9. Bố cục luận án
3.2.1.1. Vật liệu nền
Vật liệu nền sử dụng trong nghiên cứu này là thép hợp kim 16Mn, có thành phần hóa học được trình bày trong (bảng 3.1).Qua quá trình tìm hiểu và khảo sát
thực tế, mác thép hợp kim 16Mn được sử dụng phổ biến cho các kết cấu chi tiết máy làm việc trong điều kiện chịu mài mòn và xói mòn. Các chi tiết máy loại này được ứng dụng nhiều trong các ngành như khai thác mỏ, nhiệt điện, thủy điện, xi măng và các nồi hơi công nghiệp... Mẫu phun được gia công trên các máy công cụ đảm bảo theo đúng yêu cầu của từng loại mẫu thực nghiệm.
Bảng 3.1. Thành phần hóa học và cơ tính của mẫu thép 16Mn.
Thành phần C(%) Si(%) Mn(%) P(%) S(%) Cr(%) Cu(%) Ni(%) Mo(%) Tỷ lệ % nguyên tố 0.17 0.27 1.31 0.015 0.02 0.04 0.02 0.01 0.01 Cơ tính Giới hạn chảy Y.S (MPa) Giới hạn bền T.S (MPa) Độ dãn dài (%) 354 532 35.5 3.2.1.2. Vật liệu phủ
Qua các nghiên cứu khảo sát ở chương 1 và 2, bột Cr3C2 - NiCr (Sulzer Metco - Singapore) được lựa chọn sử dụng tạo lớp phủ trong nghiên cứu này. Hạt Cr3C2 - NiCr có đường kính trung bình -30/+5 μm, với thành phần hóa học: C ≤ 0,2%; Si ≤ 0,5%; NiCr 29,5% và Cr3C2 69,8%. Loại bột này ở điều kiện tiêu chuẩn tồn tại dưới dạng chất rắn có màu xám và hình thái bột (hình 3.2).
a, Ảnh chụp bột Crôm cacbit b, Hình thái cấu trúc bột Cr3C2 - NiCr Hình 3.2. Hình ảnh và cấu trúc bột Crôm cacbit
Khi các tinh thể Crôm cacbit được phủ lên bề mặt kim loại, nó cải thiện khả năng chống mài mòn, ăn mòn và xói mòn của kim loại và duy trì các đặc tính này ở nhiệt độ cao. Thành phần chính đóng vai trò cứng nhất trong hỗn hợp bột Cr3C2 - NiCr là Cr3C2, các thuộc tính của Crôm cacbit được trình bày trong (bảng 3.2) [4].
Bảng 3.2. Các thuộc tính của Crôm cacbit
Công thức phân tử Cr3C2
Khối lượng mol 180,009 g/mol
Hình dạng tinh thể Bát diện
Khối lượng riêng 6,68 g/cm3
Nhiệt độ nóng chảy 1,895°C (2,168 K; 3,443°F) Nhiệt độ sôi 3,800°C (4,070 K; 6,870°F)