, pp 5654-5658, 2008 [15] G Kniaginin, Cast austenitic manganese steel, Kraków: PWN (in Polish), 1968 [16] M Sabzi and M Farzam, "Hadfield manganese austenitic steel: a review of manufacturing processes and properties," in Materials Research Express, 2019 [17] M Sabzi et al., "Effect of melting temperature on microstructural evolutions, behavior and corrosion morphology of Hadfield austenitic manganese steel in the casting process," International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials, pp 1431-1438, 2018 [18] M S Anijdan and M Sabzi, "The effect of pouring temperature and surface angle of vortex casting on microstructural changes and mechanical properties of 7050Al-3wt% SiC composite," Materials Science &Engineering A, pp 230235, 2018 [19] S Balogun et al., "Effect of Melting Temperature on the Wear Characteristics of Austenitic Manganese Steel," Journal of Minerals & Materials Characterization & Engineering, pp 277-289, 2008 86 [20] L Niu et al., "Microstructure and Mechanical Properties of High-Cr Cast Iron Bars Reinforced Hadfield Steel Matrix Composites," Journal of Wuhan University of Technology-Mater Sci Ed , pp 464-468, 2010 [21] López BDR et al , “Microstructural analysis and tribology behavior of a medium-Mn steel with Mo”, Metals, pp 1–10, 2018 [22] D Gorlenko et al., "Mechanisms of cast structure and stressed state formation in Hadfield steel," China Foundry, pp 433-442, 2016 [23] "Scrap Specifications Circular 2009 - Guidelines for Ferrous Scrap," Institute of Scrap Recycling Industies, Inc., 2009 Available: www.isri.org/specs [24] S M Dubiel and J Cieślak, "Sigma-phase in Fe-Cr and Fe-V alloy systems and its physical properties," Critical Reviews in Solid State and Material Sciences, 2011 [25] Wikipedia “Chromium(II) carbide” Internet: www.en.wikipedia.org/wiki/Chromium(II)_carbide, Aug 15, 2020 [26] V Lazíc et al., "Carbide Type Influence on Tribological Properties of Hard Faced Steel Layer – Part I – Theoretical Considerations," Tribology in industry, 2010 [27] L C Dưỡng, Vật liệu học, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 1997 [28] I El-Mahallawi et al., "Evaluation of effect of chromium on wear performance of high manganese steel," Materials Science and Technology, vol 17, p 1385, 2001 [29] W Yan et al., "Effect of surface work hardening on wear behavior of Hadfield steel," Materials Science and Engineering A, pp 542-549, 2007 [30] N D Nam, "Nghiên cứu ảnh hưởng hợp kim hóa Cr, V q trình xử lý nhiệt tới tổ chức tính chất thép 15%Mn," Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, 2016 87 [31] J O Olawale and S A Ibitoye., "Chapter 10 - Failure analysis of a crusher jaw," in Handbook of Materials Failure Analysis, Butterworth-Heinemann, 2018, pp 187-207 [32] Y Dastur and W Leslie, "Mechanism of Work Hardening in Hadfield Manganese Steel," Metallurgical Transactions A, pp 751, 1981 [33] A Argon, Strengthening Mechanisms in Crystal Plasticity, USA: Oxford University Press, 2007 [34] L C Dưỡng, Kim loại học, Đại học Bách Khoa Hà Nội, 1986 [35] S Sant and R Smith, " A study in the work-hardening behaviour of austenitic manganese steels," Journal of Materials Science, pp 1808-1814, 1987 [36] Y Xu et al., "Subsurface Microstructure Evolution of Hadfield Steel under High Impact Energy," Materials Science Forum, pp 117-120, 2005 [37] N V Dán, Công nghệ nhiệt luyện, Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2014 [38] PAV “DIN Material table.” Internet: www.pipearmaturen.com/eshownews.asp?id=69, Nov 24, 2011 88 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG - Họ tên: Nguyễn Nhất Trí Ngày, tháng, năm sinh: 24/03/1991 Nơi sinh: Đồng Nai Địa liên lạc: Ấp 5, xã Phước Bình, huyện Long Thành, tỉnh Đồng Nai QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO - 2010 – 2014: Kỹ sư ngành Kỹ thuật vật liệu kim loại, Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM 2017 – nay: Cao học ngành Kỹ thuật vật liệu kim loại, Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Q TRÌNH CƠNG TÁC - 2015 – nay: Công ty Cổ phần Kim loại MGK, Lơ 17, Đường số 8, KCN Tân Tạo, Quận Bình Tân, Tp.HCM Lĩnh vực hoạt động: sản xuất hợp kim Al-Zn cơng nghiệp mạ nhúng nóng hợp kim Al đúc Bộ phận phụ trách: Nghiên cứu & Phát triển ... tài: Ảnh hưởng việc hợp kim hóa thêm Crom chế độ nhiệt luyện đến khả chịu mài mòn va đập ma sát thép Austenite Mangan cao Thép austenite mangan cao (thép Hadfield) loại thép biết đến với độ dẻo... TÀI: Ảnh hưởng việc hợp kim hóa thêm Crom chế độ nhiệt luyện đến khả chịu mài mòn va đập ma sát thép Austenite Mangan cao NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Tổng quan thép chống mài mòn austenite mangan cao; ... tăng độ dẻo dai, vừa cải thiện chống mài mòn ma sát Do vậy, đề tài luận án xin lựa chọn là: ? ?Ảnh hưởng việc hợp kim hóa thêm crom chế độ nhiệt luyện đến khả chịu mài mòn va đập ma sát thép austenite