Nghiên cứu ảnh hưởng của công nghệ xử lý nhiệt và bề mặt trước thấm đến khả năng thấm nittơ cho thép không gỉ SUS420Nghiên cứu ảnh hưởng của công nghệ xử lý nhiệt và bề mặt trước thấm đến khả năng thấm nittơ cho thép không gỉ SUS420luận văn tốt nghiệp thạc sĩ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu ảnh hưởng công nghệ xử lý nhiệt bề mặt trước thấm đến khả thấm nitơ cho thép không gỉ SUS420 NGUYỄN THỊ NGỌC LINH Ngành: Khoa học vật liệu Giảng viên hướng dẫn: TS Trịnh Văn Trung Viện: Khoa học kỹ thuật vật liệu HÀ NỘI, 2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu ảnh hưởng công nghệ xử lý nhiệt bề mặt trước thấm đến khả thấm nitơ cho thép không gỉ SUS420 NGUYỄN THỊ NGỌC LINH Ngành: Khoa học vật liệu Giảng viên hướng dẫn: TS Trịnh Văn Trung Viện: Khoa học kỹ thuật vật liệu HÀ NỘI, 2020 Chữ ký GVHD LỜI CẢM ƠN Để có kết nghiên cứu hoàn thành luận văn em nhận giúp đỡ hỗ trợ nhiều từ phía trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Viện Khoa học Kỹ thuật Vật liệu, Bộ môn Vật liệu học, xử lý nhiệt bề mặt suốt trình học tập, nghiên cứu thực luận văn Với tình cảm chân thành em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới toàn thể cá nhân, đơn vị nhà trường, Viện Khoa học Kỹ thuật Vật liệu, Bộ môn Vật liệu học, xử lý nhiệt bề mặt đặc biệt em cám ơn TS TRỊNH VĂN TRUNG người trực tiếp hướng dẫn, bảo em suốt trình làm nghiên cứu thực luận văn Em xin chân thành cảm ơn trương trình học bổng SAKURA phủ Nhật Bản, Trường đại học Shimane PGS.TS PHẠM HOÀNG ANH tạo điều kiện giúp đỡ em nhiều trình học tập nghiên cứu Nhật để em có số kết quả, số liệu đưa vào luận văn Xin chân thành cảm ơn LƯU VĂN ĐẠI - Giám đốc Công ty TNHH Heat Treatment Việt Nam, tạo điều kiện giúp đỡ tơi q trình thấm nitơ thể khí cơng ty Bên cạnh giúp đỡ trực tiếp nhà trường, Thầy/Cô bạn bè em khơng thể qn cơng ơn sinh thành giáo dục cha mẹ với tình cảm thành viên gia đình giành cho em Đó nguồn động viên lớn để em vượt qua lúc gặp khó khăn sống Cám ơn bạn bè, đồng nghiệp quan động viên, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho em trình làm luận văn Vì điều kiện cơng việc thời gian hạn hẹp, kinh nghiệm chưa có nhiều nên em cịn gặp nhiều khó khăn trình thực luận văn Mặc dù thân em cố gắng, nỗ lực nhiên em nghĩ khó tránh thiếu sót Em mong nhận ý kiến đóng góp quý báu từ phía Thầy/Cơ để luận văn em hoàn thiện Một lần em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2020 Học viên thực Nguyễn Thị Ngọc Linh TÓM TẮT LUẬN VĂN Thép không gỉ SUS420 trạng thái cung cấp ủ nhiệt độ 880 oC h nhiệt độ 1040 oC 30 phút, tiếp đến ram 530 oC h Bề mặt mẫu sau ram tạo độ nhám khác phương pháp mài học Toàn mẫu trạng thái ủ, tôi, ram mẫu có độ nhám khác tiến hành thấm nitơ thể khí với chất thấm NH nhiệt độ thấm 520 oC thời gian h Các kết cho thấy bước đầu thành công việc sử dụng công nghệ thấm nitơ thể khí, đưa nitơ nguyên tử vào bề mặt thép không gỉ SUS420 Mẫu trước thấm không xử lý lớp ơxit tự nhiên bề mặt khó thấm chí khơng thấm Mẫu trạng thái ủ cho chiều sâu lớp thấm dày độ cứng bề mặt thấp Trạng thái mẫu sau tơi, ram đem thấm có chiều sâu lớp thấm mỏng độ cứng cao Trạng thái độ nhám bề mặt khác không ảnh hưởng nhiều đến kết trình thấm MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung thép không gỉ 1.1.1 Khái niệm thép không gỉ 1.1.2 Phân loại thép không gỉ 1.1.3 Tính chất thép khơng gỉ 1.2 Thép không gỉ mactenxit SUS420 1.2.1 Thành phần hóa học vai trò nguyên tố thép 1.2.2 Tính chất thép khơng gỉ mactenxit 420 10 1.2.3 Nhiệt luyện thép không gỉ mactenxit 420 11 1.3 Cơng nghệ thấm nitơ thể khí cho thép không gỉ mactenxit 14 1.3.1 Cơng nghệ thấm nitơ thể khí 14 1.3.2 Ảnh hưởng yếu tố cơng nghệ đến hình thành lớp thấm 17 1.3.3 Công nghệ thấm nitơ cho thép không gỉ mactenxit 23 1.3.4 Ảnh hưởng trạng thái xử lý nhiệt bề mặt đến q trình thấm nitơ thép khơng gỉ 24 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 2.1 Quy trình nghiên cứu 28 2.2 Quy trình thực nghiệm 28 2.2.1 Nhiệt luyện sơ - ủ cho thép không gỉ mactenxit 420 29 2.2.2 Tôi thép không gỉ mactenxit 420 29 2.2.3 Ram thép không gỉ mactenxit 420 40 2.2.4 Xử lý bề mặt thấm thấm nitơ thể khí cho thép 420 30 2.3 Các phương pháp nghiên cứu 31 2.3.1 Phương pháp hiển vi quang học 31 2.3.2 Phương pháp phân tích SEM & EDS 32 2.3.3 Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen (XRD) 36 2.3.4 Phương pháp xác định chiều dày lớp thấm 38 2.3.5 Phương pháp xác định độ cứng 38 2.4 Thiết bị thực nghiệm 50 i 2.4.1 Thiết bị công nghệ 50 2.4.2 Thiết bị phụ trợ 41 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 44 3.1 Tổ chức độ cứng thép SUS420 trạng thái chưa thấm nitơ 44 3.1.1 Tổ chức độ cứng thép SUS420 trạng thái cung cấp 45 3.1.2 Tổ chức độ cứng thép SUS420 trạng thái sau ủ 47 3.1.3 Tổ chức độ cứng thép SUS420 trạng thái sau ram 48 3.2 Tổ chức tính chất thép SUS420 trạng thái sau thấm 52 3.2.1 Ảnh hưởng xử lý bề mặt hóa chất trước thấm 52 3.2.2 Ảnh hưởng trạng thái xử lý nhiệt (ủ, tôi, ram) 52 3.2.3 Ảnh hưởng độ nhám 60 3.3 Tổng hợp chiều dày lớp thấm độ cứng 67 KẾT LUẬN 69 KIẾN NGHỊ 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 PHỤ LỤC KẾT QUẢ PHÂN TÍCH EDS 73 ii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Giản đồ Schaeffler họ thép khơng gỉ Hình 1.2 Giản đồ thử kéo dịng thép khơng gỉ Hình 1.3 Độ dai loại thép không gỉ phụ thuộc vào nhiệt độ thử Hình 1.4 Khả chống ăn mịn phụ thuộc vào hàm lượng Cr Ni đương lượng Hình 1.5 Ảnh hưởng nhiệt độ austenit hóa tới kích thước hạt, hàm lượng austenit dư độ cứng thép AISI 420 Hình 1.6 Ảnh hưởng nhiệt độ ram tới độ cứng thép không gỉ mactenxit AISI 420 Hình 1.7 Giản đồ Lehrer – mối quan hệ nhiệt độ thấm thấm đến tổ chức lớp thấm Hình 1.8 Quan hệ thấm nitơ KN độ phân hủy NH3 Hình 1.9 Ảnh hưởng nhiệt độ tới mức phân hủy NH3 Hình 1.10 (a) Ảnh hưởng nguyên tố hợp kim tới độ cứng lớp thấm, (b) Ảnh hưởng nguyên tố hợp kim tới chiều dày lớp thấm Hình 1.11 So sánh chiều dày lớp thấm số loại thép khơng gỉ Hình 1.12 Mơ tả vị trí khơng thấm tồn lớp thụ động bề mặt thép Hình 2.1 Sơ đồ nghiên cứu Hình 2.2 Quy trình ủ Hình 2.3 Quy trình tơi Hình 2.4 Quy trình ram Hình 2.5 Quy trình thấm nitơ thể khí Hình 2.6 Kính hiển vi quang học Axioplan Hình 2.7 Kính hiển vi điện tử quét Jeol 6490 JED 2300 (CHLB ĐỨC) Hình 2.8 Kính hiển vi điện tử quét TM4000Plus-Hitachi (Nhật Bản) Hình 2.9 Buồng gá mẫu kính hiển vi điện tử qt TM4000Plus-Hitachi (Nhật Bản) Hình 2.10 Thiết bị nhiễu xạ Rơnghen D8 Advance Hình 2.11 Thiết bị nhiễu xạ Rơnghen SmartLab (Rigaku) Hình 2.12 Thiết bị đo độ cứng tế vi 401MVD-WISON WOLPERT Hình 2.13 Thiết bị đo độ cứng thô đại 751- WISON WOLPERT iii Hình 2.14 Lị nung HTC 08/1 Hình 2.15 Lị thấm nitơ thể khí Hình 2.16 Thiết bị mài mẫu DS300/2 Hình 2.17 Thiết bị đúc mẫu nóng Labo Press – (Đan Mạch) Hình 2.18 Thiết bị đúc mẫu nóng Pressidon Hình 2.19 Máy mài đánh bóng tự động Plato Hình 3.1 Giản đồ pha Fe-12.84%Cr-C xây dựng phần mềm Thermo-Calc Hình 3.2 Tổ chức thép khơng gỉ mactenxit 420 trạng thái cung cấp mặt cắt dọc (a), mặt cắt ngang (b),×200 lần Hình 3.3 Tổ chức thép không gỉ mactenxit 420 trạng thái ủ mặt cắt dọc (a), mặt cắt ngang (b), mẫu ×200 lần Hình 3.4 Ảnh SEM bề mặt mẫu sau ủ (ở độ phóng đại x 2000 & 3000 lần) Hình 3.5 Tổ chức thép khơng gỉ mactenxit 420 sau tơi (a) sau ram (b), x500 lần Hình 3.6 Ảnh SEM bề mặt mẫu sau (với độ phóng đại x 2000 & 3000 lần) Hình 3.7 Ảnh SEM bề mặt mẫu sau ram (với độ phóng đại x 2000 & 3000 lần) Hình 3.8 Hình 3.8 Biểu đồ độ cứng mẫu trạng thái nhiệt luyện Hình 3.9 Kết phân tích XRD mẫu ủ, tơi ram trước thấm Hình 3.10 Ảnh tổ chức mặt cắt ngang mẫu (a) không xử lý hóa chất (b) có xử lý hóa chất Hình 3.11 Tổ chức thép 420 sau ủ + thấm N, + thấm N, ram +thấm N Hình 3.12 Ảnh SEM mặt cắt ngang mẫu sau ủ + thấm N (độ phóng đại, x200 & x300 lần) Hình 3.13 Ảnh SEM mặt cắt ngang mẫu sau tơi thấm N (độ phóng đại, x300 & x500 lần) Hình 3.14 Ảnh SEM mặt cắt ngang mẫu sau ram thấm N (độ phóng đại, x300 & x500 lần) Hình 3.15 Chiều dày lớp thấm mẫu trạng thái ủ, tôi, ram sau thấm nitơ Hình 3.16 Kết chụp XRD mẫu mẫu trạng thái ủ, tôi, ram sau thấm nitơ Hình 3.17 Độ cứng bề mặt mẫu trạng thái ủ, tôi, ram sau thấm N iv Hình 3.18 Biểu đồ phân bố độ cứng mẫu trạng thái ủ, tôi, ram sau thấm N Hình 3.19 Tổ chức tế vi thép 420 sau ram mài với độ nhám khác đem thấm N (của vùng gần bề mặt vùng lõi) Hình 3.20 Ảnh SEM mặt cắt ngang mẫu sau ram mài 100 thấm N (độ phóng đại, x300 & x500 lần) Hình 3.21 Ảnh SEM mặt cắt ngang mẫu sau ram, mài 600 thấm N (độ phóng đại, x500 x1000 lần) Hình 3.22 Ảnh SEM mặt cắt ngang mẫu sau ram mài 1200 thấm N(độ phóng đại, x500 & x1000 lần) Hình 3.23 Ảnh SEM mặt cắt ngang mẫu sau ram, mài 2000 thấm N (độ phóng đại, x300 & x500 lần) Hình 3.24 Chiều dày lớp thấm mẫu trạng thái độ nhám khác sau thấm nitơ Hình 3.25 Kết chụp XRD mẫu độ nhám sau thấm Hình 3.26 Biểu đồ độ cứng bề mặt mẫu trạng thái sau ram với độ nhám khác thấm N Hình 3.27 Biểu đồ phân bố độ cứng mẫu trạng sau ram, mài thấm N Hình 3.28 Biểu đồ tổng hợp chiều dày lớp thấm mẫu trạng thái Hình 3.29 Biểu đồ tổng hợp độ cứng bề mặt mẫu trạng v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 So sánh tính chất loại thép khơng gỉ Bảng 1.2 So sánh tính số loại thép khơng gỉ Bảng 1.3 Thành phần hóa học trạng thái cung cấp thép không gỉ 420 Bảng 1.4 Bảng so sánh tính chất vật lí số thép không gỉ mactenxit thép AISI 1045 Bảng 1.5 Tính chất học số thép khơng gỉ nhiệt độ phòng Bảng 1.6 Các chế độ đề xuất cho thép không gỉ 420 Bảng 1.7 Hệ số khuếch tán Nitơ qua lớp thấm Bảng 3.1 Thành phần hóa học (% khối lượng) thép không gỉ mactenxit 420 Bảng 3.2 Độ cứng thép trạng thái cung cấp Bảng 3.3 Độ cứng thép sau ủ Bảng 3.4 Thành phần hóa học (% khối lượng) thép không gỉ mactenxit 420 Bảng 3.5 Độ cứng thép trạng thái cung cấp Bảng 3.6 Độ cứng thép sau ủ Bảng 3.4 Độ cứng thép mactenxit 420 sau ram Bảng 3.5 Chiều dày lớp thấm trạng thái ủ, tôi, ram sau thấm N Bảng 3.6 Độ cứng bề mặt thép trạng thái ủ, tôi, ram sau thấm Bảng 3.7 Độ cứng (HV) thép từ bề mặt vào lõi sau thấm trạng thái ủ, tôi, ram Bảng 3.8 Chiều dày lớp thấm trạng thái có độ nhám khác Bảng 3.9 Độ cứng bề mặt thép sau thấm trạng thái độ nhám khác Bảng 3.10 Độ cứng (HV) thép từ bề mặt vào lõi sau thấm trạng thái vi Lớp thấm N Ram mài giấy #2000 (x200 lần) Cacbit Ram mài giấy #2000 (x500 lần – lõi) Hình 3.19 Tổ chức tế vi thép 420 sau ram mài với độ nhám khác đem thấm N (của vùng gần bề mặt vùng lõi) Quan sát ảnh tổ chức mặt cắt ngang (hình 3.19) mẫu chế độ bề mặt có độ nhám khác cho thấy toàn mẫu thấm Lớp thấm mỏng (khoảng vài chục 100µm) Về tổ chức bên lõi hầu hết đồng tương tự bao gồm: cacbit dạng hạt màu trắng sáng phân tán mactenxit Vùng lớp thấm Vùng thép Hình 3.20 Ảnh SEM mặt cắt ngang mẫu sau ram mài 100 thấm N (độ phóng đại, x300 & x500 lần) Quan sát ảnh SEM (hình 3.20) mẫu sau ram mài giấy giáp có độ nhám 100 thấm nitơ ta thấy rõ vùng lớp thấm có màu đậm chiều dày vào khoảng (47~49) μm 61 Vùng lớp thấm N Vùng thép Hình 3.21 Ảnh SEM mặt cắt ngang mẫu sau ram, mài 600 thấm N (độ phóng đại, x500 x1000 lần) Kết chụp SEM (hình 3.21) mẫu sau ram mài học với giấy ráp có độ nhám 600 thấm nitơ với độ phóng đại lớn lên đến 1000 lần ta quan sát dễ dàng thấy rõ vùng lớp thấm, tổ chức lớp thấm, chiều dày lớp thấm đạt khoảng (30~38) μm Vùng lớp thấm N Vùng thép Hình 3.22 Ảnh SEM mặt cắt ngang mẫu sau ram mài 1200 thấm N (độ phóng đại, x500 & x1000 lần) Kết SEM (hình 3.22) mẫu sau ram mài 1200 cho ta thấy rõ vùng lớp thấm có màu đậm chiều dày lớp thấm vào khoảng (32~34) μm Chiều dày lớp thấm đồng 62 Vùng lớp thấm N Vùng thép Hình 3.23 Ảnh SEM mặt cắt ngang mẫu sau ram, mài 2000 thấm N (độ phóng đại, x300 & x500 lần) Kết SEM (hình 3.23) mẫu ram, mài 2000 thấm nitơ cho ta thấy rõ vùng lớp thấm có màu đậm so với (màu sáng) chiều dày lớp thấm đạt vào khoảng (43~62) μm b Chiều dày lớp thấm Bảng 3.8 Chiều dày lớp thấm trạng thái có độ nhám khác TT Trạng Thái mẫu Ký hiệu Chiều dày lớp thấm (µm) Ram –Mài 100 +N R100-N 58 Ram –Mài 600+N R600-N 35 Ram –Mài 1200+N R1200-N 42 Ram –Mài 2000+N R2000-N 53 63 Chiều dầy lớp thấm (µm) Hình 3.24 Chiều dày lớp thấm mẫu trạng thái độ nhám khác sau thấm nitơ Từ kết chiều dày lớp thấm (bảng 3.8 hình 3.24), cho thấy độ nhám giảm chiều sâu lớp thấm khuếch tán tăng lên nhiên khơng có khác nhiều chứng tỏ chiều sâu lớp thấm không phụ thuộc nhiều vào độ nhám bề mặt Ngoài ra, khác biệt chiều sâu lớp thấm sai số phép đo vị trí lấy mẫu Kết nghiên cứu chiều sâu lớp thấm dày độ nhám giảm (hay bề mặt mẫu nhẵn) mẫu (R600-N, R1200-N R2000-N) phù hợp với kết nghiên cứu Gajendra Prasad Singh cộng nghiên cứu độ nhám đến tính chất lớp thấm nitơ plasma cho thép không gỉ AISI 304 [25] c Kết phân tích XRD Hình 3.25 Kết chụp XRD mẫu độ nhám sau thấm 64 Kết XRD mẫu trạng thái có độ nhám khác nhau, cho thấy pha CrN (Cr,Fe)2N1-x ε-Fe3N hình thành tổ chức lớp thấm d Độ cứng Bảng 3.9 Độ cứng bề mặt thép sau thấm trạng thái độ nhám khác Độ cứng mẫu trạng thái sau ram, mài thấm N (HV) Trạngthái Vị trí đo Vị trí đo R-100 970 977 972 973 R-600 1007 1014 1009 1010 R-1200 1058 1045 1048 1050 R-2000 1085 1076 1091 1084 Trung bình Độ cứng (HV) Vị trí đo Hình 3.26 Biểu đồ độ cứng bề mặt mẫu trạng thái sau ram với độ nhám khác thấm N Nhận xét: Đối với chế độ xử lý bề mặt mẫu sau ram khảo sát độ nhám bề mặt mẫu có ảnh hưởng đến độ cứng bề mặt chi tiết sau thấm N Cụ thể (hình 3.24) thông qua số liệu độ cứng đo bề mặt mẫu sau ram mài với độ nhám khác (bằng loại giấy ráp #100; #600; #1200 #2000) đem thấm ký hiệu mẫu: R100; R600; R1200; R2000 Kết cho thấy độ cứng tăng dần độ nhám giảm dần Trạng thái độ cứng đạt giá trị độ cứng lớn tương ứng với mẫu sau ram có độ nhám bề mặt ký hiệu R2000-N (1084 HV) độ cứng thấp ứng với 65 trạng thái R100-N (973 HV) Do ta thấy mẫu có độ nhám thấp (tức cấp giáp cao, bề mặt mẫu mịn có độ nhẵn bóng cao hơn) độ cứng tăng Về độ cứng tăng lên độ nhám giảm Kết phù hợp với kết nghiên cứu Gajendra Prasad Singh cộng nghiên cứu độ nhám đến tính chất lớp thấm nitơ plasma cho thép không gỉ AISI 304 [22] Bảng 3.10 Độ cứng thép từ bề mặt vào lõi sau thấm trạng thái Độ cứng HV trạng thái mẫu Khoảng cách từ bề mặt (mm) R100-N R600-N R1200-N R2000-N 0,02 981 1005 1028 1045 0,05 896 910 919 925 0,08 562 575 565 629 0,10 538 535 556 572 0,12 518 527 537 529 Lõi 510 502 517 516 Hình 3.27 Biểu đồ phân bố độ cứng mẫu trạng sau ram, mài thấm N 66 Hình 3.25 cho thấy tất trạng thái độ cứng giảm dần từ bề mặt vào lõi Phân bố độ cứng mẫu mài tạo độ nhám bề mặt khác khơng có khác biệt nhiều Kết cho thấy hầu hết giá trị độ cứng ứng với trạng thái R2000-N đạt giá trị lớn điều lần khẳng định thêm ảnh hưởng độ nhám đến độ cứng (tức độ nhám bề mặt mẫu giảm độ cứng tăng lên) 3.3 Tổng hợp chiều dày lớp thấm độ cứng a Ảnh hưởng trạng thái xử lý nhiệt bề mặt đến chiều dày lớp Chiều dầy lớp thấm (µm) thấm Hình 3.28 Biểu đồ tổng hợp chiều dày lớp thấm mẫu trạng thái b Tổng hợp ảnh hưởng trạng thái xử lý nhiệt bề mặt đến độ Độ cứng (HV) cứng Hình 3.29 Biểu đồ tổng hợp độ cứng bề mặt mẫu trạng 67 • Chế độ xử lý nhiệt: Ủ-N, Tơi-N, Ram-N độ cứng mẫu có giá trị lớn trạng thái sau tơi thấm nitơ (1097HV) • Trạng thái thay đổi độ nhám độ cứng tăng lên độ nhám giảm xuống Ứng với độ nhám thấp R2000-N có giá trị độ cứng (1084HV) 68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng công nghệ xử lý nhiệt bề mặt trước thấm đến khả thấm N cho thép không gỉ SUS 420 đạt số kết cụ thể sau: Kết độ cứng từ trạng thái cung cấp (333 HV) sau giảm ủ (181 HV) nâng lên (632 HV) tiếp đến ram (560HV) sau thấm N (> 1000HV), điều cho thấy quy trình xử lý nhiệt bề mặt thực có hiệu độ cứng bề mặt lên đến 1097 HV với độ cứng bề mặt cao làm tăng khả chịu mài mịn cho chi tiết q trình làm việc Kết XRD mẫu sau thấm thấy xuất CrN (Cr,Fe)2N1-x nhỏ mịn có mặt lớp thấm điều minh chứng cho trình thấm N thực xuất pha góp phần dẫn đến làm tăng độ cứng bề mặt Ảnh hưởng trạng thái xử lý nhiệt (ủ; tôi; ram) mẫu trước thấm đến tính chất lớp thấm cho thấy: độ cứng bề mặt đạt giá trị lớn trạng thái + thấm N (1097 HV) Kết nghiên cứu ảnh hưởng trạng thái mẫu đến chiều dày lớp thấm N cho thép không gỉ SUS420 đạt sau: trạng thái ủ thấm nitơ đạt giá trị chiều dày lớp thấm lớn (125 μm) sau đến ram Đối với ảnh hưởng độ nhám bề mặt mẫu mẫu có độ nhám thấp (tức độ nhẵn bóng cao) độ cứng cao Độ nhám cao ứng với mẫu ký hiệu R100 sau thấm đạt độ cứng 973 HV, độ nhám thấp ứng với mẫu ký hiệu R2000 giá trị độ cứng đạt 1084HV sau thấm Chiều dày lớp thấm có xu hướng tăng lên độ nhám giảm KIẾN NGHỊ Khảo sát thêm phương pháp khác nhằm loại bỏ lớp ơxit crơm hình thành bề mặt mẫu công nghệ xử lý bề mặt sử dụng môi trường thấm khác để làm tăng hiệu việc thấm nitơ cho thép không gỉ SUS420 Khảo sát thêm ảnh hưởng chế độ thấm đến khả chống ăn mòn mài mịn thép khơng gỉ SUS420 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phùng Đức Minh Hoàng Văn Tuyền (2019) Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ nhiệt luyện đến thép không gỉ mactenxit AISI 420 Đồ án tốt nghiệp, Đại Học Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội [2] Designing with metals: Stainless steel and corrosion resistance (2019) https://jiano.typepad.com/fbc/2003/11/what_are_active.html [3] Đặc điểm loại thép không gỉ (2019) http://suamayhan.com/ky-thuat- han/dac-diem-cac-loai-thep [4] Nghiêm Hùng (2007) Vật liệu học sở NXB Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội [5] Uddeholm Stavax ESR, Uddeholm (2019) https://www.uddeholm.com/ [6] Nguyễn Ngọc Minh (2015) Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố nhằm ổn định cơng nghệ thấn nitơ thể khí lên số loại thép thông dụng Việt Nam Luận án Tiến Sĩ, Khoa Học Vật Liệu, Đại học Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội [7] A Kosmac (2015) Surface hardening of stainless steels Materials and Applications Series, 20, 1-17 [8] M Alwash, J Klyng (2015) The effects of heat treating process parameters on the hardness of a martensitic stainless steel B.S Thesis, Worcester Polytechnic Institute, Worcester, United States [9] M A V Bermejo (2012) Predictive and measurement methods for delta ferrite determination in stainless steels Welding Journal, 91(4), 113-1212 [10] https://www.industrialheating.com/blogs/14-industrial-heating-expertsspeak-blog/post/95128-surface-cracking-of-the-compound-layer-of-a-gasnitrided-component [11] E L Dalibon, R Charadia, A Cabo, V T Airoldi, S P Brühl (2013) Evaluation of the mechanical behaviour of a DLC film on plasma nitrided AISI 420 with different surface finishing Surface and Coatings Technology, 235, 735-740 [12] L D Barlow, M D Toit (2012) Effect of austenitizing heat treatment on the microstructure and hardness of martensitic stainless steel AISI 420 Journal of Materials Engineering and Performance, 21(7), 1327-1336 70 [13] http://www.interlloy.com.au/our-products/stainless-steel/420-martensiticstainless-steel-bar [14] A N Isfahany, H Saghafian, G Borhani (2011) The effect of heat treatment on mechanical properties and corrosion behavior of AISI420 martensitic stainless steel Journal of Alloys and Compounds, 509(9), 3931-3936 [15] https://www.aksteel.com/sites/default/files/2018-02/420201512.pdf [16] A D Rocha, T Strohaecker, T Hirsch (2003) Effect of different surface states before plasma nitriding on properties and machining behavior of M2 highspeed steel Surface and Coatings Technology, 165(2), 176-185 [17] C J Scheuer, R A Fraga, R P Cardoso, S F Brunatto (2014) Effects of heat treatment conditions on microstructure and mechanical properties of AISI 420 steel Conference of Brazilian Congress of Engineering and Materials Science, MT (Brazil), 48 (23), 5857-5867 [18] https://vi.wikipedia.org/wiki/K%C3%ADnh_hi%E1%BB%83n_vi_%C4%9 1i%E1%BB%87n_t%E1%BB%AD_qu%C3%A9t#Nguy%C3%AAn_l%C3%BD_ ho%E1%BA%A1t_%C4%91%E1%BB%99ng_v%C3%A0_s%E1%BB%B1_t%E 1%BA%A1o_%E1%BA%A3nh_trong_SEM [19] Karl-Erik Thelning, Steel and its heat treatment, Second edition, Linacre House, Jordan Hill, Oxford OX2 8DP, 1984 ISBN 408 01424 [20] C.C HODGSON and H.G BARON, The Tempering and Nitriding of Some 3% Chromium Steels, Iron Steel Inst., 182, 256-265 (1956) [21] Y P Quiñonez-Delgado, H J Dulce-Moreno, G Peña-Rodriguez and L G Arriaga-Hurtado, Effect of surface roughness on nitriding processes by dielectric barrier discharges of carbon steel, IOP Conf Series: Journal of Physics: Conf Series 935 (2017) 012020 doi :10.1088/1742-6596/935/1/012020 [22] Wayan Sujana, Komang Astana Widi, Compared of Surface Roughness Nitride Layers formed on Carbon and Low Alloy steel, International Journal of Engineering Research & Science (IJOER) ISSN: [2395-6992] Vol-3, Issue-5, May- 2017 [23] Mohamed Ali Terres, Brahim Ben Fathallah, Abdelkarim Ghanem, Effects of Surface Pre-treatment on the Nitrided Layers Properties, American Journal of 71 Mechanical and Industrial Engineering, 2017; 2(1): 41-47, doi: 10.11648/j.ajmie.20170201.17 [24] Pawel Szulc and Mikael Fällström, The influence of machining on the effects of nitriding, AGI NEE, HTE Västerås September 2015 [25] Gajendra Prasad Sing, J Alphonsa, P.K Barhai, P.A Rayjada, P.M Raole, S Mukherjee, Effect of surface roughness on the properties of the layer formed on AISI 304 stainless steel after plasma nitriding, Surface & Coatings Technology 200 (2006) 5807–5811 [26] Margarita Bobadilla, Andre Tschiptschin, On the Nitrogen Diffusion in a Duplex Stainless Steel, Mat Res vol.18 no.2 São Carlos Mar./Apr 2015, https://doi.org/10.1590/1516-1439.337714 72 PHỤ LỤC KẾT QUẢ PHÂN TÍCH EDS Phổ EDS mẫu sau ủ Phổ EDS mẫu sau Phổ EDS mẫu sau ram 73 Phổ EDS mẫu ủ thấm nitơ Phổ EDS mẫu ram thấm nitơ Phổ EDS mẫu ram mài 100 thấm nitơ 74 Phổ EDS mẫu ram, mài 600 thấm nitơ 75 ... 1.3.2 Ảnh hưởng yếu tố công nghệ đến hình thành lớp thấm 17 1.3.3 Công nghệ thấm nitơ cho thép không gỉ mactenxit 23 1.3.4 Ảnh hưởng trạng thái xử lý nhiệt bề mặt đến trình thấm nitơ thép không. .. trước thấm ảnh hưởng lớn đến khả hấp thụ khuếch tán nitơ nguyên tử ảnh hưởng nhiều đến q trình kết thấm Chính lựa chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng công nghệ xử lý nhiệt bề mặt trước thấm đến khả. .. công nghệ (ủ, tôi, ram) hay tổ chức trước thấm mẫu có ảnh hưởng tới khả thấm nitơ cho thép không gỉ mactenxit SUS420 - Nghiên cứu xây dựng quy trình cơng nghệ xử lý nhiệt mặt phù hợp thép không gỉ