3.3. Xử lý nhiệt
Phôi sau điện xỉ được ủ khử ứng suất và đồng đều hoá trong lò buồng ở nhiệt độ 950°C. Thời gian ủ 5 h.
Kết quả khảo sát độ cứng và cơ tính của thỏi thép sau điện xỉ và ủ đồng đều hoá được chỉ ra ở bảng 4.
Bảng 4 – Hình 1
Tổ chức tế vi của thỏi thép tại các vị trí khác nhau xem hình 1. Từ ảnh tổ chức tế vi của phôi thép hợp kim sau ủ đồng đều hoá và khử ứng suất thấy: tổ chức của phôi thép rất đồng đều và ổn định ở mọi vị trí, tổ chức của thép hầu như là ferit, có hạt đa cạnh sáng. Kết quả này đã cho thấy chế độ điện xỉ, chế độ nhiệt và thời gian ủ là phù hợp.
Phôi tấm được chế tạo từ phôi đúc điện xỉ bằng phương pháp rèn nóng.
Để cải thiện cơ tính và tổ chức của thép tấm nhằm tạo trạng thái phù hợp cho gia công biến dạng, đã tiến hành tôi ở 850°C, làm nguội ngoài không khí (thường hoá), sau đó hoá già ở 490°C trong 3 h. Khi nung nóng để tôi, các nguyên tố hợp kim Ti, Al, Mo có độ hòa tan giới hạn và thay đổi trong pha α-Fe sẽ chuyển vào dung dịch rắn γ và khi làm nguội không có sự tiết pha. Sau khi tôi, mactenxit của sắt quá bão hòa Ni được giữ nguyên. Cấu trúc vi mô của thép sau khi tôi là mactenxit không chứa cacbon. Nhờ hàm lượng Ni, Co cao và hàm lượng C thấp nên thép có độ bền cao. Cùng với việc tăng độ bền, thép cũng có độ dẻo và độ dai tốt. Sự hóa bền cơ bản đạt được khi hóa già. Hóa bền khi hóa già gắn liền với sự tiết pha phân tán từ mactenxit, đó là các hợp chất liên kim kiểu Ni3Ti, NiTi, Fe2Mo, Ni3Mo. Titan và nhôm có tác dụng hóa bền mạnh nhất khi hóa già. Quá trình hoá già sẽ tạo cho thép có cơ tính cao, tổ chức hạt mịn, tuy nhiên độ dẻo, độ dai của thép cũng sẽ giảm.
Kết quả khảo sát tính chất vật liệu sau khi thường hoá và hoá già nêu ở bảng 5.
| TT | Kí hiệu | Độ cứng, HB | Rm, MPa | A5, % |
| 1 | Mẫu số 1 | 350 | 1136 | 6 |
| 2 | Mẫu số 2 | 345 | 1076 | 7,57 |
Bảng 5. Cơ tính của phôi đĩa sau rèn, thường hoá và hoá già
Tổ chức kim tương của thép hợp kim sau khi rèn và sau khi thường hoá, hoá già xem trên hình 2 và 3. Thấy rằng tổ chức của thép là austenit, mactenxit hoá già. Sau khi hoá già, tổ chức hạt tương đối mịn, điều này rất thuận lợi cho quá trình gia công biến dạng.
Hình 4, 5
Hình 4. Giản đồ nhiễu xạ Rơnghen của thép hợp kim sau khi thường hoá, hoá già
Đã tiến hành phân tích cấu trúc rơnghen để kiểm tra thành phần pha của hợp kim trước và sau khi thường hoá, hoá già. Kết quả phân tích xem hình 4. Thấy rằng trong hợp kim sau khi hoá già ngoài thành phần Fe, Ni là chủ yếu, có xuất hiện các pha liên kim của Fe- Ni-Mo, đây chính là các pha có tác dụng hóa bền.
Trên giản đồ nhiễu xạ, không thấy xuất hiện các pha liên kim của Ni-Ti, Ni-Al, điều này có thể giải thích do hàm lượng Ti, Al còn lại trong thép sau điện xỉ quá thấp nên khó có thể tạo pha liên kim này. Chính vì vậy hiệu quả hoá bền của liên kim của Ni-Ti, Ni-Al chắc chắn trong trường hợp này chưa cao. Vấn đề này cần tiếp tục nghiên cứu để bảo đảm hàm lượng Ti, Al nhằm nâng cao hiệu quả hoá bền khi hoá già của các nguyên tố này.
Từ kết quả nghiên cứu, khảo sát tính chất và tổ chức của phôi thép hợp kim đã thấy chúng gần đạt chỉ tiêu chất lượng tiêu chuẩn của Nga. Qua thử nghiệm biến dạng thấy rằng thép hợp kim đã chế tạo có khả năng đáp ứng tốt cho dập sâu và miết ép để tạo phôi ống mỏng.
4. KẾT LUẬN
Qua kết quả thực nghiệm nấu luyện chế tạo thép hợp kim, đã rút ra một số kết luận:
1. Với chế độ công nghệ:
– Tỷ lệ cháy hao các nguyên tố hợp kim là: Fe 1,5%; Ni 0,2%; Mo 0,2%; Co 8,5%; Ti 18%; Al 13%.
– Nhiệt độ nấu luyện: 1550°C;
– Nhiệt độ hợp kim hoá: 1600°C;
– Thời gian nấu luyện: 40 ph;
Đã nấu luyện được thép hợp kim đạt thành phần hoá học tương đương mác 03H18К9M5TЮ của Nga.
2. Bằng phương pháp nấu luyện hồ quang đã chế tạo được mác xỉ AHΦ-1Π để dùng cho điện xỉ tinh luyện thép hợp kim 03H18К9M5TЮ ít cácbon, có chứa Ti và Al. Thấy rằng thành phần các nguyên tố hợp kim chính không thay đổi, nhưng hàm lượng Ti, Al giảm mạnh, làm ảnh hưởng đến quá trình tiết pha khi hoá già, do vậy cần tiếp tục hoàn thiện mác xỉ để bảo đảm thành phần hoá học của hợp kim sau điện xỉ.
3. Đã xác định được chế độ công nghệ điện xỉ tinh luyện thép hợp kim 03H18К9M5TЮ phù hợp dùng cho phôi gia công biến dạng. Đã xác định chế độ ủ đồng đều hoá phù hợp đối với mác thép hợp kim sau điện xỉ: nhiệt độ ủ 950°C, thời gian ủ 5 h. Tổ chức, của thỏi thép hợp kim sau điện xỉ rất đồng đều, hạt mịn.
4. Đã xác định chế độ nhiệt luyện phôi tấm: thường hoá ở 850°C và hoá già ở 490°C trong 3 h. Tổ chức, mactenxit của phôi thép hợp kim đồng đều, hạt mịn. Cơ tính của phôi tấm phù hợp dùng để dập vuốt và miết ép.
[symple_box color=”gray” text_align=”left” width=”100%” float=”none”]
TÀI LIỆU TRÍCH DẪN
- Maraging steel having high fatigue strength and maraging steel strip made of same, United States Patent, US 6,767,414 B2, Jul, 27, 2004.
- Tavares S.S.M., da Silva M.R., Neto J.M., Pardal J.M., Cindra Fonseca M.P., Abreu H.F.G., Magnetic prop- erties a Ni-Co-Mo-Ti maraging 350 steel, Journal of Alloys and Compounds 373, 2004, 304-311.
- Chernyshova T.A., Lyul kina T.V., and Pikus I.M., 01N17K12M5T Maraging steel under conditions of super- fast solidification and high-speed pressing, Powder Metallurgy and Metal Ceramics, Volume 30, No 1, 1991, 23-29
- Листы холоднокатаные из мартенситностареющей стали марки 03Н18К9М5ТЮ-ВИ (ЧС4-ВИ) и 03Н18К9М5ТЮ-ИД (ЧС4-ИД), Технические условия, ТУ 14-1-4805-90.
- Латаш Ю.В., Медовар Б.И., Электрошлаковый переплав, Металлургия, Москва, 1970.
[/symple_box][symple_clear_floats]
