Đang tải... (xem toàn văn)
Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, thép không gỉ và thép hợp kim bền nhiệt đã trở thành vật liệu của tương lai, do đáp ứng được các yêu cầu ngày càng khắt khe của các ngành kỹ thuật nên nó được sử dụng rộng rãi trong đời sống hàng ngày và trong nhiều lĩnh vực kỹ thuật. Tuy nhiên, thép không gỉ và thép hợp kim bền nhiệt là lọai thép có thành phần hợp kim (Cr, Ni) cao nên quá trình sản xuất phải thực hiện theo một quy trình công nghệ phức tạp. Hiện nay thép không gỉ và thép hợp kim bền nhiệt được sử dụng tại Việt nam chủ yếu là nhập ngọai dạng thanh, tấm, ống với giá thành cao. Dạng các chi tiết máy thì phải đặt hàng ở nước ngoài với giá thành rất cao và luôn bị phụ thuộc. Là một thành viên của ngành luyện kim Việt Nam, công ty Cổ phần cơ khí Luyện Kim chúng tôi đã trăn trở rất nhiềutrước vấn đề trên.Các đề tài: Chế tạo cụm van của trược của thùng rót thép, Chế tạo trục cán gang hai lớp bằng phương pháp ly tâm, chế tạo thép khuôn mẫu… đã được chúng tôi thực hiện trong nh?ngnăm qua. Tinh luyện thép hợp kim ngòai lòđể đúc thép không gỉ, thép hợp kim bền nhiệt là tâm huyết của chúng tôi với mong muốn khắc phục một phần vấn vấn đề trên và góp nâng cao chất lượng thép đúc Việt Nam trên con đường công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Chúng tôi xin chân thành cám ơn Vụ Khoa học Công nghệ- Bộ Công Thương, Công ty Tôn Phương Nam, Công Ty Thép Biên Hòa, Công ty Capital (Anh quốc) đã tạo điều kiện giúp đỡ chúng tôi hoàn thành đề tài này. Do hạn chế về thời gian, trang thiết bị công nghệ và trình độ công nghệ, chắc chắn đề tài của chúng tôi sẽ cònmột số tồn tại nhất định, rất mong nhận được sự đóng góp quý báu của các cấp, các cách ngành, đặc biệt là các nhà chuyên môn. Xin trân trọng cám ơn CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI Phạm Mạnh Cường Nghin c?u p d?ng phuong php tinh luy?n thp h?p kim dc ngịai lị (tr
Nghiên cứu áp dụng phương pháp tinh luyện thép hợp kim đúc ngòai lò (trong lò trung tần) 1 MỤC LỤC LỚI MỞ ĐẦU trang 02 Chương 1. TỔNG QUAN VỀ THÉP KHÔNG RỈ, THÉP ĐÚC BỀN NHIỆT VÀ CÔNG NGHỆ TINH LUYỆN THÉP HP KIM NGÒAI LÒ 1.1 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC NGUYÊN TỐ HP KIM 03 1.1.1 Ảnh hưởng nguyên tố Si 1.1.2 Ảnh hưởng nguyên tố Mn 1.1.3 Ảnh hưởng nguyên tố Ni 1.1.4 Ảnh hưởng nguyên tố Cr 1.1.5 Ảnh hưởng nguyên tố Mo 1.2 TỔNG QUAN VỀ THÉP KHÔNG GỈ 06 1.3 TỔNG QUAN VỀ THÉP BỀN NHIỆT 14 1.4 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TINH LUYỆN THÉP HP KIM NGÒAI LÒ 17 Chương 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 28 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 Chương 3 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯC 3.1 CÔNG NGHỆ ĐÚC 30 3.2 CÔNG NGHỆ NẤU LUYỆN. 30 3.3 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯC. 34 Chương 4 SỬ DỤNG THỬ NGHIỆM 35 Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 36 5.1 KẾT LUẬN 5.2 KIẾN NGHỊ PHỤ LỤC VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO 6.1 Phụ lục 1: Công nghệ đúc các chi tiết 6.2 Phụ lục 2: Các quy trình công nghệ 6.3 Phụ lục 3: Các sản phẩm đúc đã thực hiện. 6.4 Phụ lục 4: Kết quả kiểm tra cơ tính và tổ chức kim lọai 6.5 Phụ lục 5: Bảng tính giá thành chế tạo 6.6 Phụ lục 6: Nhận xét của khách hàng sử dụng 6.7 Tài liệu tham khảo Nghiên cứu áp dụng phương pháp tinh luyện thép hợp kim đúc ngòai lò (trong lò trung tần) 2 LỜI MỞ ĐẦU Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, thép không gỉ và thép hợp kim bền nhiệt đã trở thành vật liệu của tương lai, do đáp ứng được các yêu cầu ngày càng khắt khe của các ngành kỹ thuật nên nó được sử dụng rộng rãi trong đời sống hàng ngày và trong nhiều lónh vực kỹ thuật. Tuy nhiên, thép không gỉ và thép hợp kim bền nhiện là lọai thép có thành phần hợp kim (Cr, Ni) cao nên quá trình sản xuất phải thực hiện theo một quy trình công nghệ phức tạp. Hiện nay thép không gỉ và thép hợp kim bền nhiệt được sử dụng tại Việt nam chủ yếu là nhập ngọai dạng thanh, tấm, ống với giá thành cao. Dạng các chi tiết máy thì phải đặt hàng ở nước ngoài với giá thành rất cao và luôn bò phụ thuộc. Là một thành viên của ngành luyện kim Việt Nam, công ty Cổ phần cơ khí Luyện Kim chúng tôi đã trăn trở rất nhiều trước vấn đề trên.Các đề tài: Chế tạo cụm van của trược của thùng rót thép, Chế tạo trục cán gang hai lớp bằng phương pháp ly tâm, chế tạo thép khuôn mẫu… đã được chúng tôi thực hiện trong những năm qua. Tinh luyện thép hợp kim ngòai lò để đúc thép không gỉ, thép hợp kim bền nhiệt là tâm huyết của chúng tôi với mong muốn khắc phục một phần vấn vấn đề trên và góp nâng cao chất lượng thép đúc Việt Nam trên con đường công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Chúng tôi xin chân thành cám ơn Vụ Khoa học Công nghệ- Bộ Công Thương, Công ty Tôn Phương Nam, Công Ty Thép Biên Hòa, Công ty Capital (Anh quốc) đã tạo điều kiện giúp đỡ chúng tôi hòan thành đề tài này. Do hạn chế về thời gian, trang thiết bò công nghệ và trình độ công nghệ, chắc chắn đề tài của chúng tôi sẽ còn một số tồn tại nhất đònh, rất mong nhận được sự đóng góp quý báu của các cấp, các cách ngành, đặc biệt là các nhà chuyên môn. Xin trân trọng cám ơn CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI Phạm Mạnh Cường Nghiên cứu áp dụng phương pháp tinh luyện thép hợp kim đúc ngòai lò (trong lò trung tần) 3 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ THÉP KHÔNG RỈ, THÉP ĐÚC BỀN NHIỆT VÀ CÔNG NGHỆ TINH LUYỆN THÉP HP KIM NGÒAI LÒ I. ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC NGUYÊN TỐ HP KIM 1.1 Ảnh hưởng nguyên tố Si Silic là nguyên tố mở rộng vùng α và không tạo ra cácbit. Silic làm tăng tính thấm tôi của thép, nhưng chỉ ở mức độ trung bình ( Hệ số thấm tôi của Mangan là 4, còn của silic là 1,7 ). Ngoài ra, silic còn có tác dụng làm tăng tính ổn đònh ram, nhưng không làm tăng tính dòn ram của thép. Silic còn có khả năng chống oxy hoá ở nhiệt độ cao và tăng độ bền rão. Tuy nhiên, khi tăng hàm lượng silic trong thép sẽ làm dòch chuyển đường cong chữ “C” chuyển biến đẳng nhiệt austenit của hợp kim sang bên trái, thúc đẩy quá trình tiết cácbit thứ cấp, tạo peclit làm giảm độ cứng và tính chòu mài mòn. Trong vùng chuyển biến mactensit thì silic lại làm tăng nhiệt độ Ms làm cho chuyển biến mactensit xẩy ra triệt để hơn. 1.2 Ảnh hưởng nguyên tố Mn Mangan có cấu trúc tinh thể lập phương với thông số mạng 9,894 A° . Do có thông số mạng tinh thể lớn hơn nhiều so với sắt nên khi hợp kim hoá mangan vào sắt sẽ làm tăng thông số mạng tinh thể của hợp kim. Tỷ trọng của mangan nhỏ hơn của sắt nên khi tăng hàm lượng mangan trong sắt sẽ làm giảm tỷ trọng của hợp kim ( ví dụ, khi Mn = 5% thì tỷ trọng của hợp kim sẽ giảm từ 7,88 xuống 7,83 kg/dm 3 ). Nhiệt độ nóng chảy của mangan là 1247°C. Mangan là nguyên tố hợp kim mở rộng vùng γ . Đối với cácbon, mangan cũng tạo thành cácbit dạng ( Fe,Mn ) 3 C với tính chất gần giống như xêmentit. Khác với các cácbit crôm, cácbit mangan dễ hoà tan vào dung dòch rắn như xêmentit và cũng dễ tiết ra từ dung dòch rắn khi ram. Mangan làm tăng mạnh độ cứng và độ bền của ferit . Mangan cũng làm tăng mạnh độ cứng của austenit như crôm. Đối với hợp kim Fe-Cr-Mn thì khi tăng hàm lượng mangan sẽ làm chậm chuyển biến γ → α khi làm nguội). Còn khi hợp kim chứa 1%C thì các điểm tới hạn khi làm nguội còn giảm mạnh hơn. Do đó khi nung để tôi hợp kim chứa cácbon cao thì cácbit Nghiên cứu áp dụng phương pháp tinh luyện thép hợp kim đúc ngòai lò (trong lò trung tần) 4 mangan dễ hoà tan vào austenit và độ bão hoà mangan trong dung dòch rắn tăng lên. Ví dụ khi nung thép chứa 1%C đến 830°C thì có tới 80% mangan hoà tan trong dung dòch rắn. Vì thế sự phân huỷ austenit khi làm nguội thép Fe-Cr-C chứa 1%Mn xẩy ra rất chậm. Tốc độ làm nguội khi tôi nhỏ tính thấm tôi cao. Điều này cho phép tôi trong môi trường yếu ( như dầu ). Mangan làm giảm nhiệt độ bắt đầu chuyển biến mactensit Ms nên trong thép tôi chứa mangan sẽ tăng hàm lượng austenit dư khi tăng hàm lượng mangan.Ưu việt của thép chứa mangan là giảm chiều hướng biến dạng và tăng tính thấm tôi. Một ưu việt nữa của thép chứa mangan là mangan liên kết với lưu huỳnh tạo thành hợp chất hoá học bền vững MnS nên làm giảm sự bở nóng của thép. Khi hàm lượng của mangan từ 1 – 1,2% thì độ bền của thép được tăng lên. Mức độ tạo thành cácbit của mangan kém hơn so với crôm. Chỉ khoảng 50% mangan kết hợp với cácbon để tạo thành cácbit, 50% còn lại thì hoà tan vào dung dòch rắn . 1.3 Ảnh hưởng nguyên tố Ni Niken kết tinh trong mạng tinh thể lập phương diện tâm, giống như γ- Fe nên niken là nguyên tố hợp kim mở rộng vùng γ rất mạnh. Với một lượng Ni thích hợp sẽ làm cho thép có tổ chức γ ngay cả ở nhiệt độ thông thường. Thông số mạng của niken là 3,524 A°, lớn hơn của γ-Fe một chút. Do niken làm tăng tính ổn đònh của austenit nên khi tăng hàm lượng niken trong hợp kim thì lượng austenit dư sau khi tôi cũng tăng lên. 1.4 Ảnh hưởng nguyên tố Cr Crôm có cấu trúc tinh thể tương tự như α-sắt, tức là có mạng tinh thể lập phương thể tâm với thông số mạng 2,877A° . Tỷ trọng của crôm là 7,1 kg/dm 3 . Hệ số dãn nở nhiệt ở 20°C là 8,2.10 -6 và nhiệt độ nóng chảy của crôm là 1615°C . Nghiên cứu áp dụng phương pháp tinh luyện thép hợp kim đúc ngòai lò (trong lò trung tần) 5 Hợp kim Fe-Cr ở trạng thái rắn tạo ra một số dung dòch rắn γ, γ + α, α và đặc biệt là trong khoảng 44-52% Cr sẽ tạo ra hợp chất liên kim không ổn đònh σ . Pha này rất cứng, dòn và chứa 48,2% Cr ( xem hình 1 ). Đến hàm lượng 2% thì crôm hoà tan hoàn toàn trong sắt. Do bán kính nguyên tử của crôm gần bằng của sắt nên trong mạng tinh thể α-sắt, các nguyên tử crôm nằm trong các nút mạng thay thế các nguyên tử sắt, tạo nên dung dòch rắn thay thế với các tính chất cơ học cao hơn, đặc biệt là độ dai va đập. Nguyên tố crôm nâng cao tính chống gỉ của thép, đặc biệt là khi hàm lượng crôm lớn hơn 12%. Trong hợp kim Fe-Cr-C thì một phần crôm liên kết với cácbon tạo thành cácbit. Trong khoảng 1-2% Cr thì hầu như tất cả crôm liên kết với cácbon tạo thành cácbit phức hợp ( Fe, Cr ) 3 C. Cácbit này và cả Xêmentit hoà tan trong γ-sắt khi nung lên 890-900°C. Khi hàm lượng crôm tăng trên 2% thì trong thép sẽ tạo ra các loại cácbit crôm đặc biệt, có công thức hoá học là ( Cr, Fe ) 7 C 3 và kết tinh trong hệ Tam tà ( Trigonal ). Loại cácbit này rất ổn đònh và chỉ hoà tan trong austenit khi nung ở 1040-1070°C . Khi hàm lượng crôm từ 10-11% trở lên sẽ tạo thành loại cácbit phức tạp có công thức hoá học là ( Cr, Fe ) 23 C 6 và kết tinh trong hệ lập phương. Sự hình thành các loại cácbit phụ thuộc vào hàm lượng crôm và cácbon. Nhờ có sự hình thành các loại cácbit này mà thép có độ cứng cao và tính chòu mài mòn tốt. Crôm có ảnh hưởng đến chuyển biến γ ↔ α ( nhiệt độ chuyển biến và điều kiện tiết cácbit từ dung dòch rắn ). Do crôm trong austenit làm giảm độ hoà tan của cácbon nên các đường giới hạn hoà tan của cácbit trong austenit dòch chuyển về phía giảm hàm lượng cácbon, thu hẹp vùng γ . Tuy nhiên, sự thu hẹp này cũng chỉ ở mức độ nhỏ do sự có mặt của cácbon-nguyên tố mở rộng vùng γ. Nghiên cứu áp dụng phương pháp tinh luyện thép hợp kim đúc ngòai lò (trong lò trung tần) 6 1800 o 1539 o α+L L α+L γ α 910 α+σ σ α+σ Fe 20 40 60 80 Cr Hình 1. Giản đồ trạng thái Fe-Cr 1.5 Ảnh hưởng nguyên tố Mo Môlypđen thu hẹp vùng γ và mở rộng vùng α hơn cả crôm. Môlypđen là nguyên tố tạo cácbit rất mạnh. Cácbit môlypđen có tính ổn đònh rất cao nên rất khó hoà tan vào austenit khi nung. Cùng với crôm, môlypđen làm tăng mạnh độ thấm tôi của thép ( hệ số thấm tôi của môlypđen là 3,8 ). Môlypđen cải thiện tính chống ram do nó tạo ra độ cứng thứ cấp khi ram (do hình thành Mo 2 C ) và làm giảm sự nhậy cảm đối với hiện tượng dòn ram. II. TỔNG QUAN VỀ THÉP KHÔNG GỈ Thép không gỉ bao gồm một họ hợp kim trên cơ sở Fe mà tính chất chủ yếu của nó là bền chống ăn mòn trong các môi trường khác nhau. Tuy nhiên được gọi là thép không gỉ nhưng cần phải hiểu một cách tương đối so với thép thông thường. Thực ra mỗi lọai thép không gỉ chỉ có tính chống ăn mòn cao trong một số môi trường nhất đònh và ngay cả trong môi trường đó nó vẫn bò ăn mòn với tốc độ nhỏ <0.1mm/năm ( không đáng kể) Thép không gỉ có một số đặc tính ưu việt là : Hàm lượng crôm, % (theo khối lượng) 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 770 o α+ γ 1400 o Nhiệt độ o C 850 o Nghiên cứu áp dụng phương pháp tinh luyện thép hợp kim đúc ngòai lò (trong lò trung tần) 7 - Đặc điểm nổi bật của thép không gỉ là khả năng chống gỉ, ngày nay người ta đã chế tạo được các lọai thép không gỉ có khả năng làm việc trong nhiều môi trường xâm thực mạnh như: Acid, kiềm, phóng xạ… - Có khả năng làm việc ở nhiệt độ cao. - Có các chất cơ học ( Độ bền, tính dẻo) và công nghệ (tính đàn hồi, khả năng dập sâu, tính gia công …) tốt. - Có tính vệ sinh cao. - Có ngọai hình thẩm mỹ cao. - Có khả năng dùng lại lớn. Cr Và Ni là 2 nguyên tố chính trong họ thép không gỉ, tùy thuộc vào hàm lượng và tỷ lệ Cr và Ni để có thể tạo nên tổ chức chức khác nhau của thép không gỉ (Xem hình 2- giản đồ Schaeffler ) T r o n g đ o ù : Hình 2. Giản đồ Schaeffler- Tổ chức của thép không gỉ phụ thuộc vào lượng Cr, Ni quy đổi M - vùng tồn tại của Mactenxit; α- Ferit; γ-austenit Trong đó: Cr tđb = %Cr + %Mo + 1.5%Si + 0.5%Nb Ni tđb = %Ni + 30%C + 0.5%Mn Chính vì vậy có thể chia thép không gi thành 3 nhóm chính là : Thép không gỉ mactenxit, Thép không gỉ austenit, thép không gỉ ferit. Ngòai ra còn có cả lọai thép không gỉ ferit-austenit và thép không gỉ hóa cứng tiết pha phân tán. 2.1 Thép không gỉ mactenxit 25 γ γ + α 30 α Μ + α 25 Cr (td) 15 20 γ + α +Μ γ +Μ 20 Μ 10 15 5 Μ + α 50 10 Ni (tđ) Nghiên cứu áp dụng phương pháp tinh luyện thép hợp kim đúc ngòai lò (trong lò trung tần) 8 Khi hàm lượng Cr chiếm từ 12% - 17% Thép không gỉ này sẽ có tổ chức mactenxit, nếu vượt qua giới hạn trên sẽ trở thành thép austenit. Nếu lượng Cr ở giới hạn dưới (12.5-1.3%) thi lượng Carbon phải hạn chế không vượt quá 0.4% để tránh tạo thành quá nhiều pha cacbit crôm dẫn tới làm nghèo crôm ở phần kim lọai nền và giảm khả năng chống gỉ của thép. Các lọai thép này bao gồm (theo bảng 1) SEA/ AISI UNS JIS Cmax Mnmax Simax Cr Ni* Pmax Smax Các nguyên tố khác 403 S40300 SUS403 0.15 1.00 0.5 11.5-13.0 0.04 0.03 410 S41000 SUS410 0.15 1.00 1.00 11.5-13.0 0.04 0.03 416 S41600 SUS416 0.15 1.25 1.00 12.0-14.0 0.04 0.03 Mo:0.6 420 S42000 SUS420 0.15-0.40 1.00 1.00 12.0-14.0 0.04 0.03 420F S42020 SUS420F 0.26-0.40 1.00 1.25 12.0-14.0 0.04 0.15min Mo: 0.60 431 S43100 SUS431 0.2 1.00 1.00 15.0-17.0 1.25-2.5 0.04 0.03 440A S44002 SUS440A 0.60-0.75 1.00 1.00 16.0-10.0 0.04 0.03 Mo:0.75 440B S44003 SUS440B 0.75-0.95 1.00 1.00 16.0-18.0 0.04 0.03 Mo:0.75 440C S44004 SUS440C 0.95-1.2 1.00 1.00 16.0-18.0 0.04 0.03 Mo:0.75 Bảng 1. Thành phần hóa của các mác thép không gi Mactenxit • Đối với các mác thép của JIS có bổ sung thêm 0.6 % Ni Để nhiệt luyện thép không gỉ lọai này thường dùng: Austenit hóa, tôi và ram. Nhiệt độ austenit hóa khá cao (950-1100 o C) do Cr nâng cao điểm chuyển pha α ↔ γ và cần phải hòa tan cacbit crôm vào γ. Do lượng Cr cao nên thép này dễ tôi, có thể nguội trong dầu hoặc trong không khí vẫn có thể nhận được tổ chức mactenxit. Nhiệt độ ram tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể, nhưng cần chú ý tránh dòn ram lọai II ờ vùng nhiệt độ 350-575 o C bằng cách làm nguội trong dầu. Nếu nguội chậm trong vùng nhiệt độ trên sẽ hình thành Cr 23 C 6 đây là nguyên nhân làm thép bò giòn và giảm khả năng chống ăn mòn. Công dụng của lọai thép này bao gồm: đối với lọai có % Carbon thấp như: 403; 420… thường dùng làm đồ trang sức, ốc vít không gỉ, chi tiết chòu nhiệt (dưới 450oC) như tuốc bin hơi, bộ phận crắc kinh dầu mỏ…. Còn đối với một số lọai có % Carbon trung bình như: 420F; 431… có độ cứng cao hơn và giới hạn đàn hồi cao hơn thường dùng lam lò xo không gỉ, dụng cụ đo… Nghiên cứu áp dụng phương pháp tinh luyện thép hợp kim đúc ngòai lò (trong lò trung tần) 9 Riêng đối với một số lọai có % Carbon cao như: 440A; 440B; 440C… dùng làm dụng cụ mổ (dao kéo), chi tiết chòu nhiệt và chòu mài mòn như supap xả của động cơ điêzel, ổ bi làm việc trong một số môi trường ăn mòn. Tóm lại thép không gỉ mactenxit có tính chống ăn mòn cao trong không khí, nước sông, nước máy, do hiệu ứng thụ động hóa của Crôm nên không bò ăn mòn trong acid HNO 3 , còn trong các acid khác chúng đều bò ăn mòn. Cần chú ý rằng trong ba lọai thép không gỉ chính thì thép mactenxit là lọai có tính chống ăn mòn kém nhất. Trong thực tế thường gặp thép Crôm tối thiểu 12.5-13.0% vừa đủ để đảm bảo tính thụ động hóa của lớp bề mặt, nhưng do một phần Cr tạo với C thành cacbit nên nó không thể tham gia tạo ra màng thụ động làm cho lọai thép này có tính chống ăn mòn kém. 2.2 Thép không gỉ ferit Thép không gỉ ferit có giới hạn đàn hồi cao hơn thép mactenxit, nhưng mức độ biến dạng dẻo lại thấp hơn, nên chúng thích hợp cho việc gia công biến dạng dẻo nguội (cán, kéo, gò, dập…) độ bền chống ăn mòn của chúng phụ thuộc lượng crôm có trong thép, nhưng tốt nhất ở trạng thái ủ. Để hạn chế hiện tượng ăn mòn cục bộ (ăn mòn điểm) phải tăng lượng crôm lên trên 20% và tốt hơn là cho thêm khỏang 2%Mo, cho phép sử dụng thép không khí hậu biển, nước biển và trong môi trường acid. Các lọai thép này bao gồm: (Xem bảng 2) SEA/ AISI UNS JIS Cmax Mnmax Simax Cr Pmax Smax Các nguyên tố khác 405 S40500 SUS405 0.08 1.00 1.00 11.5-14.0 0.04 0.03 AL:0.1- 0.3 430 S43000 SUS430 0.12 1.00 1.00 14.0-16.0 0.04 0.03 430F S43020 SUS430F 0.12 1.25 1.00 16.0-18.0 0.04 0.15 min Mo:0.6 434 S43400 SUS434 0.12 1.00 1.00 16.0-18.0 0.04 0.03 Mo:0.6- 1.25 446 S44600 1.50 1.00 1.00 23.0-27.0 0.04 0.03 N:0.25 Bảng 2. Thành phần hóa của các mác thép không gỉ ferit Nghiên cứu áp dụng phương pháp tinh luyện thép hợp kim đúc ngòai lò (trong lò trung tần) 10 Tùy theo lượng Crôm, thép không gỉ ferit được chia thành ba nhóm: - Nhóm thép chứa khỏang 13%Cr như:( 405-Mỹ), lọai này chứa rất ít Carbon (<0.08%C), khi cho thêm 0.2%Al, nhằm mở rộng vùng ∝ để ngăn cản sự tạo thành austenit khi nung và tạo thuận lợi cho việc hàn, được dùng nhiều trong công nghiệp dầu mỏ. - Nhóm thép chứa tới 17% Cr như : (430F; 434-Mỹ), đây là lọai thép không gỉ ferit được sử dụng nhiều nhất vì nó có thể thay thế thép không gỉ austenit khi điều kiện sử dụng cho phép, lại không chứa Ni nên giá thành chế tạo thấp. Được sử dụng trong công nghiệp sản xuất acid HNO 3 , hóa thực phẩm, kiến trúc… Tuy nhiên nhược điểm của lọai thép này là khó hàn, khi nhiệt độ vượt quá 950 o C, vùng gần mối hàn trở nên giòn và xảy ra hiện tượng ăn mòn theo biên hạt. Điều này có thể khắc phục bằng cách hạ thấp lượng Carbon hoặc biến tính Ti vào thép. - Nhóm thép chứa từ 20-30%Cr như (446-Mỹ) vì có %Cr cao nên chúng có tính chống ôxihóa cao ( không bò tróc vẩy ở nhiệt độ cao 800-900 o C). 2.3 Thép không gỉ austenit Khi cho thêm Ni vào thép không gỉ, nguyên tố mở rộng vùng γ, với lượng thích hợp sẽ làm cho thép có tổ chức γ ngay cả ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ thường, thép đó được gọi là thép austenit (bảng3) SEA/A ISI UNS JIS Cmax Mnmax Simax Cr Ni* Pmax Smax Các nguyên tố khác 201 S20100 SUS201 0.15 5.5-7.5 1.00 16.0-18.0 3.5-5.5 0.06 0.03 N:0.25 202 S20200 SUS202 0.15 7.5-10.0 1.00 17.0-19.0 4.0-6.0 0.06 0.03 N:0.25 301 S30100 SUS301 0.15 2.00 1.00 16.0-18.0 6.0-8.0 0.045 0.03 302 S30200 SUS302 0.15 2.00 1.00 17.0-19.0 8.0-10.0 0.045 0.03 303 S30300 SUS303 0.15 2.00 1.00 17.0-19.0 8.0-10.0 0.20 0.15 min Mo: 0.60 303Se S30323 S US303Se 0.15 2.00 1.00 17.0-19.0 8.0-10.0 0.2 0.06 Se<0.15 304 S30400 SUS304 0.08 2.00 1.00 18.020.0 8.0-10.5 0.05 0.03 304L S30403 SUS304L 0.03 2.00 1.00 18.0-20.0 8.0-12.0 0.045 0.03 305 S30500 SUS305 0.12 2.00 1.00 17.0-19.0 10.5-13.0 0.045 0.03 309S S30908 SUS309S 0.08 2.00 1.00 22.0-24.0 12.0-15.0 0.045 0.03 310S S31008 SUS310S 0.08 2.00 1.50 24.0-26.0 19.0-22.0 0.045 0.03 316 S31600 SUS316 0.08 2.00 1.00 16.0-18.010.0-14.0 0.20 0.15 min Mo: 2.0- 3.0 [...]... mác thép hợp kim bền nhiệt Các nguyên tố khác N≤ 0.2 N≤ 0.2 Nghiên cứu áp dụng phương pháp tinh luyện thép hợp kim đúc ngòai lò (trong lò trung tần) 16 IV TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TINH LUYỆN THÉP HP KIM NGÒAI LÒ Phương pháp tinh luyện thép hợp kim ngòai lò (còn được gọi là phương pháp luyện thép thứ cấp) được áp dụng để nhằm đạt được những mục đích chủ yếu sau: - Kiểm sóat thành phần của thép hợp kim. .. của thép lỏng Phương pháp này được sử dụng chủ yếu để lọai bỏ hydrô và một lượng nhất đònh carbon ra khỏi thép Nghiên cứu áp dụng phương pháp tinh luyện thép hợp kim đúc ngòai lò (trong lò trung tần) 23 4.3 Tinh luyện trong thùng rót 4.3.1 Phương pháp khuấy đảo bằng cảm ứng Hình 9 Sơ đồ bố trí thiết bò sử dụng trong phương pháp khử khí với khuấy đảo bằng cảm ứng trong thùng rót Trong phương pháp khuấy... chòu lửa bảo vệ được nhúng sâu vào kim lọai lỏng - Cách dùng viên gạch xốp đặt ở đáy thùng (hình 12b) và argon được thổi từ đáy thùng lên Nghiên cứu áp dụng phương pháp tinh luyện thép hợp kim đúc ngòai lò (trong lò trung tần) 27 Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU I Nội dung nghiên cứu: Hiện nay vấn để sản xuất thép đúc bằng vật liệu thép không gỉ và thép hợp kim bền nhiệt đã được thực hiện... trong thép hợp kim) - Tạo được độ tinh khiết ở mức vó mô cho thép hợp kim (lọai bỏ các phi kim lọai, các ôxit và sun phít không mong muốn) - Biến đổi các chất lẫn (thay đổi thành phần hoặc hình dạng các chất không mong muốn có trong thép hợp kim để nó phù hợp với cơ tính của thép hợp kim đúc) Nguyên lý họat động chủ yếu sử dụng trong phương pháp tinh luyện thép hợp kim đúc ngòai lò đựa trên cơ sở đưa thép. .. sử dụng sao cho không xảy ra sự tổn thất bằng chân không Nghiên cứu áp dụng phương pháp tinh luyện thép hợp kim đúc ngòai lò (trong lò trung tần) 19 4.1.3 Khử khí dòng thép lúc ra thép (hình 5) Hình 5 Sơ đồ bố trí thiết bò đúc sử dụng phương pháp khử khí lúc ra thép Phương pháp này dùng thùng rót kín để thay thế cho buồng chân không Trong quá trình khử khí, chất khử oxy cần dùng được đưa vào vào thép. .. phương pháp được sử dụng để sản xuất thép không rỉ Phương pháp này dùng thùng rót đã được nung nóng đặt vào trong buồng chân không, ôxy được thổi qua vòi phun phía trên bề mặt thép lỏng và argon được thổi qua viên gạch xốp đặt ở đáy thùng Nghiên cứu áp dụng phương pháp tinh luyện thép hợp kim đúc ngòai lò (trong lò trung tần) 25 4.3.3 Khử khí bằng oxy và argon AOD Hình 11 Các bước xử lý để tinh luyện thép. .. khuấy đảo - Kiểm tra mẫu và điều chỉnh thành phần hợp kim - Ra thép - Phương pháp AOD cho phép giảm lượng hydro tới mức . thép hợp kim bền nhiệt Nghiên cứu áp dụng phương pháp tinh luyện thép hợp kim đúc ngòai lò (trong lò trung tần) 16 IV. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TINH LUYỆN THÉP HP KIM NGÒAI LÒ Phương pháp. Nghiên cứu áp dụng phương pháp tinh luyện thép hợp kim đúc ngòai lò (trong lò trung tần) 3 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ THÉP KHÔNG RỈ, THÉP ĐÚC BỀN NHIỆT VÀ CÔNG NGHỆ TINH LUYỆN THÉP HP KIM. thép trong chân không thường sử dụng các phương pháp: 4.1.1 Khử khí dòng thép từ thùng rót tới khuôn (hình 3): Nghiên cứu áp dụng phương pháp tinh luyện thép hợp kim đúc ngòai lò (trong lò