2.1. Gang cầu ban đầu
Gang cầu ban đầu có thành phần nguyên tố hợp kim theo % khối lượng: 3,62 %C; 2,80 %Si; 0,37 %Mn; 0,37 %Ni; 0,45 %Cu; 0,43 %Cr; 0,015 %S; 0,012 %P; 0,06 %Mo và 0,04 %Mg nấu trong lò cảm ứng trung tần. Biến tính cầu hóa trong gầu Tundish bằng 2% hợp kim trung gian FeSiMg6. Biến tính chống trắng bằng 0,5 % FeSi75. Gang sau biến tính được rót thành mẫu thử tiêu chuẩn hình chữ Y (hình 2.1a). Nhiệt độ rót 1450 đến 1480 oC. Từ phần dưới của mẫu chữ Y, cắt các mẫu kích thước (15x15x15) mm để thí nghiệm cho các chế độ khác nhau (hình 2.1d), mẫu thử cơ tính theo tiêu chuẩn TCVN 197-1:2014 (hình 2.1c) và mẫu đánh giá giãn nở của gang ADI có chiều dài 100 mm, đường kính 10 mm (hình 2.1b).
a)
b)
c) d)
Hình 2.1. Mẫu đúc và các loại mẫu thử dùng trong thí nghiệm a) – Mẫu đúc, b)- Mẫu đo giãn nở, c) – Mẫu thử kéo, d) – Mẫu soi tổ chức tế vi, phân tích EDX
48
2.2. Đánh giá tổ chức tế vi
Khoảng nhiệt độ vùng ba pha được xác định nhờ đường cong giãn nở nhiệt trên thiết bị NETZSC- DIL 402 PC (hình 2.2). Nguyên lý của phương pháp đo là, theo nhiệt độ, tại các điểm chuyển biến pha, kích thước mẫu sẽ có sự thay đổi đột ngột. Từ các điểm đặc biệt trên đường cong giãn nở, xác định các nhiệt độ chuyển biến pha khi nung. Nhiệt độ nung tmax= 1100 oC, tốc độ nâng nhiệt vN = 10 o/phút nhằm xác định quan hệ giữa tỉ số L/L0 với nhiệt độ và thời gian (L: độ gia tăng chiều dài mẫu, Lo: chiều dài ban đầu của mẫu thí nghiệm).
3.3 Xác định hàm lƣợng cacbon
Tổ chức tế vi của gang được đánh giá tại Trung tâm Kiểm định chất lượng, Viện Công nghệ, Bộ Quốc phòng. Kỹ thuật mài mẫu, đánh bóng và tẩm thực mẫu tiến hành theo tiêu chuẩn, đánh bóng lần cuối cùng bằng bột kim cương 1μm, tẩm thực bằng dung dịch Nital 3 %. Tổ chức kim loại đánh giá trên kính hiển vi quang học Axio Obsever D1M (Germany) (hình 2.3). Kính hiển vi quang học có kèm theo
Hình 2.2. Giãn nở kế NETZSC-DIN 402PC
49 phần mềm Matavis Hard để xác định tỷ phần các pha và tổ chức của gang. Pha ferit phần mềm Matavis Hard để xác định tỷ phần các pha và tổ chức của gang. Pha ferit có màu trắng, mactenxit có màu tối và pha austenit có màu xám.
Hàm lượng cacbon trong austenit sau khi austenit hoá, được xác định như sau. Sau khi đã nung austenit hoá hoàn toàn, gang được tôi trong nước. Toàn bộ austenit sẽ chuyển thành mactensit. Hàm lượng C trong mactensit chính là hàm lượng C bão hoà trong austenit và được xác định bẳng ba phương pháp:
- Phổ phân tán năng lượng Rơnghen (EDX)
- Công thức kinh nghiệm: %C = -0,435 +( 0,335×10-3)T+ (1,61×10-6)T2+
0,006(%Mn) – 0.11( %Si) -0,07(%Ni) + 0,014(%Cu) – 0,3(%Mo) [96] (2.1)