Trong quỏ trỡnh làm luận văn này chỳng em thực hiện thấm cho mẫu lừi neo ngành đƣờng sắt, kết quả sau khi xử lý lừi neo đó đạt đƣợc yờu cầu làm việc nhƣ mong muốn.
Điều kiện làm việc và yờu cầu cơ tớnh:
- Điều kiện làm việc: Phải tiếp xỳc với dõy cỏp, kộo căng dõy cỏp, lừi neo phải bắt chặt vào cỏp.
- Yờu cầu cơ tớnh: Độ cứng bề mặt cao, trờn 61HRC Chiều dày lớp thấm: 600μm.
- Thành phần húa học của thộp dựng làm lừi neo đƣờng sắt, xỏc định trờn mỏy quang phổ phỏt xạ của Tổng cục đo lƣờng chất lƣợng 1:
Bảng 3.8. Thành phần húa học của mẫu lừi neo đường sắt
Nguyờn tố C Mn Cr Ni S P Si Mo
Hàm lƣợng (%) 0.1906 0.7943 1.0719 0.023 0.021 0.016 0.227 0.157
Hỡnh 3.44. Ảnh mẫu neo đường sắt
Trƣớc khi cỏc tỏc giả luận văn nhận đƣợc yờu cầu. Cơ sở sản xuất đó tự nhiệt luyện và đặt hàng ở một vài nơi nhƣng khụng đạt đƣợc yờu cầu về độ cứng cũng nhƣ
66
khả năng làm việc. Nhúm nghiờn cứu đó tiến hành xử lý nhiệt cho lừi neo đƣờng sắt đó đạt đƣợc một số yờu cầu của đơn vị đặt hàng, cụ thể quy trỡnh nhiệt luyện theo quy trỡnh nhƣ sau:
Hỡnh 3.45. Quy trỡnh thấm C-N cho lừi neo ngành đường sắt
1: Cấp khớ NH3
2: Cấp khớ thấm (khớ gas trƣớc, CO2 sau) 3: Ngừng cấp khớ thấm
4: Tắt toàn bộ khớ
Lưu ý: Khớ N2 đƣợc cấp trong suốt quỏ trỡnh nung
- Tổ chức tế vi của lừi neo đƣờng sắt sau khi xử lý thấm C-N
67
X500 X500, lừi
Hỡnh 3.46. Tổ chức tế của lớp thấm và lừi của chi tiết sau khi thấm và tụi trực tiếp
- Độ cứng tế vi:
Bảng 3.9. Độ cứng lớp thấm theo chiều dày lớp thấm
Chiều sõu(μm) 40 90 150 200 250 300 400
Độ cứng(HRC) 58.5 61.3 64.8 63.4 62.1 61.9 54.6 Chiều sõu(μm) 500 600 700 800 900 1000 lừi Độ cứng(HRC) 45.5 40.9 39.7 39.4 38.7 38
68
Hỡnh 3.47. Sự thay đổi độ cứng theo chiều dày lớp thấm
Nhận xột:
- Tổ chức của lừi neo ngành đƣởng sắt sau khi xử lý nhiệt bằng thấm + tụi trực tiếp cú tổ chức gần với tổ chức điển hỡnh của lớp thấm C-N gồm cú 3 vựng vựng I: Cú hàm lƣợng nitơ và cacbon cao nhất, là vựng giàu cỏc loại cacbit và nitơrit là vựng cú độ cứng rất cao, vựng II: tổ chức của mactenxit cựng với lƣợng austenit dƣ khỏ lớn vựng III: Là vựng mactenxit khỏ mịn và cỏc loại cacbit hợp kim.
- Cơ tớnh của lớp thấm thể hiện trờn giản đồ phõn bố độ cứng hỡnh 3.47: Độ cứng của lớp thấm bờn ngoài cựng cú độ cứng rất cao phản ỏnh độ cứng của cỏc loại cacbit và nitơrit, sau đú độ cứng giản dần vỡ trong tổ chức ngoài mactenxit cũn cú sự xuất hiện của austenit dƣ.
69
Lừi neo 5mm ỏp dụng cho ngành Đƣờng Sắt đó đƣợc kộo thử tại Cụng ty Xõy dựng Đụng Anh, đạt yờu cầu khi lực kộo hiện trƣờng là 4 tấn
70
KẾT LUẬN
Từ những kết quả nghiờn cứu và khảo sỏt đó trỡnh bày ở phần trờn cú thể kết luận nhƣ sau:
1. Đó nghiờn cứu, tỡm hiểu đƣợc lý thuyết về thấm cacbon-nitơ, cơ chế cỏc phản ứng xảy ra trong mụi trƣờng lũ trong quỏ trỡnh thấm.
2. Luận văn đó nghiờn cứu quy trỡnh thấm cacbon - nitơ hoàn toàn sử dụng cỏc loại khớ trong nƣớc trờn cơ sở khớ, hỗn hợp khớ thấm bao gồm: Khớ gas cụng nghiệp, khớ CO2, khớ NH3 và khớ N2.
3. Nội dung của luận văn đó nghiờn cứu ảnh hƣởng của nhiệt độ, thời gian và lƣu lƣợng của khớ thấm đến tổ chức và cơ tớnh của lớp thấm đối với mỏc thộp 20XM thu đƣợc kết quả khi thấm tại nhiệt độ 8400C với thời gian 3h và lƣu lƣợng khớ thấm là: Với hàm lƣợng NH3 nhỏ hơn 10%, tỷ lệ CO2/gas = 1,5 ữ 1,7 cỏc chỉ tiờu thấm đạt đƣợc: Tổ chức lớp thấm khỏ nhỏ mịn, khụng phỏt hiện khuyết tật. Độ cứng lớp bề mặt cao 62 ữ 65HRC, độ cứng lừi 37 ữ 39HRC độ cứng giảm dần đều từ bề mặt vào lừi. Kết quả cú đƣợc do thành phần cỏc khớ đƣợc điều chỉnh một cỏch hợp lý, tạo ra mụi trƣờng thấm phự hợp.
4. Đó nghiờn cứu ảnh hƣởng của chế độ khuếch tỏn tới độ cứng và chiều sõu của lớp thấm thu đƣợc kết quả là: Thấm cacbon-nitơ với tổng thời gian thấm là 3h, khi ỏp dụng chế độ cấp khớ thấm và ngừng cấp sau đú lại cấp khớ và ngừng thỡ thấy hiệu quả thấm tăng lờn đỏng kể, cụ thể là chiều sõu lớp thấm đó tăng lờn và giỏ trị độ cứng đƣợc đẩy sõu vào trong lừi với hiệu ứng đẩy giỏ trị độ cứng vào sõu lớp thấm.
5. Đó xỏc định đƣợc tổ chức của lớp thấm cacbon-nito với chế độ thấm cụ thể gồm: lớp ngoài cựng là cỏc cacbit và nitơrit cú độ cứng cao, tiếp theo là vựng tồn tại của dung dịch rắn, mactenxit nhỏ mịn.
6. Cỏc dạng khuyết tật nhƣ: Lỗ đen, austenit dƣ, tổ chức phi mactenxit cú thể hạn chế hoặc khắc phục bằng từng phƣơng phỏp riờng biệt. Phƣơng phỏp để hạn chế
71
cho cả ba khuyết tật trờn là điều chỉnh lƣợng C-N hợp lý trờn bề mặt lớp thấm
bằng cỏch điờự chỉnh lƣu lƣợng thấm hợp lý.
7. Đó ứng dụng thành cụng thấm cacbon-nitơ cho lừi neo ngành đƣờng sắt đỏp ứng đƣợc yờu cầu thực tế.
8. Từ những kết quả nghiờn cứu của luận văn đó cụng bố đƣợc 01 bài bỏo trờn tạp chớ Khoa học Cụng nghệ Kim loại số 43 thỏng 8 năm 2012.
72
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. V. M. Zintchenko, "Surface engineering of gated wheel by thermochemical treatment”, Moscow, 2001.
2. BM. зиHчEHKO, Инҗенерия Пobepxнocти Зyбчатых Кoлec Metoдами Xимико-Tермической Oбработки
3. N. A. Titov: Carbon potential and composition of a neutral controlled atmosphere produced from methane and a nitrogen-oxygen mixture, Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No.6(1998), p. 10-14. 4. Stickels, C.A: Gas-Carburising, Metals Handbook, vol.4,2004
5. Lee-Der Liu, Fan-Shiong Chen: Super-carburization of low alloy steel in a vacuum furnace, Surface and Coatings Technology 183 (2004), p.233–238 6. Xимико– Tepмичеckая Oбработка Шеcтерен, Mockba 1986
7. B.ZAKHAROV, Heat-treatment of metals; Peace Publishers. Moscow – 1962. 8. B. Edenhofer, W. Grafen, J Muller-Ziller: Plasma-carburising and surface heat
treatment processes, surface & Coatings technology 200 (2005), p.1830-1836.
9. www.key-to-steel.com.
10.Lee-Der Liu, Fan-Shiong Chen: Super-c arburization of low all ow steel in vacuum furnace, surface and Coatings Technology 183 (2004), p.233-238. 11.PGS. TS Lờ Thị Chiều, Chế tạo neo cỏp bờ tụng dự ứng lực thay thế lừi neo
nhập ngoại, Đề tài NCKH cấp nhà nƣớc (2010), mó số: KC.02.21/06-10.
12.Lờ Thị Chiều, Nguyễn Anh Sơn: Nõng cao chất lƣợng lớp thấm C-N cho thộp 20CrMo bằng phƣơng phỏp xử lý nhiệt; Tạp chớ Cụng nghiệp, số 10-2/2007 13.Nguyễn Văn Tƣ, Xử lý bề mặt (1999), Đại học Bỏch Khoa Hà Nội.
14.PGS. TS Nguyễn Phỳ Ấp, Cụng nghệ húa nhiệt luyện trong chế tạo mỏy,Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật
15.Nghiờm Hựng, Nhiệt Luyện cỏc chi tiết ụtụ mỏy kộo; Nhà xuất bản khoa học-Kỹ thuật, 1985.