LƯỢNG CỦA THẫP KHễNG GỈ
3.1 ẢNH HƯỞNG CỦA THÀNH PHẦN HểA HỌC
Để xỏc định tổ chức của thộp Crụm-Niken người ta thường dựng giản đồ theo hỡnh 2.3.
Giản đồ chỉ rừ tổ chức thộp được xỏc định với thành phần húa học xỏc định. Với thành phần hợp kim SCS 13, SCS 14 cú tổ chức là Austenit và Ferit dư. Cỏc nguyờn tố C, Si, Mn, P, S, Cr, Ni, Mo cú những vai trũ nhất định đối với chất lượng của thộp khụng gỉ.
Ta cú thể phõn loại thành hai nhúm nguyờn tố hợp kim cú vai trũ thỳc đẩy sự hỡnh thành tổ chức Ferit và Austenit như sau:
Cỏc nguyờn tố ổn định tổ chức Austenit đặc trưng bởi hàm lượng Ntđ = Ni + 30%C + 0,5%Mn, nhưng Niken là nguyờn tố quyết định nhiều đến sự hỡnh thành tổ chức Austenit ngay ở nhiệt độ thường. Ngoài ra Niken là nguyờn tố nõng cao tớnh dẻo dai của thộp khụng gỉ hay núi cỏch khỏc nú quyết định độ dai va đập của thộp khụng gỉ. Mangan là hai nguyờn tố khi hũa tan vào thộp ở trạng thỏi dung dịch rắn cú tỏc dụng húa bền nền kim loại, do vậy nõng cao cơ tớnh tổng hợp cho thộp. Tuy nhiờn nếu muốn đạt được thộp khụng gỉ lý tưởng cú tổ chức hoàn toàn Austenit thỡ phải sử dụng lượng Niken cao, điều này khụng kinh tế vỡ Niken rất đắt tiền. Cỏcbon là nguyờn tố cú tỏc dụng nõng cao độ bền của thộp và tạo cỏc bớt với cỏc nguyờn tố trong thộp khụng gỉ như Crụm. Hàm lượng cỏcbon càng cao khả năng tạo cỏc bớt càng mạnh vớ dụ Cr7C3, Cr23C6. Đối với thộp kết cấu thỡ cỏc loại cỏc bớt này nằm ở biờn hạt cú tỏc dụng làm nhỏ hạt thộp, nõng cao cơ tớnh và cũn cú tỏc dụng chịu mài mũn. Đối với thộp khụng gỉ Austenit hàm
bớt gõy hiện tượng ăn mũn tinh giới (một dạng ăn mũn lượng kim loại mất đi khụng đỏng kể nhưng rất nguy hiểm do phỏ hủy mỏi).
Cỏc nguyờn tố ổn định Ferit đặc trưng bởi hàm lượng Crtđ = Cr+Mo+1,5Si+0,5Nb, trong đú nguyờn tố Crụm là nguyờn tố quyết định khả năng tạo tổ chức Ferit. Người ta đưa Crụm vào thộp khụng gỉ SCS 13, SCS 14 với hàm lượng từ 18 – 20% cú những mục đớch chớnh:
+ Sử dụng Crụm kinh tế hơn Ni: Crụm với hàm lượng trờn khi kết hợp với Ni vẫn đảm bảo thộp cú tổ chức nền Austenit và Ferit dư khoảng 5 – 20%. Austenit và Ferit cú thế điện cực xấp xỉ nhau đồng thời với lượng dư như vậy khụng ảnh hưởng tới tớnh chất khụng gỉ của thộp.
+ Mặt khỏc Crụm là nguyờn tố oxi húa mạnh nờn tạo trờn bề mặt thộp lớp oxit Cr2O3 xớt chặt phủ kớn bề mặt thộp cú tớnh thụ động ăn mũn, do vậy khả năng bảo vệ ăn mũn rất tốt.
Nguyờn tố Silic trong thộp kết hợp với Mn húa bền mạnh nền kim loại theo cơ chế húa bền dung dịch rắn, nõng cao cơ tớnh cho thộp.
Molipđen là nguyờn tố đặc biệt, khi đưa Mo vào thộp khụng gỉ cú tỏc dụng làm tăng điện trở của màng thụ động do đú làm cho thộp chống lại hiện tượng ăn mũn lỗ (ăn mũn cục bộ tạo ra cỏc lỗ) trong nước biển và trong cỏc dung dịch muối Clo.
Hàm lượng Lưu huỳnh và Phốt pho trong thộp thể hiện chất lượng của thộp. Tổng hàm lượng P, S < 0,5% ta cú thể núi thộp đạt chất lượng cao.
3.2 ẢNH HƯỞNG CỦA CễNG NGHỆĐÚC
Cụng nghệ đỳc hợp lý làm cho chi tiết đạt được sau kết tinh đặc chắc, đồng đều. Điều đú thuận lợi cho cả khõu nhiệt luyện khi nung núng và làm nguội sẽ ớt gõy ứng suất dẫn đến nứt sản phẩm. Thiết kế đỳc cũn tạo điều kiện thuận tiện cho việc cắt đậu ngút và làm sạch khi chọn kớch thước đậu
Thộp SCS 13 và SCS 14 là hợp kim cú hàm lượng Crụm cao. Nguyờn tố Crụm hỡnh thành màng oxit làm sệt nước thộp, giảm tớnh chảy loóng. Thộp chứa crụm cú hệ số co ngút cao, cú xu hướng nứt núng do Crụm làm giảm tớnh dẫn nhiệt. Khi thiết kế đỳc phải chỳ ý hệ thống rút, ngút sao cho đảm bảo trỏnh rỗ ngút, rỗ co.
Cỏc biện phỏp cụng nghệ cú tỏc động lớn đến chất lượng của chi tiết. Vị trớ vật đỳc khi rút quyết định cỏch thức đụng đặc, dẫn đến khả năng bự ngút tốt hay xấu. Để đứng chi tiết khi rút (rút đứng) tạo điều kiện cho hướng đụng đụng đặc từ dưới lờn trờn. Đặt đậu ngút ở chỗ vật đỳc đụng rắn sau cựng cú tỏc dụng bổ ngút. Kớch thước đậu ngút phải đảm bảo cho đậu ngút đụng rắn sau cựng. Trong trường hợp khụng cho phộp rút đứng thỡ mới rút nằm, quỏ trỡnh đụng đặc sẽ là đồng thời trờn toàn chi tiết. Nờn ưu tiờn bề mặt làm việc ở chi tiết ở phớa khuụn dưới để được kết tinh trước. Do đú từng chi tiết cụ thể ta chọn cụng nghệ cho phự hợp.
Hệ thống rút bờn phõn tầng là hợp lý nhất khi vật đỳc cao và đặt đứng vỡ dũng chảy ờm, tạo đụng đặc cú hướng. Tuy nhiờn hệ thống rút kiểu này khú lọc xỉ. Để khắc phục nờn dựng nồi rút cú vỏch ngăn xỉ hoặc phải cào sạch xỉ trước khi rút.
Thao tỏc rút cũng ảnh hưởng đến quỏ tỡnh đụng đặc. Khi rút vật đỳc to nặng, đợi khi kim loại dõng lờn 1/4 chiều cao đậu ngút thỡ rút trực tiếp vào đậu ngút, như vậy đậu ngút cú nhiệt độ cao nhất sau cựng sẽ tăng hiệu quả bự ngút.
3.3 ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRèNH XỬ Lí NHIỆT
Nhiệt luyện là một phần cụng nghệ quan trọng quyết định tớnh chất cơ lý của cỏc loại thộp. Khả năng làm việc của vật liệu chịu ăn mũn phụ thuộc vào chế độ nhiệt luyện. Tựy theo tớnh năng sử dụng của mỗi chi tiết mà lựa
chọn thành phần vật liệu và chế độ nhiệt luyện tương ứng tối ưu để cú được thời gian sử dụng cao nhất
Chế độ nhiệt luyện bao gồm: Ủ, thường húa, tụi, ram, húa nhiệt luyện. Cỏc chế độ nhiệt luyện đều phải qua những bước: Gia nhiệt nung núng, giữ nhiệt và làm nguội. Phải nghiờn cứu để thực hiện cỏc nguyờn cụng cho phự hợp với mỗi mỏc thộp, thành dày chi tiết, độ phức tạp của chi tiết. Nếu khụng đỳng quỏ trỡnh nhiệt luyện sẽ gõy nứt vỡ hoặc dẫn đến cơ tớnh vật liệu khụng đảm bảo.
Chế độ nõng nhiệt của cỏc quỏ trỡnh nhiệt luyện đều cú nhiệm vụ đưa tổ chức ban đầu về Austenit và tạo ra cấu trỳc cú cỡ hạt nhỏ nhất. Với hợp kim Crụm-Niken cao tốc độ nõng nhiệt cần chậm vỡ độ truyền nhiệt của chỳng kộm, dễ gõy nứt do ứng suất khi nung.
Thời gian giữ nhiệt của nguyờn cụng nhiệt luyện cần hợp lý, đảm bảo thấu nhiệt cho toàn bộ sản phẩm và hoàn thành quỏ trỡnh biến đổi pha, nhưng cũng khụng được quỏ dài vỡ sẽ làm thụ hạt và thoỏt Cac bon bề mặt của thộp.
Vấn đề làm nguội sau khi nung của nguyờn cụng nhiệt luyện cũng rất phức tạp và phụ thuộc vào chế độ nhiệt luyện đó chọn. Nú bao gồm cỏc chế độ làm nguội chậm theo lũ, nguội ngoài khụng khớ, nguội trong mụi trường dầu, mụi trường nước... Mỗi chế độ và mụi trường làm nguội cho ta cơ tớnh khỏc nhau. Vỡ vậy với mỗi loại chi tiết phải chọn chế độ nguội phự hợp mới đạt được khả năng làm việc mong muốn
CHƯƠNG 4